本發(fā)明涉及手術(shù)用立體觀察裝置。

背景技術(shù)：

在腦神經(jīng)外科等中，醫(yī)生一邊放大觀察術(shù)野一邊手術(shù)的情況下，通常會使用手術(shù)顯微鏡。醫(yī)生將眼睛貼近手術(shù)顯微鏡的目鏡部，并經(jīng)由手術(shù)顯微鏡的光學系統(tǒng)對患部進行放大觀察。

如此通過手術(shù)顯微鏡放大觀察術(shù)野的方法，由于經(jīng)常需要將眼睛貼近目鏡部，因此如果為了觀察而使顯微鏡傾斜的話，醫(yī)生的頭也要斜過來，在手術(shù)中被強迫做出勉強的姿勢。

因此，作為手術(shù)用立體觀察裝置，最近提出了代替手術(shù)顯微鏡，而通過內(nèi)置攝像機的鏡筒對患部的立體電子影像進行攝像并將其顯示于監(jiān)視器裝置，并通過3D用的專用眼鏡立體地進行觀察的方法。

鏡筒通過支架裝置在懸掛的狀態(tài)下移動自如地被支承，醫(yī)生能夠手持鏡筒，自由地改變鏡筒的位置以及方向，并選擇最佳的觀察方向。

由于不需要將眼睛貼近目鏡部，因此醫(yī)生可以用自由的姿勢進行手術(shù)，不僅是醫(yī)生，助手也可以觀察同一監(jiān)視器裝置。關(guān)聯(lián)技術(shù)在日本專利公開公報特開平11－318936號(專利文獻1)中例示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，在這樣的立體觀察裝置中，由于不需要像手術(shù)顯微鏡一樣將眼睛貼近目鏡部，因此醫(yī)生移動鏡筒的范圍也大于手術(shù)顯微鏡的情況。只要在移動鏡筒之后對準焦點即可，但在焦點沒有對準的情況下，需要一邊觀察監(jiān)視器裝置一邊再次調(diào)整焦點。由于變?yōu)樵诖_認顯示于監(jiān)視器裝置的術(shù)野的對焦狀態(tài)的同時進行的焦點調(diào)整因此較麻煩。

本發(fā)明著眼于這樣的關(guān)聯(lián)技術(shù)而作出，提供一種能夠在移動鏡筒之前易于對焦的手術(shù)用立體觀察裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第1技術(shù)方面，存在手術(shù)用立體觀察裝置，其包括：鏡筒，所述鏡筒收納有獲得術(shù)野的立體光學像的光學單元，以及對由該光學單元獲得的立體光學像進行攝像并輸出立體影像信號的攝像單元；支架裝置，所述支架裝置在支承該鏡筒的狀態(tài)下自如地移動至任意的位置；以及面板型監(jiān)視器裝置，所述面板型監(jiān)視器裝置顯示基于由所述攝像單元輸出的立體影像信號的立體影像,所述手術(shù)用立體觀察裝置的特征在于，光學單元至少具備1個物鏡光學系統(tǒng)，以及與該物鏡光學系統(tǒng)的光軸平行地通過的左右一對的光束直接通過或者被反射而通過的變倍光學系統(tǒng)，并在鏡筒內(nèi)設(shè)有光束照射單元，所述光束照射單元將與物鏡光學系統(tǒng)的光軸平行的兩道光束自如地照射至物鏡光學系統(tǒng)，該兩道光束在物鏡光學系統(tǒng)的焦距會聚于一點。

根據(jù)本發(fā)明的第2技術(shù)方面，其特征在于，光束在物鏡光學系統(tǒng)內(nèi)被照射至與通過變倍光學系統(tǒng)的光束不同的位置。

根據(jù)本發(fā)明的第3技術(shù)方面，其特征在于，在支承鏡筒的支架裝置的可動部設(shè)置有自如鎖定該可動部的電磁離合器，通過解除開關(guān)的操作該電磁離合器變?yōu)榻獬i定狀態(tài)，在解除鎖定時支架裝置變?yōu)榭蓜訝顟B(tài)，鏡筒自如地移動至任意的位置及方向，光束照射單元在解除開關(guān)的操作時照射光束。

根據(jù)本發(fā)明的第4技術(shù)方面，通過對焦開關(guān)的操作物鏡光學系統(tǒng)的焦距自如地變更，由此光束照射單元在對焦開關(guān)的操作時照射光束。

