(57)【要約】【課題】スタンド装置を大型化しなくても大型のモニター装置を鏡筒と一緒に支持することができる手術用立体観察装置を提供する。【解決手段】スタンド本体３にはその左右一方の側面に縦アーム５と横アーム６と鏡筒１５が設けられ、またモニター装置２０は左右他方側へ延びるアーム１９の先端に設けられているため、スタンド本体３を中心とした左右での重量バランスが図られ、大型のモニター装置２０であっても、比較的小さなスタンド本体３で支持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
術野の立体光学像を得る光学手段及び該光学手段から得られた立体光学像を撮像して立体映像信号を出力する撮像手段を収納した鏡筒と、該鏡筒を支持した状態で任意の位置に移動自在なスタンド装置と、前記撮像手段から出力された立体映像信号に基づく立体映像を表示するパネル型のモニター装置とを備えた手術用立体観察装置であって、
前記スタンド装置が、フロアに設置されたベースと、該ベースに対して垂直軸を中心に回転自在なスタンド本体とを備え、
スタンド本体の左右一方の側面に、途中部位が水平軸を中心に前後傾動自在に取付けられた縦アームと、縦アームの上端に基端側が軸支されて横方向に延び且つ先端に鏡筒が保持された横アームが設けられ、
スタンド本体に該スタンド本体の左右他方側へ延び且つ先端にモニター装置が保持されたアームが設けられていることを特徴とする手術用立体観察装置。
【請求項２】
縦アーム及び横アームが鏡筒の重量をカウンタウェイトで相殺するバランス式構造であることを特徴とする請求項１記載の手術用立体観察装置。
【請求項３】
アームが水平方向で折りたたみ自在な構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の手術用立体観察装置。
【請求項４】
光学手段が１つの対物光学系と該対物光学系を通過した左右一対の光束が通過する変倍光学系を少なくとも備え、
撮像手段が変倍光学系を通過した光束を受光する左右一対の撮像素子を備え、
鏡筒に術野に対して対物光学系の光軸と異なる角度で照明光を照射可能な照明手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の手術用立体観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術用立体観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳神経外科等においてドクターが術野を拡大観察しながら手術する場合、一般的には手術顕微鏡が用いられる。ドクターは手術顕微鏡の接眼部に目を当て、手術顕微鏡の光学系を介して患部を拡大観察する。
【０００３】
このように手術顕微鏡により術野を拡大観察する方法は、常に目を接眼部に当てる必要があるため、観察のために顕微鏡を斜めにするとドクターの首も斜めになり手術中に無理な姿勢を強いられる。
【０００４】
そのため最近では手術用の立体観察装置として、手術顕微鏡の代わりに、カメラを内蔵した鏡筒により患部の立体電子映像を撮影し、それをモニター装置に表示して３Ｄ用の専用メガネで立体的に観察する方法が提案されている。
【０００５】
鏡筒はスタンド装置により吊り下げた状態で移動自在に支持され、ドクターは鏡筒を手で持って鏡筒の位置及び向きを自由に変え、最適の観察方向を選ぶことができる。
【０００６】
接眼部に目を当てる必要がないため、ドクターは自由な姿勢で手術することができ、ドクターだけでなくアシスタントも同じモニター装置を見ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１８９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこの種の立体観察装置の場合、鏡筒はドクターの手が触れるためその周辺付近まで滅菌用のドレープで覆う必要がある。モニター装置にはドレープを被せることができないため、鏡筒から離れた位置に設置される。モニター装置は鏡筒から離れるため、ドクターの視認性を確保するために比較的大きなサイズが必要となる。
【０００９】
従って現実問題としてモニター装置の重量は増し、重量バランスの問題から、モニター装置を鏡筒と一緒にスタンド装置に支持することが困難であった。仮にモニター装置を鏡筒と一緒にスタンド装置に支持すると、大型で頑丈なスタンド装置が必要となり、手術室内のスペースを圧迫してしまう。
