JP4047567B2 - 手術用システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー処置具を具備する手術用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野においては手術する部位や手技に対応させて、観察装置と手術装置とを組み合わせて手術システムを構成するようにしている。前記観察装置としては口腔や肛門から体腔内に挿入される挿入部が柔軟な内視鏡や、腹壁に穿刺されたトラカールを介して腹腔内に配置される挿入部が硬性な腹腔鏡（光学視管）や微細な神経や血管を拡大観察できる手術用顕微鏡等がある。
【０００３】
一方、手術装置としては把持鉗子やメス等のような手術器具の他に、電源によって駆動される手術装置がある。この電源から供給される電力によって駆動される手術装置としては例えば、超音波振動を利用して処置具を振動させ、この処置具の振動で対象部位である生体組織を切開あるいは凝固したり、破砕して吸引する超音波手術装置や、高周波電力による熱作用で対象部位である生体組織に対して切開、凝固作用を及ぼす電気メス装置、生体組織を回転力により細かく粉砕する動力処置具等がある。
【０００４】
手術用システムの一例として脳神経外科分野では微細な神経や血管を拡大観察して顕微鏡観察下で手術を行う医療システムとして顕微鏡下手術システムがある。この顕微鏡下手術システムでは手術用顕微鏡の接眼部を通して拡大した対象部位を観察しながらハンドピースなどを操作して処置を行うものである。例えば、腫瘍の破砕、摘出等の処置を行う際には超音波吸引装置等のエネルギー処置具が用いられる。この場合、使用するエネルギー処置具のプローブ形状の選定や出力設定等が適当でないとを誤ると使い勝手が低下するという不具合が発生する。つまり、プローブ形状の選定や出力設定等を的確に行えるようになるには経験が必要であった。
【０００５】
上述した不具合を解消するため、本出願人は特願２０００−１０９２０号に手術用エネルギ処置システムを提案している。この手術用エネルギ処置システムでは、術部付近の組織の物理的状態を自動的に検出し、その検出結果からエネルギー処置具の設定を自動的に行えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、経験の乏しい術者では、エネルギー処置具のプローブ形状の選定や出力設定等に試行錯誤することがあり、手術が長時間化する要因になっていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、対象症例に対する経験の乏しい術者でも、処置具の選択や最適な設定を容易かつ的確に行える手術用システムを提供することを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の手術用システムは、処置部位の任意の位置における光学的な診断画像を取得する光走査プローブと、処置部位に対する処置を行うエネルギー処置具とを具備する手術用システムにおいて、前記光走査プローブによって取得した診断画像を記録する記録部と、前記光走査プローブによって予め取得された所定の処置部位の診断画像並びに当該処置に関するエネルギー処置具及び当該処置具の設定状態を含む処置情報を有する処置部位画像を複数蓄積した診断画像データベースと、前記光走査プローブによって取得した診断画像と、前記診断画像データベースに蓄積されている複数の前記処置部位画像とをパターンマッチングすることにより比較演算を行う比較演算部と、前記比較演算部における前記パターンマッチングによる比較演算結果に基づき、前記処置部位画像の中から前記光走査プローブによって取得した診断画像に最も類似した処置部位画像を選択し、当該選択した処置部位画像に係る前記処置情報に基づいて前記エネルギー処置具の条件設定を行うエネルギー処置具設定部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、前記光走査プローブの術部に対する位置を検出する位置検出手段を有し、前記比較演算部は、前記位置検出手段で検出した位置情報及び前記診断画像データベースに蓄積された処置部位画像の位置情報を、演算の際のパラメータとして利用している。
【００１０】
さらに、前記エネルギー処置具の設定状態を所望の状態に設定変更する設定変更手段と、少なくともこの設定変更手段により変更された設定値及び前記光走査プローブによって取得した診断画像を、前記診断画像データベースへ処置部位画像として登録するデータベース登録手段とを具備している。
【００１１】
この構成によれば、診断画像データベースから処置部位の画像に最も酷似した処置部位画像を得、その後、この処置部位画像の有する処置情報を基に、エネルギー処置具設定部を介してエネルギー処置具の設定が行われる。
【００１２】
また、比較演算部は、位置検出手段の位置データと、処置部位画像の位置情報とを比較して処置部位の画像に最も酷似した処置部位画像を得る。
【００１３】
さらに、診断画像データベースから読み出した処置部位画像に記録されている処置情報の更新を行えるとともに、その更新された処置情報を記録した処置部位画像が診断画像データベースに登録される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図７は本発明の第１実施形態に係り、図１は手術用顕微鏡システムの構成を説明する図、図２は鏡体である双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する図、図３は図２における側面図であり、鏡体の接眼光学系及び第２の観察光学系の構成を説明する図、図４は重畳ユニットを説明する図、図５は手術用顕微鏡システムの主要部の構成を説明する図、図６はデータベースに記録されている処置部位画像の一例を示す図、図７は顕微鏡に表示される顕微鏡観察像と設定データとを示す図である。
【００１５】
図１に示すように本実施形態の手術用システムは手術用顕微鏡システム１であり、本システムは主に架台３には取り付けられた鏡体２と、例えばカートに載置された計測装置１８、Ａ／Ｄ変換器１７、ワークステーション（以下、ＷＳと略記する）１９、モニタ１６等と、手術室内の所定の位置に設置されたデジタイザ（光学式位置検出装置）１２とで主に構成されている。なお、図示しない内視鏡のカメラコントロールユニット及び、光走査プローブ、この光走査プローブの観測装置等も設置される。
前記架台３は、床面を移動自在なベース４と、このベース４上に立設された支柱５と、この支柱５の上体部に軸Ｏ1 を中心に回動自在に一端部を取り付けた、図示しない照明用光源を内蔵した第１アーム６と、この第１アーム６の他端部に設けた軸Ｏ2 を中心に回動自在に一端部が取り付けられた第２アーム７と、この第２アーム７の他端部に設けた軸Ｏ3 を中心に回動自在に一端部が取りつられた第３アーム８とで主に構成されている。この第３アーム８の他端部には前記鏡体２が設けられている。この鏡体２は、軸Ｏ4 を中心として術者の観察方向に対する前後方向の俯仰及び軸Ｏ5 を中心として術者の左右方向の俯仰が可能になっている。
【００１６】
なお、前記第２アーム７は、上下移動操作を行うべくリンク機構とバランス調整用のスプリング部材とからなるパンタグラファームである。また、前記鏡体２が空間的に自在に位置調整を行えるとともに位置固定を行えるように、前記回転軸Ｏ1 ，…，Ｏ5 における回動部には図示しない電磁ブレーキがそれぞれ設けられている。これら電磁ブレーキは支柱５に内蔵された図示しない電磁ブレーキ電源回路に接続されている。
【００１７】
前記デジタイザ１２は、受信部材である２台のＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂと、これらＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂの位置を固定するカメラ保持部材１４と、このカメラ保持部材１４を支持するスタンド１５とで構成されている。
【００１８】
前記ＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂはそれぞれ前記計測装置１８に接続されている。この計測装置１８は、Ａ／Ｄ変換器１７を介してＷＳ１９に接続され、このＷＳ１９はモニタ１６に接続されている。
【００１９】
なお、前記ＷＳ１９には、ＣＴやＭＲＩといった図示しない画像診断装置による断層画像データや、前記断層画像データを加工して３次元に再構築した３次元画像データ等が術前において予め記録されている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、鏡体２を構成する固定ハウジング２０の内部には左右一対の結像レンズ２０ａ，２０ｂが配置されている。この結像レンズ２０ａ，２０ｂは、鏡体２から出射される左右観察光束を入射させるべく、鏡体２の観察光学系と光学的に接続されている。
【００２１】
符号２１ａ，２１ｂは前記結像レンズ２０ａ，２０ｂを介した光束をそれぞれ９０°外方に反射させるミラーであり、その出射光軸上にはイメージローテータプリズム２２ａ，２２ｂが配置されている。
【００２２】
このイメージローテータプリズム２２ａ，２２ｂの後方には、両観察光束を各々１８０°反転させるプリズム２３ａ，２３ｂが配置されている。このプリズム２３ａ，２３ｂのさらに後方には出射光軸を、後述する接眼光学系による観察光軸ＯL 、ＯR と並行方向に反射させる三角プリズム２４ａ，２４ｂが配置固定されている。
【００２３】
そして、この三角プリズム２４ａ，２４ｂの後方には、前記結像レンズ２０ａ，２０ｂにより結像された第１の中間結像点２５ａ，２５ｂが位置しており、この第１の中間結像点２５ａの近傍に、後述する導光手段としてのプリズム２６ａ，２６ｂの上面部が略一致するよう設けられるとともに、前記第１の中間結像点２５ａ，２５ｂの後方には像をリレーするリレーレンズ２７ａ，２７ｂが配置固定されている。なお、前記プリズム２３ａ，２３ｂ、三角プリズム２４ａ，２４ｂ、リレーレンズ２７ａ，２７ｂは可動ハウジング２８内に内蔵されている。
【００２４】
前記可動ハウジング２８は、接続部２８ａ，２８ｂを介して、軸ＯP 、すなわち前記プリズム２３ａ，２３ｂの入射光軸まわりに対して回動可能になっている。また、前記ローテータプリズム２２ａ，２２ｂは図示しないカム機構等により、前記可動ハウジング２８の固定ハウジング２０に対する回転に対して１／２の角度だけ軸ＯP 中心に回転可能になっている。
【００２５】
符号２９ａ，２９ｂは、入射反射面３０ａ，３０ｂと出射反射面３１ａ，３１ｂとからなり、眼幅調整ハウジング７ａ，７ｂに内蔵された反射部材としての平行プリズムである。前記第１の中間結像点２５ａ，２５ｂから前記リレーレンズ２７ａ，２７ｂによって伝達された像は、前記平行プリズム２９ａ，２９ｂの出射反射面３１ａ，３１ｂから各々第２の中間結像点３２ａ，３２ｂに結像される。そして、前記接眼ハウジング８ａ，８ｂに内蔵された一対の接眼光学系３３ａ，３３ｂに導かれ、顕微鏡光学観察像として観察光軸ＯR ，ＯL を構成している。
【００２６】
ここで、前記眼幅調整ハウジング７ａ，７ｂは、前記可動ハウジング２８に対し三角プリズム２４ａ，２４ｂからの出射光軸（図中垂直方向）と略一致した軸周りに対して回転自在に、また、図３に示すように、抜け止め部材３４ａ，３４ｂ（図中では符号３４ａのみ）により軸方向には不動に支持されている。本構造と前記平行プリズム２９ａ，２９ｂにより、いわゆるジーテントップ眼幅調整機構を構成している。
【００２７】
一方、前記図３に示すように、第１の観察光学系の外側には第２の観察光学系を収納する第２の接眼ハウジング９が設けられている。前記第２の観察光学系は、図示しないコントローラからの制御により、内視鏡等の画像を電子画像として表示する小型ＬＣＤモニター３８と、このＬＣＤモニター３８からの出射光軸ＯL2上に配置されるリレー光学系３９，４１と、これらリレー光学系３９，４１の内部に配置される前記光軸ＯL2を略９０°反射させるプリズム４０と、このプリズム４０によって反射せしめられた光軸を前記観察光軸ＯL 方向に向かって偏光させるプリズム４３とで構成され、出射光軸ＯL2上には、第２の接眼光学系４２が光学的に配置接続されて、前記観察光軸ＯL とＯL2とはその射出瞳位置近傍でそれぞれ交差している。
【００２８】
なお、前記小型ＬＣＤモニター３８は、眼幅調整ハウジング７ａの下方における可動ハウジング２８との間に配置固定されている。また、本図中においては左側光路のみ示したが右側光路についても同様の構成になっている。
【００２９】
図４に示すように鏡体２には対物光学系４４と、変倍光学系４５と、接眼光学系とが内蔵され、各々左右一対の光路を形成している。なお、前記対物光学系４４には焦点可変機構及び焦点距離検出用センサが設けられている。また、変倍光学系４５には変倍機構及び変倍検出用センサが設けられている。
【００３０】
鏡体２にはハーフミラーからなる光路挿入手段４６及び画像挿入光学系４７が設けられ、この画像挿入光学系４７は画像重畳用モニター４８から出射した光束をアフォーカル光束にして光路挿入手段４６に入射させるようになっている。なお、符号４８ａは画像重畳用モニター（重畳用ＬＣＤとも記載する）４８に画像信号を送るためのケーブルである。
【００３１】
図５に示すように本システム１には前記デジタイザ１２により位置検出可能な指標７８ａを配置した術部の診断画像である例えば細胞画像を観察するための光走査プローブ７８及びその観測装置７９と、エネルギー処置具であるハンドピース８２が接続された超音波吸引装置８１と、診断画像を記録するとともに、画像処理を行う第２ワークステーション（以下、２ＷＳと略記する）７３とが設けられている。
【００３２】
この２ＷＳ７３には、処置部位画像を蓄積した診断画像データベース（以下、ＤＢと略記する）７４と、記録部である画像メモリ７５と、比較演算部７６と、エネルギー処置具設定部である処置具設定情報生成部７７とが設けられている。そして、前記比較演算部７６には前記ＤＢ７４、処置具設定情報生成部７７、超音波吸引装置８１、画像メモリ７５及びＷＳ１９が接続されている。また、前記観測装置７９は前記画像メモリ７５に接続されている。さらに、前記処置具設定情報生成部７７には画像生成部８７と超音波吸引装置８１とが接続されており、前記画像生成部８７には画像を表示するための前記ＬＣＤ３８が接続されている。
【００３３】
前記ＤＢ７４には処置部位画像の１つとして例えば図６に示すようなデータ８３が記録されている。このデータ８３には、処置部位に関する情報、症例に関する情報、症例に関わる画像データ８４、処置を行った場合の各種設定値８５、及び前記ハンドピース８２の形状８６等の各種情報が格納されている。つまり、光走査プローブで取得した画像と、その画像で処置した際のハンドピースの種類及び設定条件とが合わせて１つのデータとなっている。
【００３４】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１の作用を説明する。
なお、このシステム１を使用する術者は、対象症例に対して経験の乏しい術者であるとする。
【００３５】
まず、術者は、鏡体２を移動させて、術部を観察できるように調整する。そして、図示しないフットスイッチ等によって、顕微鏡の観察光学系の操作を行い、術部の観察を開始する。そして、術者は、術部の細胞診断を行うため、光走査プローブ７８を用いて、例えば、本出願人が特願２０００−１５１０９０号で示したように術部の診断画像を得る。
【００３６】
すると、前記デジタイザ１２は、前記光走査プローブ７８に取り付けられた指標７８ａを検出することにより、前記光走査プローブ７８の先端位置を検知している。このため、前記光走査プローブ７８で診断画像を取得する際には、診断画像とともにこの光走査プローブ７８の先端位置情報がＷＳ１９、比較演算部７６を介して、画像メモリ７５に伝達される。また、術者が取得した診断画像も、観測装置７９から前記画像メモリ７５に伝達される。
【００３７】
つまり、この画像メモリ７５では、前記観測装置７９で取得した診断画像と、この診断画像を取得したときの光走査プローブ７８の先端位置情報とを合わせて、診断画像データとして記録する。
【００３８】
次に、比較演算部７６では前記画像メモリ７５から診断画像データを取得する一方、前記ＤＢ７４に保存されている処置部位画像データとの比較演算を実施する。すなわち、この比較演算部７６では、ＤＢ７４に蓄積されている画像群データと、前記画像メモリ７５から取得した診断画像データとのパーターンマッチングを行う。
【００３９】
そして、このパーターンマッチングによって、ＤＢ７４の画像群データの中から診断画像データに最も類似した処置部位画像データである例えば前記図６に示したデータ８３を選択する。すると、このデータ８３に格納されている情報の中から処置具の条件設定に関する情報が、比較演算部７６から処置具設定情報生成部７７に伝達される。
【００４０】
次いで、処置具設定情報生成部７７では、条件設定のための情報を画像生成部８７を介して、ＬＣＤ３８に表示させるとともに、設定のための情報を超音波吸引装置８１へ転送する。このとき、術者が観察している顕微鏡には図７に示す顕微鏡観察像８８とともに、第２の観察光学系を介して出力設定情報及び使用すべきプローブ種類情報を含んだ設定データ８９が表示される。
【００４１】
一方、設定のための情報が転送された超音波吸引装置８１では、前記処置具設定情報生成部７７から送られた情報を取得する。このことによって、超音波吸引装置８１の設定が完了する。この後、術者は、第２の観察光学系に表示（指示）されたプローブＢを超音波吸引装置８１に接続して術部の処置を開始する。
【００４２】
