JP2004016357A - 手術用観察システム - Google Patents

Abstract

【課題】術部表面の顕微鏡観察画像と、この術部の内部の超音波診断像とをともに立体的に重像表示可能で、低コストの手術用観察システムを提供する。
【解決手段】術部表面を立体観察する第１の観察手段１と、術部表面に対する内部の断層画像情報を得る第２の観察手段９と、第１および第２の観察手段１，９による術部の観察部位間の相対位置情報を検出する位置検出手段６０と、この検出手段６０から得た相対位置情報および第１の観察手段１の光学情報に基づいて第２の観察手段９から得た画像情報に画像処理を行い、第１の観察手段１の左右の光軸に対応する立体画像を作成する画像処理手段７０と、この画像処理手段７０で処理した画像情報を表示する画像表示手段５４とを備え、第１の観察手段１による立体観察像に、画像表示手段５４に表示される画像を表示可能とした。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば脳神経外科等の顕微鏡下での微細な手術に適した手術用観察システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術方法や手術機器などの発達に伴い、いわゆるマイクロサージェリーと呼ばれる微細な手術が頻繁に行われるようになってきた。マイクロサージェリーには、例えば脳神経外科に見るように、術部を拡大観察するための観察光学系を有する鏡体を備えた手術用顕微鏡が用いられる。一般に、手術用顕微鏡は、術部を拡大観察するための顕微鏡からなる鏡体と、この鏡体を所望の位置・角度に移動するためのアームを有する架台とで構成されている。
【０００３】
また、術前のＭＲＩやＣＴ画像と相関を取り、顕微鏡手術時に比較するいわゆるナビゲーション装置が普及してきている。このため、顕微鏡観察下で直接観察することのできない患部の位置を予め確認してから手術を進めることができるようになった。さらに、顕微鏡観察像とＭＲＩやＣＴ画像とを同時観察することも可能となっている。
【０００４】
例えば、特開２０００−１３９９４９号公報には、上述したマイクロサージェリーのための手術用顕微鏡が開示されている。この手術用顕微鏡は、手術機器の位置検出に関するマニピュレータなど、脳神経外科等の顕微鏡下での微細な手術の一般的な技術を説明している。
【０００５】
また、特開２００１−１０４３３５号公報には、手術用観察システムが開示されている。この手術用観察システムでは、光学観察像と超音波診断像とを同時に重像することが可能である。また、光学観察像の一部にのみ重像するので、診断画像と術部との相関を取ることが容易となっている。また、超音波診断画像は超音波プローブの移動に伴って変化し、術者が観察したい部位を即座に観察することができるものである。
【０００６】
また、特開２００２−０００６１９号公報には、手術用顕微鏡が開示されている。この手術用顕微鏡では、超音波診断画像は、顕微鏡の内部に表示される。また、顕微鏡観察視野内で光学観察像と超音波診断像とを異なる画面に重像している。また、この超音波診断像は、３方向から観察した画面を表示するとともに、これら３方向から観察した画面から患部近傍の３Ｄ表示を可能としている。
【０００７】
また、特開２００２−０３４９８０号公報には、超音波観測システムが開示されている。この超音波観測システムは、ラジアル方向および前方方向の超音波診断像を得ることができるものである。すなわち、超音波診断像を得る超音波プローブのホルダを取り替えることによって、２方向の超音波診断像を得ることができる。このため、超音波プローブの内部構造を簡素化することができ、超音波プローブの外径を大径化することを要しない。このため、狭い観察対象部位に対しても３次元超音波像を得ることができる。
【０００８】
さらに、特開平９−１９４４１号公報には、手術を支援する画像表示装置が開示されている。この画像表示装置は、左右一対のＴＶカメラを用いて電子画像に左右で視差を持たせた画像を表示し、立体的な観察を可能としたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、脳神経外科手術では開頭により脳変位（ブレインシフト）が発生する。このため、術前のＭＲＩやＣＴ画像情報から得られる患部の位置に対して、実際の患部の位置にずれが生じる。したがって、ブレインシフトを考慮したリアルタイム観測可能な患部認識装置が望まれている。
【００１０】
また、術中に再びＭＲＩやＣＴ画像情報を取得することも行われている。しかし、円滑な術中診断を行うには手術室にＭＲＩ装置やＣＴ装置などの３次元超音波観測装置を設置しなければならないなど、これらの機材を設置可能な広い手術室が要求されてしまう。
【００１１】
また、顕微鏡観察下の手術においては、術者と術部との間に顕微鏡が存在するため、３次元超音波観測装置を用いると顕微鏡と術部との間がさらに煩雑になってしまう。このため、手術の進行を妨げる要因となっていた。さらに、３次元超音波観測装置は高価であるため、術者および患者に対して大きな費用の負担をもたらしていた。
【００１２】
一方では、画像情報としての内部画像は視認しやすい３次元画像であることが望ましい。しかし、これまでは３次元超音波観測装置や特開２００２−０３４９８０号公報で開示された技術では、顕微鏡画像を立体観察可能な鏡体と、表示が平面的な超音波診断像表示画面とを見る必要があった。すなわち、顕微鏡画像は立体的に観察されるが、超音波診断画像は平面的であるため、術者の頭の中で立体画像として構築し直す必要があった。
【００１３】
また、特開２００２−０００６１９号公報で開示された技術では、顕微鏡観察視野内に他に小画面を設けて、この小画面に超音波診断画像を表示している。このため、実際の患部の位置を把握するには術者の頭の中で立体的に重像（想像）しなければならなかった。
