JP4472418B2 - 視野内表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、術部を拡大観察する観察光学系に画像を重畳する手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置に係り、特に手術用顕微鏡装置と術具を併用して手術を行う場合に好適な視野内表示装置に関する。

近年、手術の精密化に伴い医師によって観察可能な手術用顕微鏡と術具を併用して手術が行われるようになってきた。

さらに、近年では、観察光学系に画像を重畳した手術用顕微鏡の観察下で、この手術用顕微鏡では観察できない死角部分を観察する内視鏡を併用する手術用顕微鏡システムが開示されている。

このような技術の一例として、例えば、本件出願人による特開２００３−０７０８０６号公報には、術部の観察像を得る観察光学系と、観察光学系に神経モニタなどの画像を重畳するための重畳表示手段と、観察光学系に別の電子画像を表示するための視野内表示手段をもつ手術用顕微鏡において、重畳表示手段と視野内表示手段の表示方法について記載されている。

前記手術用顕微鏡では、手術用顕微鏡の観察視野での重畳表示手段による重畳画像の表示位置と、該観察視野での視野内表示手段による画像の表示位置とを検出する。そして、重畳表示手段と視野内表示手段の画像が重なる位置に表示されてしまう場合に、重畳表示手段による画像を移動させてそれぞれの画像が重ならないように制御している。

また、前記手術用顕微鏡は、エネルギー処置具を用いる場合には、エネルギー処置具先端周辺と、重畳表示手段による重畳画像が重ならないように該重畳画像を移動させる。さらに、前記手術用顕微鏡は、エネルギー処置具の把持部側にその出力値を重畳表示手段により表示し、必要で情報が観察視野を妨げないように表示している。

一方、特開２００１−１３３６９６号公報に記載の手術用顕微鏡装置では、術部に露出している腫瘍の蛍光観察画像を、顕微鏡観察像に重畳する構成になっている。この重畳画像を非表示にするには、蛍光画像観察の入力スイッチを押す構成になっている。
特開２００１−１３３６９６号公報 特開２００３−０７０８０６号公報

しかしながら、特開２００３−０７０８０６号公報に記載の手術用顕微鏡では、神経モニタ等の画像を手術用顕微鏡の観察視野に重畳する場合、内視鏡や処置具等の術具を避けるために顕微鏡観察視野内を重畳画像が動き続ける場合があり、術者にとって煩わしかった。

また、特開２００１−１３３６９６号公報に記載の手術用顕微鏡装置では、露出した腫瘍部を処置する場合には、重畳画像を消すために、蛍光画像観察の入力スイッチを操作しなければならず、術者にとって操作が煩わしかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察光学系に対する術具の相対的な位置に合わせて画像重畳手段による重畳画像の表示領域を制限することができる視野内表示装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に記載の手術用顕微鏡は、術部を拡大観察する観察光学系を持つ顕微鏡部と、この顕微鏡部に対する術具の相対位置を検出する位置検出手段と、前記観察光学系にて生成される第１の画像に第２の画像を重畳する画像重畳手段とを有する手術用顕微鏡装置に用いられ、前記第１の画像の視野内に所定領域を設定する設定手段と、前記位置検出手段の位置検出結果と前記設定手段で設定した所定領域を比較する比較判定手段と、この比較判定手段の判定結果に応じて前記画像重畳手段の表示領域を制限する表示制限手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２に記載の手術用顕微鏡は、請求項１に記載の視野内表示装置であって、前記設定手段は、前記所定領域を予め記録していることを特徴とする。

請求項３に記載の手術用顕微鏡は、請求項１に記載の視野内表示装置であって、前記設定手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に応じて、前記所定領域を可変させることを特徴とする。

請求項４に記載の手術用顕微鏡は、請求項１に記載の視野内表示装置であって、前記表示制限手段は、前記画像重畳手段の表示領域の大きさを変更することを特徴とする。

請求項５に記載の手術用顕微鏡は、請求項１に記載の視野内表示装置であって、前記表示制御手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に基づいて、前記画像重畳手段の表示領域を変更することを特徴とする。

本発明の視野内表示装置によれば、観察光学系に対する術具の相対的な位置に合わせて画像重畳手段による重畳画像の表示領域を制限できるので、術者に煩わしさを感じさせることなく、重畳画像の表示が術具の邪魔になるのを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図８は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は手術用顕微鏡装置のシステム全体の構成を示す斜視図、図２は手術用顕微鏡の鏡体の断面図、図３は手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図、図４は顕微鏡観察視野内における重畳画像の第１の表示位置を示す説明図、図５は顕微鏡観察視野内における重畳画像の第２の表示位置を示す説明図、図６は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第１の説明図、図７は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図、図８は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第３の説明図である。