このように、取得した診断画像を画像メモリに伝達させた後、比較演算部で画像メモリに伝達された診断画像データを取得する一方、ＤＢに蓄積されている処置部位画像データとの比較演算を実施して、前記診断画像データに最も類似した処置部位画像データを得ることによって、この処置部位画像データに格納されている情報の中から処置具の条件設定に関する情報を処置具設定情報生成部を介して処置具に転送することによって、処置具の条件を最適に設定することができる。
【００４３】
このことによって、対象症例に対して経験の少ない術者であっても、試行錯誤することなくエネルギー処置具の設定を速やかにかつ確実に行えるので手術時間の短縮を図れる。
【００４４】
以下、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第１の実施形態において得られた処置部位画像データによる処置部の条件設定をマニュアルで変更し、その後、その条件設定をデータベースに蓄積できるようにした実施形態である。また、前記内容に加え、処置具の条件設定を表示することが可能な第２の観察光学系の表示画像位置を変更できるようにしたものである。
【００４５】
この件に関して、本出願人は特願２０００−１９３２２３号に手術用顕微鏡を提案している。この手術用顕微鏡では、顕微鏡用の観察光学系とは別の観察光学系として第２の観察光学系を設け、エネルギー処置具の設定等を、顕微鏡接眼部から術者が目を離すことなく、第２の観察光学系に表示させて確認できるようにしている。
【００４６】
しかし、この手術用顕微鏡では第２の観察光学系の表示位置が固定されていると、この第２の観察光学系に表示されている画像と顕微鏡観察画像とを比較しながら見たい場合、或いは、第２の観察光学系の表示画像を消すまでもないが、顕微鏡画像の観察の妨げにならないようにしたいなどの、使い分けができない等の不具合があった。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態に加え、処置具の設定をマニュアルにできること及び、観察光学系の使用状況によって第２の観察光学系の表示位置を移動できるようにすることを目的にしている。
【００４８】
図８ないし図１５は本発明の第２実施形態にかかり、図８は手術用顕微鏡システムの他の構成を説明する図、図９は双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する側面図、図１０はピニオンギアとラックとの関係を説明する図、図１１は図１０の矢印Ａ方向からの矢視図、図１２は顕微鏡観察像と超音波吸引装置の設定状態を変化させる画面とを説明する図、図１３は接眼ハウジングが可動ハウジングに対して移動した状態を説明する図、図１４は接眼ハウジングが移動する前の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図、図１５は接眼ハウジングが移動した後の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図である。
なお、本実施形態の手術用顕微鏡システムは処置具の条件設定をマニュアルで行え、使用する術者は、対象症例に対して経験の豊富な術者である。
【００４９】
図８に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ａは、重畳画像生成部８０、視線検出装置１０１及び登録スイッチ１０２が設けられ、２ＷＳ７３ＡにはＤＢ情報生成部１００を設けている。
本実施形態の２ＷＳ７３Ａにおいては、前記比較演算部７６にＤＢ情報生成部１００が接続されている。このＤＢ情報生成部１００には前記ＤＢ７４及び登録スイッチ１０２、前記処置具設定情報生成部７７が接続されている。
【００５０】
また、前記処置具設定情報生成部７７には、視線検出装置１０１と、重畳画像生成部８０とが接続されている。この重畳画像生成部８０には重畳用ＬＣＤ４８が接続されている。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００５１】
また、図９に示すように前記可動ハウジング２８の一面１０３内にはピニオンギア１０４が配置されている。また、可動ハウジング２８の所定位置には、前記ピニオンギア１０４を回動操作するツマミ（図１１の符号２００参照）が設けられている。
【００５２】
一方、接眼ハウジング９側には、前記ピニオンギア１０４に噛合する所定の湾曲形状に形成されたラック１０６が配置されている。また、この接眼ハウジング９の接眼部には前記視線検出装置１０１が取り付けられている。図１０に示すように前記一面１０３には細長に形成した開口１０７が形成されており、この開口１０７に前記接眼ハウジング９から突設した湾曲形状のラック１０６が係入配置されている。つまり、図１１に示すように前記ピニオンギア１０４と前記ラック１０６とが噛合している。
その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００５３】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１Ａの作用を説明する。
本実施形態においても前記第１実施形態と同様、まず、顕微鏡を観察状態にする。そして、光走査プローブ７８により得られた診断画像と、ＤＢ７４に記録された処置部位画像データとを比較演算部７６で比較演算して超音波吸引装置８１の設定を行う。
【００５４】
処置前、若しくは処置途中で、前記超音波吸引装置８１の設定を変更したい場合、術者は第２の観察光学系に表示された図１２に示す前記超音波吸引装置８１の設定状態を表示している画面１０８のマニュアル設定領域１１０を凝視する。
【００５５】
すると、前記接眼ハウジング９に設けた視線検出装置１０１によって、術者がマニュアル設定領域１１０を凝視していることが検出される。すると、その情報が処置具設定情報生成部７７に伝達され、この処置具設定情報生成部７７が前記超音波吸引装置８１の設定状態をマニュアル変更可能な変更モードに切り替える。
【００５６】
そして、術者は、設定変更表示領域１１１、１１２、１１３、１１４のどれかを凝視する。このことにより、超音波吸引装置８１の設定条件の変更を視線検出によって行える。具体的には、術者が設定変更表示領域１１１を凝視した際には、前記視線検出装置１０１がそのことを検出し、設定変更表示１１１を見ていたことを処置具設定情報生成部７７に伝達する。すると、この処置具設定情報生成部７７では、吸引条件を１０％上げる指示を超音波吸引装置８１に転送して、超音波吸引装置８１の設定変更を行い、術部の処置が開始又は再開される。
なお、前記視線検出装置１０１による検出に関しては、例えば特表平１１−５０１４０３号公報のような例がある。
【００５７】
一方、前記処置具設定情報生成部７７では設定の変更がなされたことをＤＢ情報生成部１００に伝達する。すると、このＤＢ情報生成部１００に、前記処置部位画像データと比較された診断画像データが前記比較演算部７６から伝達されている。
【００５８】
ここで、術者が、設定変更した設定値を新たに記録する必要があると判断した場合には、前記登録スイッチ１０２を押す。すると、診断画像データと、この診断画像データに対応する新規の超音波吸引装置８１に対する設定条件との一組みの情報がＤＢ７４に伝達され、前記図６に示した形態のデータとして新規登録される。
【００５９】
このように、経験のある術者がマニュアル設定によって設定条件を変更した後、設定値及び診断画像データを新たに登録して格納することによって、データベースに登録されている処置部位画像データのバージョンアップを行うことができる。
【００６０】
なお、視線検出によってマニュアル設定を行う際、第２の観察光学系による画面１０８が見難いときがある。この場合には、前記可動ハウジング２８に設けられているツマミ２００を回して、ピニオンギア１０４を所定の方向に回転させる。すると、このピニオンギア１０４が回転することによって、ラック１０６が移動されて、接眼ハウジング９が前記ラック１０６の湾曲形状に応じた弧を描いて、ラック１０６の軸を中心に移動する。
【００６１】
このことによって、接眼ハウジング９の移動前は、図９に示すように配置されていた接眼ハウジング９（図１３中一点鎖線）が、移動後には図１３に示すように接眼光学系３３ａからの距離が離れた状態になる。この移動前後において、顕微鏡観察像と第２の観察光学系の画像とのアイポイントは常に一定に保たれている。
【００６２】
このため、術者の眼には、図１４に示すように顕微鏡観察像８８と第２の観察光学系による画面１０８とが離れていた状態（Ｌ）から、図１５に示すように顕微鏡観察像８８と第２の観察光学系による画面１０８とが近づいた状態（ｌ）になる。このことによって、第２の観察光学系による画面１０８が顕微鏡観察像８８の観察視野を妨げることがない。
【００６３】
したがって、エネルギー処置具の設定条件をほとんど変えることが予想されない場合等には、図１４に示したように顕微鏡観察像８８と画面１０８とを離した状態（Ｌ）にしておき、頻繁に変えることが予想される場合には、図１５に示したように顕微鏡観察像８８と画面１０８とを近づけた状態（ｌ）にしておく。このことによって、術者の視線移動が少ない状態になる。
【００６４】
そして、前記図１５で示した状態の第２の観察光学系の位置でエネルギー処置具の設定を行い、その後、術部の位置を確認するために第２に観察光学系に術前の画像を表示させ、位置の確認を終えた後、第２の観察光学系を図１４に示したように顕微鏡観察像８８から離した状態（Ｌ）にして、顕微鏡観察像８８の観察、及び、エネルギー処置具による処置を行う。
【００６５】
このように、第２の観察光学系の表示位置、若しくは、角度を変えることにより、術者の所望する位置で観察を行うことができる。
【００６６】
以下、第３の実施形態について説明する。
特公平５−６１６１２号公報には顕微鏡の複数の駆動系の操作スイッチを切替えスイッチを用いることによって、操作スイッチの数を減らすようにした駆動制御装置が示されている。しかし、術中、術者は、顕微鏡の接眼部から目を離さないで処置を行えることが望ましく、そのことにより、時間の短縮を図れる。
【００６７】
また、顕微鏡の他にエネルギー処置具や内視鏡などを操作する場合、手元スイッチやフットスイッチなど操作スイッチが多くなると、当然、術者のスイッチ操作が煩雑になる。特に、顕微鏡の他にエネルギー処置具や内視鏡などの操作を切り替えるためにフットスイッチを設けたとしても、切替えのために所定スイッチを探すのに、足を擦り動かしたり、接眼部から目を離さなくてはならなくなる。
【００６８】
このため、接眼部から目を離すことなく操作スイッチの中から所定のスイッチを選択して、容易かつ確実に切り替えられる手術用顕微鏡システムが望まれていた。
【００６９】
図１６ないし図１９は本発明の第３実施の形態にかかり、図１６は手術用顕微鏡システムの別の構成を説明する図、図１７はフットスイッチの操作スイッチとセンサとの関係を説明する図、図１８は顕微鏡画像上に表示されている内視鏡スイッチ位置告知画像を説明する図、図１９は顕微鏡画像上に表示されている超音波スイッチ位置告知画像を説明する図である。
【００７０】
図１６に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ｂの操作制御部１２２には、顕微鏡の光学系の駆動制御（ズーム、フォーカス等）を行う顕微鏡制御部１２１と、顕微鏡のフットスイッチ１２５の機能配置を変更するフットスイッチ配置変更設定部（図中ではＦＳ配置変更設定部と記載）１２３と、光センサ検出部１２４と、重畳画像生成８０と、超音波吸引装置８１とが接続されている。そして、前記光センサ検出部１２４には、フットスイッチ１２５に設けられた光センサＡ１２６、光センサＢ１２７、光センサＣ１２８、光センサＤ１２９が接続されている。
【００７１】
一方、超音波吸引装置８１にはスイッチ１３４を有したハンドピース１２０が接続されている。このスイッチ１３４は、超音波吸引装置８１を介して、前記操作制御部１２２に接続されている。なお、重畳画像生成部８０には重畳用ＬＣＤ２８が接続されている。
【００７２】
図１７に示すように手術用顕微鏡のフットスイッチ１２５に設けられている操作スイッチ１３０には光センサＡ１２６が設置されている。同様に、操作スイッチ１３１には光センサＢ１２７が、操作スイッチ１３２には光センサＣ１２８が、操作スイッチ１３３には光センサＤ１２９がそれぞれ設置されている。
【００７３】
前記フットスイッチ１２５の設定状態を、術者の所望する状態に切り替える場合、例えばフットスイッチ配置変更設定部１２３の図示しない機能スイッチを切替操作することにより、前記操作スイッチ１３０、１３１、１３２、１３３の機能の設定を行える。
【００７４】
具体的には、顕微鏡操作の場合、操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の任意の位置に、それぞれフォーカスアップ／ダウン、ズームアップ／ダウンの４つの機能を配置することができる。
【００７５】
また、超音波吸引装置の場合には、操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の任意の位置に、それぞれ送水量アップ／ダウン、吸引圧アップ／ダウンの４つの機能を配置することができる。さらに、超音波吸引装置の場合、一部のスイッチを顕微鏡のフォーカスアップ／ダウン、残りのスイッチを超音波吸引装置の吸引圧アップ／ダウンに割り当てるようにすることも可能である。
【００７６】
そして、設定した内容は、操作制御部１２２が検出して、重畳画像生成部８０に伝達する。また、超音波吸引装置を把持した際に、スイッチ１３４を操作することによって、操作制御部１２２がそのことを検知して、前記フットスイッチ１２５に設けられている操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の制御対象の少なくとも一部を顕微鏡側から手術器具側に変更する。
【００７７】
このことによって、重畳画像生成部８０では、操作制御部１２２の検出状態に応じて、フットスイッチ１２５の操作スイッチの機能を告知するスイッチ位置告知画像を生成する。
【００７８】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１Ｂの作用を説明する。
上述した実施形態と同様、まず術者は顕微鏡を観察状態にする。そして、顕微鏡の観察光学系を操作するため、術者はフットスイッチ１２５の上に足を載せる。このとき、例えば、術者の足がフットスイッチ１２５の操作スイッチ１３０の上に載せられたときには、この操作スイッチ１３０に対応する光センサ１２６が反応する。この結果、光センサ検出部１２４では操作スイッチ１３０の上に足が載せられたたことを検出する。
【００７９】
すると、前記光センサ検出部１２４では検出された位置を操作制御部１２２に伝達し、重畳画像生成部８０に伝達する。この重畳画像生成部８０では、フットスイッチ１２５の操作対象スイッチの配置を重畳用ＬＣＤ４８に伝達し、図１８に示すように顕微鏡観察像８８上に内視鏡スイッチ位置告知画像１３７を重畳する。
【００８０】
このとき、足の載せられている操作スイッチについては例えば縁部を濃くして表示される。そして、フットスイッチ１２５のうち、現在足を載せている操作スイッチの操作対象を確認してから、顕微鏡の観察状態を変更する。
【００８１】
なお、術部を処置するために超音波吸引装置８１と、ハンドピース１２０とを用いる場合には、ハンドピース１２０に設置されたスイッチ１３４を操作する。すると、そのときの指示信号は、超音波吸引装置８１を介して操作制御部１２２に伝達される。すると、操作制御部１２２では、フットスイッチ１２５の操作対象を顕微鏡側から超音波吸引装置８１側に切り替えるとともに、顕微鏡観察像８８に重畳する重畳画像を切り替えるために重畳画像生成部８０に指示信号を伝達し、重畳画像を内視鏡スイッチ位置告知画像１３７から図１９に示す超音波吸引モードの超音波スイッチ位置告知画像１３８に切り替える。この超音波スイッチ位置告知画像１３８には、フットスイッチ１２５の操作割当て１３８ａと、超音波吸引装置の設定状態１３８ｂとが表示される。
【００８２】
そして、術者の足が載せられた操作スイッチに対応する表示部位の縁部が濃く表示される。
【００８３】
このことにより、術者は顕微鏡接眼部から眼を離すことなく、フットスイッチの操作スイッチの配置位置関係及び現在操作している操作スイッチ及び切り換えるべき操作スイッチの位置を知ることができるとともに、超音波吸引装置の設定値を知ることができる。
【００８４】
このように、フットスイッチに設けられている複数の操作スイッチの位置関係を顕微鏡画像上に重畳表示させることによって、目を離すことなくフットスイッチに設けられている操作スイッチの設定状態を確認することができる。
【００８５】
また、たとえフットスイッチの各操作スイッチの割当てが変更されている場合でも、術者は、接眼部から目を離すことなく、フットスイッチの操作対象を顕微鏡画像で確認することができる。
【００８６】
さらに、術者は手術用顕微鏡視野内に表示された操作スイッチの機能配置を確認することによって、足をどの方向へ移動すれば所望のスイッチ操作が行えるかを、容易に確認することができるので、操作スイッチの誤操作を確実に防止される。
【００８７】
又、手術器具を把持する際に、スイッチ操作を行うことによって、制御部がフットスイッチの制御対象の少なくとも一部を顕微鏡から手術器具に切り替えるので、術者は、フットスイッチで手術器具の設定等を行うことができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、処置具の設定について述べたが、内視鏡や超音波観測装置の設定変更（フォーカス、ズーム、画像回転等）に応用するようにしてもよい。また、今回は処置具に設けたスイッチにより顕微鏡と処置具との設定切替えを示したが、プローブに設けた加速度センサーでプローブの使用状態を検出するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００８９】