【００１４】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、術部表面の顕微鏡観察画像と、この術部の内部の超音波診断像とをともに立体的に重像表示可能で、低コストの手術用観察システムを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明の手術用観察システムは、左右に１対の光軸を備え、術部表面を立体観察する第１の観察手段と、この術部表面に対する内部の２次元断層画像情報を所定の方向に沿って順次取得する第２の観察手段と、前記第１の観察手段による術部表面の観察部位と第２の観察手段による術部内部の観察部位との間の相対位置情報を検出する位置検出手段と、この検出手段から得た相対位置情報および前記第１の観察手段の光学情報に基づいて前記第２の観察手段から得た画像情報に画像処理を行い、前記第１の観察手段の左右の光軸に対応する立体画像を作成する画像処理手段と、この画像処理手段で処理した立体画像を表示し、かつ、この表示情報を前記第１の観察手段の光軸上に重ねる画像表示手段とを備え、前記第１の観察手段による左右の光軸から得た術部表面の立体観察像に、前記画像表示手段に表示される立体画像を表示可能としたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記画像処理手段は、前記第２の観察手段で取得する立体観察像を前記第１の観察手段と同一の観察方向から観察した状態に作成することが好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について図１ないし図９を用いて説明する。
【００１９】
（構成）
図１に示すように、この実施の形態にかかる手術用観察システム（手術用顕微鏡システム）には、第１の観察手段として実体顕微鏡を有する手術用顕微鏡１が設けられている。さらに、この手術用顕微鏡１には、第２の観察手段として超音波システム９が接続されている。
【００２０】
第１の観察手段としての手術用顕微鏡１には、架台２と、この架台２の上部に配設されたバランスアーム３と、このバランスアーム３に支持された鏡体４とが設けられている。
【００２１】
ここで、バランスアーム３には、複数の回動アーム（可動アーム）と６軸の回動軸（可動軸）５ａ〜５ｆとが設けられている。各回動軸５ａ〜５ｆには、バランスアーム３の各回動アームの回動位置を固定するロック状態と、このロック状態を解除するロック解除状態とに切替え可能な電磁鎖錠（図示せず）が設けられている。そして、鏡体４は、電磁鎖錠のロック／ロック解除の切替え動作にともない、バランスアーム３の各回動アームの各回動軸５ａ〜５ｆを中心として空間的に移動自在に支持されている。
【００２２】
また、図１に示すように、鏡体４には後述する第１の対物レンズ１８（図２参照）の光軸中心位置を規定するセンサーアーム６が装着されている。このセンサーアーム６は、例えば時分割発光式の複数個の赤外線ＬＥＤが取り付けられている。このセンサーアーム６の赤外線は、後述するナビゲーション装置１５に接続され、鏡体４の第１の対物レンズ１８の光軸中心Ｘｃと関連している。
【００２３】
さらに、鏡体４には、この鏡体４の位置操作用のグリップ７が設けられている。このグリップ７には焦点調整用、変倍操作用およびアーム操作用の各操作スイッチ（図示せず）が設けられている。
【００２４】
そして、架台２には、鏡体制御部１１およびアーム制御部１２が内蔵されている。上述したグリップ７の各操作スイッチは、それぞれ鏡体制御部１１およびアーム制御部１２に接続されている。さらに、これらの鏡体制御部１１およびアーム制御部１２には、グリップ７の各操作スイッチと同様に焦点調整用および変倍操作用の各スイッチを有するフットスイッチ１３が接続されている。
【００２５】
さらに、鏡体制御部１１およびアーム制御部１２は、インターフェースユニット１４を介してナビゲーション装置１５に接続されている。ナビゲーション装置１５には、上述したセンサーアーム６からの赤外線を検出するディジタイザ１７が接続されている。このディジタイザ１７によりデジタル情報化された位置情報がナビゲーション装置１５に入力されると、患者頭部に設定（規定）される図示しない基準指標との相関を取って位置情報を算出するようになっている。また、このナビゲーション装置１５には、ナビゲーション用モニタ１６が設けられている。
【００２６】
次に、図２に示すように、鏡体４には左右で１対の観察光学系が設けられている。これらの観察光学系には、左右の光軸で共有する第１の対物レンズ１８が配設されている。さらに、鏡体４の内部の対物レンズ１８の光軸上には、左右で１対のズーム光学系１９ａ，１９ｂが配設されている。そして、このズーム光学系１９ａ，１９ｂの光軸上には、光軸に対して所定の角度、例えばこの実施の形態では４５°傾けられ、光軸を直角に屈折させるビームスプリッタ２０ａ，２０ｂが後述する光軸中心Ｘｃ対して対称に配設されている。さらに、光軸上には結像レンズ２１ａ，２１ｂと、接眼レンズ２２ａ，２２ｂとが順次配設されている。なお、ズーム光学系１９ａ，１９ｂは、それぞれ光軸上に並設された複数の可動レンズ系（図示せず）からなる。
【００２７】
また、上述した光軸に直交し、光軸中心Ｘｃに対して対称に傾けられたビームスプリッタ２０ａ，２０ｂの外方、すなわち鏡体４の外方に向けた位置には、第２の対物レンズ２３ａ，２３ｂが配設されている。さらに、これらの対物レンズ２３ａ，２３ｂの光軸上には、画像表示手段５４として、それぞれ液晶表示装置（以下、ＬＣＤと称する）２４ａ，２４ｂが設けられている。これらのＬＣＤ２４ａ，２４ｂから発する光束は、それぞれ第２の対物レンズ２３ａ，２３ｂを介してそれぞれ上述のビームスプリッタ２０ａ，２０ｂに入射される。
【００２８】
ここで、ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂの特性により、上述したズーム光学系１９ａ，１９ｂから入射されたそれぞれの光束は結像レンズ２１ａ，２１ｂに向かって透過する。一方、第２の対物レンズ２３ａ，２３ｂから入射された光束は結像レンズ２１ａ，２１ｂに対して直角に反射する向き、すなわち、結像レンズ２１ａ，２１ｂの方向に向けて屈折する。なお、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂは、左右の観察光学系のそれぞれの光軸中心にＬＣＤ２４ａ，２４ｂの表示中心が一致するように設けられている。したがって、この観察光学系は、左右対称となっている。また、ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂの光透過特性を設定し、左右の光軸同士が互いに干渉しないようになっていることが好ましい。
【００２９】
そして、第１の対物レンズ１８には、光軸方向に移動可能な移動機構（図示せず）を備えている。この移動機構には、図３に示すように、フォーカスモータ２５が連結されている。このため、このモータ２５の回転によって対物レンズ１８が光軸方向に移動可能となっている。また、フォーカスモータ２５は、対物レンズ１８の位置を認識可能なフォーカスポテンショメータ２６に連結されている。