附圖說明

圖1是示出手術(shù)用立體觀察裝置的主視圖。

圖2是示出手術(shù)用立體觀察裝置的側(cè)視圖。

圖3是示出鏡筒的立體圖。

圖4是示出鏡筒的主視圖。

圖5是示出鏡筒的側(cè)視圖。

圖6是示出手柄的側(cè)面和正面的圖。

圖7是示出鏡筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖8是示出鏡筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖9是示出鏡筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

具體實施方式

圖1～圖9是示出本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的圖。在以下的說明中，將圖1的X設(shè)為左右方向(水平方向)，將圖2的Y設(shè)為前后方向來進行說明。

支架裝置1設(shè)置于手術(shù)室內(nèi)，具備基座2和支架主體3。

支架主體3設(shè)置在基座2上并以垂直軸V1為中心旋轉(zhuǎn)自如。在基座2上設(shè)置有電磁離合器C15從而能夠鎖定支架主體3的旋轉(zhuǎn)。縱臂5的中途部分以由軸支承點a構(gòu)成的水平軸H1為中心前后傾斜自如地被軸支承于支架主體3的左側(cè)的側(cè)面上。被構(gòu)成為在軸支承點a也設(shè)置有電磁離合器C2從而能夠鎖定縱臂5的旋轉(zhuǎn)。

橫臂6的基端側(cè)通過軸支承點b上下旋轉(zhuǎn)自如地被軸支承于縱臂5的上端。橫臂6由在橫向上延伸的彎曲狀的金屬管形成。在縱臂5的下側(cè)設(shè)置有向后方延伸的底臂7，在底臂7的端部安裝有平衡配重W。橫臂6的終端和底臂7的中途部分通過縱輔助臂8連接。由此形成包含縱臂5和縱輔助臂8的縱向的平行連桿。被構(gòu)成為在縱臂5和底臂7的連結(jié)軸也設(shè)置有電磁離合器C3從而能夠鎖定橫臂6的旋轉(zhuǎn)。

基端臂9的下端被軸支承于縱臂5的上方的軸支承點b，頂端臂10的中途部分被軸支承于橫臂6的頂端。基端臂9的上端和頂端臂10的上端通過筆直的橫輔助臂11連接。由此形成包含橫臂6和橫輔助臂11的橫向平行連桿?；吮?被構(gòu)成為通過縱臂5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)總是維持垂直狀態(tài)。

在頂端臂10的下部設(shè)置有以垂直軸V2為中心旋轉(zhuǎn)自如的箱體12。鏡筒15經(jīng)由兩個輔助臂13、14被支承于箱體12。被構(gòu)成為在箱體12也設(shè)置有電磁離合器C4從而能夠鎖定旋轉(zhuǎn)。

輔助臂13的上端被固定于箱體12，另外的輔助臂14為L型且以傾斜軸T為中心旋轉(zhuǎn)自如地被支承于輔助臂13的下端。鏡筒15以水平軸H2為中心旋轉(zhuǎn)自如地被支承于L型輔助臂14的下端。被構(gòu)成為在傾斜軸T及水平軸H2也設(shè)置有電磁離合器C5、C6從而能夠鎖定旋轉(zhuǎn)。另外，傾斜軸T及水平軸H2的電磁離合器C5、C6被設(shè)置于未圖示的旋轉(zhuǎn)馬達上，以在被鎖定的狀態(tài)下能夠旋轉(zhuǎn)其頂端側(cè)的結(jié)構(gòu)的方式被構(gòu)成。

垂直軸V2、傾斜軸T、水平軸H2在與鏡筒15的大致重心一致的一點交叉。鏡筒15成為通過3個旋轉(zhuǎn)軸由所謂萬向支架機構(gòu)支承的狀態(tài)，可以在該位置上通過操作鏡筒15的左右兩側(cè)的手柄16而自由變化方向，從而能夠從自由的高度及方向?qū)θ我獾男g(shù)野R進行攝像。

在手柄16的表面?zhèn)仍O(shè)置有對焦開關(guān)17、變焦開關(guān)18和操縱桿4，在背面?zhèn)仍O(shè)置有解除開關(guān)23。

對焦開關(guān)17設(shè)置有上下一對，其用于變更后述的物鏡光學系統(tǒng)22的焦距。變焦開關(guān)18也設(shè)置有上下一對，其用于變更后述的變倍光學系統(tǒng)26的倍率。解除開關(guān)23用于解除所述的電磁離合器C1～C6的鎖定。