（構成）
まず、図１を用いて手術用顕微鏡装置の全体構成を説明する。

図１に示すように、手術用顕微鏡装置１は、実体顕微鏡の機能を有する手術用顕微鏡１１と、周辺機材としてのトロリ３０、内視鏡３５、表示用モニタ４１等を含でいる。

内視鏡３５は、硬性鏡を有し、手術用顕微鏡１１の観察像とは異なる観察像を得るようになっている。表示用モニタ４１は、内視鏡３５の観察画像を表示する表示手段となっている。

次に、手術用顕微鏡１１について詳細に説明する。

手術用顕微鏡１１は、架台１２と、バランスアーム１３と、鏡体１４とを含んで構成されている。

架台１２の上部にはバランスアーム１３が配設されている。鏡体１４は、センサアーム１７に固定され、センサアーム１７を介してバランスアーム１３に支持されている。

ここで、バランスアーム１３には、複数の回動アーム１５ａ〜１５ｄと、６軸の回動軸１６ａ〜１６ｆとが設けられている。さらに、各回動軸１６ａ〜１６ｆには、バランスアーム１３の各回動アーム１５ａ〜１５ｄの回動位置を固定するロック状態と、この回動位置のロックを解除するロック解除状態とに切り換える電磁鎖錠（図示しない）が設けられている。鏡体１４は、前記電磁鎖錠のロック解除に伴い、バランスアーム１３の６軸の各回動軸１６ａ〜１６ｆを中心に空間的に位置移動自在に支持される。

また、鏡体１４を固定するセンサアーム１７には、鏡体１４の位置操作用のグリップ１８と、位置検出のための複数の指標１９が設けられている。グリップ１８には、焦点調整操作用、変倍操作用及びアーム操作用の各操作スイッチが設けられている。また、架台１２には鏡体制御部２１及びアーム制御部２２が内蔵されている。グリップ１８の各スイッチは架台１２の鏡体制御部２１及びアーム制御部２２に電気的に接続されている。

架台１２の下側からはコード２３が演出している。コード２３は、一端側が鏡体制御部２１及びアーム制御部２２に接続され、他端側がフットスイッチ２４に接続している。

フットスイッチ２４はグリップ１８の各スイッチと同様に焦点調整操作用、変倍操作用及びアーム操作用の各スイッチを有する。

トロリ３０には、医療機器として、カメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと呼ぶ）３１、処置装置３２、ワークステーション３３（以下ＷＳ３３と呼ぶ）、重畳装置３４及びモニタ４１が搭載されている。

ＣＣＵ３１は、カメラケーブル３５ａを介して、内視鏡３５に接続される。内視鏡３５の保持部３５ｂには位置検出のための複数の指標３６が設けられている。ＣＣＵ３１は、内視鏡３５により撮影された画像を映像信号に変換するユニットである。ＣＣＵ３１は、モニタ４１に接続されており、変換した映像信号をモニタ４１に映像表示する。

処置装置３２は、ケーブル３７ａを介して、バイポーラ３７に接続している。バイポーラ３７の保持部３７ｂには位置検出のための複数の指標３８が設けられている。処置装置３２は、ケーブル３７ａを介して、バイポーラ３７を制御するユニットであり、バイポーラ３７に高周波電流を供給するとともに、複数の指標３８を発光させるための電力を供給する。

バイポーラ３７は、一対の鉗子の間に生体組織を挟み込み、その間に処置装置３２からの高周波電流を流すことで生体組織を凝固するものである。

前記指標１９，３６，３８は、本実施の形態の場合、赤外線を発光する発光ダイオードで形成されている。

ＷＳ３３は、指標１９，３６，３８の位置検出を行うデジタイザ３９が接続されている。デジタイザ３９には、前記指標１９，３６，３８によって発せられる赤外光を受光する受光カメラ３９ａ，３９ｂが取り付けられている。デジタイザ３９は、赤外光の受光結果に基づいて、前記指標１９，３６，３８の位置検出を行う。

ＷＳ３３は、デジタイザ３９による位置検出結果に基づいて、指標１９，３６，３８の位置演算を行う。

また、本実施の形態では、ＷＳ３３は、図２に示す対物光学系位置検出部６３及び変倍光学系位置検出部６４の検出結果に基づいて、顕微鏡観察視野の範囲の算出する演算を行う。

さらに、ＷＳ３３は、算出した顕微鏡観察視野と指標１９，３６，３８の位置より、顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５及びバイポーラ３７の挿入状態のデータを作成して重畳装置３４に供給する。

重畳装置３４は、顕微鏡観察視野に図３に示す神経モニタ４２の画像を重畳するための装置である。

次に、図２を用いて鏡体１４について詳細に説明する。

図２に示すように、鏡体１４は、キャビネット５０の内側に、対物光学系５１、左右の変倍光学系５２Ｌ、５２Ｒ、左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒ、左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒ、左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒ、左右の液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと呼ぶ）６１Ｌ，６１Ｒ、左右のレンズ６２Ｌ，６２Ｒ、対物光学系位置検出部６３及び変倍光学系位置検出部６４を配設したものである。