ところで、本出願人が示した特願２０００−１９４８０７号の第５、第６実施形態には、手術用顕微鏡の観察と同時に内視鏡観察、超音波観察する形態が示されており、顕微鏡観察視野に、内視鏡観察画像、第２の観察光学系に超音波観察画像を表示して観察を行える。
【００９０】
しかし、手術の際に、手術用顕微鏡、内視鏡、超音波装置等の観察装置を用いる場合、各装置間で相関をとることなく各々の画像を表示させると、それぞれの画像が他の装置から観て、どの位置に対応しているのか分かり難い。
【００９１】
このため、それぞれの観察装置で得られた画像の位置関係の相関を図って、観察画像同士の対応をわかりやすく表示する手術用顕微鏡システムが望まれていた。
【００９２】
以下、第４の実施形態について説明する。
本実施形態においては、以下の目的に着目している。
【００９３】
術部の観察には、手術用顕微鏡をはじめ、手術用顕微鏡の死角観察のための内視鏡や超音波観察装置など、各種観察装置が使用される。このように様々な観察装置が使用されると、術者は、それぞれの観察位置の対応が判り難くなる。本実施形態では、手術用顕微鏡の観察位置、手術用顕微鏡の死角観察に用いる内視鏡の観察画像及び超音波観察装置による超音波画像の各々の観察像の相関を術者に明確に示すことを目的にしている。
【００９４】
図２０ないし図３１は本発明の第４実施形態にかかり、図２０は顕微鏡鏡体部と内視鏡接続・保持装置との外観を示す図、図２１は顕微鏡鏡体部と内視鏡との光学的及び機械的連結状態を上方向から見た状態の断面図、図２２は滅菌アダプタ近傍の接続を説明する図、図２３は滅菌アダプタに差し込まれる内視鏡を説明する図、図２４は超音波観測システムの要部構成を説明する図、図２５は超音波観測システムのスコープホルダを説明する図、図２６は超音波プローブ及びその周辺機器を備えるシステムを説明する図、図２７は手術用顕微鏡システムのまた他の構成を説明する図、図２８は超音波プローブを上下動させた状態を示す図、図２９は超音波プローブのプローブ保持部を上方に配置させた状態を示す図、図３０は表示画面の１例を説明する図、図３１は表示画面の他の例を説明する図である。
【００９５】
図２０ないし図２２に示すように顕微鏡鏡体部２には、内視鏡接続・保持装置５５が、変位手段として軸Ｂを中心に回動自在に軸支されている。顕微鏡鏡体部２内に配置されるフランジ１４２ａは、内視鏡接続・保持装置５５が顕微鏡鏡体部２から抜け出るのを防いでいる。これにより内視鏡接続・保持装置５５は顕微鏡鏡体部２に対し、軸Ｂ周りで回転自在である。
【００９６】
図２１において、内視鏡接続・保持装置５５には、この内視鏡接続・保持装置５５を顕微鏡鏡体部２に固定するための固定ねじ５６を収納するケーシング５５ａが設けられている。固定ねじ５６には、抜け止め用のフランジ５６ａが設けられ、圧縮バネ５７により顕微鏡鏡体部２側に付勢されている。顕微鏡鏡体部２には内視鏡接続・保持装置５５が水平状態になった時に固定ねじ５６と対向する雌ねじ２１ａ，２１ｂが設けられている。
【００９７】
ここで、顕微鏡鏡体部２内の軸Ｂ上にはカメラヘッドが配置されており、これと対向する向きに内視鏡接続・保持装置５５内の軸Ｂ上にレンズ、プリズム等の光学要素からなる観察光学系５８（太い実線で記載）が配置されている。
【００９８】
これらの観察光学系５８とカメラヘッドとが、共に軸Ｂ上に同軸に配置されているため、顕微鏡鏡体部２に対し内視鏡接続・保持装置５５が（軸Ｂ上で）回転しても、偏心することなく、像だけを回転させることができる。上記観察光学系５８は、図示しないプリズム等の光学要素で方向を変換され、内視鏡接続・保持装置５５の先端Ｃまで導かれている。
【００９９】
また図２１中、顕微鏡鏡体部２内の軸Ｂより左側にはライトガイドファイバ５３が配置されている。このライトガイドファイバ５３と対向する内視鏡接続・保持装置５５内には、第１の照明光伝達部５９が設けられている。そして、軸Ｂに対して第１の照明光伝達部５９と点対称な位置には第２の照明光伝達部６０が設けられている。これらの照明光伝達部５９，６０には、例えばプラスチック製の単ファイバーを使用している。これらも内視鏡接続・保持装置５５の先端まで導かれ、第１の照明光伝達部５９が紙面向かって手前側、第２の照明光伝達部６０が紙面向かって奥側に配置されている。つまり図２０においては、第１の照明光伝達部５９が上、第２の照明光伝達部６０が下側に位置することになる。
【０１００】
一方、内視鏡接続・保持装置５５は、顕微鏡鏡体部２に対して図２０及び図２１に示す位置の反対側にセットする場合は、軸Ｂを中心に１８０度回転される。ライトガイドファイバ５３は、第２の照明光伝達部６０と対向し、この第２の照明光伝達部６０が上に配置され、第１の照明光伝達部５９が下側に配置されることになる。つまり、ライトガイドファイバ５３と対向する照明伝達部は常に上側に位置することになる。
【０１０１】
前記図２０に戻り、符号６１は前記観察光学系５８の伝達像を回転させる像回転リングである。この像回転リング６１は、観察光学系内の図示しないイメージローテータを回転させる。また、符号６２はズームリングで、観察光学系５８内の図示しないズームレンズを軸方向に動かすことにより、像の拡大、縮小を行う。
【０１０２】
一方、符号５０は偏心調整つまみを示し、Ｘ調整つまみ５０ａと、Ｙ調整つまみ５０ｂと、Ｚ調整つまみ５０ｃとを有する。Ｙ調整つまみ５０ｂは軸Ｂを中心に反対側に回した時にもつまみを上側から操作できるように、上下方向に貫通させて設けられている。Ｘ調整つまみ５０ａとＹ調整つまみ５０ｂとは、観察光学系５８内の図示しない調整レンズをＸ，Ｙ方向に動かすことで内視鏡から観察光学系５８間の伝達像の偏心を補正する。調整つまみ５０ｃは観察光学系５８内の図示しないフォーカスレンズを軸方向に動かすことで内視鏡から観察光学系５８間の焦点の調整を行う。
【０１０３】
これらのつまみ５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、術者が感覚で操作方向を確認することができるように、図２０に示す配置で設けられており、内部の図示しないリンク等の機構部によってレンズを動かす構造になっている。符号５１は接続部としての滅菌アダプターである。
【０１０４】
図２２に示すように内視鏡接続・保持装置５５の先端には、滅菌アダプター接続部６３が形成されている。滅菌アダプター接続部６３には長方形凹部６４が設けられ、この長方形凹部６４内には、観察光入射部６３ａと、第１の照明光出射部６４ｂと、第２の照明光出射部６４ｃとが設けられている。これらの後端側には、観察光学系５８と第１の照明光伝達部５９と第２の照明光伝達部６０とがそれぞれ設けられている。滅菌アダプター接続部６３の外周には、突起６３ａが設けられている。
【０１０５】
符号６５は顕微鏡鏡体部２と内視鏡接続・保持装置５５とを覆う滅菌ドレープである。前記滅菌アダプター接続部６３に取り付ける弾性材料からなる取付リング６６が設けられており、このリング６６の内面には溝６６ａが形成されている。
【０１０６】
滅菌アダプタ５１は例えばステンレス等の高圧蒸気滅菌やＥＯＧ（エチレンオキサイドガス）滅菌に耐え得る材質で構成されており、長方形凸部６７とＵ型凹部６８とフック６９とが設けられている。Ｕ型凹部６８内には観察光出射端６８ａと照明光出射端６８ｂとが配置されている。これら観察光出射端６８ａと照明光出射端６８ｂには、図示しないカバーガラスが設けられており、滅菌できないために不潔な観察光入射部６４ａと、第１の照明光出射部６４ｂと、第２の照明光出射端６４ｃとを、後述する滅菌して清潔に保つ必要がある内視鏡コネクターの観察系接続部及び照明光接続部に対して分離している。
【０１０７】
符号７１ｄは内視鏡コネクターである。滅菌アダプタ５１のＵ型凹部６８に嵌る形状をしており、観察系接続部７２ａと照明系接続部７２ｂとを備える。ここで、内視鏡の内視鏡コネクタ７１ｄはＵ型凹部６８に１方向にしか嵌らない形状をしているが、滅菌アダプタ５１の長方形凸部６７は滅菌アダプター接続部６３の長方形凹部６４に上下入れ替えて２方向に嵌るようになっている。
【０１０８】
手術を行う際にはまず、内視鏡接続・保持装置５５を鏡体に対しどちら側に配置するか決める。ここで図２０に示す側に配置するように決めたとする。ここで、図２１に示すように内視鏡接続・保持装置５５を水平になるように回していくと、雌ネジ２１ａの所で固定ねじ５６の先端が圧縮バネ５７の付勢力により中に入り込む。この状態で固定ねじ５６を捩じ込むことで内視鏡接続・保持装置５５が顕微鏡鏡体部２に固定される。
【０１０９】
この状態においては、図２１に示すようにライトガイドファイバ５３と対向しているのは第１の照明光伝達部５９であり、これは第１の照明光出射部６４ｂと連結している。つまり照明光は照明出射部６４ｂより出射される。
【０１１０】
次に図２２に示す滅菌ドレープ５４を滅菌アダプター接続部６３に取り付ける。取付リング６６内の溝６６ａを突起５２ａに嵌めることで固定される。
【０１１１】
この状態で滅菌済みの滅菌アダプタ５１をフック６９が上になるように滅菌アダプター接続部６３に取り付ける。
【０１１２】
これにより、Ｕ型凹部６８内に設けられた照明光出射端６８ｂと前記照明光出射部６４ｂが導通することになる。滅菌アダプタ５１のＵ型凹部６８に合わせて内視鏡コネクタ７１ｄを接続することで、照明系接続部７２ｂと照明光出射端６８ｂとが導通する。これにより、ライトガイドファイバ５３からの照明光は照明系接続部７２ｂまで導かれることで、内視鏡先端から照明がなされる。なお、内視鏡のケーブルは必要に応じてフック６９に引っかける。
【０１１３】
別の手術で、顕微鏡鏡体部２に対し内視鏡接続・保持装置５５を図２０とは逆側にセットする場合は、滅菌ドレープをかける前に以下の作業を行う。
【０１１４】
図２１に示す固定ねじ５６を緩め、雌ネジ２１ａから抜き出す。軸Ｂを中心に内視鏡接続・保持装置５５を回転させる。雌ネジ２１ｂの所で固定ねじ５６が入り込み、同様に固定ねじ５６を締め込むことで固定される。１８０度回転によりライトガイドファイバ５３と対向するのは第２の照明光伝達部６０となる。また、１８０度回転により、第２の照明光伝達部６０と照明光出射端６４ｃとは上側に位置する。この状態で滅菌ドレーブ６５を被せ、滅菌アダプタ５１のケーブルフックを上向きにして取り付け、内視鏡コネクタ７１ｄを接続する。
【０１１５】
ライトガイドファイバ５３からの照明光は、第２の照明光伝達部６０と第２の照明光出射端６４ｃと照明光出射端６８ｂとを介し、照明系接続部７２ｂまで導かれ、内視鏡先端から照明される。
【０１１６】
次に、内視鏡の観察画像に偏心があるか否かを確認し、偏心のある場合には偏心調整つまみ５０のＸ調整つまみ５０ａとＹ調整つまみ５０ｂとを回して図示しないレンズを動かし、観察像がモニターの中央に来るように調整する。次いで、フォーカスが適切か否かを確認し、ボケがあったらＺ調整つまみ５０ｃで調整する。ここまでの調整が終わったらスコープを取り術部を観察する。
【０１１７】
ここで、視野方向に対してモニターの像が回転している時は、像回転リング６１を回して方向を合わせる。倍率が適切でなければズームリング６２を回して倍率を適切にする。
【０１１８】
内視鏡を使わない時には、この内視鏡を保持具に保持させる。また、視野方向の異なる内視鏡に交換する場合には、内視鏡コネクタ７１ｄを抜いて、別の内視鏡の内視鏡コネクタを接続する。内視鏡コネクタは、滅菌不能で不潔域の内視鏡接続・保持装置５５に対し、滅菌可能で清潔域の滅菌アダプタ５１を介して接続することで常に清潔が保たれているので交換が容易である。
【０１１９】
また、内視鏡接続・保持装置５５を、軸Ｂを中心に顕微鏡鏡体部２の両側に大きく動かすことができるため、術者の利き腕の側で好適に内視鏡の接続・保持が行える。加えて、滅菌アダプター５１を用いることで術中の内視鏡の交換も可能である。
【０１２０】
前記内視鏡７１は、図２３に示すように挿入部７１ａと本体部７１ｂとを備え、この本体部７１ｂからは内視鏡ケーブル７１ｃが延出し、その端部に前記観察系接続部７２ａが設けられている。この内視鏡７１の内視鏡コネクタ７１ｄには、観察系接続部７２ａと、照明系接続部７２ｂとが設けられている。この内視鏡７１の本体部７１ｂには、位置検出のための所定の指標７１ｅが設置されている。
【０１２１】
図２４ないし図２６を参照して術部の３次元超音波観察画像を取得する構成を説明する。
本実施の形態の超音波観測システム２０１には空間的に位置自在に移動可能なスコープホルダ（アーム機構部）２０２と、このスコープホルダ２０２に着脱可能に連結される超音波プローブホルダ２０２とが設けられている。
【０１２２】
また、スコープホルダ２０２には、手術ベッドの図示しないサイドレールに着脱自在に取り付けられる取付け部２０４と、アーム本体２０５とが設けられている。ここで、スコープホルダ２０２の取付け部２０４には、取付部本体２０６と、この取付部本体２０６から延びる基台２０７とが設けられている。さらに、取付部本体２０６には、手術ベッドのサイドレールに引っ掛けて取り付けられるフック状の係合部２０８が設けられている。
【０１２３】
また、取付部本体２０６には、係合部２０８と対向する位置にこの取付部本体２０６をベッドサイドレールに固定するための固定ノブ２０９が設けられている。この固定ノブ２０９は、取付部本体２０６に捩じ込んで取り付けられており、係合部２０８に向けて延びるネジ部を有している。また、固定ノブ２０９のネジ部の端部には、ベッドサイドレールの取付面に圧接される押圧部材が設けられている。
【０１２４】
したがって、係合部２０８をベッドサイドレールに引っ掛けた状態で、固定ノブ２０９を締め付けて、ベッドサイドレールの取付け面に固定ノブ２０９の押圧部材を圧接させれば、取付部本体２０６をベッドサイドレールに固定することができる。
【０１２５】
また、取付け部２０４の基台２０７には、アーム本体２０５を構成する垂直アーム２１１が回転可能に取り付けられている。この垂直アーム２１１は、基台２０７から垂直上方に延び、その長手方向軸と一致する垂直な第１の軸Ｏ6 を中心に回転可能に支持されている。
【０１２６】
さらに、基台２０７には、第１の軸Ｏ6 を中心とする垂直アーム２１１の回転の力量を調整するための調整ノブ２１２が捩じ込んで取り付けられている。この調整ノブ２１２には、第１の軸Ｏ6 に対して直交する方向に延設され、かつ垂直アーム２１１の方向に延びるネジ部が設けられている。このネジ部の端部には、垂直アーム２１１の外周面に圧接される押圧部材が設けられている。したがって、垂直アーム２１１の回転力量は、基台２０７に対する調整ノブ２１２の締め付け量すなわち垂直アーム２１１に対する押圧部材の圧接度合いによって決定される。
【０１２７】
また、垂直アーム２１１の上端には、アーム本体２０５を構成する第１のリンクアーム２１３の一端部が関節部２１４を介して第１の軸Ｏ6 と直交する第２の軸Ｏ7 を中心に回動可能に取り付けられている。この第１のリンクアーム２１３の他端部には、アーム本体２０５を構成する第２のリンクアーム２１５の一端部が関節部２１６を介して第２の軸Ｏ7 と平行な第３の軸Ｏ8 を中心に回動可能に取り付けられている。
【０１２８】
さらに、この第２のリンクアーム２１５の一端部は第３の軸Ｏ8 と直交する方向（第２のリンクアーム２１５の軸心方向）に延設された第４の軸Ｏ9 を中心に回動可能に支持されている。
【０１２９】
また、第２のリンクアーム２１５の他端部には、連結軸部（アタッチメント取付け部）２１７が関節部２１８を介して第４の軸Ｏ9 と直交する第５の軸Ｏ10を中心に回動可能に支持されている。この連結軸部２１７には図２（Ｂ）に示すように先端部外周面に、２つの切込部２１９ａ，２１９ｂが形成されている。
【０１３０】
なお、各関節部２１４，２１６，２１８の内部には図示しない回転力量調整機構が設けられている。これにより、スコープホルダ２０２に着脱可能に連結される超音波プローブ２０３とこれを保持するアーム本体２０５の自重によって各リンクアーム２１３，２１５が各軸Ｏ7 〜Ｏ10を中心に自然に回動してしまうことを防止するようになっている。
【０１３１】
また、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７には超音波プローブ２０３を着脱可能に連結する超音波プローブ連結用の第１の超音波プローブホルダ（アタッチメント）、又は第２の超音波プローブホルダ（アタッチメント）などが必要に応じて適宜、選択的に取付け可能になっている。
【０１３２】
ここで、第１の超音波プローブホルダは例えばラジアルスキャン用超音波プローブホルダによって形成されている。この第１の超音波プローブホルダにはホルダ本体と、このホルダ本体をスコープホルダの連結軸部に着脱可能に取り付ける取付け部とが設けられている。
【０１３３】
さらに、ホルダ本体には、固定部と、可動部とが設けられている。このホルダ本体の固定部には、可動部ｂを上下の直線方向に沿って移動操作する直線方向駆動機構が組み込まれている。この直線方向駆動機構には、駆動モータ２２５ａと、このモータ２２５ａによって駆動される第１のギア２２６と、この第１のギア２２６と噛合されている第２のギア２２７と、さらにこの第２のギア２２７の噛合されている第３のギア２２８と、この第３のギア２２８の回転に伴って動作するエンコーダ２２９とがそれぞれ設けられている。
【０１３４】
また、ホルダ本体２２２の可動部２２４ｂには、超音波プローブ２０３を差し込んで固定するプローブ装着穴部２３０と、固定部２２４ａの第２のギア２２７と噛合されているラック２３１とが設けられている。このラック２３１は上下方向に延設されている。そして、第２のギア２２７の回転にともないラック２３１が上下方向に移動され、これにより、可動部２２４ｂは、固定部２２４ａに対して上下動可能に支持されている。なお、可動部２２４ｂのラック２３１の上端と下端には、それ以上、移動しないように図示しないストッパーが設けられている。さらに、可動部２２４ｂにプローブ装着穴部２３０の上端部に超音波プローブ２０３を係脱可能に係止する傾斜部２３０ａが形成されている。