在電磁離合器C1～C6平時為鎖定狀態(tài)，只有在按下解除開關(guān)23時才變?yōu)榻獬隣顟B(tài)。如果左右操作操縱桿4的話，設(shè)置于傾斜軸T的旋轉(zhuǎn)馬達(圖示省略)向推倒方向旋轉(zhuǎn)，如果上下操作的話設(shè)置于水平軸H2的旋轉(zhuǎn)馬達(圖示省略)向推倒方向旋轉(zhuǎn)。操縱桿4被應(yīng)用于想要使正在觀察的術(shù)野R在原有的狀態(tài)下向上下左右稍稍移動的情況。

在支架主體3的上部設(shè)置有折疊自如的臂19，在其頂端支承有面板型監(jiān)視器裝置20。在該監(jiān)視器裝置20顯示由鏡筒15拍攝的術(shù)野R的立體影像。手術(shù)實施者和助手等通過戴著專用眼鏡21，能夠立體地觀察在監(jiān)視器裝置20上顯示的立體影像。

接下來對鏡筒15的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行說明。

鏡筒15是能夠立體攝像的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部形成左右兩道光路L。在鏡筒15的下部設(shè)置有由3片透鏡構(gòu)成的物鏡光學系統(tǒng)22。在物鏡光學系統(tǒng)22的光軸K上存在作為觀察對象的術(shù)野R。物鏡光學系統(tǒng)22可以通過使一部分的透鏡可動而讓焦距從300mm到1000mm可變。

在物鏡光學系統(tǒng)22的上部，在與光軸K平行的兩道光路L上設(shè)置有左右一對的變倍光學系統(tǒng)26。采用變倍光學系統(tǒng)26，可以放大至40倍。如果變倍光學系統(tǒng)26配置于通過物鏡光學系統(tǒng)22的光路L上的話，則不需要和物鏡光學系統(tǒng)22的光軸K平行地設(shè)置，也可以通過鏡子等彎曲光路而變?yōu)闄M向。光路L經(jīng)過成像透鏡27而被引導至攝像元件(CCD)28。攝像元件28典型地是CCD面型圖像傳感器。因此，在光路L上按物鏡光學系統(tǒng)22、變倍光學系統(tǒng)26、成像透鏡27以及攝像元件28的順序配置光學元件。在該實施方式中，由物鏡光學系統(tǒng)22、變倍光學系統(tǒng)26及成像透鏡27構(gòu)成“光學單元”，由攝像元件28構(gòu)成“攝像單元”。

使用來自鏡筒15內(nèi)設(shè)置的未圖示的照明單元的照明光照射術(shù)野R。并且，來自術(shù)野R的反射光被導入至物鏡光學系統(tǒng)22。被導入至物鏡光學系統(tǒng)22的反射光沿著光路L通過變倍光學系統(tǒng)26，其后，通過兩個攝像元件28受光，獲得相互有視差的左眼用像和右眼用像。該有兩眼視差的左右的像作為立體影像信號通過控制器29被合成并顯示于監(jiān)視器裝置20上。通過戴著專用眼鏡21觀察監(jiān)視器裝置20的顯示進行術(shù)野R的立體觀察。

在鏡筒15內(nèi)的物鏡光學系統(tǒng)22的上部，在方向與光路L所通過的變倍光學系統(tǒng)26的排列方向相差90度的交叉方向上設(shè)置有一對光束照射單元30。由于光束照射單元30被設(shè)置在與變倍光學系統(tǒng)26的光路L不同的位置，因此沒有與變倍光學系統(tǒng)26干涉的擔憂。即，光路L和兩道光束B的光路被規(guī)定為在1個物鏡光學系統(tǒng)22中與光軸K平行且相互不干涉。

光束照射單元30能夠通過小型半導體激光照射裝置照射半導體激光作為與光軸K平行的光束B。光束B通過物鏡光學系統(tǒng)22，在物鏡光學系統(tǒng)22的焦距會聚于一點。即使變更物鏡光學系統(tǒng)22的焦距也會聚于和其聯(lián)動的焦點F。即，由兩個光束照射單元30照射的光束B分別會聚于焦點F，并且光束B規(guī)定的兩道光路以規(guī)定的角度在焦點F交叉。因此，構(gòu)成與光軸K平行的光路L以及光束B的光路的光線經(jīng)由1個物鏡光學系統(tǒng)22全部通過焦點F。此外，光束照射單元30以如下方式構(gòu)成：所述光束照射單元30經(jīng)由控制器31與手柄16的解除開關(guān)23以及對焦開關(guān)17聯(lián)動，并只在將它們按下的期間從光束照射單元30照射光束B。