キャビネット５０は、筒状の鏡筒部７１を基本構造とし、鏡筒部７１の基端側に双眼接眼部７２を設け、鏡筒部７１の左右に突出して左右の収納部７３Ｌ，７３Ｒを設けている。

鏡筒部７１には、被写体側（先端側）から順に対物光学系５１、左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒ、左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒ及び左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒが配置されている。双眼接眼部７２には、左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒが取り付けられている。

対物光学系５１は、最も術部側に配置され、術部からの左右の光束Ａ１Ｌ，Ａ１Ｒを左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒに導く。左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒは、鏡体１４の顕微鏡としての倍率を変倍可能にするためのものである。

左の変倍光学系５２Ｌは、対物光学系５１からの左の光束を、変倍可能な状態で、左の画像挿入ハーフミラー５３Ｌに導く。左の変倍光学系５２Ｌからの左の光束の光軸Ｓ１Ｌ上には、被写体側から順に左の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ、左の結像レンズ５４Ｌ及び左の接眼レンズ５５Ｌが配置されている。

右の変倍光学系５２Ｒは、対物光学系５１からの右の光束を、変倍可能な状態で、右の画像挿入ハーフミラー５３Ｒに導く。変倍光学系５２Ｒからの右の光束の光軸Ｓ１Ｒ上には、被写体側から順に右の画像挿入ハーフミラー５３Ｒ、右の結像レンズ５４Ｒ及び右の接眼レンズ５５Ｒが配置されている。

このような構造により、対物光学系５１、左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒ、左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒ及び左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒは、立体観察光学系を構成している。左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒと左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒの中間には、重畳画像を観察光学系に挿入する左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒが設けられている。

一方、左の収納部７３Ｌは、左の画像挿入ハーフミラー５３Ｌの左側方に配置している。左の収納部７３Ｌには、奥側から順に左のＬＣＤ６１Ｌと左のレンズ６２Ｌが収納されている。

右の収納部７３Ｒは、右の画像挿入ハーフミラー５３Ｒの右側方に配置している。右の収納部７３Ｒには、奥側から順に右のＬＣＤ６１Ｒと右のレンズ６２Ｒが収納されている。

左右の収納部７３Ｌ，７３Ｒには、それぞれ貫通孔７４Ｌ，７４Ｒが形成されている。貫通孔７４Ｌ，７４Ｒには、それぞれＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒからのコード７５Ｌ，７５Ｒが挿入されている。ＬＣＤ７５Ｌ，７５Ｒは、コード７５Ｌ，７５Ｒを介して図１の重畳装置３４に接続されている。

また、ＬＣＤ６１Ｌ，ＬＣＤ６１Ｒは、バックライトを有しており、表面に重畳装置３４による重畳画像を表示する。

左右のレンズ６２Ｌ，６２Ｒは、左右のＬＣＤ６１Ｌ，ＬＣＤ６１Ｒの画像を左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒに画像を導く。

また、対物光学系５１は、フットスイッチ２４及びグリップ１８に設けられた焦点調整操作用の操作スイッチにより、鏡筒部７１の中心軸Ｓ２に沿って移動可能になっている。対物光学系位置検出部６３は、対物光学系５１の位置検出を行う。

左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒは、フットスイッチ２４及びグリップ１８に設けられた変倍操作用の操作スイッチにより、それぞれ光軸Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ沿って同時に移動可能になっている。変倍光学系位置検出部６４は、左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒの位置検出を行う。

鏡体１４は、左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒを移動させて、倍率を変化させると、顕微鏡観察視野の範囲が変化する。

また、鏡体１４は、左右の変倍光学系５２Ｌ、５２Ｒ、左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒ及び左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒを術部に対して固定した状態で対物光学系５１を動かして焦点調整を行うが、この場合、有る程度倍率が変化し、顕微鏡観察視野の範囲が変化する。

このため、本実施の形態では、対物光学系位置検出部６３及び変倍光学系位置検出部６４の検出結果を重畳装置３４を介してＷＳ３３に供給して、ＷＳ３３に顕微鏡観察視野の範囲を検出させている。

次に、図３を用いてＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに重畳画像を表示する重畳装置３４について詳細に説明する。

図３に示すように、重畳装置３４は、設定領域記録部８１と、比較演算部８２と、画像制御部８３とで構成されている。

設定領域記録部８１は、顕微鏡観察視野内における重畳画像の表示禁止領域を記録する。第１の実施の形態では、表示禁止領域が所定領域となっている。

設定領域記録部８１は、比較演算部８２の第１の入力側に接続され、比較演算部８２に表示禁止領域を示すデータを供給する。

比較演算部８２の第２の入力側には図１に示したＷＳ３３が接続されている。比較演算部８２の出力側は画像制御部８３の第１の入力側に接続されている。比較演算部８２は、ＷＳ３３が算出した顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５及びバイポーラ３７の挿入状態のデータと、設定領域記録部８１が設定する表示禁止領域の位置のデータとを比較し、この比較結果を画像制御部８３の第１の入力側に供給する。

