JP2004236755A - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は手術部位に対し非接触で止血や腫瘍のアブレーションなどの処置を簡便で的確に行なうことができる手術用顕微鏡を提供することにある。
【解決手段】本発明の手術用顕微鏡は、手術患部を観察するための観察用光学系に設けた対物レンズ１１を介して手術患部１７に観察用照明光もしくは治療用照射光を照射可能な出射部を構成してなり、目的部位の組織に対して焦点を合わせて治療用熱線を選択的に照射することによって非接触で止血や腫瘍のアブレーションなどの処置を行なう。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は観察用照明光学系と治療用照射光学系を有する手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の照明系と一つの観察系を有し、その照明系と観察系の光路を共用した手術用顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。この種の手術用顕微鏡は眼科や脳外科などの微細な手術を行なう分野において多用されている。しかし、脳外科においては非常に狭い術野であり、正確な操作が術者に要求される。その上、脳は非常に血管に富む組織であるので出血が起き易く、出血を押さえて視野を確保する上で迅速かつ的確に止血できることが求められる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−１０２２６号公報（図１及び図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、止血のための機器としては電気メス、レーザー処置具、超音波メス、ラジオ波メスなどの様々な処置具が知られている。これらの処置具は極一般的な外科領域にて使用され、それらはレーザー処置具を除いて組織に接触させて使用するものであった。組織に接触させて処置する場合、特に脳外科手術の場合のように非常に狭い術野においての止血作業には高度の熟練した技術が求められる。また、器具自体を脳内に挿入して使用しなくてはならず、狭い術野において他の器具と干渉してしまうことも問題であった。
【０００５】
この点、レーザー処置具では組織に非接触で処置できるため、その問題を解決できる。しかし、レーザー処置具により処置する際には術者を初めとした周囲の人の眼を保護する必要があるため、各人に保護メガネを着用させる必要があった。また、実際の術中において術者が保護メガネを着脱することは面倒である上、清潔域で自らが着脱できない等、使い勝手が悪いものであった。
【０００６】
また、脳外科手術において、手術用顕微鏡観察下で処置具を用いて行なう術中、術者はできるだけ術野から眼を離したくない。その上、左手では常時吸引管を把持しており、右手には通常摂子を把持するので、摂子以外の処置具を操作するためには器具を持ち替えなくてはならなかった。助手がついたとしても、脳外科手術は狭い術野での作業であるため、連繋作業が煩雑であると共に、狭い術野内に一度に入る処置具の数には限りがあった。
【０００７】
さらに、脳外科手術は特に微細な手術であるため、手元の微妙なブレによっても作業に支障を来たす。また、長時間にわたる手術になると、疲れが増し、器具操作が一層難しくなる。
【０００８】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは手術部位に対し非接触で止血や腫瘍のアブレーションなどの処置を簡便でかつ的確に行なうことができる手術用顕微鏡を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明の手術用顕微鏡は、手術患部を観察するための対物レンズを有する観察用光学系と、手術患部に観察用照明光を照射するための観察用照明光学系と、上記観察用光学系の対物レンズを介して、目的の手術患部を治療するための治療用光を照射する治療用光学系を具備したものである。