【０１３５】
また、第１の超音波プローブホルダ２０２の取付け部２２３にはホルダ本体２２２の固定部２２４ａに突設された一対のピン保持板２３２ａ，２３２ｂが設けられている。ここで、一方のピン保持板２３２ａには係合ピン２３３ａ、他方のピン保持板２３２ｂには係合ピン２３３ｂがそれぞれ取り付けられている。これらの係合ピン２３３ａ，２３３ｂはピン保持板２３２ａ，２３２ｂの内外方向にそれぞれ移動可能に支持されている。そして、ピン保持板２３２ａの係合ピン２３３ａと、ピン保持板２３２ａの係合ピン２３３ｂとは常時は図示しないばね部材により、内方向に突出される方向に付勢され、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７の切込部２１９ａ，２１９ｂに対してそれぞれの係脱可能に係止されるようになっている。
【０１３６】
また、各ピン保持板２３２ａ、２３２ｂの外面側には、係合ピン２３３ａ，２３３ｂをと得付け部２２３の外方向に向けて引っ張り操作する操作ツマミ２３４ａ，２３４ｂがそれぞれ設けられている。なお、前記プローブ２０３には位置検出用の図示しない指標が設置されている。
【０１３７】
図２６中で、符号２６９は超音波プローブ２０３を駆動する超音波駆動装置である。この超音波駆動装置２６９には、図示しない超音波振動子を駆動するためのモータ２７０と、位置の検出を行うエンコーダ２７１とが設けられている。また、超音波駆動装置２６９には、この超音波駆動装置２６９に内蔵されるモータ２７０の駆動、及びエンコーダ２７１の検出、或いは、超音波振動子によって得られた２次元画像を取得する超音波観測装置２７２が接続されている。この超音波観測装置２７２にはフットスイッチ２７３と、３次元画像生成装置２７４とが接続されている。
【０１３８】
前記フットスイッチ２７３には図示しないラジアルスキャン用の第１の超音波プローブホルダ２０２に内蔵されたモータ２２５ａを駆動するためのモータ駆動装置２７５が接続されている。また、このフットスイッチ２７３には超音波観測装置２７２のオン／オフを制御する図示しない超音波観測スイッチと、前記モータ駆動装置２７５を動作させるための図示しないモータ駆動スイッチとが設けられている。
【０１３９】
前記第１の超音波プローブホルダ２０２に内蔵されたエンコーダ２２９には、このエンコーダ２２９の値を検出するための移動量検出装置２７６が接続されている。この移動量検出装置２７６は、超音波観測装置２７２及び３次元画像生成装置２７４に接続されている。さらに、この３次元画像生成装置２７４にはモニタ２７７が接続されている。
【０１４０】
そして、超音波観測装置２７２、及び移動量検出装置２７６からの各出力信号は、３次元画像生成装置２７４に入力され、これらの入力情報に基づき３次元画像生成装置２７４で生成された３次元画像がモニタ２７７に映し出されるようになっている。
【０１４１】
なお、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７に図示しない前方スキャン用の第２の超音波プローブホルダ２０２を連結する場合も同様である。
【０１４２】
図２７に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ｃは、前記実施形態１と同様、デジタイザ１２、計測装置１８、Ａ／Ｄ変換器１７及びＷＳ１９を備え、前記ＷＳ１９と重畳画像生成部８０とが接続され、この重畳画像生成部８０と重畳用ＬＣＤ４８とが接続されている。また、前記ＷＳ１９には、顕微鏡のフォーカス、ズーム情報を検出する鏡体制御部３０４が接続されている。前記３次元画像生成装置２７４には、ＷＳ１９が接続されている。
【０１４３】
内視鏡用テレビカメラ１４０には、画像生成部８７と、視野内画像生成部３０５とが接続されている。この視野内画像生成部３０５には、顕微鏡の視野内に画像表示するためのＬＣＤ３６ａが接続されている。前記画像生成部８７には第２の観察光学系の像を表示するＬＣＤ３８が接続されている。
【０１４４】
観察するに当たって、まず、前記内視鏡７１を鏡体部側面に取り付け、その後、内視鏡７１を観察状態にして術部の観察を行う。また、術部内部の画像を得るために、超音波観測を行う。このとき、上述した３次元超音波観察画像を取得するために超音波観測システムを用いて、術部のラジアル方向の超音波画像を観察する。
【０１４５】
図２８及び図２９に示すように前記デジタイザ１２により検出可能な図示しない指標を設置したラジアルスキャンの超音波プローブ２０３を、ラジアル方向と垂直な方向（図中矢印方向）に移動させ複数の超音波画像を取得する。このとき取得された超音波画像は、３次元画像生成装置２７４に伝達される。一方、超音波観測中にデジタイザ１２が検出した超音波プローブ２０３の空間位置情報は、ＷＳ１９から３次元画像生成装置２７４に伝達される。
【０１４６】
つまり、空間位置情報と超音波画像とが対になって３次元画像生成装置２７４に記録され、そのデータが蓄積されることにより術部位置空間と相関を持った３次元超音波画像が生成され、ＷＳ１９に伝達し記録される。
【０１４７】
術者が顕微鏡の鏡体２の死角を確認するために、内視鏡７１で術部の観察を行う。この際、内視鏡７１の観察方向の組織内部の情報を確認したい場合には、図示しない画像切替えスイッチを押す。このことにより、第２の観察光学系に超音波画像を表示する。
【０１４８】
また、内視鏡７１で観察されている観察像は、前記内視鏡ＴＶカメラ１４０から視野内画像生成部３０５を介して、視野内表示画像３０６を表示するＬＣＤ３６ａに内視鏡画像として表示される。また、この内視鏡７１の先端位置観察方向は、前記デジタイザ１２にて検出されており、その検出結果はＷＳ１９に伝達されている。
【０１４９】
つまり、ＷＳ１９では、伝達された内視鏡観察方向の情報に基づいて、先に記録された３次元超音波画像から内視鏡７１の観察方向と一致する３次元超音波画像１４４を画像を再構築する。
【０１５０】
生成された３次元超音波画像１４４は、画像生成部８７に伝達され、ＬＣＤ３８により図３０に示すように画像表示される。このことにより、第２の観察光学系を通して、術者が３次元超音波画像１４４を観察することができる。
【０１５１】
術者は、内視鏡７１の観察方向の術部内部情報を確認することにより、腫瘍の存在などを確かめる。また、図示しない画像切替えスイッチを押すと、第２の観察光学系には顕微鏡焦点位置の超音波断面画像が表示され、内視鏡観察方向の３次元超音波画像を顕微鏡観察視野内に重畳するモードに切り替えられる。
【０１５２】
この際、デジタイザ１２からＷＳ１９に送られた顕微鏡鏡体２の位置情報と、鏡体制御部３０４からＷＳ１９に送られた、焦点、倍率情報から顕微鏡の観察位置を演算する。
【０１５３】
この観察位置にもとづいて、ＷＳ１９に記録された３次元超音波画像１４４から鏡体２の観察光軸方向と垂直面の２次元超音波画像１４７を再構築し、画像生成部８７、ＬＣＤ３８を介して、図３１に示すように第２の観察光学系を表示する。
【０１５４】
また、顕微鏡鏡体２の焦点位置情報１４５と内視鏡７１の観察方向の３次元超音波画像１４６は、ＷＳ１９より重畳画像生成部８０、重畳用ＬＣＤ４８に伝達することにより、図３１に示すように表示される。そして、顕微鏡鏡体２の焦点位置１４５とその位置の超音波画像１４７を対比させることにより、術部内部の情報を確認する。
【０１５５】
つまり、超音波観測装置で、術部前方又はラジアル方向の観測画像を撮像し、位置検出手段で検出した位置情報とともに観測画像情報を記録し、この位置検出手段にて、手術用顕微鏡観察位置、内視鏡観察位置を検出し、顕微鏡のフォーカス位置と超音波画像の観察位置、及び、内視鏡画像と超音波画像の観察位置の相関をとることにより、観察位置の一致した超音波観測画像が視野内表示手段に表示される。
【０１５６】
このように、 内視鏡の観察方向の組織内部情報、例えば、血管や腫瘍を超音波観測像で確認することができ、手術用顕微鏡の死角となる部分に関してもあらかじめ組織内部の状況を確実に把握して処置を進めることができる。このことによって、腫瘍の取り残し等が確実に防止される。
【０１５７】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１５８】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１５９】
（１）手術部位の任意の位置における光学的な診断画像を取得する光走査プローブと、手術部位に対する処置を行うエネルギー処置具とを具備する手術用システムにおいて、
前記光走査プローブによって取得した診断画像を記録する記録部と、
処置部位の画像及びこの処置に関するエネルギー処置具や処置具設定状態等の処置情報を有する処置部位画像を複数、蓄積した診断画像データベースと、
前記光走査プローブの診断画像と、前記診断画像データベースに蓄積されている複数の処置部位画像との比較を行う比較演算部と、
この比較演算部の演算結果に基づき、前記エネルギー処置具の条件設定を行うエネルギー処置具設定部と、
を具備する手術用システム。
【０１６０】
（２）前記光走査プローブの術部に対する位置を検出する位置検出手段を有し、前記比較演算部は、前記位置検出手段で検出した位置情報及び前記診断画像データベースに蓄積された位置情報を、演算の際のパラメータとして利用する付記１に記載の顕微鏡システム。
【０１６１】
（３）前記エネルギー処置具の設定状態を所望の状態に設定変更する設定変更手段と、
少なくともこの設定変更手段により変更された設定値及び前記光走査プローブによって取得した診断画像を、前記診断画像データベースへ処置部位画像として登録するデータベース登録手段と、
を具備する付記１又は付記２に記載の手術用システム。
【０１６２】
（４）前記設定変更手段は、手術用顕微鏡に設けた視線検出手段である付記３に記載の手術用システム。
【０１６３】
（５）術部を拡大観察する観察光学系を有する第１の観察手段である顕微鏡と、この顕微鏡で得られる観察画像とは異なる画像を前記顕微鏡の観察視野内に表示させる視野内画像表示手段と、
術部を観察するための第２の観察手段と、
前記顕微鏡の観察位置及び前記第２の観察手段の観察位置を検出し、それらの位置の相関をとる位置検出手段と、
術部の診断画像を記録する記録手段と、
を有する手術用顕微鏡システムにおいて、
前記位置検出手段の検出結果に基づき、
前記記録手段に記録された複数の診断画像から前記顕微鏡又は前記第２の観察手段の観察方向に合致する画像を再構築する画像処理部と、
この画像処理部からの出力画像を、前記視野内画像表示手段に表示させる表示制御部と、
を有する手術用顕微鏡システム。
【０１６４】
（６）前記視野内画像表示手段は、顕微鏡の光学像に対して画像を重畳する画像重畳手段である付記５に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６５】
（７）前記表示制御部は、前記画像処理部からの出力画像を、前記顕微鏡の光学像と相関付けて表示させる付記６に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６６】
（８）前記画像処理部は、前記顕微鏡の観察光軸に対して垂直方向の診断画像を構築する付記５ないし付記７の１つに記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６７】
（９）前記画像処理部は、前記第２の観察手段の観察方向に対応する診断画像を構築する付記５ないし付記７の１つに記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６８】
（１０）複数の電動駆動機構を有する手術用顕微鏡と、
この手術用顕微鏡の観察視野内に画像を表示させる視野内画像表示手段と、
前記電動駆動機構を操作するフットスイッチと、
このフットスイッチの操作部の配置位置を適宜変更する設定変更部と、
前記フットスイッチに足を載せたことを検出する検出部と、
この検出部の検出結果に応じて前記視野内画像表示手段に足が載せられている操作部のスイッチ位置を視覚的に告示する表示制御部手段と、
を具備する手術用顕微鏡システム。
【０１６９】
（１１）手術用顕微鏡と、
この手術用顕微鏡の複数の電動駆動部を操作するフットスイッチと、
所定の設定を行う設定部を有する手術器具と、
この手術器具の使用状態を検出するセンサーと、
このセンサーの検出結果に応じて、前記フットスイッチの機能の少なくとも一部を前記手術器具に割り当てる制御部と、
を具備する手術用顕微鏡システム。
【０１７０】
（１２）前記手術器具の設定部は、手術器具であるエネルギー処置具の出力設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７１】
（１３）前記手術器具の設定部は、内視鏡のフォーカス、ズーム、像回転の少なくとも一つを行う設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７２】
（１４）前記手術器具の設定部は、超音波観測装置の像サイズ変更、像回転の少なくとも一つを行う設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７３】
（１５）前記センサーは、前記手術器具の把持部に設けられたスイッチである付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７４】
（１６）前記センサーは、前記手術器具の把持部に設けられた加速度センサーである付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対象症例に対する経験の乏しい術者でも、処置具の選択や最適な設定を容易かつ的確に行え、かつ観察状態に合わせて、第２の観察光学系の表示画像位置の移動を行える手術用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】図１ないし図７は本発明の第１実施形態に係り、図１は手術用顕微鏡システムの構成を説明する図
【図２】鏡体である双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する図
【図３】図２における側面図であり、鏡体の接眼光学系及び第２の観察光学系の構成を説明する図
【図４】重畳ユニットを説明する図
【図５】手術用顕微鏡システムの主要部の構成を説明する図
【図６】データベースに記録されている処置部位画像の一例を示す図
【図７】顕微鏡に表示される顕微鏡観察像と設定データとを示す図
【図８】図８ないし図１５は本発明の第２実施形態にかかり、図８は手術用顕微鏡システムの他の構成を説明する図
【図９】双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する側面図
【図１０】ピニオンギアとラックとの関係を説明する図
【図１１】図１０の矢印Ａ方向からの矢視図
【図１２】顕微鏡観察像と超音波吸引装置の設定状態を変化させる画面とを説明する図
【図１３】接眼ハウジングが可動ハウジングに対して移動した状態を説明する図
【図１４】接眼ハウジングが移動する前の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図
【図１５】接眼ハウジングが移動した後の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図
【図１６】図１６ないし図１９は本発明の第３実施の形態にかかり、図１６は手術用顕微鏡システムの別の構成を説明する図
【図１７】フットスイッチの操作スイッチとセンサとの関係を説明する図
【図１８】顕微鏡画像上に表示されている内視鏡スイッチ位置告知画像を説明する図
【図１９】顕微鏡画像上に表示されている超音波スイッチ位置告知画像を説明する図
【図２０】図２０ないし図３１は本発明の第４実施形態にかかり、図２０は顕微鏡鏡体部と内視鏡接続・保持装置との外観を示す図
【図２１】顕微鏡鏡体部と内視鏡との光学的及び機械的連結状態を上方向から見た状態の断面図
【図２２】滅菌アダプタ近傍の接続を説明する図
【図２３】滅菌アダプタに差し込まれる内視鏡を説明する図
【図２４】超音波観測システムの要部構成を説明する図
【図２５】超音波観測システムのスコープホルダを説明する図
【図２６】超音波プローブ及びその周辺機器を備えるシステムを説明する図
【図２７】手術用顕微鏡システムのまた他の構成を説明する図
【図２８】超音波プローブを上下動させた状態を示す図
【図２９】超音波プローブのプローブ保持部を上方に配置させた状態を示す図
【図３０】表示画面の１例を説明する図
【図３１】表示画面の他の例を説明する図
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡システム
１２…デジタイザ
１８…計測装置
１９…ワークステーション
７３…第２ワークステーション
７４…診断画像データベース（ＤＢ）
７５…画像メモリ
７６…比較演算部
７７…処置具設定情報生成部
７８…光走査プローブ
７９…観測装置
８７…画像生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー処置具を具備する手術用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野においては手術する部位や手技に対応させて、観察装置と手術装置とを組み合わせて手術システムを構成するようにしている。前記観察装置としては口腔や肛門から体腔内に挿入される挿入部が柔軟な内視鏡や、腹壁に穿刺されたトラカールを介して腹腔内に配置される挿入部が硬性な腹腔鏡（光学視管）や微細な神経や血管を拡大観察できる手術用顕微鏡等がある。
【０００３】