接下來對該立體觀察裝置的手術(shù)室內(nèi)的實際操作方法進行說明。

為了對術(shù)野R攝像并顯示于監(jiān)視器裝置20上，手術(shù)實施者持有手柄16并按下解除開關(guān)23，將全部的電磁離合器C1～C6解除鎖定。由于在按下解除開關(guān)23期間電磁離合器C1～C6被解除，因此支架裝置1的軸支承點a等的可動部可以自如地旋轉(zhuǎn)，使鏡筒15移動至需要的位置。

由于在按下解除開關(guān)23期間從光束照射單元30照射光束B，因此如果使鏡筒15移動并移動至希望的位置的話，在該術(shù)野R中出現(xiàn)光束B的光點P。光點P用肉眼也可以確認，在監(jiān)視器裝置20上也可以確認。

如圖9所示，在焦點F對準時光點P為1個，但在焦點F偏離的情況下，光點P出現(xiàn)兩個。此外，出現(xiàn)光點P的情況下，根據(jù)該間隔可知與焦點F的偏離量。兩個光點P的間隔較大的情況下偏離量較大，較小的情況下偏離量較小。

此外，通過將鏡筒15向上下稍稍移動，可以知道鏡筒15的焦點F是向遠離方向偏離，還是向接近方向偏離的。例如，放低鏡筒15，如果間隔變小，焦點F在術(shù)野R的跟前(上側(cè))，如果間隔變大，焦點F比術(shù)野R遠(下側(cè))。抬起鏡筒15的情況與之相反。如此，根據(jù)在術(shù)野R出現(xiàn)的光點P的數(shù)量或者兩個光點P間的距離，可以瞬間掌握焦點F的狀態(tài)并對準。如果焦點F對準的話，手指離開解除開關(guān)23。于是光束B的照射停止，電磁離合器C1～C6被鎖定，這樣可以開始通過監(jiān)視器裝置20進行立體觀察。

在觀察中想要變更焦距的情況下按下對焦開關(guān)17。由于在按下對焦開關(guān)17的情況下也照射光束B，因此能夠根據(jù)出現(xiàn)于術(shù)野R的光點P的狀態(tài)對準焦點F。如此，由于能夠瞬間對準焦點F的位置，手術(shù)實施者能夠放心的將鏡筒15移動至希望的位置。

此外，盡管在需要時照射光束B，但沒有必要設(shè)置專用的開關(guān)，由于和解除開關(guān)23、對焦開關(guān)17的操作聯(lián)動并能夠自動地照射，因此很方便。

在以上的實施方式中，示出了從兩個光束照射單元30分別照射光束B的例子，但也可以將從1個光束照射單元30照射的光束分成兩道并使用。

此外，規(guī)定光束B的光路的光束照射單元30沒有必要設(shè)置在物鏡光學系統(tǒng)22的范圍內(nèi)(正上方)，也可以在物鏡光學系統(tǒng)22的范圍外設(shè)置光束照射單元30，一邊通過鏡子等反射從該處照射的光束B一邊將該光束B引導至物鏡光學系統(tǒng)22的入射面，并作為與光軸K平行的光束B。

以通過解除開關(guān)23而解除鎖定全部的電磁離合器C1～C6為例示出，但也可以設(shè)置第2解除開關(guān)，在操作它時只解除一部分的電磁離合器。在該情況下，也可以照射光束B。

雖然示出了佩戴專用眼睛2觀察的監(jiān)視器裝置20的例子，但不僅限于此，也能夠是可以裸眼立體觀察的監(jiān)視器裝置。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方面，由于對物鏡光學系統(tǒng)照射與光軸平行的兩道光束，因此在術(shù)野對準焦點的狀態(tài)下，兩道光束會聚為1點的光點。而在焦點沒有對準的狀態(tài)下，作為兩點的光點而出現(xiàn)。由于肉眼也可以通過光點的狀態(tài)在監(jiān)視器裝置上瞬間辨別焦點是否對準，因此能夠一邊確認兩個光點的狀態(tài)，一邊上下移動鏡筒直至光點變?yōu)?個，由此輕松地進行對焦。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方面，由于光束在物鏡光學系統(tǒng)中被照射至與通過變倍光學系統(tǒng)的光束不同的位置，因此能夠確保光束的照射位置不與變倍光學系統(tǒng)干涉。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方面，由于為了移動鏡筒而操作解除開關(guān)并解除支架裝置的電磁離合器時，自動地照射光束，因此不需要特地設(shè)置用于照射光束的其他開關(guān)，在需要進行焦點狀況的確認時必然可以照射光束。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方面，由于為了變更物鏡光學系統(tǒng)的焦距而操作對焦開關(guān)時，自動地照射光束，因此不需要特地設(shè)置用于照射光束的其他開關(guān)，在需要進行焦點狀況的確認時必然可以照射光束。