そして、手術患部に対して観察用照明光を照射して観察用光学系により観察し、目的の手術患部に焦点を合わせて治療用光を照射することによって非接触で止血や腫瘍のアブレーションなどの処置を選択的に行う。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る手術用顕微鏡について説明する。図１はその手術用顕微鏡のシステム全体の構成を概略的に示す説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の手術用顕微鏡は三次元的な位置へ自由に移動できるように図示しない架台によって支持された鏡体１を有している。この鏡体１には対物レンズ１１、観察用変倍光学系１２、ビームスプリッター１３、プリズム１４及び接眼ンレンズ１５を有する観察用光学系１６が組み込まれている。対物レンズ１１はこれに入射した光をアフォーカルな光束として観察用変倍光学系１２側へ送る。この観察用光学系１６によって手術患部１７の画像を伝達し、術者は接眼ンレンズ１５により手術患部１７を観察する。
【００１２】
上記観察用変倍光学系１２は図示しない電動モータなどの駆動手段により駆動され、上記観察用光学系１６による観察倍率を調節する。この観察倍率の調節は鏡体１に設けた図示しないボタンまたはフットスイッチなどの操作手段によって行なう。
【００１３】
上記ビームスプリッター１３の部分では治療状態を目視以外の手段で観察または撮像するために観察用光学系１６の光路から図示しない治療または観察用光学系の光路を、例えば、紙面から垂直な方向へ分岐している。また、ビームスプリッター１３の部分から撮影または供覧用光学系を分岐するようにしてもよい。
【００１４】
さらに、手術用顕微鏡の鏡体１には手術患部１７に光を照射するための観察用照明光学系２０と治療用照射光学系４０が付設されている。
観察用照明光学系２０は、光源ランプ２１、観察用照明に不要な熱線を除去するための遠赤外線除去用ダイクロックフィルター２２、第１リレーレンズ群２３、オプティカルファイバー２５、第２リレーレンズ群２７、照明用変倍光学系２８、出射レンズ付きの照明プリズム２９、及び上記観察用光学系１６の対物レンズ１１を含み構成される。上記光源ランプ２１は反射鏡３１を備え、この反射鏡３１によって光源ランプ２１の光を反射してダイクロックフィルター２２へ集めるようになっている。反射鏡３１には可視光線のみを反射し、熱線を透過する形式のものを用い、手術患部１７に熱線を到達させないようにしている。
【００１５】
上記観察用照明光学系２０における光源ランプ２１、遠赤外線除去用ダイクロックフィルター２２、第１リレーレンズ群２３及びこれらの周辺機器は上記鏡体１とは別に設置した観察用光源装置３０に配置されている。また、上記観察用照明光学系２０の第２リレーレンズ群２７、照明用変倍光学系２８、レンズ部付きの照明プリズム２９、対物レンズ１１及びこれらの周辺機器は上記鏡体１に設置されている。そして、オプティカルファイバー２５は可撓性のケーブルとして鏡体１と観察用光源装置３０の両者を連結すると共に鏡体１における照明光学系２０と観察用光源装置３０における照明光学系２０を接続している。
【００１６】
遠赤外線除去用ダイクロックフィルター２２は光源ランプ２１と第１リレーレンズ群２３との間に配置されており、光源ランプ２１から熱線を遮断し、第１リレーレンズ群２３からオプティカルファイバー２５及び鏡体１側への熱線の導入を阻止するようになっている。
【００１７】
上記観察用照明光学系２０における照明用変倍光学系２８は図示しない電動モータなどの駆動手段で操作され、倍率の調節と、照度を上げるための照野の絞り込みも可能である。この照明用変倍光学系２８の倍率の調節は上記観察用変倍光学系１２と同様にボタンやフットスイッチなどの操作手段によって行なう。
【００１８】
そして、図１に示すように、観察用照明光学系２０の光源ランプ２１から出射した光は上記観察用照明光学系２０及び対物レンズ１１を介して手術患部１７に投射し、その手術患部１７を対物レンズ１１の光軸方向から直下型で照明する。つまり、対物レンズ１１の部分を介して観察用照明光を手術患部１７に照射可能な観察用照明光の出射部を構成している。
【００１９】