【００３０】
また、同様に、ズーム光学系１９ａ，１９ｂの図示しない可動レンズ系には、移動機構（図示せず）を介してズームモータ２７が接続されている。さらに、このズームモータ２７には、可動レンズ系のレンズ位置を認識可能なズームポテンショメータ２８が配設されている。なお、上述したフォーカスモータ２５、フォーカスポテンショメータ２６、ズームモータ２７およびズームポテンショメータ２８は、それぞれ上述の鏡体制御部１１に接続されている。
【００３１】
なお、ズーム光学系１９ａ，１９ｂとビームスプリッタ２０ａ，２０ｂとの間、もしくは、ズーム光学系１９ａ，１９ｂと第１の対物レンズ１８との間には、シャッター（図示せず）が設けられている。
【００３２】
この手術用顕微鏡１で図２に示す術部表面（例えばこの実施の形態では脳表面）３６をリアルタイム観察したものを図４の（Ａ）に示す。なお、この図４の（Ａ）ないし（Ｃ）中の左図は左眼用の観察画像Ｏｌを示し、右図は右眼用の観察画像Ｏｒを示す。これら２つの観察画像Ｏｌ，Ｏｒは、互いに視差が考慮されているので、立体観察可能となっている。なお、図４の（Ａ）では、後述するＬＣＤ２４ａ，２４ｂは非表示状態となっている。また、図４の（Ｂ）では、上述したシャッターが閉じた状態となっている。さらに、図４の（Ｃ）では、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂが表示状態、かつ、シャッターが開いた状態となっている。
【００３３】
次に、この実施の形態における第２の観察手段としての超音波システム９は、以下のように構成されている。
【００３４】
図３に示すように、超音波システム９には、前方スキャン方式の超音波プローブ（以下、ＵＳプローブと称する）８が設けられている。このＵＳプローブ８の先端には、超音波を送受信するスキャンセンサ３５が配設されている。また、ＵＳプローブ８には、スキャンセンサ３５の基準位置に対する相対的移動位置を認識（規定）可能な超音波プローブ用センサーアーム（以下、ＵＳ用センサーアームと称する）２９が所定の位置に固定されている。ＵＳ用センサーアーム２９は、上述したセンサーアーム６と同様に、例えば時分割発光式の複数個の赤外線ＬＥＤが取り付けられている。なお、このＵＳ用センサーアーム２９の赤外線ＬＥＤの時分割パターンは、上述したセンサーアーム６とは異なっている。このＵＳ用センサーアーム２９は、ナビゲーション装置１５に接続されている。このＵＳ用センサーアーム２９からの赤外線は、第１の観察手段のセンサーアーム６と同様に、上述したディジタイザ１７もしくは他のディジタイザ（図示せず）で検出するようになっている。ここでは、ディジタイザ１７は、第１の観察手段のセンサーアーム６と、第２の観察手段のＵＳ用センサーアーム２９との位置をそれぞれ分けて検出することができるようになっている。
【００３５】
そして、スキャンセンサ３５は、超音波観測装置３０に接続されている。また、超音波観測装置３０は、モニタ１０に接続されている。したがって、図５の（Ａ）に示すように、術部表面３６にスキャンセンサ３５が密着した状態で術部表面３６からその内部に向かって超音波が発生（送信）される。スキャンセンサ３５によって、反射超音波が所定の時間間隔および／もしくは所定の移動間隔で検出（受信）される。そして、例えば図５の（Ｂ）に示すような２次元断層画像情報の集合が超音波観測装置３０に伝達されてモニタ１０上に表示されるようになっている。なお、スキャンセンサ３５から送信した超音波は、患部３７で反射して図示しないセンサで受信されるようになっていても構わない。
【００３６】
ところで、図３に示すように、ナビゲーション装置１５、ディジタイザ１７、センサーアーム６およびＵＳ用センサーアーム２９により、基準位置に対する相対位置を検出する位置検出手段６０を構成している。
【００３７】
また、超音波観測装置３０は、画像処理部３１に接続されている。この画像処理部３１は画像メモリ３２、画像座標演算部３３およびＬＣＤドライバ３４ａ，３４ｂにそれぞれ接続されている。また、画像座標演算部３３は、ナビゲーション装置１５に接続されている。なお、画像処理部３１に画像メモリ３２と画像座標演算部３３とが接続されて画像処理手段７０となっている。
【００３８】
さらに、上述したＬＣＤドライバ３４ａ，３４ｂは、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂにそれぞれ接続されている。したがって、超音波観測装置３０により得られる画像情報（超音波診断像）は画像処理部３１を介してＬＣＤドライバ３４ａ，３４ｂに送信される。さらにＬＣＤ２４ａ，２４ｂに転送されて表示可能となっている。なお、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂ上の表示は、表示／非表示を選択することが可能となっている。
【００３９】
また、図６は、手術用顕微鏡（第１の観察手段）１とＵＳプローブ（第２の観察手段）８とを用いてそれぞれ術部表面と術部内部の患部３７の観察対象部Ｔとの概略的な立体観察状態を示すものである。図６に示すように、鏡体４の内部側の左右の光軸間隔はＷとなっている。また、鏡体４の外側、すなわち第１の対物レンズ１８から外側は、対物レンズ１８により左右の光軸が屈折される。そして、右光軸はＸｒで、左光軸はＸｌで表され、これら右光軸Ｘｒ，左光軸Ｘｌの中心に光軸中心Ｘｃを有する。また、光軸中心Ｘｃと術部表面３６との交点（焦点）はＰで、対物レンズ１８と術部表面３６との間のフォーカス距離はＤｃである。このとき、対物レンズ１８に対して最適にフォーカス距離Ｄｃが合わせられる。また、光軸中心Ｘｃに対して、左右の光軸Ｘｒ，Ｘｌは、それぞれ対称的にθ／２だけ傾けられた状態となる。そして、右光軸Ｘｒは術部表面３６の焦点Ｐに向かう方向ベクトルｖｒが規定される。同様に、左光軸Ｘｌは術部表面３６の焦点Ｐに向かう方向ベクトルｖｌが規定される。すなわち、これら方向ベクトルｖｒ，ｖｌは、ともにフォーカス距離Ｄｃが変化するのに追従して変化する。なお、術部表面３６の観察位置からの光が第１の対物レンズ１８を介して鏡体４の内部に導かれるようになっている。鏡体４内部に導かれた光軸は、それぞれほぼ平行となっている。
【００４０】