【００１０】
本発明は、このような関連技術に着目してなされたものであり、スタンド装置を大型化しなくても大型のモニター装置を鏡筒と一緒に支持することができる手術用立体観察装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の技術的側面によれば、術野の立体光学像を得る光学手段及び該光学手段から得られた立体光学像を撮像して立体映像信号を出力する撮像手段を収納した鏡筒と、該鏡筒を支持した状態で任意の位置に移動自在なスタンド装置と、前記撮像手段から出力された立体映像信号に基づく立体映像を表示するパネル型のモニター装置とを備えた手術用立体観察装置であって、前記スタンド装置が、フロアに設置されたベースと、該ベースに対して垂直軸を中心に回転自在なスタンド本体とを備え、スタンド本体の左右一方の側面に、途中部位が水平軸を中心に前後傾動自在に取付けられた縦アームと、縦アームの上端に基端側が軸支されて横方向に延び且つ先端に鏡筒が保持された横アームが設けられ、スタンド本体に該スタンド本体の左右他方側へ延び且つ先端にモニター装置が保持されたアームが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の技術的側面によれば、縦アーム及び横アームが鏡筒の重量をカウンタウェイトで相殺するバランス式構造であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の技術的側面によれば、アームが水平方向で折りたたみ自在な構造であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の技術的側面によれば、光学手段が１つの対物光学系と該対物光学系を通過した左右一対の光束が通過する変倍光学系を少なくとも備え、撮像手段が変倍光学系を通過した光束を受光する左右一対の撮像素子を備え、鏡筒に術野に対して対物光学系の光軸と異なる角度で照明光を照射可能な照明手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の技術的側面によれば、スタンド本体にはその左右一方の側面に縦アームと横アームと鏡筒が設けられ、またモニター装置は左右他方側へ延びるアームの先端に設けられているため、スタンド本体を中心とした左右での重量バランスが図られ、大型のモニター装置であっても、比較的小さなスタンド本体で支持することができる。スタンド本体はベースに対して垂直軸を中心に回転自在であるため、スタンド本体を回転させても左右での重量バランスは不変である。
【００１６】
本発明の他の技術的側面によれば、縦アーム及び横アームが鏡筒の重量をカウンタウェイトで相殺するバランス式構造であるため、スタンド本体を中心とした前後での重量バランスも図られ、スタンド装置がより安定した状態になる。
【００１７】
本発明の他の技術的側面によれば、アームが水平方向で折りたたみ自在であるため、折りたたみ度合いによりモニター装置の位置や向きの調整が可能であると共に、不使用時や輸送時にはアームを折りたたんでモニター装置をスタンド本体に接近させた収納状態にすることができる。
【００１８】
本発明の他の技術的側面によれば、照明手段の角度が対物光学系の光軸と異なるため、術野で反射した正反射成分がダイレクトに対物光学系に戻りにくく、撮像手段への悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】手術用立体観察装置を示す正面図。
【図２】手術用立体観察装置を示す側面図。
【図３】鏡筒を示す斜視図。
【図４】鏡筒の内部構造を示す斜視図。
【図５】鏡筒の内部構造を示す正面図。
【図６】鏡筒の内部構造を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図６は本発明の好適な実施形態を示す図である。以下の説明で図１のＸを左右方向（水平方向）、図２のＹを前後方向として説明する。
【００２１】
スタンド装置１は手術室内に設置されるもので、ベース２とスタンド本体３を備えている。ベース２はロック自在なキャスター４を有し、ロック解除状態でフロア上を移動することができるし、ロック状態でフロア上の必要な位置に固定することができる。
【００２２】