なお、対物レンズ１１を介して手術患部１７に観察用照明光を投射する観察用照明光の出射部としては本実施形態の場合のように上記対物レンズ１１の部材自体を照明光が実際に透過するものに限らず、例えば上記対物レンズ１１の位置に切り欠きや他のレンズ部を配置する等によって上記対物レンズ１１に光路を形成する形式であってもよい。
【００２０】
次に、手術患部１７に治療用光を照射する治療用光学系４０について説明する。治療用光学系４０はハロゲンやキセノンなどの高い熱量を発生する光源ランプ４１、選択的に少なくとも特定の波長の可視光線を除去するフィルター４２、第３リレーレンズ群４３、オプティカルファイバー４４、第４リレーレンズ群４５、上記観察用光学系１６のアフォ−カル光路中に配置されているハーフミラー（またはハーフプリズム）１８、上記観察用光学系１６と共用する観察用変倍光学系１２及び上記対物レンズ１１を含み構成されている。特に、治療用光学系４０の光源ランプ４１、フィルター４２、第３リレーレンズ群４３及びこれらの周辺機器は上記鏡体１とは別に設置した治療用光源装置５０に設置されている。また、治療用光学系４０の第４リレーレンズ群４５、ハーフミラー１８及びこれらの周辺機器は鏡体１に設置されている。オプティカルファイバー４４は可撓性のケーブルとして鏡体１と治療用光源装置５０の両者を着脱自在に連結し、鏡体１における治療用光学系４０の要素と治療用光源装置５０における治療用光学系４０の要素を接続するようになっている。
【００２１】
治療用光源装置５０に設置されている光源ランプ４１には熱線を反射する反射鏡４６が第３リレーレンズ群４３側とは反対側に位置して配置されている。光源ランプ４１から放射した治療用光は治療用光学系４０を介して手術患部１７に照射され、これにより熱線を含んだ光線を手術患部１７に投射し、治療ができる。ただし、光源ランプ４１は可視光線も同時に出射してしまうと、光源ランプ４１の出射光をそのまま手術患部１７に照射してしまい、治療中一時的に視野内が強い可視光線で照明し、正常な観察を妨げてしまう。このため、上記治療用光学系４０のフィルター４２によって、光源ランプ４１の少なくとも一部の波長の可視光線を除去するようにした。なお、このフィルター４２は全ての可視光線を除去するようにしても構わないし、特定の波長例えば赤や青などの視認性の高い色調を透過するようにして治療時において治療用光の照射状態を確認するようにしても構わない。また、フィルター４２を光路中に選択的に挿脱可能なものとしても良い。
【００２２】
そして、治療用光源ランプ４１は治療を行うときのみ点灯し、治療用光を出射するようにしている。この光源ランプ４１から出射した治療用光は治療用照射光学系４０及び上記観察用光学系１６のアフォ−カル光路中に配置したハーフミラー１８を経て観察用光学系１６の光軸方向に導入し、上記対物レンズ１１を介して対物レンズ１１の光軸方向から手術患部１７に投射され、手術患部１７を直下型で照射する。つまり、対物レンズ１１の部分を介して手術患部１７に治療用光を照射する治療用出射部を構成する。本実施形態の場合、治療用出射部は上記観察用光学系１６の光路とは一致している。
【００２３】
なお、この対物レンズ１１を介して手術患部１７に治療用照射光を投射する、治療用照射光の出射部としては本実施形態の場合のように対物レンズ１１の部材自体を照明光が実際に透過するものに限らず、例えば上記対物レンズ１１の位置に切り欠きや他のレンズ部を配置する等によって光路を形成する形式のものであってもよい。
【００２４】
次に、上記手術用顕微鏡を使用して行なう治療について説明する。まず、図示しない電源を入れ、観察用照明光学系２０の光源ランプ２１を適当な明るさで点灯させる。術者は手術用顕微鏡により照明した術野を観察しながら、鏡体１の位置や向きを変え、また、手術用顕微鏡の観察用変倍光学系１２の倍率を適宜調整して手術患部１７に手術用顕微鏡の視野と焦点を治療対象組織部位に合わせる。
【００２５】
次いで、治療用光が手術患部１７に投射することを確認する作業を行なう。この確認作業は、まず、治療用光学系４０の光源ランプ４１を微弱に点灯し、その微弱な治療用光を手術患部１７に導く。この治療用光は観察用光学系１６を経由して手術患部１７に投射されるため、その観察用光学系１６により既に観察している治療対象の組織部位に照射され、その照射焦点なども治療対象の組織部位に合致する。
【００２６】
