JP3349789B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents
手術用顕微鏡Info
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Description
察する観察光学系を有する手術用顕微鏡に関する。
い、微細な手術いわゆるマイクロサージャリーが頻繁に
行われるようになってきた。マイクロサージャリーに
は、眼科や脳神経外科に例を見るように、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。
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架台からなる架台部と
で構成されている。そして、架台部は手術の高度化に伴
い様々な動きをするものが考えられてきた。
には、顕微鏡の焦点が平行リンク機構で構成されたアー
ムの両基端部を結ぶ延長線上に位置決め設置されている
手術用顕微鏡が開示されており、焦点を一点(以下、注
視点と称す)に固定した状態で、術部をいろいろな角
度、方向から観察できるので最適な角度、方向からの術
部観察を行うことができる。同様なものに、特公昭49
−9378号公報、米国特許第4881709号、スイ
ス特許第482439号などがある。
用顕微鏡は、注視点を中心に鏡体を俯仰させるために、
鏡体を支えいてるアームに複雑な機構を設ける必要があ
り、この機構が術部に接近しているため、鏡体を操作す
る場合、術者の邪魔になり手術の妨げになっている。
もので、その目的とするところは、鏡体を支えるアーム
等の支持機構が鏡体の操作や手術の邪魔になることはな
く、注視点を中心に観察角度、観察方向に変更すること
ができ、術者の操作の容易化を図ることができる手術用
顕微鏡を提供することにある。
記目的を達成するために, 観察光学系を有する鏡体と,
該鏡体を支持するアームと,前記鏡体をその観察光軸上
の一点を中心とする球面の少なくとも一部分上で旋回さ
せて前記中心近傍の観察対象に対する観察角度・方向を
変更させうる旋回駆動手段とを有する手術用顕微鏡にお
いて,前記旋回駆動手段は前記アームを支持する被旋回
部材と,該被旋回部材を支持する旋回受け部とを具備し,
前記被旋回部材が前記中心を挟んで前記鏡体とは反対側
に配置されたことを特徴とする。
方向を変更する旋回駆動手段としての機構が鏡体から離
れた位置に設けられるので、術者が鏡体を操作する際
に、また手術の際に、前記機構が邪魔になることはな
く、あらゆる角度、方向から容易に観察ができる。
説明する。図1は、第1の実施例を示し、手術用顕微鏡
の全体図である。1は内部に観察光学系を備えた鏡体で
あり、この鏡体1には接眼部2および旋回操作するグリ
ップ3が設けられている。この鏡体1はアーム4の上端
部に支持されており、このアーム4の下端部は旋回台5
の縁部に固定されている。すなわち、アーム4は鏡体1
の下部の観察空間6を避けるように屈曲して設けられ、
この観察空間6には患者7を仰臥させるための手術台8
を設置できるようになっている。
する旋回受け部としての球面凹部材9と,下面に前記凹
球面部9aに嵌合する凸球面部10aを有する被旋回部
材としての球面凸部材10とから構成されている。さら
に,凹球面部9aと凸球面部10aの球面半径の中心は,
前記鏡体1の焦点と一致している(以下,この点を注視
点Pとする)とともに,この注視点Pが鏡体1,グリップ
3,アーム4,球面凸部材10の重心位置と一致するよう
に鏡体1,グリップ3,アーム4,球面凸部材1は重量配
分されている。
表面には鉄部材11が固定され、球面凹部材9の凹球面
部9aには電磁ブレーキ12が設けられ、通電しないと
きには鉄部材11を介して球面凸部材10を固定し、通
電時には鉄部材11を介して球面凸部材10をフリーで
きるようになっており、球面凸部材10を旋回した任意
の位置で固定できるように構成されている。
びZ方向に移動可能な基台13に支持され、旋回駆動手
段を構成している。基台13について説明すると、14
はベースであり、下部にはキャスター15が設けられて
いる。ベース14の上部には凹陥部16が設けられ、こ
の内部には回転軸を横向きにしたモータ17が固定され
ている。モータ17はフットスイッチ(図示しない)に
よってオン・オフおよび正逆回転制御されるようになっ
ており、この回転軸にはピニオン18が嵌着され、この
ピニオン18は鉛直方向に移動自在なラック19と噛合
している。このラック19はベース14に昇降自在に支
持された昇降部材20に固定されている。
部21が一体に設けられ、この凸部21間には第2のガ
イド軸22が架設されている。そして、このガイド軸2
2にはX方向に移動自在な移動体23が設けられてい
る。
設けられ、この支承部24には前記球面凹部材9の下面
に設けられた凹部からなる嵌合部25が嵌合されてい
る。さらに、支承部24の外側両側部と嵌合部25の内