一方、術部表面３６に対して内部の患部３７の観察対象部Ｔに対し、上述の方向ベクトルｖｒ，ｖｌに直交する水平面Ｍｒ，Ｍｌが焦点Ｐを通るように規定される。方向ベクトルｖｒ，ｖｌから水平面Ｍｒ，Ｍｌに投影される仮想的な３次元観察像Ｔｒ，Ｔｌを超音波システム９から得ることが可能となっている。また、光軸中心Ｘｃを延長し、３次元生成画像Ｔとの交点をＰｔとする。また、焦点Ｐと交点Ｐｔとの距離をＤｔとすると、図４の（Ｂ）に示す左右観察像Ｏｌ，Ｏｒにおける観察中心Ｐｒ，Ｐｌと、交点Ｐｔとの間のずれは、
Ｄｔ・ｓｉｎ（θ／２）
で表される。このようなずれは、鏡体４の図４の（Ａ）に示す左側および右側の観察像Ｏｌ，Ｏｒの視差に対応している。
【００４１】
また、上述したように、術部表面３６と患部３７とは、ともに観察方向のベクトルがｖｒ，ｖｌで同一方向に規定されるので、同一方向から観察した画像を得ることが可能である。すなわち、左右で観察像Ｔｒ，Ｔｌが異なり、超音波診断像と術部表面３６の実観察画像とがともに立体的に観察されるようになっている。
【００４２】
また、この他、例えばＣＴ画像やＭＲＩ画像なども同時に、もしくは選択的に図１および図６に示す手術用顕微鏡１に重像可能、もしくは他のモニタに表示可能であることが好適である。図７に示すように片目分しか図示しないが、開頭したときの画像を表示することが可能である。図７中、上段の小画面８０ａは手術用顕微鏡１のリアルタイム画像Ｏにナビゲーション画像を表示したものである。ここで、ナビゲーション画像は、例えばＣＴ画像に基づいて作成した３方向の断層画像、例えば、Ｓａｇｉｔａｌ、Ｃｏｒｏｎａｌ、Ａｘｉａｌの各断層画像と、これらを基に作成される３次元構築３Ｄ画像とが表示される。この図７中の観察像Ｏ中の符号Ｔは、ＵＳプローブ８で検出した患部３７を示すものである。このようにすると、先に検出した仮想的な患部３７の立体画像とリアルタイムに観察する患部３７（Ｔ）の画像とを容易に比較可能である。このとき、術前のＣＴ装置やＭＲＩ装置による診断画像に基づいて患部を同様に重畳表示することは可能である。しかし、ＵＳプローブ８による患部３７の画像表示は、術中の患部３７の位置変化（ブレインシフト）を含むので、リアルタイムでの正確な患部３７の全体像を把握することができることになる。なお、符号ＬはＵＳプローブ８自体が映ったものである。また、図７中の下段の小画面８０ｂは、超音波断層画像ｐ０，…，ｐｎの一例である。もちろん、両目分、このような画像が表示可能である。
【００４３】
（作用）
次に、この実施の形態の手術用観察システムの作用について説明する。
【００４４】
図１に示すグリップ７の図示しないスイッチを操作して回動軸５ａ〜５ｆの電磁鎖錠をロック解除状態とし、鏡体４の位置を術者の所望の位置に配置する。そして、フットスイッチ１３に所定の操作を行い、図３に示すフォーカスモータ２５を駆動し、対物レンズ１８を光軸方向の所望の方向に移動する。フォーカスモータ２５を駆動して移動した対物レンズ１８の位置をフォーカスポテンショメータ２６で検出する。そして、鏡体制御部１１でフォーカス距離情報に変換する。このフォーカス距離情報をインターフェースユニット１４に転送し、ナビゲーション装置１５と通信するための信号に変換してナビゲーション装置１５に出力する。
【００４５】
続いて、フットスイッチ１３を操作し、ズームモータ２７を駆動し、ズーム光学系１９ａ，１９ｂの図示しない可動レンズ系を光軸方向の所望の方向に移動する。そして、図４の（Ａ）ないし（Ｃ）のような観察画像Ｏｌ，Ｏｒを術者の所望の倍率に変更する。これらの可動レンズ系の移動をズームポテンショメータ２８で検出する。そして、鏡体制御部１１でズーム倍率情報に変換する。このズーム倍率情報をインターフェースユニット１４に転送し、フォーカス距離情報と同様にナビゲーション装置１５と通信するための信号に変換してナビゲーション装置１５に出力する。
【００４６】
このようにして観察倍率および焦点距離を術者の所望の位置に合わせる。そして、センサーアーム６からの赤外線をディジタイザ１７で読み取り、手術用顕微鏡１を観察したときの術部表面３６上に基準位置（基準指標）を規定する。
【００４７】
次に、図５の（Ａ）に示すように、ＵＳプローブ８のスキャンセンサ３５から超音波を発生させながら術部表面３６をなぞって、超音波の反射をセンサ３５で所定の時間間隔および／もしくは所定の移動間隔ごとに受信する。一方、ＵＳ用センサーアーム２９からの赤外線をディジタイザ１７で読み取り、基準位置に対するＵＳプローブ８を用いた画像検出位置情報を得る。また、図５の（Ｂ）に示すように、ＵＳプローブ８で受信した情報を順次超音波観測装置３０で画像化して２次元画像（断層画像）ｐ０，ｐ１，…，ｐｎを得る。そして、超音波観測装置３０からモニタ１０に画像を送信して２次元画像を表示する。
【００４８】
以下、画像処理工程について説明する。
【００４９】
まず、図８に示すように、ＵＳプローブ８のスキャンセンサ３５を用いて患部３７の２次元超音波画像情報を得る。そして、この画像情報を超音波観測装置３０に送信する。さらに、超音波観測装置３０で取得した基準２次元画像情報ｐ０を画像処理部３１に転送する（Ｓ１）。
【００５０】
一方、画像情報ｐ０を画像処理部３１から画像座標演算部３３に転送する。そして、画像座標演算部３３とナビゲーション装置１５との間で情報を交換する。すなわち、画像座標演算部３３は、２次元画像ｐ０を取得したときの基準指標に対するセンサーアーム６およびＵＳ用センサーアーム２９の空間座標をナビゲーション装置１５から取得する。ここで、センサーアーム６の位置座標は、鏡体４の所定の位置に固定され、光軸中心を規定している。このため、基準指標に対する鏡体４の空間座標をディジタイザ１７を介してナビゲーション装置１５で取得する。同様に、ＵＳ用センサーアーム２９は、ＵＳプローブ８の所定の位置に取り付けられているため、基準指標に対するスキャンセンサ３５の空間座標をディジタイザ１７を介してナビゲーション装置１５で取得する（Ｓ２）。
【００５１】
画像処理部３１は、画像座標演算部３３から２次元画像情報ｐ０の空間座標を取得し、画像化する。そして、２次元画像ｐ０とＵＳプローブ８の空間座標とを互いに関連付けて画像メモリ３２に記録する。同様に、全ての２次元画像ｐ１，…，ｐｎも画像化する。そして、２次元画像ｐ１，…，ｐｎとＵＳプローブ８の空間座標とを互いに関連付けて画像メモリ３２に記録する（Ｓ３）。
【００５２】