一方、手術装置としては把持鉗子やメス等のような手術器具の他に、電源によって駆動される手術装置がある。この電源から供給される電力によって駆動される手術装置としては例えば、超音波振動を利用して処置具を振動させ、この処置具の振動で対象部位である生体組織を切開あるいは凝固したり、破砕して吸引する超音波手術装置や、高周波電力による熱作用で対象部位である生体組織に対して切開、凝固作用を及ぼす電気メス装置、生体組織を回転力により細かく粉砕する動力処置具等がある。
【０００４】
手術用システムの一例として脳神経外科分野では微細な神経や血管を拡大観察して顕微鏡観察下で手術を行う医療システムとして顕微鏡下手術システムがある。この顕微鏡下手術システムでは手術用顕微鏡の接眼部を通して拡大した対象部位を観察しながらハンドピースなどを操作して処置を行うものである。例えば、腫瘍の破砕、摘出等の処置を行う際には超音波吸引装置等のエネルギー処置具が用いられる。この場合、使用するエネルギー処置具のプローブ形状の選定や出力設定等が適当でないとを誤ると使い勝手が低下するという不具合が発生する。つまり、プローブ形状の選定や出力設定等を的確に行えるようになるには経験が必要であった。
【０００５】
上述した不具合を解消するため、本出願人は特願２０００−１０９２０号に手術用エネルギ処置システムを提案している。この手術用エネルギ処置システムでは、術部付近の組織の物理的状態を自動的に検出し、その検出結果からエネルギー処置具の設定を自動的に行えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、経験の乏しい術者では、エネルギー処置具のプローブ形状の選定や出力設定等に試行錯誤することがあり、手術が長時間化する要因になっていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、対象症例に対する経験の乏しい術者でも、処置具の選択や最適な設定を容易かつ的確に行える手術用システムを提供することを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の手術用システムは、処置部位の任意の位置における光学的な診断画像を取得する光走査プローブと、処置部位に対する処置を行うエネルギー処置具とを具備する手術用システムにおいて、前記光走査プローブによって取得した診断画像を記録する記録部と、前記光走査プローブによって予め取得された所定の処置部位の診断画像並びに当該処置に関するエネルギー処置具及び当該処置具の設定状態を含む処置情報を有する処置部位画像を複数蓄積した診断画像データベースと、前記光走査プローブによって取得した診断画像と、前記診断画像データベースに蓄積されている複数の前記処置部位画像とをパターンマッチングすることにより比較演算を行う比較演算部と、前記比較演算部における前記パターンマッチングによる比較演算結果に基づき、前記処置部位画像の中から前記光走査プローブによって取得した診断画像に最も類似した処置部位画像を選択し、当該選択した処置部位画像に係る前記処置情報に基づいて前記エネルギー処置具の条件設定を行うエネルギー処置具設定部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、前記光走査プローブの術部に対する位置を検出する位置検出手段を有し、前記比較演算部は、前記位置検出手段で検出した位置情報及び前記診断画像データベースに蓄積された処置部位画像の位置情報を、演算の際のパラメータとして利用している。
【００１０】
さらに、前記エネルギー処置具の設定状態を所望の状態に設定変更する設定変更手段と、少なくともこの設定変更手段により変更された設定値及び前記光走査プローブによって取得した診断画像を、前記診断画像データベースへ処置部位画像として登録するデータベース登録手段とを具備している。
【００１１】
この構成によれば、診断画像データベースから処置部位の画像に最も酷似した処置部位画像を得、その後、この処置部位画像の有する処置情報を基に、エネルギー処置具設定部を介してエネルギー処置具の設定が行われる。
【００１２】
また、比較演算部は、位置検出手段の位置データと、処置部位画像の位置情報とを比較して処置部位の画像に最も酷似した処置部位画像を得る。
【００１３】
さらに、診断画像データベースから読み出した処置部位画像に記録されている処置情報の更新を行えるとともに、その更新された処置情報を記録した処置部位画像が診断画像データベースに登録される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図７は本発明の第１実施形態に係り、図１は手術用顕微鏡システムの構成を説明する図、図２は鏡体である双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する図、図３は図２における側面図であり、鏡体の接眼光学系及び第２の観察光学系の構成を説明する図、図４は重畳ユニットを説明する図、図５は手術用顕微鏡システムの主要部の構成を説明する図、図６はデータベースに記録されている処置部位画像の一例を示す図、図７は顕微鏡に表示される顕微鏡観察像と設定データとを示す図である。
【００１５】
図１に示すように本実施形態の手術用システムは手術用顕微鏡システム１であり、本システムは主に架台３には取り付けられた鏡体２と、例えばカートに載置された計測装置１８、Ａ／Ｄ変換器１７、ワークステーション（以下、ＷＳと略記する）１９、モニタ１６等と、手術室内の所定の位置に設置されたデジタイザ（光学式位置検出装置）１２とで主に構成されている。なお、図示しない内視鏡のカメラコントロールユニット及び、光走査プローブ、この光走査プローブの観測装置等も設置される。
前記架台３は、床面を移動自在なベース４と、このベース４上に立設された支柱５と、この支柱５の上体部に軸Ｏ1 を中心に回動自在に一端部を取り付けた、図示しない照明用光源を内蔵した第１アーム６と、この第１アーム６の他端部に設けた軸Ｏ2 を中心に回動自在に一端部が取り付けられた第２アーム７と、この第２アーム７の他端部に設けた軸Ｏ3 を中心に回動自在に一端部が取りつられた第３アーム８とで主に構成されている。この第３アーム８の他端部には前記鏡体２が設けられている。この鏡体２は、軸Ｏ4 を中心として術者の観察方向に対する前後方向の俯仰及び軸Ｏ5 を中心として術者の左右方向の俯仰が可能になっている。
【００１６】
なお、前記第２アーム７は、上下移動操作を行うべくリンク機構とバランス調整用のスプリング部材とからなるパンタグラファームである。また、前記鏡体２が空間的に自在に位置調整を行えるとともに位置固定を行えるように、前記回転軸Ｏ1 ，…，Ｏ5 における回動部には図示しない電磁ブレーキがそれぞれ設けられている。これら電磁ブレーキは支柱５に内蔵された図示しない電磁ブレーキ電源回路に接続されている。
【００１７】
前記デジタイザ１２は、受信部材である２台のＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂと、これらＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂの位置を固定するカメラ保持部材１４と、このカメラ保持部材１４を支持するスタンド１５とで構成されている。
【００１８】
前記ＣＣＤカメラ１３ａ，１３ｂはそれぞれ前記計測装置１８に接続されている。この計測装置１８は、Ａ／Ｄ変換器１７を介してＷＳ１９に接続され、このＷＳ１９はモニタ１６に接続されている。
【００１９】
なお、前記ＷＳ１９には、ＣＴやＭＲＩといった図示しない画像診断装置による断層画像データや、前記断層画像データを加工して３次元に再構築した３次元画像データ等が術前において予め記録されている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、鏡体２を構成する固定ハウジング２０の内部には左右一対の結像レンズ２０ａ，２０ｂが配置されている。この結像レンズ２０ａ，２０ｂは、鏡体２から出射される左右観察光束を入射させるべく、鏡体２の観察光学系と光学的に接続されている。
【００２１】
符号２１ａ，２１ｂは前記結像レンズ２０ａ，２０ｂを介した光束をそれぞれ９０°外方に反射させるミラーであり、その出射光軸上にはイメージローテータプリズム２２ａ，２２ｂが配置されている。
【００２２】
このイメージローテータプリズム２２ａ，２２ｂの後方には、両観察光束を各々１８０°反転させるプリズム２３ａ，２３ｂが配置されている。このプリズム２３ａ，２３ｂのさらに後方には出射光軸を、後述する接眼光学系による観察光軸ＯL 、ＯR と並行方向に反射させる三角プリズム２４ａ，２４ｂが配置固定されている。
【００２３】
そして、この三角プリズム２４ａ，２４ｂの後方には、前記結像レンズ２０ａ，２０ｂにより結像された第１の中間結像点２５ａ，２５ｂが位置しており、この第１の中間結像点２５ａの近傍に、後述する導光手段としてのプリズム２６ａ，２６ｂの上面部が略一致するよう設けられるとともに、前記第１の中間結像点２５ａ，２５ｂの後方には像をリレーするリレーレンズ２７ａ，２７ｂが配置固定されている。なお、前記プリズム２３ａ，２３ｂ、三角プリズム２４ａ，２４ｂ、リレーレンズ２７ａ，２７ｂは可動ハウジング２８内に内蔵されている。
【００２４】
前記可動ハウジング２８は、接続部２８ａ，２８ｂを介して、軸ＯP 、すなわち前記プリズム２３ａ，２３ｂの入射光軸まわりに対して回動可能になっている。また、前記ローテータプリズム２２ａ，２２ｂは図示しないカム機構等により、前記可動ハウジング２８の固定ハウジング２０に対する回転に対して１／２の角度だけ軸ＯP 中心に回転可能になっている。
【００２５】
符号２９ａ，２９ｂは、入射反射面３０ａ，３０ｂと出射反射面３１ａ，３１ｂとからなり、眼幅調整ハウジング７ａ，７ｂに内蔵された反射部材としての平行プリズムである。前記第１の中間結像点２５ａ，２５ｂから前記リレーレンズ２７ａ，２７ｂによって伝達された像は、前記平行プリズム２９ａ，２９ｂの出射反射面３１ａ，３１ｂから各々第２の中間結像点３２ａ，３２ｂに結像される。そして、前記接眼ハウジング８ａ，８ｂに内蔵された一対の接眼光学系３３ａ，３３ｂに導かれ、顕微鏡光学観察像として観察光軸ＯR ，ＯL を構成している。
【００２６】
ここで、前記眼幅調整ハウジング７ａ，７ｂは、前記可動ハウジング２８に対し三角プリズム２４ａ，２４ｂからの出射光軸（図中垂直方向）と略一致した軸周りに対して回転自在に、また、図３に示すように、抜け止め部材３４ａ，３４ｂ（図中では符号３４ａのみ）により軸方向には不動に支持されている。本構造と前記平行プリズム２９ａ，２９ｂにより、いわゆるジーテントップ眼幅調整機構を構成している。
【００２７】
一方、前記図３に示すように、第１の観察光学系の外側には第２の観察光学系を収納する第２の接眼ハウジング９が設けられている。前記第２の観察光学系は、図示しないコントローラからの制御により、内視鏡等の画像を電子画像として表示する小型ＬＣＤモニター３８と、このＬＣＤモニター３８からの出射光軸ＯL2上に配置されるリレー光学系３９，４１と、これらリレー光学系３９，４１の内部に配置される前記光軸ＯL2を略９０°反射させるプリズム４０と、このプリズム４０によって反射せしめられた光軸を前記観察光軸ＯL 方向に向かって偏光させるプリズム４３とで構成され、出射光軸ＯL2上には、第２の接眼光学系４２が光学的に配置接続されて、前記観察光軸ＯL とＯL2とはその射出瞳位置近傍でそれぞれ交差している。
【００２８】
なお、前記小型ＬＣＤモニター３８は、眼幅調整ハウジング７ａの下方における可動ハウジング２８との間に配置固定されている。また、本図中においては左側光路のみ示したが右側光路についても同様の構成になっている。
【００２９】
図４に示すように鏡体２には対物光学系４４と、変倍光学系４５と、接眼光学系とが内蔵され、各々左右一対の光路を形成している。なお、前記対物光学系４４には焦点可変機構及び焦点距離検出用センサが設けられている。また、変倍光学系４５には変倍機構及び変倍検出用センサが設けられている。
【００３０】
鏡体２にはハーフミラーからなる光路挿入手段４６及び画像挿入光学系４７が設けられ、この画像挿入光学系４７は画像重畳用モニター４８から出射した光束をアフォーカル光束にして光路挿入手段４６に入射させるようになっている。なお、符号４８ａは画像重畳用モニター（重畳用ＬＣＤとも記載する）４８に画像信号を送るためのケーブルである。
【００３１】
図５に示すように本システム１には前記デジタイザ１２により位置検出可能な指標７８ａを配置した術部の診断画像である例えば細胞画像を観察するための光走査プローブ７８及びその観測装置７９と、エネルギー処置具であるハンドピース８２が接続された超音波吸引装置８１と、診断画像を記録するとともに、画像処理を行う第２ワークステーション（以下、２ＷＳと略記する）７３とが設けられている。
【００３２】
この２ＷＳ７３には、処置部位画像を蓄積した診断画像データベース（以下、ＤＢと略記する）７４と、記録部である画像メモリ７５と、比較演算部７６と、エネルギー処置具設定部である処置具設定情報生成部７７とが設けられている。そして、前記比較演算部７６には前記ＤＢ７４、処置具設定情報生成部７７、超音波吸引装置８１、画像メモリ７５及びＷＳ１９が接続されている。また、前記観測装置７９は前記画像メモリ７５に接続されている。さらに、前記処置具設定情報生成部７７には画像生成部８７と超音波吸引装置８１とが接続されており、前記画像生成部８７には画像を表示するための前記ＬＣＤ３８が接続されている。
【００３３】
前記ＤＢ７４には処置部位画像の１つとして例えば図６に示すようなデータ８３が記録されている。このデータ８３には、処置部位に関する情報、症例に関する情報、症例に関わる画像データ８４、処置を行った場合の各種設定値８５、及び前記ハンドピース８２の形状８６等の各種情報が格納されている。つまり、光走査プローブで取得した画像と、その画像で処置した際のハンドピースの種類及び設定条件とが合わせて１つのデータとなっている。
【００３４】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１の作用を説明する。
なお、このシステム１を使用する術者は、対象症例に対して経験の乏しい術者であるとする。
【００３５】
まず、術者は、鏡体２を移動させて、術部を観察できるように調整する。そして、図示しないフットスイッチ等によって、顕微鏡の観察光学系の操作を行い、術部の観察を開始する。そして、術者は、術部の細胞診断を行うため、光走査プローブ７８を用いて、例えば、本出願人が特願２０００−１５１０９０号で示したように術部の診断画像を得る。
【００３６】
すると、前記デジタイザ１２は、前記光走査プローブ７８に取り付けられた指標７８ａを検出することにより、前記光走査プローブ７８の先端位置を検知している。このため、前記光走査プローブ７８で診断画像を取得する際には、診断画像とともにこの光走査プローブ７８の先端位置情報がＷＳ１９、比較演算部７６を介して、画像メモリ７５に伝達される。また、術者が取得した診断画像も、観測装置７９から前記画像メモリ７５に伝達される。
【００３７】
つまり、この画像メモリ７５では、前記観測装置７９で取得した診断画像と、この診断画像を取得したときの光走査プローブ７８の先端位置情報とを合わせて、診断画像データとして記録する。
【００３８】
次に、比較演算部７６では前記画像メモリ７５から診断画像データを取得する一方、前記ＤＢ７４に保存されている処置部位画像データとの比較演算を実施する。すなわち、この比較演算部７６では、ＤＢ７４に蓄積されている画像群データと、前記画像メモリ７５から取得した診断画像データとのパーターンマッチングを行う。
【００３９】
そして、このパーターンマッチングによって、ＤＢ７４の画像群データの中から診断画像データに最も類似した処置部位画像データである例えば前記図６に示したデータ８３を選択する。すると、このデータ８３に格納されている情報の中から処置具の条件設定に関する情報が、比較演算部７６から処置具設定情報生成部７７に伝達される。
【００４０】
次いで、処置具設定情報生成部７７では、条件設定のための情報を画像生成部８７を介して、ＬＣＤ３８に表示させるとともに、設定のための情報を超音波吸引装置８１へ転送する。このとき、術者が観察している顕微鏡には図７に示す顕微鏡観察像８８とともに、第２の観察光学系を介して出力設定情報及び使用すべきプローブ種類情報を含んだ設定データ８９が表示される。
【００４１】
一方、設定のための情報が転送された超音波吸引装置８１では、前記処置具設定情報生成部７７から送られた情報を取得する。このことによって、超音波吸引装置８１の設定が完了する。この後、術者は、第２の観察光学系に表示（指示）されたプローブＢを超音波吸引装置８１に接続して術部の処置を開始する。
【００４２】
このように、取得した診断画像を画像メモリに伝達させた後、比較演算部で画像メモリに伝達された診断画像データを取得する一方、ＤＢに蓄積されている処置部位画像データとの比較演算を実施して、前記診断画像データに最も類似した処置部位画像データを得ることによって、この処置部位画像データに格納されている情報の中から処置具の条件設定に関する情報を処置具設定情報生成部を介して処置具に転送することによって、処置具の条件を最適に設定することができる。
【００４３】
このことによって、対象症例に対して経験の少ない術者であっても、試行錯誤することなくエネルギー処置具の設定を速やかにかつ確実に行えるので手術時間の短縮を図れる。
【００４４】
以下、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第１の実施形態において得られた処置部位画像データによる処置部の条件設定をマニュアルで変更し、その後、その条件設定をデータベースに蓄積できるようにした実施形態である。また、前記内容に加え、処置具の条件設定を表示することが可能な第２の観察光学系の表示画像位置を変更できるようにしたものである。