スタンド本体３はベース２上に設置され垂直軸Ｖ１を中心して回転自在である。スタンド本体３には左側の側面に縦アーム５の途中部分が軸支点ａで構成される水平軸Ｈ１を中心に前後傾動自在に軸支されている。この縦アーム５は鋳物製で上下に長い中空形状をしている。
【００２３】
縦アーム５の上端には横アーム６の基端側が軸支点ｂにより上下回動自在に軸支されている。横アーム６は横方向に延びる湾曲状の金属管により形成されている。縦アーム５の下側には後方に延びる底アーム７が設けられ、底アーム７の端部にはカウンタウェイトＷが取付けられている。横アーム６の端末と底アーム７の途中部分は縦サブアーム８により連結されている。これにより縦アーム５と縦サブアーム８を含む縦方向の平行リンクが形成される。
【００２４】
縦アーム５の上方の軸支点ｂには基端アーム９の下端が軸支され、横アーム６の先端には先端アーム１０の途中部分が軸支されている。基端アーム９の上端と先端アーム１０の上端はまっすぐな横サブアーム１１により連結されている。これにより横アーム６と横サブアーム１１を含む横方向の平行リンクが形成される。基端アーム９は縦アーム５の内部構造により常に垂直状態が維持されるようになっている。
【００２５】
先端アーム１０の下部には垂直軸Ｖ２を中心に回転自在なボックス１２が設けられている。ボックス１２には２つの補助アーム１３、１４を介して鏡筒１５が支持されている。補助アーム１３は上端がボックス１２に固定され、他の補助アーム１４はＬ型で補助アーム１３の下端に斜め軸Ｔを中心に回転自在に支持されている。Ｌ型の補助アーム１４の下端に鏡筒１５が水平軸Ｈ２を中心に回転自在に支持されている。垂直軸Ｖ２、斜め軸Ｔ、水平軸Ｈ２は鏡筒１５の略重心に合致する一点で交差する。鏡筒１５は３本の回転軸により所謂ジンバル機構で支持された状態となり、その位置で鏡筒１５の左右両側のハンドル１６を操作をすることにより向きを自由に変化させることができる。
【００２６】
以上のように、鏡筒１５を含めてそれを支持する縦アーム５や横アーム６は全てが図１においてスタンド本体３の左側の側面に取付けられている。
【００２７】
スタンド本体３の上部には長短２本の短冊状のアーム本体１７、１８からなるアーム１９が、スタンド本体３を中心にした左右方向（水平方向）で縦アーム５とは逆側へ延在している。スタンド本体３が垂直軸Ｖ１のまわりに回転してもこの位置関係は常に維持される。アーム本体１７のスタンド本体３への取付部及びアーム本体１７，１８同士の取付部は垂直軸を中心に回動自在に連結されており、水平方向で折りたたみ自在だが上下方向では動きが拘束されている。
【００２８】
このアーム１９の先端に先端にモニター装置２０が支持されている。モニター装置２０は典型的には３２インチの液晶パネル型で、それ自体もアーム１９の先端に対して垂直軸を中心に回転自在である。このモニター装置２０には鏡筒１５で撮影された術野Ｒの立体映像が表示される。術者及びアシスタント等は専用メガネ２１を掛けることで、モニター装置２０に表示された立体映像を立体的に観察することができる。
【００２９】
次に鏡筒１５の内部構造を説明する。
【００３０】
鏡筒１５は立体撮影可能な構造で、左右２本の光路Ｌが内部に形成されている。鏡筒１５の下部には３枚のレンズで構成された対物光学系２２が設けられている。対物光学系２２の光軸Ｋ上に観察対象である術野Ｒがある。対物光学系２２は一部のレンズを可動させることにより焦点距離を３００ｍｍから１０００ｍｍまで可変することができる。対物光学系２２は前後がカットされた形状で、後側には遮光板による区切られた円弧状の切欠部２４が形成されている。
【００３１】
切欠部２４には照明手段２５が鏡筒１５内に内蔵された状態で設けられている。照明手段２５の光軸Ｓは対物光学系２２の光軸Ｋに対して所定の角度θで設置されている。照明手段２５はＬＥＤ光源を内蔵しており白色の照明光Ｅを術野Ｒに対して斜め方向から照射可能である。また図示せぬ回転機構により照明手段２５の角度は対物光学系２２の焦点距離に連動して変化し、照明光Ｅの主軸方向が常に術野Ｒの中心を向くようになっている。
【００３２】
照明手段２５は鏡筒１５の内部に設けられているが、外部に設けて照明光Ｅを光ファイバーで鏡筒１５内に導き鏡筒１５から術野Ｒを照らしても良いし、照明手段２５自体を鏡筒１５の外面に取付けてそこから術野Ｒを照らしても良い。
【００３３】