画像処理部３１は、画像メモリ３２に記録されている全ての２次元画像ｐ０，ｐ１，…，ｐｎの各画像のエッジを検出する画像処理を行い、対象物体Ｔの輪郭を抽出する。抽出した対象物体Ｔの輪郭を２次元画像ｐ０，ｐ１，…，ｐｎの順に各画像の空間座標に基づいて並べ、２次元画像を連続させて３次元画像情報を得る（Ｓ４）。
【００５３】
続いて、画像座標演算部３３は、ナビゲーション装置１５から鏡体制御部１１に基づいて鏡体４のフォーカス距離情報およびズーム倍率情報を取得する（Ｓ５）。
【００５４】
次に、画像座標演算部３３は、図６に示す予め記録されている鏡体４における左右の光軸間隔Ｗと、フォーカス距離Ｄｃとから顕微鏡の焦点位置Ｐにおける左右の光軸（右光軸Ｘｒから左光軸Ｘｌ）の内向角θを算出する（Ｓ６）。
【００５５】
図９に示すように、図６に示す焦点Ｐを回転中心とし、光軸中心Ｘｃより左右それぞれθ／２の角度における方向ベクトルｖｒ，ｖｌを画像座標演算部３３で算出する。この算出情報を第１の観察手段に基づく演算結果として画像処理部３１に出力する。また、ズーム倍率情報を画像処理部３１に出力する（Ｓ７）。
【００５６】
画像処理部３１では、対象物体Ｔの３次元画像と焦点位置Ｐにおける方向ベクトルｖｒ，ｖｌの方向から、それぞれ対象物体Ｔを観察したときの水平面Ｍｒ，Ｍｌ上に対象物体Ｔの画像を投影する。また、ズーム倍率情報に基づいて方向ベクトルｖｒ，ｖｌを繰り返し算出し、水平面Ｍｒ，Ｍｌの焦点位置Ｐを中心に対象物体Ｔの画像を拡大・縮小する。そして、所望の大きさで止める（Ｓ８）。
【００５７】
画像処理部３１は、水平面Ｍｒ上に投影した画像Ｔｒを画像処理部３１によってＬＣＤドライバ３４ａに、水平面Ｍｌ上に投影した画像ＴｌをＬＣＤドライバ３４ｂにそれぞれ出力する（Ｓ９）。
【００５８】
ＬＣＤドライバ３４ａは、ＬＣＤ２４ａに水平面Ｍｒ上に投影した画像Ｔｒを表示する。また、ＬＣＤドライバ３４ｂは、ＬＣＤ２４ｂに水平面Ｍｌ上に投影した画像Ｔｌを表示する（Ｓ１０）。
【００５９】
したがって、鏡体４内のＬＣＤ２４ａ，２４ｂに表示された画像Ｔｒ，Ｔｌの光束は、このＬＣＤ２４ａ，２４ｂから第２の対物レンズ２３ａ，２３ｂを介してビームスプリッタ２０ａ，２０ｂに入射する。そして、これらのビームスプリッタ２０ａ，２０ｂでそれぞれの光束の光軸が接眼レンズ２２ａ，２２ｂの方向に屈折する。そして、結像レンズ２１ａ，２１ｂを通して第１の対物レンズ１８を通して入射された術部表面３６の立体観察像とともに、接眼レンズ２２ａ，２２ｂを通して観察可能となる。このとき、画像Ｔｒ，Ｔｌの左右の光軸は視差を有するので、左右で観察像が異なり、立体的に観察可能となっている。すなわち、術部表面３６の立体観察像と、ＵＳプローブ８の診断像Ｔｒ，Ｔｌとは、ともに同一方向から同一の視差を有する立体観察像となっている。
【００６０】
なお、この観察画像の表示は、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂの表示位置を変えることによって、適宜変えられることが好ましい。すなわち、ＬＣＤ２４ａ，２４ｂはビームスプリッタ２０ａ，２０ｂに入射する画像の位置を変えられるようになっている。そして、表面観察像に対して作成された患部３７の３次元画像の位置を変化させることが可能となっている。
【００６１】
また、図４の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、上述したシャッターの開閉、もしくはＬＣＤ２４ａ，２４ｂの表示／非表示の切替えを行うことによって、表面観察像とＬＣＤ２４ａ，２４ｂの表示画像（観察像）を選択的に表示可能となっている。すなわち、手術用観察システムは、図４の（Ｂ）および（Ｃ）中の観察像Ｔｒ，Ｔｌと術部表面３６とを同時もしくは選択的に観察可能となっている。
【００６２】
ここで、上述した作用を簡単に説明すると、まず、超音波プローブ８で術部表面３６をなぞって２次元診断画像を蓄積し、３次元画像を構成する。次に、超音波プローブ８および手術用顕微鏡１の鏡体４は、３次元位置検出装置（ナビゲーション装置）１５で空間座標を検出する（基準位置を規定する）。また、鏡体４の焦点距離Ｄｃおよび観察倍率をナビゲーション装置１５に通知する。画像座標演算部３３は、ナビゲーション装置１５から鏡体４の焦点距離Ｄｃおよび観察倍率を取得する。そして、方向ベクトルｖｒ，ｖｌを算出し、超音波システム９から３次元画像を取得する。さらに、画像座標演算部３３では鏡体４の位置、焦点距離Ｄｃ、観察倍率および３次元画像の空間座標から鏡体４の左右の視差に対応した２次元画像を算出する。そして、画像処理部３１で左右の観察視野Ｏｌ，Ｏｒにそれぞれ重像して表示する。すなわち、顕微鏡１による実観察画像と、ＵＳプローブ８による超音波診断像とがともに立体的に観察可能となっている。
【００６３】
また、この実施の形態では、水平面Ｍｒ，Ｍｌに投影した仮想画像Ｔｒ，Ｔｌは、対象となる患部３７の全体をスキャンしなくても、一部がスキャンされている状態であれば、順次画像処理を行うとともに表示することができる。このため、手術用顕微鏡１の観察下でどの方向に患部３７が存在しているかを大まかに見つけることができる。
【００６４】
さらに詳細な画像情報が必要なときには、所望の部分を重点的にスキャンすることによって、画像情報を蓄積し、より詳細な仮想画像を構築することができる。
【００６５】
（効果）
また、超音波観測装置３０を用いて得た２次元画像を画像処理して３次元画像を構築して内部像としている。手術用顕微鏡１の観察視野に３次元画像として重像して表示するので、顕微鏡観察下で目的患部３７を正確に示すことができる。
【００６６】
また、顕微鏡１による術部表面３６の観察像とＵＳプローブ８の診断像とがともに同一方向から同一視差を持って観察される。このため、術者が頭の中で３次元画像と顕微鏡観察像を重像したり、ブレインシフトを気にしながら手術を行う必要がない。すなわち、術者は作業に集中することができるとともに、術者の負担を軽減し、手術時間を短縮することができる。したがって、患者の負担も軽減することができる。
【００６７】
なお、この実施の形態では、画像座標演算部３３を設けたが、画像座標演算部３３の代わりに例えばソフトウエア処理によっても行うことが可能である。したがって、この実施の形態で説明した手術用顕微鏡１、ナビゲーション装置１５および超音波観測装置３０を既に有するユーザーであれば、ソフトウエアによって、上述した作用を実現することができる。したがって、高価な投資を必要としないで済む。