【００４５】
この件に関して、本出願人は特願２０００−１９３２２３号に手術用顕微鏡を提案している。この手術用顕微鏡では、顕微鏡用の観察光学系とは別の観察光学系として第２の観察光学系を設け、エネルギー処置具の設定等を、顕微鏡接眼部から術者が目を離すことなく、第２の観察光学系に表示させて確認できるようにしている。
【００４６】
しかし、この手術用顕微鏡では第２の観察光学系の表示位置が固定されていると、この第２の観察光学系に表示されている画像と顕微鏡観察画像とを比較しながら見たい場合、或いは、第２の観察光学系の表示画像を消すまでもないが、顕微鏡画像の観察の妨げにならないようにしたいなどの、使い分けができない等の不具合があった。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態に加え、処置具の設定をマニュアルにできること及び、観察光学系の使用状況によって第２の観察光学系の表示位置を移動できるようにすることを目的にしている。
【００４８】
図８ないし図１５は本発明の第２実施形態にかかり、図８は手術用顕微鏡システムの他の構成を説明する図、図９は双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する側面図、図１０はピニオンギアとラックとの関係を説明する図、図１１は図１０の矢印Ａ方向からの矢視図、図１２は顕微鏡観察像と超音波吸引装置の設定状態を変化させる画面とを説明する図、図１３は接眼ハウジングが可動ハウジングに対して移動した状態を説明する図、図１４は接眼ハウジングが移動する前の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図、図１５は接眼ハウジングが移動した後の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図である。
なお、本実施形態の手術用顕微鏡システムは処置具の条件設定をマニュアルで行え、使用する術者は、対象症例に対して経験の豊富な術者である。
【００４９】
図８に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ａは、重畳画像生成部８０、視線検出装置１０１及び登録スイッチ１０２が設けられ、２ＷＳ７３ＡにはＤＢ情報生成部１００を設けている。
本実施形態の２ＷＳ７３Ａにおいては、前記比較演算部７６にＤＢ情報生成部１００が接続されている。このＤＢ情報生成部１００には前記ＤＢ７４及び登録スイッチ１０２、前記処置具設定情報生成部７７が接続されている。
【００５０】
また、前記処置具設定情報生成部７７には、視線検出装置１０１と、重畳画像生成部８０とが接続されている。この重畳画像生成部８０には重畳用ＬＣＤ４８が接続されている。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００５１】
また、図９に示すように前記可動ハウジング２８の一面１０３内にはピニオンギア１０４が配置されている。また、可動ハウジング２８の所定位置には、前記ピニオンギア１０４を回動操作するツマミ（図１１の符号２００参照）が設けられている。
【００５２】
一方、接眼ハウジング９側には、前記ピニオンギア１０４に噛合する所定の湾曲形状に形成されたラック１０６が配置されている。また、この接眼ハウジング９の接眼部には前記視線検出装置１０１が取り付けられている。図１０に示すように前記一面１０３には細長に形成した開口１０７が形成されており、この開口１０７に前記接眼ハウジング９から突設した湾曲形状のラック１０６が係入配置されている。つまり、図１１に示すように前記ピニオンギア１０４と前記ラック１０６とが噛合している。
その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００５３】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１Ａの作用を説明する。
本実施形態においても前記第１実施形態と同様、まず、顕微鏡を観察状態にする。そして、光走査プローブ７８により得られた診断画像と、ＤＢ７４に記録された処置部位画像データとを比較演算部７６で比較演算して超音波吸引装置８１の設定を行う。
【００５４】
処置前、若しくは処置途中で、前記超音波吸引装置８１の設定を変更したい場合、術者は第２の観察光学系に表示された図１２に示す前記超音波吸引装置８１の設定状態を表示している画面１０８のマニュアル設定領域１１０を凝視する。
【００５５】
すると、前記接眼ハウジング９に設けた視線検出装置１０１によって、術者がマニュアル設定領域１１０を凝視していることが検出される。すると、その情報が処置具設定情報生成部７７に伝達され、この処置具設定情報生成部７７が前記超音波吸引装置８１の設定状態をマニュアル変更可能な変更モードに切り替える。
【００５６】
そして、術者は、設定変更表示領域１１１、１１２、１１３、１１４のどれかを凝視する。このことにより、超音波吸引装置８１の設定条件の変更を視線検出によって行える。具体的には、術者が設定変更表示領域１１１を凝視した際には、前記視線検出装置１０１がそのことを検出し、設定変更表示１１１を見ていたことを処置具設定情報生成部７７に伝達する。すると、この処置具設定情報生成部７７では、吸引条件を１０％上げる指示を超音波吸引装置８１に転送して、超音波吸引装置８１の設定変更を行い、術部の処置が開始又は再開される。
なお、前記視線検出装置１０１による検出に関しては、例えば特表平１１−５０１４０３号公報のような例がある。
【００５７】
一方、前記処置具設定情報生成部７７では設定の変更がなされたことをＤＢ情報生成部１００に伝達する。すると、このＤＢ情報生成部１００に、前記処置部位画像データと比較された診断画像データが前記比較演算部７６から伝達されている。
【００５８】
ここで、術者が、設定変更した設定値を新たに記録する必要があると判断した場合には、前記登録スイッチ１０２を押す。すると、診断画像データと、この診断画像データに対応する新規の超音波吸引装置８１に対する設定条件との一組みの情報がＤＢ７４に伝達され、前記図６に示した形態のデータとして新規登録される。
【００５９】
このように、経験のある術者がマニュアル設定によって設定条件を変更した後、設定値及び診断画像データを新たに登録して格納することによって、データベースに登録されている処置部位画像データのバージョンアップを行うことができる。
【００６０】
なお、視線検出によってマニュアル設定を行う際、第２の観察光学系による画面１０８が見難いときがある。この場合には、前記可動ハウジング２８に設けられているツマミ２００を回して、ピニオンギア１０４を所定の方向に回転させる。すると、このピニオンギア１０４が回転することによって、ラック１０６が移動されて、接眼ハウジング９が前記ラック１０６の湾曲形状に応じた弧を描いて、ラック１０６の軸を中心に移動する。
【００６１】
このことによって、接眼ハウジング９の移動前は、図９に示すように配置されていた接眼ハウジング９（図１３中一点鎖線）が、移動後には図１３に示すように接眼光学系３３ａからの距離が離れた状態になる。この移動前後において、顕微鏡観察像と第２の観察光学系の画像とのアイポイントは常に一定に保たれている。
【００６２】
このため、術者の眼には、図１４に示すように顕微鏡観察像８８と第２の観察光学系による画面１０８とが離れていた状態（Ｌ）から、図１５に示すように顕微鏡観察像８８と第２の観察光学系による画面１０８とが近づいた状態（ｌ）になる。このことによって、第２の観察光学系による画面１０８が顕微鏡観察像８８の観察視野を妨げることがない。
【００６３】
したがって、エネルギー処置具の設定条件をほとんど変えることが予想されない場合等には、図１４に示したように顕微鏡観察像８８と画面１０８とを離した状態（Ｌ）にしておき、頻繁に変えることが予想される場合には、図１５に示したように顕微鏡観察像８８と画面１０８とを近づけた状態（ｌ）にしておく。このことによって、術者の視線移動が少ない状態になる。
【００６４】
そして、前記図１５で示した状態の第２の観察光学系の位置でエネルギー処置具の設定を行い、その後、術部の位置を確認するために第２に観察光学系に術前の画像を表示させ、位置の確認を終えた後、第２の観察光学系を図１４に示したように顕微鏡観察像８８から離した状態（Ｌ）にして、顕微鏡観察像８８の観察、及び、エネルギー処置具による処置を行う。
【００６５】
このように、第２の観察光学系の表示位置、若しくは、角度を変えることにより、術者の所望する位置で観察を行うことができる。
【００６６】
以下、第３の実施形態について説明する。
特公平５−６１６１２号公報には顕微鏡の複数の駆動系の操作スイッチを切替えスイッチを用いることによって、操作スイッチの数を減らすようにした駆動制御装置が示されている。しかし、術中、術者は、顕微鏡の接眼部から目を離さないで処置を行えることが望ましく、そのことにより、時間の短縮を図れる。
【００６７】
また、顕微鏡の他にエネルギー処置具や内視鏡などを操作する場合、手元スイッチやフットスイッチなど操作スイッチが多くなると、当然、術者のスイッチ操作が煩雑になる。特に、顕微鏡の他にエネルギー処置具や内視鏡などの操作を切り替えるためにフットスイッチを設けたとしても、切替えのために所定スイッチを探すのに、足を擦り動かしたり、接眼部から目を離さなくてはならなくなる。
【００６８】
このため、接眼部から目を離すことなく操作スイッチの中から所定のスイッチを選択して、容易かつ確実に切り替えられる手術用顕微鏡システムが望まれていた。
【００６９】
図１６ないし図１９は本発明の第３実施の形態にかかり、図１６は手術用顕微鏡システムの別の構成を説明する図、図１７はフットスイッチの操作スイッチとセンサとの関係を説明する図、図１８は顕微鏡画像上に表示されている内視鏡スイッチ位置告知画像を説明する図、図１９は顕微鏡画像上に表示されている超音波スイッチ位置告知画像を説明する図である。
【００７０】
図１６に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ｂの操作制御部１２２には、顕微鏡の光学系の駆動制御（ズーム、フォーカス等）を行う顕微鏡制御部１２１と、顕微鏡のフットスイッチ１２５の機能配置を変更するフットスイッチ配置変更設定部（図中ではＦＳ配置変更設定部と記載）１２３と、光センサ検出部１２４と、重畳画像生成８０と、超音波吸引装置８１とが接続されている。そして、前記光センサ検出部１２４には、フットスイッチ１２５に設けられた光センサＡ１２６、光センサＢ１２７、光センサＣ１２８、光センサＤ１２９が接続されている。
【００７１】
一方、超音波吸引装置８１にはスイッチ１３４を有したハンドピース１２０が接続されている。このスイッチ１３４は、超音波吸引装置８１を介して、前記操作制御部１２２に接続されている。なお、重畳画像生成部８０には重畳用ＬＣＤ２８が接続されている。
【００７２】
図１７に示すように手術用顕微鏡のフットスイッチ１２５に設けられている操作スイッチ１３０には光センサＡ１２６が設置されている。同様に、操作スイッチ１３１には光センサＢ１２７が、操作スイッチ１３２には光センサＣ１２８が、操作スイッチ１３３には光センサＤ１２９がそれぞれ設置されている。
【００７３】
前記フットスイッチ１２５の設定状態を、術者の所望する状態に切り替える場合、例えばフットスイッチ配置変更設定部１２３の図示しない機能スイッチを切替操作することにより、前記操作スイッチ１３０、１３１、１３２、１３３の機能の設定を行える。
【００７４】
具体的には、顕微鏡操作の場合、操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の任意の位置に、それぞれフォーカスアップ／ダウン、ズームアップ／ダウンの４つの機能を配置することができる。
【００７５】
また、超音波吸引装置の場合には、操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の任意の位置に、それぞれ送水量アップ／ダウン、吸引圧アップ／ダウンの４つの機能を配置することができる。さらに、超音波吸引装置の場合、一部のスイッチを顕微鏡のフォーカスアップ／ダウン、残りのスイッチを超音波吸引装置の吸引圧アップ／ダウンに割り当てるようにすることも可能である。
【００７６】
そして、設定した内容は、操作制御部１２２が検出して、重畳画像生成部８０に伝達する。また、超音波吸引装置を把持した際に、スイッチ１３４を操作することによって、操作制御部１２２がそのことを検知して、前記フットスイッチ１２５に設けられている操作スイッチ１３０、１３１，１３２、１３３の制御対象の少なくとも一部を顕微鏡側から手術器具側に変更する。
【００７７】
このことによって、重畳画像生成部８０では、操作制御部１２２の検出状態に応じて、フットスイッチ１２５の操作スイッチの機能を告知するスイッチ位置告知画像を生成する。
【００７８】
上述のように構成した手術用顕微鏡システム１Ｂの作用を説明する。
上述した実施形態と同様、まず術者は顕微鏡を観察状態にする。そして、顕微鏡の観察光学系を操作するため、術者はフットスイッチ１２５の上に足を載せる。このとき、例えば、術者の足がフットスイッチ１２５の操作スイッチ１３０の上に載せられたときには、この操作スイッチ１３０に対応する光センサ１２６が反応する。この結果、光センサ検出部１２４では操作スイッチ１３０の上に足が載せられたたことを検出する。
【００７９】
すると、前記光センサ検出部１２４では検出された位置を操作制御部１２２に伝達し、重畳画像生成部８０に伝達する。この重畳画像生成部８０では、フットスイッチ１２５の操作対象スイッチの配置を重畳用ＬＣＤ４８に伝達し、図１８に示すように顕微鏡観察像８８上に内視鏡スイッチ位置告知画像１３７を重畳する。
【００８０】
このとき、足の載せられている操作スイッチについては例えば縁部を濃くして表示される。そして、フットスイッチ１２５のうち、現在足を載せている操作スイッチの操作対象を確認してから、顕微鏡の観察状態を変更する。
【００８１】
なお、術部を処置するために超音波吸引装置８１と、ハンドピース１２０とを用いる場合には、ハンドピース１２０に設置されたスイッチ１３４を操作する。すると、そのときの指示信号は、超音波吸引装置８１を介して操作制御部１２２に伝達される。すると、操作制御部１２２では、フットスイッチ１２５の操作対象を顕微鏡側から超音波吸引装置８１側に切り替えるとともに、顕微鏡観察像８８に重畳する重畳画像を切り替えるために重畳画像生成部８０に指示信号を伝達し、重畳画像を内視鏡スイッチ位置告知画像１３７から図１９に示す超音波吸引モードの超音波スイッチ位置告知画像１３８に切り替える。この超音波スイッチ位置告知画像１３８には、フットスイッチ１２５の操作割当て１３８ａと、超音波吸引装置の設定状態１３８ｂとが表示される。
【００８２】
そして、術者の足が載せられた操作スイッチに対応する表示部位の縁部が濃く表示される。
【００８３】
このことにより、術者は顕微鏡接眼部から眼を離すことなく、フットスイッチの操作スイッチの配置位置関係及び現在操作している操作スイッチ及び切り換えるべき操作スイッチの位置を知ることができるとともに、超音波吸引装置の設定値を知ることができる。
【００８４】
このように、フットスイッチに設けられている複数の操作スイッチの位置関係を顕微鏡画像上に重畳表示させることによって、目を離すことなくフットスイッチに設けられている操作スイッチの設定状態を確認することができる。
【００８５】
また、たとえフットスイッチの各操作スイッチの割当てが変更されている場合でも、術者は、接眼部から目を離すことなく、フットスイッチの操作対象を顕微鏡画像で確認することができる。
【００８６】
さらに、術者は手術用顕微鏡視野内に表示された操作スイッチの機能配置を確認することによって、足をどの方向へ移動すれば所望のスイッチ操作が行えるかを、容易に確認することができるので、操作スイッチの誤操作を確実に防止される。
【００８７】
又、手術器具を把持する際に、スイッチ操作を行うことによって、制御部がフットスイッチの制御対象の少なくとも一部を顕微鏡から手術器具に切り替えるので、術者は、フットスイッチで手術器具の設定等を行うことができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、処置具の設定について述べたが、内視鏡や超音波観測装置の設定変更（フォーカス、ズーム、画像回転等）に応用するようにしてもよい。また、今回は処置具に設けたスイッチにより顕微鏡と処置具との設定切替えを示したが、プローブに設けた加速度センサーでプローブの使用状態を検出するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００８９】
ところで、本出願人が示した特願２０００−１９４８０７号の第５、第６実施形態には、手術用顕微鏡の観察と同時に内視鏡観察、超音波観察する形態が示されており、顕微鏡観察視野に、内視鏡観察画像、第２の観察光学系に超音波観察画像を表示して観察を行える。
【００９０】
しかし、手術の際に、手術用顕微鏡、内視鏡、超音波装置等の観察装置を用いる場合、各装置間で相関をとることなく各々の画像を表示させると、それぞれの画像が他の装置から観て、どの位置に対応しているのか分かり難い。
【００９１】
このため、それぞれの観察装置で得られた画像の位置関係の相関を図って、観察画像同士の対応をわかりやすく表示する手術用顕微鏡システムが望まれていた。
【００９２】
以下、第４の実施形態について説明する。
本実施形態においては、以下の目的に着目している。
【００９３】