側両側部にはY方向に沿うV溝24a,25aが設けら
れ、両V溝24a,25a間には球面凹部材9をY方向
に移動自在に支持するボール26が設けられている。
球面凹部材9のY方向の移動は公知の電動駆動機構(図
示しない)によって駆動され、この電動駆動機構は前記
フットスイッチによって制御されるようになっている。
したがって、旋回台5は基台13によってXYおよびZ
方向に移動自在であり、この旋回台5にアーム4を介し
て支持された鏡体1は注視点Pを支点として任意の方向
に旋回自在に構成されている。
鏡の作用について説明する。まず、手術台8上の患者7
の術部を観察できるように旋回台5をXY方向に移動さ
せ、鏡体1の観察光軸aを患者7の術部(注視点P)に
位置決めする。この場合、X方向の移動はガイド軸22
に対して移動体23が移動し、Y方向は移動体23に対
して球面凹部材9が移動する。
17を駆動すると、回転するピニオン18と噛合するラ
ック19によって昇降部材20がベース14に対して昇
降し、旋回台5を介して鏡体1が昇降する。そして、術
部の注視点Pに鏡体1の焦点を合わせる。
て観察したい場合、前記フットスイッチにより電磁ブレ
ーキ12に通電し、鉄部材11を介して球面凸部材10
をフリーの状態とし、術者はグリップ3を手で握り、鏡
体1を任意の方向に押し引きすると、球面凸部材10が
球面凹部材9に対して球面運動し、鏡体1を注視点Pを
中心として球面運動をさせて観察方向を変えることがで
きる。
3、アーム4、球面凸部材10の重心位置は一致してい
るので、操作力量は非常に軽い。また鏡体1を旋回させ
て任意の位置で固定して観察したい場合、前記フットス
イッチにより電磁ブレーキ12の通電をオフにすること
で、球面凸部材10の鉄部材11を電磁ブレーキ12に
よって固定できる。
鏡体1を旋回しても旋回駆動手段である球面凸部材10
が手術台8の下方に設けられ、アーム4は鏡体1と球面
凸部材10を接続しているだけなので、鏡体1回りが簡
素化され、手術の邪魔にならず操作性が容易になる。ま
た、鏡体1の旋回中心と鏡体1と一緒に旋回する部分の
重心が一致しているので、鏡体1を軽く旋回でき、電磁
ブレーキ12等のロック機構等も小型化できる。さら
に、従来のようにリンク機構等の複雑な構造なしに注視
点Pを中心に鏡体1を旋回できるので安価に提供でき
る。
手術用顕微鏡と手術台の構成図、図3,図4は電気系の
構成を示すブロック図である。図2に示すように、アー
ム架台30は、ベース31が手術室の床面に固定配置さ
れている。ベース31には支柱32が立設され、この支
柱32には第1の回転軸A33回りに回転自在に第1ア
ーム34が支持されている。この第1アーム34には第
1アーム34の支柱32に対する回転角度を検出するロ
ータリーエンコーダA35が内蔵されている。
りに回転自在に第2アーム37が支持されている。この
第2アーム37には第2アーム37の第1アーム34に
対する回転角度を検出するロータリーエンコーダB38
が内蔵されている。
りに回転自在にパンタグラフアーム40が支持されてい
る。パンタグラフアーム40にはパンタグラフアーム4
0の第2アーム37に対する回転角度を検出するロータ
リエンコーダC41が内蔵されている。
42によって支持されており、このパンタグラフアーム
40の先端部には腕部43を介して鏡体構成部44が支
持されている。鏡体構成部44には、腕部43に鏡体ア
ーム45を介して支持された鏡体46を有しており、こ
の鏡体46には接眼部47、グリップ48および注視点
設定スイッチ49が設けられている。
ついて説明する。手術室の床面には手術台51のベース
52が固定され、このベース52の上部には第1の実施
例と基本的に同一構造で、水平面内でXY方向に電動移
動可能な移動体53が設けられ、旋回駆動手段を構成し
ている。
れ、架台54の内部には第1のステッピングモータ55
が回転軸を鉛直方向に向けて固定されており、この回転
軸には歯車56が嵌着されている。この歯車56は架台
54に鉛直方向に回転自在に軸支された手術台回転軸5
7の下端部に嵌着された歯車58と噛合されている。
上部へ突出しており、この上端部には上部に支持板59
a、下部にボックス59bを有する水平移動体59が固
定されている。
は第2のステッピングモータ60が回転軸61を横向き
にして固定されており、この回転軸61は前記手術台回
転軸57の軸心と直交している。さらに、回転軸61に
はクランク機構62を構成する第1のレバー63の一端
が固定され、この第1のレバー63の他端と連結された
第2のレバー64は前記水平移動体59に上下方向に摺
動自在な昇降側板65と回動可能に連結されている。
端部における内部に設けられたモータ取付け台67に連
結されている。モータ取付け台67には第3のステッピ
ングモータ68が回転軸を横向きにして固定され、この
回転軸にはピニオン70が嵌着されている。ピニオン7
0は術部の注視点Pを曲率中心とする半径bの円弧状の
ラック板71のラック72と噛合している。