【００６８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を図１０ないし図１３を用いて説明する。この実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であって、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００６９】
（構成）
図１０に示すように、鏡体４’の対物レンズ１８’の光軸中心には、第２の観察手段としてＵＳプローブ４１を光軸方向に貫通可能な穴が設けられている。
【００７０】
図１０および図１１に示すように、このＵＳプローブ４１は、鏡体４’の外部側の一端にラジアル方式のスキャンセンサ３５’を備えている。そして、ＵＳプローブ４１は、鏡体４’の内部側の他端にギア（ラック）４２が設けられている。このギア４２は連結部としてギア歯車（ピニオン）４３に噛合わせられている。このギア歯車４３は、鏡体４’の所定の位置に固定された図示しないモータに連結されている。このモータは、プローブ用モータ制御部４４に接続されている。このため、ＵＳプローブ４１はモータの回転方向制御によって、光軸方向に沿って前後に移動可能となっている。また、図１２に示すギア歯車４３は、位置検出手段としてエンコーダ４８を備えている。このエンコーダ４８は、プローブ用モータ制御部４４に接続されている。
【００７１】
さらに、プローブ用モータ制御部４４は、画像座標演算部３３に接続されている。画像座標演算部３３は、鏡体制御部１１に接続されている。
【００７２】
（作用）
次に、この実施の形態の手術用観察システムの作用について説明する。
【００７３】
まず、図１０に示すように、術部に対してＵＳプローブ４１をその開口部から挿入する。このとき、患部３７は、ＵＳプローブ４１の軸方向に対して側方にあることが好ましい。また、基準位置は、第１の観察手段の焦点位置（術部表面）Ｐにあることが好ましい。
【００７４】
図１３に示すように、この状態から、図示しない信号を入力してモータ制御部４４を制御しながらモータを回転させてギア歯車４３を回転させる。そして、ＵＳプローブ４１を光軸中心方向に沿って駆動する（Ｓ２１）。
【００７５】
そして、図１２に示すように、ＵＳプローブ４１で、ＵＳプローブ４１に対してラジアル方向の２次元断層画像情報ｐ０，…，ｐｎを取得する（Ｓ２２）。
【００７６】
続いて、２次元画像情報ｐ０を取得した時の鏡体４’に対するＵＳプローブ４１の相対位置をエンコーダ４８によってギア歯車４３の回転量を検出し、プローブ用モータ制御部４４で数値化して取得し、画像座標演算部３３に出力する（Ｓ２３）。
【００７７】
そして、２次元画像ｐ０と、ＵＳプローブ４１の空間座標とを互いに関連付けて相対座標画像を画像メモリ３２に記録する。同様に、全ての２次元画像ｐ１，…，ｐｎも画像化する。そして、２次元画像ｐ１，…，ｐｎとＵＳプローブ４１の空間座標とを互いに関連付けて画像メモリ３２に記録する（Ｓ２４）。
【００７８】
この工程以降は第１の実施の形態で説明した図８におけるフローチャート中の符号Ｓ４で示す工程以降と同様なので、説明を省略する。
【００７９】
ここで、上述した作用を簡単に説明する。まず、第１の観察手段に設けられた超音波プローブ４１を術部に挿入し、図１２に示すように、挿入方向の２次元診断画像ｐ０，…，ｐｎを蓄積する。超音波プローブ４１の位置はギア歯車４３の回転によりエンコーダ（位置検出手段）４８によって検出する。これ以降の作用は、第１の実施の形態にかかる作用と同様である。
【００８０】
（効果）
このように、第２の実施の形態では、ＵＳプローブ４１の位置検出手段が手術用顕微鏡１の鏡体４’に設けられているため、場所をとらず、かつ簡単な位置検出装置で済むので、システムを安価に構成することができる。
【００８１】
また、術者はＵＳプローブ４１をもつ煩わしさがない。さらに、ＵＳプローブ４１が対物レンズ１８’の中心から術部に挿入されるので、術者は確実にＵＳプローブ４１の先端を観察することができる。すなわち、ＵＳプローブ４１の先端の術部を観察することができる。また、術者の手と干渉し難いというメリットがあり、術者は作業に集中できるので術者の疲労を軽減させることができる。
【００８２】
なお、この実施の形態においては、第２の観察手段が第１の観察手段の対物レンズ１８’を貫通して設けられている。例えば、鏡体４’の側面に第２の観察手段を連結して設け、第１の観察手段により第２の観察手段が常に観察可能に設けられていても良い。
【００８３】
また、この実施の形態では、第１の観察手段と第２の観察手段との相対位置に基づいて相対的な位置について説明した。例えば、他の手段として、第１の実施の形態に説明したように、患者の頭部（術部表面３６）に設けられた基準指標を用いて、第１の観察手段と第２の観察手段との術部に対する相対的な位置を検出するようにしても良い。基準指標として、例えば、ギア４２とギア歯車４３との位置関係から導くことが好ましい。
【００８４】
この場合、画像メモリ３２には、図１２に示す断層画像ｐ０，…，ｐｎと、断層画像ｐ０，…，ｐｎを取得した時の術部に対する相対位置とを関連付けて記録する。画像処理部３１は術部に対する相対位置に基づいて３次元画像を構築する。また、手術用顕微鏡１の術部に対する相対位置を検出することにより、結果として第１の観察手段に対する第２の観察手段の相対位置を算出することができる。
【００８５】
このようにすると、第２の観察手段によって断層画像ｐ０，…，ｐｎを取得した後に、第１の観察手段を術部に対して観察位置を変更しても顕微鏡１の観察視野に重像されている画像が実際の術部とずれないというメリットがある。
【００８６】
［第３の実施の形態］
続いて、第３の実施の形態について図１４ないし図１６を用いて説明する。この実施の形態は、第１および第２の実施の形態の変形例であり、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００８７】
（構成）
図１４に示すように、鏡体４”の対物レンズ１８を挟んで光軸中心を中心に対称となる位置に、光学式位置検出手段としてのＣＣＤカメラ５０ａ，５０ｂが設けられている。さらに、これらのＣＣＤカメラ５０ａ，５０ｂは鏡体４”による観察物体方向が撮像可能に、それぞれＣＣＤカメラ５０ａ，５０ｂの撮像光軸が鏡体４”の観察軸方向に所定の角度をもって設けられている。
【００８８】