術部の観察には、手術用顕微鏡をはじめ、手術用顕微鏡の死角観察のための内視鏡や超音波観察装置など、各種観察装置が使用される。このように様々な観察装置が使用されると、術者は、それぞれの観察位置の対応が判り難くなる。本実施形態では、手術用顕微鏡の観察位置、手術用顕微鏡の死角観察に用いる内視鏡の観察画像及び超音波観察装置による超音波画像の各々の観察像の相関を術者に明確に示すことを目的にしている。
【００９４】
図２０ないし図３１は本発明の第４実施形態にかかり、図２０は顕微鏡鏡体部と内視鏡接続・保持装置との外観を示す図、図２１は顕微鏡鏡体部と内視鏡との光学的及び機械的連結状態を上方向から見た状態の断面図、図２２は滅菌アダプタ近傍の接続を説明する図、図２３は滅菌アダプタに差し込まれる内視鏡を説明する図、図２４は超音波観測システムの要部構成を説明する図、図２５は超音波観測システムのスコープホルダを説明する図、図２６は超音波プローブ及びその周辺機器を備えるシステムを説明する図、図２７は手術用顕微鏡システムのまた他の構成を説明する図、図２８は超音波プローブを上下動させた状態を示す図、図２９は超音波プローブのプローブ保持部を上方に配置させた状態を示す図、図３０は表示画面の１例を説明する図、図３１は表示画面の他の例を説明する図である。
【００９５】
図２０ないし図２２に示すように顕微鏡鏡体部２には、内視鏡接続・保持装置５５が、変位手段として軸Ｂを中心に回動自在に軸支されている。顕微鏡鏡体部２内に配置されるフランジ１４２ａは、内視鏡接続・保持装置５５が顕微鏡鏡体部２から抜け出るのを防いでいる。これにより内視鏡接続・保持装置５５は顕微鏡鏡体部２に対し、軸Ｂ周りで回転自在である。
【００９６】
図２１において、内視鏡接続・保持装置５５には、この内視鏡接続・保持装置５５を顕微鏡鏡体部２に固定するための固定ねじ５６を収納するケーシング５５ａが設けられている。固定ねじ５６には、抜け止め用のフランジ５６ａが設けられ、圧縮バネ５７により顕微鏡鏡体部２側に付勢されている。顕微鏡鏡体部２には内視鏡接続・保持装置５５が水平状態になった時に固定ねじ５６と対向する雌ねじ２１ａ，２１ｂが設けられている。
【００９７】
ここで、顕微鏡鏡体部２内の軸Ｂ上にはカメラヘッドが配置されており、これと対向する向きに内視鏡接続・保持装置５５内の軸Ｂ上にレンズ、プリズム等の光学要素からなる観察光学系５８（太い実線で記載）が配置されている。
【００９８】
これらの観察光学系５８とカメラヘッドとが、共に軸Ｂ上に同軸に配置されているため、顕微鏡鏡体部２に対し内視鏡接続・保持装置５５が（軸Ｂ上で）回転しても、偏心することなく、像だけを回転させることができる。上記観察光学系５８は、図示しないプリズム等の光学要素で方向を変換され、内視鏡接続・保持装置５５の先端Ｃまで導かれている。
【００９９】
また図２１中、顕微鏡鏡体部２内の軸Ｂより左側にはライトガイドファイバ５３が配置されている。このライトガイドファイバ５３と対向する内視鏡接続・保持装置５５内には、第１の照明光伝達部５９が設けられている。そして、軸Ｂに対して第１の照明光伝達部５９と点対称な位置には第２の照明光伝達部６０が設けられている。これらの照明光伝達部５９，６０には、例えばプラスチック製の単ファイバーを使用している。これらも内視鏡接続・保持装置５５の先端まで導かれ、第１の照明光伝達部５９が紙面向かって手前側、第２の照明光伝達部６０が紙面向かって奥側に配置されている。つまり図２０においては、第１の照明光伝達部５９が上、第２の照明光伝達部６０が下側に位置することになる。
【０１００】
一方、内視鏡接続・保持装置５５は、顕微鏡鏡体部２に対して図２０及び図２１に示す位置の反対側にセットする場合は、軸Ｂを中心に１８０度回転される。ライトガイドファイバ５３は、第２の照明光伝達部６０と対向し、この第２の照明光伝達部６０が上に配置され、第１の照明光伝達部５９が下側に配置されることになる。つまり、ライトガイドファイバ５３と対向する照明伝達部は常に上側に位置することになる。
【０１０１】
前記図２０に戻り、符号６１は前記観察光学系５８の伝達像を回転させる像回転リングである。この像回転リング６１は、観察光学系内の図示しないイメージローテータを回転させる。また、符号６２はズームリングで、観察光学系５８内の図示しないズームレンズを軸方向に動かすことにより、像の拡大、縮小を行う。
【０１０２】
一方、符号５０は偏心調整つまみを示し、Ｘ調整つまみ５０ａと、Ｙ調整つまみ５０ｂと、Ｚ調整つまみ５０ｃとを有する。Ｙ調整つまみ５０ｂは軸Ｂを中心に反対側に回した時にもつまみを上側から操作できるように、上下方向に貫通させて設けられている。Ｘ調整つまみ５０ａとＹ調整つまみ５０ｂとは、観察光学系５８内の図示しない調整レンズをＸ，Ｙ方向に動かすことで内視鏡から観察光学系５８間の伝達像の偏心を補正する。調整つまみ５０ｃは観察光学系５８内の図示しないフォーカスレンズを軸方向に動かすことで内視鏡から観察光学系５８間の焦点の調整を行う。
【０１０３】
これらのつまみ５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、術者が感覚で操作方向を確認することができるように、図２０に示す配置で設けられており、内部の図示しないリンク等の機構部によってレンズを動かす構造になっている。符号５１は接続部としての滅菌アダプターである。
【０１０４】
図２２に示すように内視鏡接続・保持装置５５の先端には、滅菌アダプター接続部６３が形成されている。滅菌アダプター接続部６３には長方形凹部６４が設けられ、この長方形凹部６４内には、観察光入射部６３ａと、第１の照明光出射部６４ｂと、第２の照明光出射部６４ｃとが設けられている。これらの後端側には、観察光学系５８と第１の照明光伝達部５９と第２の照明光伝達部６０とがそれぞれ設けられている。滅菌アダプター接続部６３の外周には、突起６３ａが設けられている。
【０１０５】
符号６５は顕微鏡鏡体部２と内視鏡接続・保持装置５５とを覆う滅菌ドレープである。前記滅菌アダプター接続部６３に取り付ける弾性材料からなる取付リング６６が設けられており、このリング６６の内面には溝６６ａが形成されている。
【０１０６】
滅菌アダプタ５１は例えばステンレス等の高圧蒸気滅菌やＥＯＧ（エチレンオキサイドガス）滅菌に耐え得る材質で構成されており、長方形凸部６７とＵ型凹部６８とフック６９とが設けられている。Ｕ型凹部６８内には観察光出射端６８ａと照明光出射端６８ｂとが配置されている。これら観察光出射端６８ａと照明光出射端６８ｂには、図示しないカバーガラスが設けられており、滅菌できないために不潔な観察光入射部６４ａと、第１の照明光出射部６４ｂと、第２の照明光出射端６４ｃとを、後述する滅菌して清潔に保つ必要がある内視鏡コネクターの観察系接続部及び照明光接続部に対して分離している。
【０１０７】
符号７１ｄは内視鏡コネクターである。滅菌アダプタ５１のＵ型凹部６８に嵌る形状をしており、観察系接続部７２ａと照明系接続部７２ｂとを備える。ここで、内視鏡の内視鏡コネクタ７１ｄはＵ型凹部６８に１方向にしか嵌らない形状をしているが、滅菌アダプタ５１の長方形凸部６７は滅菌アダプター接続部６３の長方形凹部６４に上下入れ替えて２方向に嵌るようになっている。
【０１０８】
手術を行う際にはまず、内視鏡接続・保持装置５５を鏡体に対しどちら側に配置するか決める。ここで図２０に示す側に配置するように決めたとする。ここで、図２１に示すように内視鏡接続・保持装置５５を水平になるように回していくと、雌ネジ２１ａの所で固定ねじ５６の先端が圧縮バネ５７の付勢力により中に入り込む。この状態で固定ねじ５６を捩じ込むことで内視鏡接続・保持装置５５が顕微鏡鏡体部２に固定される。
【０１０９】
この状態においては、図２１に示すようにライトガイドファイバ５３と対向しているのは第１の照明光伝達部５９であり、これは第１の照明光出射部６４ｂと連結している。つまり照明光は照明出射部６４ｂより出射される。
【０１１０】
次に図２２に示す滅菌ドレープ５４を滅菌アダプター接続部６３に取り付ける。取付リング６６内の溝６６ａを突起５２ａに嵌めることで固定される。
【０１１１】
この状態で滅菌済みの滅菌アダプタ５１をフック６９が上になるように滅菌アダプター接続部６３に取り付ける。
【０１１２】
これにより、Ｕ型凹部６８内に設けられた照明光出射端６８ｂと前記照明光出射部６４ｂが導通することになる。滅菌アダプタ５１のＵ型凹部６８に合わせて内視鏡コネクタ７１ｄを接続することで、照明系接続部７２ｂと照明光出射端６８ｂとが導通する。これにより、ライトガイドファイバ５３からの照明光は照明系接続部７２ｂまで導かれることで、内視鏡先端から照明がなされる。なお、内視鏡のケーブルは必要に応じてフック６９に引っかける。
【０１１３】
別の手術で、顕微鏡鏡体部２に対し内視鏡接続・保持装置５５を図２０とは逆側にセットする場合は、滅菌ドレープをかける前に以下の作業を行う。
【０１１４】
図２１に示す固定ねじ５６を緩め、雌ネジ２１ａから抜き出す。軸Ｂを中心に内視鏡接続・保持装置５５を回転させる。雌ネジ２１ｂの所で固定ねじ５６が入り込み、同様に固定ねじ５６を締め込むことで固定される。１８０度回転によりライトガイドファイバ５３と対向するのは第２の照明光伝達部６０となる。また、１８０度回転により、第２の照明光伝達部６０と照明光出射端６４ｃとは上側に位置する。この状態で滅菌ドレーブ６５を被せ、滅菌アダプタ５１のケーブルフックを上向きにして取り付け、内視鏡コネクタ７１ｄを接続する。
【０１１５】
ライトガイドファイバ５３からの照明光は、第２の照明光伝達部６０と第２の照明光出射端６４ｃと照明光出射端６８ｂとを介し、照明系接続部７２ｂまで導かれ、内視鏡先端から照明される。
【０１１６】
次に、内視鏡の観察画像に偏心があるか否かを確認し、偏心のある場合には偏心調整つまみ５０のＸ調整つまみ５０ａとＹ調整つまみ５０ｂとを回して図示しないレンズを動かし、観察像がモニターの中央に来るように調整する。次いで、フォーカスが適切か否かを確認し、ボケがあったらＺ調整つまみ５０ｃで調整する。ここまでの調整が終わったらスコープを取り術部を観察する。
【０１１７】
ここで、視野方向に対してモニターの像が回転している時は、像回転リング６１を回して方向を合わせる。倍率が適切でなければズームリング６２を回して倍率を適切にする。
【０１１８】
内視鏡を使わない時には、この内視鏡を保持具に保持させる。また、視野方向の異なる内視鏡に交換する場合には、内視鏡コネクタ７１ｄを抜いて、別の内視鏡の内視鏡コネクタを接続する。内視鏡コネクタは、滅菌不能で不潔域の内視鏡接続・保持装置５５に対し、滅菌可能で清潔域の滅菌アダプタ５１を介して接続することで常に清潔が保たれているので交換が容易である。
【０１１９】
また、内視鏡接続・保持装置５５を、軸Ｂを中心に顕微鏡鏡体部２の両側に大きく動かすことができるため、術者の利き腕の側で好適に内視鏡の接続・保持が行える。加えて、滅菌アダプター５１を用いることで術中の内視鏡の交換も可能である。
【０１２０】
前記内視鏡７１は、図２３に示すように挿入部７１ａと本体部７１ｂとを備え、この本体部７１ｂからは内視鏡ケーブル７１ｃが延出し、その端部に前記観察系接続部７２ａが設けられている。この内視鏡７１の内視鏡コネクタ７１ｄには、観察系接続部７２ａと、照明系接続部７２ｂとが設けられている。この内視鏡７１の本体部７１ｂには、位置検出のための所定の指標７１ｅが設置されている。
【０１２１】
図２４ないし図２６を参照して術部の３次元超音波観察画像を取得する構成を説明する。
本実施の形態の超音波観測システム２０１には空間的に位置自在に移動可能なスコープホルダ（アーム機構部）２０２と、このスコープホルダ２０２に着脱可能に連結される超音波プローブホルダ２０２とが設けられている。
【０１２２】
また、スコープホルダ２０２には、手術ベッドの図示しないサイドレールに着脱自在に取り付けられる取付け部２０４と、アーム本体２０５とが設けられている。ここで、スコープホルダ２０２の取付け部２０４には、取付部本体２０６と、この取付部本体２０６から延びる基台２０７とが設けられている。さらに、取付部本体２０６には、手術ベッドのサイドレールに引っ掛けて取り付けられるフック状の係合部２０８が設けられている。
【０１２３】
また、取付部本体２０６には、係合部２０８と対向する位置にこの取付部本体２０６をベッドサイドレールに固定するための固定ノブ２０９が設けられている。この固定ノブ２０９は、取付部本体２０６に捩じ込んで取り付けられており、係合部２０８に向けて延びるネジ部を有している。また、固定ノブ２０９のネジ部の端部には、ベッドサイドレールの取付面に圧接される押圧部材が設けられている。
【０１２４】
したがって、係合部２０８をベッドサイドレールに引っ掛けた状態で、固定ノブ２０９を締め付けて、ベッドサイドレールの取付け面に固定ノブ２０９の押圧部材を圧接させれば、取付部本体２０６をベッドサイドレールに固定することができる。
【０１２５】
また、取付け部２０４の基台２０７には、アーム本体２０５を構成する垂直アーム２１１が回転可能に取り付けられている。この垂直アーム２１１は、基台２０７から垂直上方に延び、その長手方向軸と一致する垂直な第１の軸Ｏ6 を中心に回転可能に支持されている。
【０１２６】
さらに、基台２０７には、第１の軸Ｏ6 を中心とする垂直アーム２１１の回転の力量を調整するための調整ノブ２１２が捩じ込んで取り付けられている。この調整ノブ２１２には、第１の軸Ｏ6 に対して直交する方向に延設され、かつ垂直アーム２１１の方向に延びるネジ部が設けられている。このネジ部の端部には、垂直アーム２１１の外周面に圧接される押圧部材が設けられている。したがって、垂直アーム２１１の回転力量は、基台２０７に対する調整ノブ２１２の締め付け量すなわち垂直アーム２１１に対する押圧部材の圧接度合いによって決定される。
【０１２７】
また、垂直アーム２１１の上端には、アーム本体２０５を構成する第１のリンクアーム２１３の一端部が関節部２１４を介して第１の軸Ｏ6 と直交する第２の軸Ｏ7 を中心に回動可能に取り付けられている。この第１のリンクアーム２１３の他端部には、アーム本体２０５を構成する第２のリンクアーム２１５の一端部が関節部２１６を介して第２の軸Ｏ7 と平行な第３の軸Ｏ8 を中心に回動可能に取り付けられている。
【０１２８】
さらに、この第２のリンクアーム２１５の一端部は第３の軸Ｏ8 と直交する方向（第２のリンクアーム２１５の軸心方向）に延設された第４の軸Ｏ9 を中心に回動可能に支持されている。
【０１２９】
また、第２のリンクアーム２１５の他端部には、連結軸部（アタッチメント取付け部）２１７が関節部２１８を介して第４の軸Ｏ9 と直交する第５の軸Ｏ10を中心に回動可能に支持されている。この連結軸部２１７には図２（Ｂ）に示すように先端部外周面に、２つの切込部２１９ａ，２１９ｂが形成されている。
【０１３０】
なお、各関節部２１４，２１６，２１８の内部には図示しない回転力量調整機構が設けられている。これにより、スコープホルダ２０２に着脱可能に連結される超音波プローブ２０３とこれを保持するアーム本体２０５の自重によって各リンクアーム２１３，２１５が各軸Ｏ7 〜Ｏ10を中心に自然に回動してしまうことを防止するようになっている。
【０１３１】
また、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７には超音波プローブ２０３を着脱可能に連結する超音波プローブ連結用の第１の超音波プローブホルダ（アタッチメント）、又は第２の超音波プローブホルダ（アタッチメント）などが必要に応じて適宜、選択的に取付け可能になっている。
【０１３２】
ここで、第１の超音波プローブホルダは例えばラジアルスキャン用超音波プローブホルダによって形成されている。この第１の超音波プローブホルダにはホルダ本体と、このホルダ本体をスコープホルダの連結軸部に着脱可能に取り付ける取付け部とが設けられている。
【０１３３】
さらに、ホルダ本体には、固定部と、可動部とが設けられている。このホルダ本体の固定部には、可動部ｂを上下の直線方向に沿って移動操作する直線方向駆動機構が組み込まれている。この直線方向駆動機構には、駆動モータ２２５ａと、このモータ２２５ａによって駆動される第１のギア２２６と、この第１のギア２２６と噛合されている第２のギア２２７と、さらにこの第２のギア２２７の噛合されている第３のギア２２８と、この第３のギア２２８の回転に伴って動作するエンコーダ２２９とがそれぞれ設けられている。
【０１３４】
また、ホルダ本体２２２の可動部２２４ｂには、超音波プローブ２０３を差し込んで固定するプローブ装着穴部２３０と、固定部２２４ａの第２のギア２２７と噛合されているラック２３１とが設けられている。このラック２３１は上下方向に延設されている。そして、第２のギア２２７の回転にともないラック２３１が上下方向に移動され、これにより、可動部２２４ｂは、固定部２２４ａに対して上下動可能に支持されている。なお、可動部２２４ｂのラック２３１の上端と下端には、それ以上、移動しないように図示しないストッパーが設けられている。さらに、可動部２２４ｂにプローブ装着穴部２３０の上端部に超音波プローブ２０３を係脱可能に係止する傾斜部２３０ａが形成されている。
【０１３５】
また、第１の超音波プローブホルダ２０２の取付け部２２３にはホルダ本体２２２の固定部２２４ａに突設された一対のピン保持板２３２ａ，２３２ｂが設けられている。ここで、一方のピン保持板２３２ａには係合ピン２３３ａ、他方のピン保持板２３２ｂには係合ピン２３３ｂがそれぞれ取り付けられている。これらの係合ピン２３３ａ，２３３ｂはピン保持板２３２ａ，２３２ｂの内外方向にそれぞれ移動可能に支持されている。そして、ピン保持板２３２ａの係合ピン２３３ａと、ピン保持板２３２ａの係合ピン２３３ｂとは常時は図示しないばね部材により、内方向に突出される方向に付勢され、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７の切込部２１９ａ，２１９ｂに対してそれぞれの係脱可能に係止されるようになっている。