ここで、フィルター４２が前述の特定波長の可視光線と遠赤外線などの熱線を透過する場合、照射焦点が合致している特定の組織部位に例えば赤や青などの視認性の高い可視光線が照射されるため、術者はその照射状態を観察用光学系１６により目視して確認して治療対象の組織部位に照射する状態を合致させる。なお、フィルター４２を光路中に選択的に挿脱できる場合は治療用光学系光路からフィルター４２を外しておくことにより、可視光線によって照射する状態を確認できる。
【００２７】
そして、照射の状態を確認調整した後、必要ならばフィルター４２を治療用光学系４０の光路に挿入して、光源ランプ４１を治療に必要な光量と時間で点灯させ、多量の熱線（遠赤外線など）を目的の手術患部１７に照射し、その手術患部１７の組織を焼灼する。
【００２８】
この焼灼完了後、光源ランプ４１を消灯もしくは初期の微弱な点灯状態に戻すと共に、必要ならばフィルター４２を光路から外し、治療作業を終了する。
【００２９】
本実施形態のものによれば、以下のような種々の効果が得られる。
（１） 術者が手術用顕微鏡の接眼部から眼を離すことなく止血やアブレーションを行なうことができる。
（２） 術野に処置具を入れること無く止血やアブレーションを行なえる。
（３） 組織に接触すること無く止血やアブレーションを行なえる。
（４） 術者が処置具を持ち替えること無く止血やアブレーションを行なえる。
（５） 手元のぶれによる操作ミスを防止できる。
（６） レーザー処置具を用いる場合とは異なり、保護メガネが不要で処置操作性がよい。
（７） 本実施形態では手術用顕微鏡の鏡体１とは別に光源装置３０を設置し、鏡体１と光源装置３０を可撓性のあるオプティカルファイバー２５によって接続するようにしたから鏡体１に光源装置３０を予め組み込んでおく必要がない。このため、鏡体１に光源装置３０を内蔵しない分、手術用顕微鏡の鏡体１の軽量小型化が図れ、手術用顕微鏡の操作性を向上できる。
【００３０】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態に係る手術用顕微鏡について説明する。図２は本実施形態に係る手術用顕微鏡のシステム全体の概略的構成の説明図である。
【００３１】
本実施形態は観察用照明光と治療用光の光源としての光源装置の光源を共用するようにしたものである。図２に示すように光源装置３０には光源ランプ２１、反射鏡３１、第１リレーレンズ群２３及びその周辺機器が内蔵されている。ここでの光源ランプ２１には特にハロゲンやキセノンなどの高熱と高光量を発生するものが使用されており、反射鏡３１は可視光線だけでは無く熱線や遠赤外線も反射する特性を有するものを使用する。光源装置３０はオプティカルファイバー２５を介して手術用顕微鏡の鏡体１に接続されている。
【００３２】
手術用顕微鏡の鏡体１には観察用照明光学系２０と治療用照射光学系４０が設置される。観察用照明光学系２０はオプティカルファイバー２５の接続端から順に光学絞り５２、観察用照明に不要な熱線を除去するための遠赤外線除去用ダイクロックフィルター２２、第２リレーレンズ群２７、照明用変倍光学系２８、出射レンズ付きの照明プリズム２９及び上記対物レンズ１１を含み、オプティカルファイバー２５から対物レンズ１１に至る経路によって構成されている。そして、光源ランプ２１の光を、光学絞り５２、ダイクロックフィルター２２、第２リレーレンズ群２７、照明変倍光学系２８及び照明プリズム２９を経由して対物レンズ１１に導き入れ、その対物レンズ１１を介して手術患部１７に直下型で投射し、手術患部１７を照明することができるようになっている。また、照明用変倍光学系２８は前述した実施形態と同様に図示しない電動モータなどの駆動手段で操作して、倍率調節や照野絞り込み調節が可能である。
【００３３】
また、オプティカルファイバー２５の接続端と光学絞り５２の間の光路には光分割手段としてのハーフプリズム（またはハーフミラー）５１が設置され、このハーフプリズム５１によって上記オプティカルファイバー２５からの光を分割し、その一部の光を治療用照射光学系４０側へ伝送するようになっている。
【００３４】