そして、図１５に示すように、ＣＣＤカメラ５０ａ，５０ｂは、ナビゲーション装置１５に接続されて位置検出手段６０を構成している。
【００８９】
なお、第１の実施の形態で鏡体４に取り付けられていたセンサーアーム６はここでは取り付けられていない。
【００９０】
（作用）
次に、この実施の形態にかかる手術用観察システムの作用について説明する。
【００９１】
図１６に示すように、ＵＳプローブ８を用いて術部表面をなぞって第１の実施の形態と同様に２次元画像ｐ０を超音波観測装置３０で順次取得する。そして、２次元画像ｐ０を超音波観測装置３０から画像処理部３１に転送する（Ｓ３１）。
【００９２】
画像座標演算部３３は、２次元画像ｐ０を取得した時の鏡体４”に対するＵＳ用センサーアーム２９、つまりＵＳプローブ８の相対空間座標をＣＣＤカメラ５０ａ、５０ｂによって撮像する。そして、ナビゲーション装置１５で相対空間座標を演算する。ナビゲーション装置１５は演算結果を画像座標演算部３３に出力する。すなわち、２次元画像を取得したときの鏡体４”に対するＵＳプローブ８の相対空間座標を取得する（Ｓ３２）。
【００９３】
さらに、画像座標演算部３３から２次元画像の空間座標を取得し、２次元画像ｐ０とＵＳプローブ８の空間座標とを互いに関連付けて画像メモリ３２に記録する。同様に、全ての２次元画像ｐ１，…，ｐｎも画像化する。そして、２次元画像ｐ１，…，ｐｎとＵＳプローブ８の空間座標とを互いに関連付けて画像メモリ３２に記録する（Ｓ３３）。
【００９４】
この工程以降は第１の実施の形態で説明した図８におけるフローチャート中の符号Ｓ４で示す工程以降と同様なので、説明を省略する。
【００９５】
ここで、上述した作用を簡単に説明する。まず、３次元位置検出装置の光学式位置検出手段によって、基準位置を第１の観察手段で規定する。これ以降の作用は、第１の実施の形態にかかる作用と同様である。
【００９６】
（効果）
このように、第３の実施の形態では、ＣＣＤカメラ５０が鏡体４”に取り付けられているため、手術用顕微鏡１のためにディジタイザ１７を設置するスペースを設ける必要がない。したがって、狭い手術室でも使用することができる。
【００９７】
また、ＣＣＤカメラ５０とＵＳプローブ用センサ８との間に障害物がないので、ＵＳプローブ８の相対位置を確実に検出することが可能となり、術者は手術に集中することができる。
【００９８】
第３の実施の形態においても、術部に基準指標を用いて、光学式位置検出手段により術部に対する第２の観察手段の相対位置を算出することで第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
以上説明したように、これらの実施の形態によれば、以下のような効果を奏する。
【０１００】
ＭＲＩやＣＴを設置する必要がないので、高価な投資を不要とすることができる。また、術中の画像取得のために患者を移動させる必要もなく、術中画像を顕微鏡視野と重像して表示することができる。このため、術者はブレインシフトを気にする必要がなく、手術に集中することができる。また、手術時間を短縮することができ、術者の疲労を軽減することができる。そして、患者の負担を軽減することができる。
【０１０１】
また、手術用顕微鏡１の画像と、超音波診断像とがともに３次元に表示されるので、重像しても観察しやすく、認識しやすくすることができる。
【０１０２】
これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【０１０３】
上記説明によれば、下記の事項の発明が得られる。また、各項の組み合わせも可能である。
【０１０４】
［付記］
（付記項１）　術部を立体観察する第１の観察手段と、
術部の断層画像を生成する第２の観察手段と、
前記第１の観察手段と第２の観察手段との相対位置を検出する位置検出手段と、
第２の観察手段による画像を位置検出手段および第１の観察手段に基き画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段による生成画像を、前記第１の観察手段の左右観察像にそれぞれ独立した画像を表示する画像表示手段と
を有することを特徴とする手術用観察システム。
【０１０５】
（付記項２）　付記項１における前記位置検出手段では、前記第１の観察手段は第２の観察手段との連結部を有し、この連結部で第１の観察手段に対する第２の観察手段の相対位置を検出することを特徴とする付記項１に記載の手術用観察システム。
【０１０６】
（付記項３）　付記項１における前記位置検出手段では、前記第１の観察手段に設けられた光学式位置検出手段により、この第１の観察手段に対する第２の観察手段の相対位置を検出することを特徴とする付記項１に記載の手術用観察システム。
【０１０７】
（付記項４）　付記項１〜３のいずれか１における第１の観察手段は、左右それぞれの観察光路を有する光学式顕微鏡であることを特徴とする手術用観察システム。
【０１０８】
（付記項５）　付記項１〜３のいずれか１における第２の観察手段は、２次元画像を撮像する超音波プローブであることを特徴とする手術用観察システム。
【０１０９】
（付記項６）　付記項１もしくは付記項３における第２の観察手段は、前方スキャン方式の超音波プローブであることを特徴とする手術用観察システム。
【０１１０】
（付記項７）　付記項２における第２の観察手段は、ラジアルスキャン方式の超音波プローブであることを特徴とする手術用観察システム。
【０１１１】
（付記項８）　付記項２における第２の観察手段は、第１の観察手段の対物レンズ中心を介して術部に挿入されることを特徴とする手術用観察システム。
【０１１２】
（付記項９）　付記項１〜３のいずれか１における画像処理手段は、断層画像と、前記断層画像を取得した時の第１の観察手段との相対位置を関連付けて記録する画像メモリを備えることを特徴とする手術用観察システム。
【０１１３】
（付記項１０）　付記項１〜３のいずれか１における画像処理手段は、第２の観察手段による２次元画像と、第１の観察手段と第２の観察手段との相対位置に基づき、３次元画像を構築することを特徴とする手術用観察システム。
【０１１４】
（付記項１１）　付記項１〜３のいずれか１における画像演算手段は、第１の観察手段における光学情報に基づき、焦点位置における３次元生成画像から実体顕微鏡の左右像を演算することを特徴とする手術用観察システム。
【０１１５】
（付記項１２）　付記項８における光学情報は少なくとも、フォーカス距離情報、ズーム倍率情報および左右光軸間隔の情報を含むことを特徴とする手術用観察システム。