【０１３６】
また、各ピン保持板２３２ａ、２３２ｂの外面側には、係合ピン２３３ａ，２３３ｂをと得付け部２２３の外方向に向けて引っ張り操作する操作ツマミ２３４ａ，２３４ｂがそれぞれ設けられている。なお、前記プローブ２０３には位置検出用の図示しない指標が設置されている。
【０１３７】
図２６中で、符号２６９は超音波プローブ２０３を駆動する超音波駆動装置である。この超音波駆動装置２６９には、図示しない超音波振動子を駆動するためのモータ２７０と、位置の検出を行うエンコーダ２７１とが設けられている。また、超音波駆動装置２６９には、この超音波駆動装置２６９に内蔵されるモータ２７０の駆動、及びエンコーダ２７１の検出、或いは、超音波振動子によって得られた２次元画像を取得する超音波観測装置２７２が接続されている。この超音波観測装置２７２にはフットスイッチ２７３と、３次元画像生成装置２７４とが接続されている。
【０１３８】
前記フットスイッチ２７３には図示しないラジアルスキャン用の第１の超音波プローブホルダ２０２に内蔵されたモータ２２５ａを駆動するためのモータ駆動装置２７５が接続されている。また、このフットスイッチ２７３には超音波観測装置２７２のオン／オフを制御する図示しない超音波観測スイッチと、前記モータ駆動装置２７５を動作させるための図示しないモータ駆動スイッチとが設けられている。
【０１３９】
前記第１の超音波プローブホルダ２０２に内蔵されたエンコーダ２２９には、このエンコーダ２２９の値を検出するための移動量検出装置２７６が接続されている。この移動量検出装置２７６は、超音波観測装置２７２及び３次元画像生成装置２７４に接続されている。さらに、この３次元画像生成装置２７４にはモニタ２７７が接続されている。
【０１４０】
そして、超音波観測装置２７２、及び移動量検出装置２７６からの各出力信号は、３次元画像生成装置２７４に入力され、これらの入力情報に基づき３次元画像生成装置２７４で生成された３次元画像がモニタ２７７に映し出されるようになっている。
【０１４１】
なお、スコープホルダ２０２の連結軸部２１７に図示しない前方スキャン用の第２の超音波プローブホルダ２０２を連結する場合も同様である。
【０１４２】
図２７に示すように本実施形態の手術用顕微鏡システム１Ｃは、前記実施形態１と同様、デジタイザ１２、計測装置１８、Ａ／Ｄ変換器１７及びＷＳ１９を備え、前記ＷＳ１９と重畳画像生成部８０とが接続され、この重畳画像生成部８０と重畳用ＬＣＤ４８とが接続されている。また、前記ＷＳ１９には、顕微鏡のフォーカス、ズーム情報を検出する鏡体制御部３０４が接続されている。前記３次元画像生成装置２７４には、ＷＳ１９が接続されている。
【０１４３】
内視鏡用テレビカメラ１４０には、画像生成部８７と、視野内画像生成部３０５とが接続されている。この視野内画像生成部３０５には、顕微鏡の視野内に画像表示するためのＬＣＤ３６ａが接続されている。前記画像生成部８７には第２の観察光学系の像を表示するＬＣＤ３８が接続されている。
【０１４４】
観察するに当たって、まず、前記内視鏡７１を鏡体部側面に取り付け、その後、内視鏡７１を観察状態にして術部の観察を行う。また、術部内部の画像を得るために、超音波観測を行う。このとき、上述した３次元超音波観察画像を取得するために超音波観測システムを用いて、術部のラジアル方向の超音波画像を観察する。
【０１４５】
図２８及び図２９に示すように前記デジタイザ１２により検出可能な図示しない指標を設置したラジアルスキャンの超音波プローブ２０３を、ラジアル方向と垂直な方向（図中矢印方向）に移動させ複数の超音波画像を取得する。このとき取得された超音波画像は、３次元画像生成装置２７４に伝達される。一方、超音波観測中にデジタイザ１２が検出した超音波プローブ２０３の空間位置情報は、ＷＳ１９から３次元画像生成装置２７４に伝達される。
【０１４６】
つまり、空間位置情報と超音波画像とが対になって３次元画像生成装置２７４に記録され、そのデータが蓄積されることにより術部位置空間と相関を持った３次元超音波画像が生成され、ＷＳ１９に伝達し記録される。
【０１４７】
術者が顕微鏡の鏡体２の死角を確認するために、内視鏡７１で術部の観察を行う。この際、内視鏡７１の観察方向の組織内部の情報を確認したい場合には、図示しない画像切替えスイッチを押す。このことにより、第２の観察光学系に超音波画像を表示する。
【０１４８】
また、内視鏡７１で観察されている観察像は、前記内視鏡ＴＶカメラ１４０から視野内画像生成部３０５を介して、視野内表示画像３０６を表示するＬＣＤ３６ａに内視鏡画像として表示される。また、この内視鏡７１の先端位置観察方向は、前記デジタイザ１２にて検出されており、その検出結果はＷＳ１９に伝達されている。
【０１４９】
つまり、ＷＳ１９では、伝達された内視鏡観察方向の情報に基づいて、先に記録された３次元超音波画像から内視鏡７１の観察方向と一致する３次元超音波画像１４４を画像を再構築する。
【０１５０】
生成された３次元超音波画像１４４は、画像生成部８７に伝達され、ＬＣＤ３８により図３０に示すように画像表示される。このことにより、第２の観察光学系を通して、術者が３次元超音波画像１４４を観察することができる。
【０１５１】
術者は、内視鏡７１の観察方向の術部内部情報を確認することにより、腫瘍の存在などを確かめる。また、図示しない画像切替えスイッチを押すと、第２の観察光学系には顕微鏡焦点位置の超音波断面画像が表示され、内視鏡観察方向の３次元超音波画像を顕微鏡観察視野内に重畳するモードに切り替えられる。
【０１５２】
この際、デジタイザ１２からＷＳ１９に送られた顕微鏡鏡体２の位置情報と、鏡体制御部３０４からＷＳ１９に送られた、焦点、倍率情報から顕微鏡の観察位置を演算する。
【０１５３】
この観察位置にもとづいて、ＷＳ１９に記録された３次元超音波画像１４４から鏡体２の観察光軸方向と垂直面の２次元超音波画像１４７を再構築し、画像生成部８７、ＬＣＤ３８を介して、図３１に示すように第２の観察光学系を表示する。
【０１５４】
また、顕微鏡鏡体２の焦点位置情報１４５と内視鏡７１の観察方向の３次元超音波画像１４６は、ＷＳ１９より重畳画像生成部８０、重畳用ＬＣＤ４８に伝達することにより、図３１に示すように表示される。そして、顕微鏡鏡体２の焦点位置１４５とその位置の超音波画像１４７を対比させることにより、術部内部の情報を確認する。
【０１５５】
つまり、超音波観測装置で、術部前方又はラジアル方向の観測画像を撮像し、位置検出手段で検出した位置情報とともに観測画像情報を記録し、この位置検出手段にて、手術用顕微鏡観察位置、内視鏡観察位置を検出し、顕微鏡のフォーカス位置と超音波画像の観察位置、及び、内視鏡画像と超音波画像の観察位置の相関をとることにより、観察位置の一致した超音波観測画像が視野内表示手段に表示される。
【０１５６】
このように、 内視鏡の観察方向の組織内部情報、例えば、血管や腫瘍を超音波観測像で確認することができ、手術用顕微鏡の死角となる部分に関してもあらかじめ組織内部の状況を確実に把握して処置を進めることができる。このことによって、腫瘍の取り残し等が確実に防止される。
【０１５７】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１５８】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１５９】
（１）手術部位の任意の位置における光学的な診断画像を取得する光走査プローブと、手術部位に対する処置を行うエネルギー処置具とを具備する手術用システムにおいて、
前記光走査プローブによって取得した診断画像を記録する記録部と、
処置部位の画像及びこの処置に関するエネルギー処置具や処置具設定状態等の処置情報を有する処置部位画像を複数、蓄積した診断画像データベースと、
前記光走査プローブの診断画像と、前記診断画像データベースに蓄積されている複数の処置部位画像との比較を行う比較演算部と、
この比較演算部の演算結果に基づき、前記エネルギー処置具の条件設定を行うエネルギー処置具設定部と、
を具備する手術用システム。
【０１６０】
（２）前記光走査プローブの術部に対する位置を検出する位置検出手段を有し、前記比較演算部は、前記位置検出手段で検出した位置情報及び前記診断画像データベースに蓄積された位置情報を、演算の際のパラメータとして利用する付記１に記載の顕微鏡システム。
【０１６１】
（３）前記エネルギー処置具の設定状態を所望の状態に設定変更する設定変更手段と、
少なくともこの設定変更手段により変更された設定値及び前記光走査プローブによって取得した診断画像を、前記診断画像データベースへ処置部位画像として登録するデータベース登録手段と、
を具備する付記１又は付記２に記載の手術用システム。
【０１６２】
（４）前記設定変更手段は、手術用顕微鏡に設けた視線検出手段である付記３に記載の手術用システム。
【０１６３】
（５）術部を拡大観察する観察光学系を有する第１の観察手段である顕微鏡と、この顕微鏡で得られる観察画像とは異なる画像を前記顕微鏡の観察視野内に表示させる視野内画像表示手段と、
術部を観察するための第２の観察手段と、
前記顕微鏡の観察位置及び前記第２の観察手段の観察位置を検出し、それらの位置の相関をとる位置検出手段と、
術部の診断画像を記録する記録手段と、
を有する手術用顕微鏡システムにおいて、
前記位置検出手段の検出結果に基づき、
前記記録手段に記録された複数の診断画像から前記顕微鏡又は前記第２の観察手段の観察方向に合致する画像を再構築する画像処理部と、
この画像処理部からの出力画像を、前記視野内画像表示手段に表示させる表示制御部と、
を有する手術用顕微鏡システム。
【０１６４】
（６）前記視野内画像表示手段は、顕微鏡の光学像に対して画像を重畳する画像重畳手段である付記５に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６５】
（７）前記表示制御部は、前記画像処理部からの出力画像を、前記顕微鏡の光学像と相関付けて表示させる付記６に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６６】
（８）前記画像処理部は、前記顕微鏡の観察光軸に対して垂直方向の診断画像を構築する付記５ないし付記７の１つに記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６７】
（９）前記画像処理部は、前記第２の観察手段の観察方向に対応する診断画像を構築する付記５ないし付記７の１つに記載の手術用顕微鏡システム。
【０１６８】
（１０）複数の電動駆動機構を有する手術用顕微鏡と、
この手術用顕微鏡の観察視野内に画像を表示させる視野内画像表示手段と、
前記電動駆動機構を操作するフットスイッチと、
このフットスイッチの操作部の配置位置を適宜変更する設定変更部と、
前記フットスイッチに足を載せたことを検出する検出部と、
この検出部の検出結果に応じて前記視野内画像表示手段に足が載せられている操作部のスイッチ位置を視覚的に告示する表示制御部手段と、
を具備する手術用顕微鏡システム。
【０１６９】
（１１）手術用顕微鏡と、
この手術用顕微鏡の複数の電動駆動部を操作するフットスイッチと、
所定の設定を行う設定部を有する手術器具と、
この手術器具の使用状態を検出するセンサーと、
このセンサーの検出結果に応じて、前記フットスイッチの機能の少なくとも一部を前記手術器具に割り当てる制御部と、
を具備する手術用顕微鏡システム。
【０１７０】
（１２）前記手術器具の設定部は、手術器具であるエネルギー処置具の出力設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７１】
（１３）前記手術器具の設定部は、内視鏡のフォーカス、ズーム、像回転の少なくとも一つを行う設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７２】
（１４）前記手術器具の設定部は、超音波観測装置の像サイズ変更、像回転の少なくとも一つを行う設定部である付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７３】
（１５）前記センサーは、前記手術器具の把持部に設けられたスイッチである付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７４】
（１６）前記センサーは、前記手術器具の把持部に設けられた加速度センサーである付記１１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対象症例に対する経験の乏しい術者でも、処置具の選択や最適な設定を容易かつ的確に行え、かつ観察状態に合わせて、第２の観察光学系の表示画像位置の移動を行える手術用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】図１ないし図７は本発明の第１実施形態に係り、図１は手術用顕微鏡システムの構成を説明する図
【図２】鏡体である双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する図
【図３】図２における側面図であり、鏡体の接眼光学系及び第２の観察光学系の構成を説明する図
【図４】重畳ユニットを説明する図
【図５】手術用顕微鏡システムの主要部の構成を説明する図
【図６】データベースに記録されている処置部位画像の一例を示す図
【図７】顕微鏡に表示される顕微鏡観察像と設定データとを示す図
【図８】図８ないし図１５は本発明の第２実施形態にかかり、図８は手術用顕微鏡システムの他の構成を説明する図
【図９】双眼接眼鏡筒部の内部構成を説明する側面図
【図１０】ピニオンギアとラックとの関係を説明する図
【図１１】図１０の矢印Ａ方向からの矢視図
【図１２】顕微鏡観察像と超音波吸引装置の設定状態を変化させる画面とを説明する図
【図１３】接眼ハウジングが可動ハウジングに対して移動した状態を説明する図
【図１４】接眼ハウジングが移動する前の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図
【図１５】接眼ハウジングが移動した後の顕微鏡観察像と第２の観察光学系による画面との関係を示す図
【図１６】図１６ないし図１９は本発明の第３実施の形態にかかり、図１６は手術用顕微鏡システムの別の構成を説明する図
【図１７】フットスイッチの操作スイッチとセンサとの関係を説明する図
【図１８】顕微鏡画像上に表示されている内視鏡スイッチ位置告知画像を説明する図
【図１９】顕微鏡画像上に表示されている超音波スイッチ位置告知画像を説明する図
【図２０】図２０ないし図３１は本発明の第４実施形態にかかり、図２０は顕微鏡鏡体部と内視鏡接続・保持装置との外観を示す図
【図２１】顕微鏡鏡体部と内視鏡との光学的及び機械的連結状態を上方向から見た状態の断面図
【図２２】滅菌アダプタ近傍の接続を説明する図
【図２３】滅菌アダプタに差し込まれる内視鏡を説明する図
【図２４】超音波観測システムの要部構成を説明する図
【図２５】超音波観測システムのスコープホルダを説明する図
【図２６】超音波プローブ及びその周辺機器を備えるシステムを説明する図
【図２７】手術用顕微鏡システムのまた他の構成を説明する図
【図２８】超音波プローブを上下動させた状態を示す図
【図２９】超音波プローブのプローブ保持部を上方に配置させた状態を示す図
【図３０】表示画面の１例を説明する図
【図３１】表示画面の他の例を説明する図
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡システム
１２…デジタイザ
１８…計測装置
１９…ワークステーション
７３…第２ワークステーション
７４…診断画像データベース（ＤＢ）
７５…画像メモリ
７６…比較演算部
７７…処置具設定情報生成部
７８…光走査プローブ
７９…観測装置
８７…画像生成部
Claims (3)
- 処置部位の任意の位置における光学的な診断画像を取得する光走査プローブと、処置部位に対する処置を行うエネルギー処置具とを具備する手術用システムにおいて、
前記光走査プローブによって取得した診断画像を記録する記録部と、
前記光走査プローブによって予め取得された所定の処置部位の診断画像並びに当該処置に関するエネルギー処置具及び当該処置具の設定状態を含む処置情報を有する処置部位画像を複数蓄積した診断画像データベースと、
前記光走査プローブによって取得した診断画像と、前記診断画像データベースに蓄積されている複数の前記処置部位画像とをパターンマッチングすることにより比較演算を行う比較演算部と、
前記比較演算部における前記パターンマッチングによる比較演算結果に基づき、前記処置部位画像の中から前記光走査プローブによって取得した診断画像に最も類似した処置部位画像を選択し、当該選択した処置部位画像に係る前記処置情報に基づいて前記エネルギー処置具の条件設定を行うエネルギー処置具設定部と、
を具備することを特徴とする手術用システム。 - 前記光走査プローブの術部に対する位置を検出する位置検出手段を有し、
前記比較演算部は、前記位置検出手段で検出した位置情報及び前記診断画像データベースに蓄積された処置部位画像の位置情報を、演算の際のパラメータとして利用することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。 - 前記エネルギー処置具の設定状態を所望の状態に設定変更する設定変更手段と、
少なくともこの設定変更手段により変更された設定値及び前記光走査プローブによって取得した診断画像を、前記診断画像データベースへ処置部位画像として登録するデータベース登録手段と、
を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の手術用システム。
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