対物光学系２２の上部には２本の光路Ｌに沿った左右一対の変倍光学系２６が設けられている。変倍光学系２６では４０倍までの拡大が可能である。光路Ｌは結像レンズ２７を経て撮像素子（ＣＣＤ）２８に導かれる。撮像素子２８は典型的にはＣＣＤエリアイメージセンサである。この実施形態では、対物光学系２２及び変倍光学系２６及び結像レンズ２７により「光学手段」が、撮像素子２８により「撮像手段」が構成される。
【００３４】
照明手段２５からの照明光Ｅを術野Ｒに照射することにより、術野Ｒの反射光が対物光学系２２に導入される。この時の反射光の主成分は乱反射光（後方散乱光）で強い反射成分を含む正反射光（前方散乱光）は照明手段２５が角度θを有しているために、対物光学系２２にダイレクトに戻ることはない（図６参照）。
【００３５】
対物光学系２２に導入された反射光は光路Ｌに沿って変倍光学系２６を通過し、その後に２つの撮像素子２８により受光され、互いに視差を有する左目用の像と右目用の像が得られる。その両眼視差を有する左右の像は立体映像信号としてコントローラー２９により合成されモニター装置２０に表示される。モニター装置２０の表示を専用メガネ２１を掛けて見ることにより術野Ｒの立体観察が行える。撮像素子２８により術野Ｒを撮影する際、前述のように術野Ｒでの正反射成分がダイレクトに対物光学系２２に進入しないため、撮像素子２８への悪影響を回避することができる。
【００３６】
次にこの立体観察装置の手術室内での実際の操作方法を説明する。
【００３７】
鏡筒１５は術野Ｒに近い位置にあり、またそのハンドル１６には術者の手が触れるため、鏡筒１５及びその周辺部はドレープ３０により覆われる。具体的には鏡筒１５から縦アーム５の上側まで連続してドレープ３０により覆われる。モニター装置２０はアーム１９により鏡筒１５から離れた位置にあり、またそれ自体をドレープ３０で覆うと表示が見えなくなるため、ドレープ３０では覆われない。
【００３８】
モニター装置２０はアーム１９が水平方向で折りたたみ自在であるため、折りたたみ度合いを調整することにより、モニター装置２０の位置や向きを最適状態に設定することができる。
【００３９】
モニター装置２０はスタンド本体３から離れた位置にあるため、その視認性を確保するため比較的大きなサイズ（３２インチ）になっている。そのためある程度の重量を有するが、モニター装置２０がアーム１９により他の重量物である鏡筒１５及び縦アーム５及び横アーム６とは反対側に位置しているため、特段にカウンタウェイトを設けなくてもスタンド本体３を中心とした左右の重量バランスは図ることができる。
【００４０】
従って、スタンド本体３が大型で頑丈なものでなくても、鏡筒１５等及びモニター装置２０の両方を安定した状態で支持することができる。また鏡筒１５等及びモニター装置２０を支えるスタンド本体３はベース２に対して垂直軸Ｖ１を中心に回転自在であるため、スタンド本体３を回転させても左右での重量バランスは不変であり、鏡筒１５等及びモニター装置２０の安定した支持状態に変わりはない。
【００４１】
また縦アーム５及び横アーム６が鏡筒１５の重量をカウンタウェイトＷで相殺するバランス式構造のため、左右方向だけでなく、前後方向でもスタンド本体３を中心とした重量バランスが図られ、スタンド装置１がより安定した状態になる。
【００４２】
尚、モニター装置２０は不使用時や輸送時にはアーム１９を折りたたんでスタンド本体３に接近した収納状態にすることができる。
【００４３】
以上の実施形態では専用メガネを掛けて見るモニター装置２０を例にしたが、これに限定されず、裸眼で立体的に観察可能なモニター装置でも良い。
【符号の説明】
【００４４】
１  スタンド装置
２  ベース
３  スタンド本体
５  縦アーム
６  横アーム
１５  鏡筒
１９  アーム
２０  モニター装置
２２  対物光学系（光学手段）
２５  照明手段
２６  変倍光学系（光学手段）
２７  結像レンズ（光学手段）
２８  撮像素子（撮像手段）
ａ、ｂ  軸支点
Ｗ  カウンタウェイト
Ｖ１、Ｖ２  垂直軸
Ｈ１、Ｈ２  水平軸
Ｌ  光路
Ｔ  斜め軸
Ｒ  術野
Ｋ  対物光学系の光軸
Ｓ  照明手段の光軸
Ｅ  照明光
θ  照明手段の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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