【０１１６】
（付記項１３）　付記項１〜３のいずれか１における画像処理手段は、第２の観察手段による断層画像をエッジ検出によって演算し、対象物体の輪郭抽出を行うことを特徴とする手術用観察システム。
【０１１７】
（付記項１４）　付記項１もしくは付記項３における位置検出手段は、術部に対する第１の観察手段との相対位置と、術部に対する第２の観察手段による相対位置を算出することを特徴とする手術用観察システム。
【０１１８】
（付記項１５）　付記項１４における画像処理手段は、断層画像のデータと、前記断層画像のデータを取得した時の術部に対する相対位置を関連付けて記録する画像メモリを備えることを特徴とする手術用観察システム。
【０１１９】
（付記項１６）　付記項１５における画像処理手段は、第２の観察手段による２次元画像と、術部と第２の観察手段との相対位置に基づき、３次元画像を構築することを特徴とする手術用観察システム。
【０１２０】
（付記項１７）　左右に１対の光軸を備え、術部表面を立体観察する第１の観察手段と、
この術部表面に対する内部の２次元断層画像情報を所定の方向に沿って順次取得する第２の観察手段と、
前記第１の観察手段による術部表面の観察部位と第２の観察手段による術部内部の観察部位との間の相対位置情報を検出する位置検出手段と、
この検出手段から得た相対位置情報および前記第１の観察手段の光学情報に基づいて前記第２の観察手段から得た画像情報に画像処理を行い、前記第１の観察手段の左右の光軸に対応する立体画像を作成する画像処理手段と、
この画像処理手段で処理した立体画像を表示し、かつ、この表示情報を前記第１の観察手段の光軸上に重ねる画像表示手段と
を備え、前記第１の観察手段による左右の光軸から得た術部表面の立体観察像に、前記画像表示手段に表示される立体画像を表示可能としたことを特徴とする手術用観察システム。
【０１２１】
（付記項１８）　前記画像処理手段は、前記第２の観察手段で取得する立体観察像を前記第１の観察手段と同一の観察方向から観察した状態に作成することを特徴とする付記項１７に記載の手術用観察システム。
【０１２２】
（付記項１９）　前記位置検出手段は、前記第１および第２の観察手段の間に連結部を備え、前記第１の観察手段に対する第２の観察手段の移動に伴って、第１の観察手段に対する第２の観察手段の相対位置を検出可能としたことを特徴とする付記項１７もしくは付記項１８に記載の手術用観察システム。
【０１２３】
（付記項２０）　前記位置検出手段は、前記第１の観察手段に光学式位置検出手段を備え、この光学式位置検出手段により前記第１の観察手段に対する第２の観察手段の相対位置を検出可能としたことを特徴とする付記項１７もしくは付記項１８に記載の手術用観察システム。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、術部表面の顕微鏡観察画像と、この術部の内部の超音波診断像とをともに立体的に重像表示可能で、低コストの手術用観察システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる手術用観察システム全体の概略図。
【図２】図１に示す手術用顕微鏡の鏡体内部と術部表面との関係を示す構成図。
【図３】図１に示す手術用観察システム全体のブロック図。
【図４】手術用顕微鏡の観察画面を示し、（Ａ）は術部表面の概略的な観察画像、（Ｂ）は術部表面の内部にある仮想的な患部の観察画像、（Ｃ）は（Ａ）および（Ｂ）を重像した状態の観察画像。
【図５】（Ａ）は術部表面を超音波プローブでなぞる状態を示す説明図、（Ｂ）は超音波プローブで術部表面をなぞったときの空間座標に対応する２次元画像の集合を示す概略図。
【図６】図１に示す手術用顕微鏡を用いて術部および術部内部を観察するときの状態を示す概略図。
【図７】図４に示す観察像の変形例。
【図８】図３に示す手術用観察システムの動作を説明するフローチャート。
【図９】図８のフローチャートの後部に接続するフローチャート。
【図１０】第２の実施の形態にかかる手術用顕微鏡の鏡体内部と術部表面との関係を示す構成図。
【図１１】第２の実施の形態にかかる手術用観察システム全体のブロック図。
【図１２】超音波プローブで術部表面をなぞったときの空間座標に対応する２次元画像の集合を示す概略図。
【図１３】図１１に示す手術用観察システムの動作を説明するフローチャート。
【図１４】第３の実施の形態にかかる手術用顕微鏡の鏡体内部と術部表面との関係を示す構成図。
【図１５】第２の実施の形態にかかる手術用観察システム全体のブロック図。
【図１６】図１５に示す手術用観察システムの動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡（第１の観察手段）、４…鏡体、６…センサーアーム、８…超音波プローブ、９…超音波システム（第２の観察手段）、１１…鏡体制御部、１５…ナビゲーション装置、１７…ディジタイザ、１８…第１の対物レンズ、２２ａ．２２ｂ…接眼レンズ、２４ａ．２４ｂ…液晶表示装置（ＬＣＤ）、２９…超音波プローブ用センサーアーム、３０…超音波観測装置、３１…画像処理部、３２…画像メモリ、３３…画像座標演算部、３４ａ，３４ｂ…ＬＣＤドライバ、３５…スキャンセンサ、３６…術部表面、３７…患部

Claims (2)

1. 左右に１対の光軸を備え、術部表面を立体観察する第１の観察手段と、
   この術部表面に対する内部の２次元断層画像情報を所定の方向に沿って順次取得する第２の観察手段と、
   前記第１の観察手段による術部表面の観察部位と第２の観察手段による術部内部の観察部位との間の相対位置情報を検出する位置検出手段と、
   この検出手段から得た相対位置情報および前記第１の観察手段の光学情報に基づいて前記第２の観察手段から得た画像情報に画像処理を行い、前記第１の観察手段の左右の光軸に対応する立体画像を作成する画像処理手段と、
   この画像処理手段で処理した立体画像を表示し、かつ、この表示情報を前記第１の観察手段の光軸上に重ねる画像表示手段と
   を備え、前記第１の観察手段による左右の光軸から得た術部表面の立体観察像に、前記画像表示手段に表示される立体画像を表示可能としたことを特徴とする手術用観察システム。
2. 前記画像処理手段は、前記第２の観察手段で取得する立体観察像を前記第１の観察手段と同一の観察方向から観察した状態に作成することを特徴とする請求項１に記載の手術用観察システム。

Images