に鉛直方向に支持されたガイド棒73に対して上下方向
に摺動可能に嵌合されており、これらガイド棒73の上
下両端部には手術台51の内側の上面と下面に摺動可能
なボール74が取付けられている。
aには複数のコイルばね75が立設され、これらコイル
ばね75の上端には台座76を介してコロ77が設けら
れ、これらコロ77は手術台51の一端部における下面
を弾性的に支持している。したがって、水平移動体59
は手術台51の下面に沿って水平移動可能になってい
る。手術台51の他端部における下面には支柱78が突
設され、この支柱78と手の床面に固定されたベース7
9との間にはコイルスプリング80が介在されている。
について説明する。図3に示す、81は前記第1〜第3
のロータリーエンコーダA35,B38,C41と注視
点設定スイッチ49から信号を入力し、術者が観察して
いる注視点位置の3次元座標を算出する注視点座標算出
部である。82は前記注視点座標算出部81からの信号
に基づき移動体駆動部83、第2のステッピングモータ
60にそれぞれ駆動信号を出力する駆動制御部である。
51を注視点Pを中心に傾斜させる角度を入力する手術
台傾斜角度入力部85aと手術台51を注視点Pを中心
に水平面内で回転させる角度を入力する手術台回転角度
入力部85bを備えているフットスイッチ86からの信
号を入力し、第1のステッピングモータ55、第3のス
テッピングモータ68へ駆動信号を出力するようになっ
ている。
鏡の作用について説明する。まず、手術前に患者50を
手術台51の任意の位置に固定する。そして手術が開始
され、手術用顕微鏡が使われる時に鏡体構成部44を第
1アーム34の水平回転により移動し、パンタグラフア
ーム40の上下動により術部に鏡体46の焦点を合わせ
て観察する。
押すと、注視点座標算出部81により注視点3次元座標
を算出し、手術台回転軸57の回転軸心と鏡体46の光
軸aが同軸になるように、駆動制御部82は駆動信号を
移動体駆動部83に出力し、移動体53は水平移動す
る。また、注視点Pから距離bの位置にラック72の円
弧が一致するように、駆動制御部82は駆動信号を第2
のステッピングモータ60に出力し、回転軸61を回転
させると、クランク機構62を介して昇降側板65に固
定されたピニオン70を上下移動してラック72が移動
する。
向を変えて観察する場合について説明する。術者が観察
したい角度をフットスイッチ86の手術台傾斜角度入力
部85aにより入力し、駆動制御部84から駆動信号を
第3のステッピングモータ68に出力し、ピニオン70
を回転させてラック72を移動させることにより、コイ
ルばね75およびコイルスプリング80が伸縮して手術
台51を注視点Pを中心に傾斜させて観察する。
6の手術台回転角度入力部85bにより入力し、駆動制
御部84から駆動信号を第1のステッピングモータ55
に出力し、歯車56、歯車58により手術台回転軸57
を回転させることにより手術台51を注視点Pを中心に
回転させて観察する。
を合わせて注視点設定スイッチ49をオンすれば、自動
で鏡体1の注視点Pに手術台51の旋回中心点が移動す
るので、術者はアイポイントを変更せずに術具を両手に
持ったまま観察角度、観察方向を電動で変えることがで
きるので楽な姿勢で処置ができ、観察角度、観察方向を
変えることによる処置の途中停止の必要がなく、手術時
間の短縮になる。
実施例は、低侵襲な手術として盛んに行われているキー
ホールサージャリでの操作性を重視した手術用顕微鏡で
ある。現在、脳神経外科における低侵襲を目的とした頭
蓋内病変に対する手術では、開頭部をできるだけ小さく
している。したがって、その小さな開頭部からでも頭蓋
内深部の病変観察が行えなければならない。
6は図5の鏡体135に示すA−A’矢視図で光学的配
置を示す図、図7は同A−A’矢視図における機械的配
置を示す図、図8は電気系を示すブロック図、図9は光
軸間隔の関係を示す図、図10は映像信号との関係を示
す図である。
明する。左右の観察光路(一方のみ図示)に共通の対物
レンズ137を有し、左右各々の観察光路には平行プリ
ズム138L,138Rと、図示しない駆動機構により
駆動される変倍光学系139Lと、結像レンズ140L
とが設けられ、CCDより構成される撮像部141Lは
前記結像レンズ140Lの各結像位置に配置されてい
る。
ッサL132、画像プロセッサR133により構成され
る画像を表示する左右眼用のディスプレイ146Lが設
けられ、その各々の光路上にレンズ147Lと、ミラー
148Lと、ミラー149Lと、接眼レンズ150Lと
が設けられている。
L,138Rには、各々ギア142L,142Rが固定
され、各々観察光軸中心L,Rを回転中心として回動自
在に設けられている。さらに、前記平行プリズム138
L,138Rに固定されたギア142L,142Rは互
いに噛合され、ギア142Rはモータ144の回転軸に
固定されたギア143と噛合している。
る。画像プロセッサL132は、撮像部141LのCC
Dを駆動し、データを読み出すべく構成された図示しな