上記治療用照射光学系４０はプリズム５５、光学絞り５６、第４リレーレンズ群５７、治療用変倍光学系５８、観察用光学系１６のアフォ−カル光学系の光路中に挿入されたハーフプリズム５９及び上記観察用変倍光学系１２を含み、オプティカルファイバー２５から対物レンズ１１に至る経路によって構成されている。そして、治療を行うときのみ、スイッチなどの操作手段によって光学絞り５６を開くことにより、ハーフプリズム５１によって分けられた光源ランプ２１からの光を、プリズム５５、光学絞り５６、第４リレーレンズ群５７、治療用変倍光学系５８及びハーフプリズム５９を経由して対物レンズ１１に導き入れ、その対物レンズ１１を介して手術患部１７に対物レンズ１１の光軸方向から直下型で投射し、手術患部１７に治療光を照射する。
【００３５】
本実施形態では一つの光源装置３０により観察用照明光と治療用照射光を得るため、消費電力の低減や光源装置の小型軽量化などを実現できる。さらに前述した実施形態で述べたような種々の効果を奏する。
【００３６】
なお、本発明は上記各実施形態のものに限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、手術部位に対し非接触で止血や腫瘍のアブレーションなどの処置を簡便で的確に行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る手術用顕微鏡のシステム全体の概略的な構成の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る手術用顕微鏡のシステム全体の概略的な構成の説明図である。
【符号の説明】
１…鏡体、１１…対物レンズ、１２…観察変倍光学系
１３…ビームスプリッター、１４…プリズム、１５…接眼ンレンズ
１６…観察光学系、１７…手術患部、２０…観察用照明光学系
２１…光源ランプ、２３…リレーレンズ群、４０…治療用照射光学系
４１…光源ランプ、４３…リレーレンズ群

Claims (9)

1. 手術患部を観察するための対物レンズを有する観察用光学系と、
   手術患部に観察用照明光を照射するための観察用照明光学系と、
   上記観察用光学系の対物レンズを介して目的の手術患部を治療するための治療用光を照射する治療用光学系を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡。
2. 接眼レンズと対物レンズと、
   接眼レンズと対物レンズの光路中に、少なくとも一部分がアフォ−カル光によって画像を伝達するようになっている、アフォ−カル光学系を有する、手術患部を観察するための観察用光学系と、
   手術患部に観察用照明光を照射するための観察用照明光学系と、
   上記観察用光学系のアフォ−カル光学系中に、目的の手術患部を治療するための治療用光を観察用光学系の対物レンズの光軸方向に導入するための手段を有し、
   上記観察用光学系の対物レンズを介して、目的の手術患部を治療するための治療用光を照射する治療用光学系を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡。
3. 請求項１または請求項２において、前記治療用光を観察用光学系の対物レンズの光軸方向に導入するための手段がハーフミラーもしくはハーフプリズムであるもの。
4. 請求項１、請求項２または請求項３において、前記治療用光学系の治療用光源が熱線もしくは遠赤外線を発生可能であるもの。
5. 請求項１、請求項２、請求項３または請求項４において、前記観察用照明光学系の観察用照明光源と前記治療用光学系の治療用光源が共通であるもの。
6. 請求項５において、前記光源から発生した光を前記観察用照明光学系と前記治療用光学系に分ける手段を有するもの。
7. 請求項６において、前記観察用照明光学系に遠赤外線もしくは熱線を除去するフィルターを備えたもの。
8. 請求項６または請求項７において、前記光を分ける手段がハーフミラーもしくはハーフプリズムであるもの。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記治療用光学系中に少なくとも特定の波長の可視光線を除去するフィルターを有するもの。

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