い駆動回路と、その出力信号から映像信号を構成すべく
映像信号処理回路(図示しない)とから構成され、鏡体
135に内蔵されているディスプレイ146Lと同期分
離回路129に接続されている。(画像プロセッサR1
33については同様のため説明を省略する。)同期分離
回路129では、画像プロセッサL,R132、133
を同期運転させ、かつ、水平および垂直同期信号を分離
する回路構成で同期信号出力は、演算回路130に、ま
た2系統の映像信号はハイパスフィルタ125、A/D
変換回路134を介して接続されている。モータ144
の駆動回路であるドライバ131には、演算回路130
の演算出力が接続されている。
ズ137と平行プリズム138L,138Rと変倍光学
系139Lと結像レンズ140Lとによる左右の観察像
を各々撮像部141Lと画像プロセッサL132、画像
プロセッサR133により画像化し、ディスプレイ14
6Lに表示する。ディスプレイ146Lには、左側観察
光路による画像を表示し、図示しないディスプレイに
は、右側観察光路による画像を表示する。術者は、左眼
にて接眼レンズ150Lとミラー149L,148Lと
を介してディスプレイ146Lの画像を観察し、同様に
右眼にて、接眼レンズとミラーを介してディスプレイの
画像を観察することにより立体観察を行う。
ら、体腔内深部の病変部Osを観察しているとする。こ
のとき、鏡体135における左右の観察光軸の間隔は、
図6および図9に示すeである。図9に示すように、右
側の観察光路においては開口部Obにより、光束の一部
がけられ図10(a)のような画像となってしまう。こ
の開口部Obに相当する画像は、ボケた画像であり、ハ
イパスフィルタ125においてカットされ、A/D変換
回路134からの出力は図10(b)に示すようにな
る。演算回路ではこのcの部分を検出し、なくすべくモ
ータ144をドライバ131を介して駆動制御する。
図7に示すgの方向に回動され、さらに、ギア142
L,142Rにより各々の平行プリズム138L,13
8Rが138L’,138R’の位置に回動する。この
状態において、左右の観察光軸間隔は図6および図9に
示すfとなり開口部Obによりけられることなく観察で
きる。
わゆるキーホールサージャリにおいても、その小さい開
口部から様々の方向の立体観察が可能となり、かつ術中
自動的にその調整が行われるので、術者はより手術に集
中でき、スムーズな手術の進行につながるものである。
ば、注視点を中心に観察角度、観察方向を変更する機構
が鏡体から離れた位置に設けられているので、術者によ
る鏡体の操作および手術の邪魔になることはなく、あら
ゆる角度、方向から容易に観察ができ、操作性を向上で
きるという効果を奏する。
全体構成図。
全体構成図。
造を示す構成図。
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項1】 観察光学系を有する鏡体と, 該鏡体を支持するアームと, 前記鏡体をその観察光軸上の一点を中心とする球面の少
なくとも一部分上で旋回させて前記中心近傍の観察対象
に対する観察角度・方向を変更させうる旋回駆動手段と
を有する 手術用顕微鏡において,前記旋回駆動手段は前記アームを支持する被旋回部材
と,該被旋回部材を支持する旋回受け部とを具備し,前記
被旋回部材が前記中心を挟んで前記鏡体とは反対側に配
置された ことを特徴とする手術用顕微鏡。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26478793A JP3349789B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 手術用顕微鏡 |
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US08/578,386 US5748366A (en) | 1993-05-07 | 1995-12-26 | Surgical microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26478793A JP3349789B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 手術用顕微鏡 |
Publications (2)
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JPH07116171A JPH07116171A (ja) | 1995-05-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-10-22 JP JP26478793A patent/JP3349789B2/ja not_active Expired - Fee Related
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