一方、神経モニタ４２は、図示しない患者の神経反応を検出して出力する。神経モニタ４２の出力側は、重畳装置３４の画像制御部８３の第２の入力側に接続されている。

画像制御部８３の出力側には、前述の鏡体１４に内臓されたＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒが接続されている。

画像制御部８３は、比較演算部８２からの比較結果に基づいて神経モニタ４２からの重畳画像の画像修正を行いＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに表示する。

このような構成により、対物光学系５１と、左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒと、左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒと、左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒとは、術部を拡大観察する観察光学系となっている。

鏡体１４は、観察光学系を持つ顕微鏡部となっている。

ＷＳ３３と、デジタイザ３９と、対物光学系位置検出部６３と、変倍光学系位置検出部６４とは、前記顕微鏡部に対する術具の相対位置を検出する位置検出手段となっている。

重畳装置３４と、左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒと、左右の液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと呼ぶ）６１Ｌ，６１Ｒと、左右のレンズ６２Ｌ，６２Ｒとは、観察光学系に画像を重畳する画像重畳手段となっている。

重畳装置３４は、手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置となっている。

設定領域記録部８１は、前記観察光学系の観察視野内に所定領域を設定する設定手段となっている。設定領域記録部８１は、予め所定領域が記録されている。

比較演算部８２は、前記位置検出手段の位置検出結果と前記設定手段で設定した所定領域を比較する比較判定手段となっている。

画像制御部８３は、この比較判定手段の判定結果に応じて前記画像重畳手段の表示領域を制限する表示制限手段となっている。この場合、画像制御部８３は、前記比較判定手段の位置検出結果に基づいて、表示領域の大きさを変更することで、表示領域を変更している。

（作用）
以下、図４乃至図８を参照して第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置１の使用方法について説明する。

まず、術者は、術部の観察を行うため手術用顕微鏡装置１の鏡体１４を所望の位置に移動させる。

この後、術者は、フットスイッチ２４の焦点調整操作用の操作スイッチ、変倍操作用の操作スイッチを操作して、鏡体１４の焦点（フォーカス）及び変倍（ズーム）の調整を行い、術部の観察を行う。

次に、鏡体１４の顕微鏡観察視野内の特定の領域に内視鏡３５及びバイポーラ３７が挿入されていない状態の作用を説明する。

術者は、図３に示した神経モニタ４２による観察を行うために、神経モニタ４２に設けられた図示しないスイッチと重畳装置３４に設けられたに図示しないスイッチを押す。

これにより、神経モニタ４２による画像は、重畳装置３４の画像制御部８３に伝達される。画像制御部８３には、神経モニタ４２の画像に対応した顕微鏡観察視野内における重畳画像の表示位置が２種類設定されている。

この２種類の重畳画像の表示位置は、図４及び図５に示す顕微鏡観察視野１００内の斜線領域１０１、１０２に示す領域である。図４の斜線領域１０１より図５の斜線領域１０２のほうが大きい画像表示が可能である。また、図４及び図５には、表示禁止領域１１０を破線で示している。

図３に示した画像制御部８３に入力された神経モニタ４２の画像は、ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達される。ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達された画像は、図２に示した左右のレンズ６２Ｌ，６２Ｒを介して、左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒに導かれる。左右の画像挿入ハーフミラー５３Ｌ，５３Ｒは、それぞれ左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒからの術部の像に、それぞれ左右のレンズ６２Ｌ，６２ＲからのＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに表示された画像を重畳して、左右の結像レンズ５４Ｌ，５４Ｒを介して左右の接眼レンズ５５Ｌ，５５Ｒに伝達する。

これにより、術者は、図６に示すように、顕微鏡観察視野１００内に表示される顕微鏡観察像１１１と、図３に示した神経モニタ４２による重畳画像１１２を観察する。このときの重畳画像１１２は図５に示した領域１０２に投影されている。

次に、術者は、顕微鏡観察像の死角を観察するために、図１に示す内視鏡３５を把持し、術部に挿入する。内視鏡３５の位置検出は、指標３６をデジタイザ３９が検出し、その検出結果をＷＳ３３で演算することで行われている。同様に顕微鏡の鏡体１４の位置検出は、指標１９をデジタイザ３９が検出し、その検出結果をＷＳ３３で演算することで行われている。すなわち、ＷＳ３３は鏡体１４にて観察される顕微鏡観察視野１００に対し内視鏡３５がどの程度挿入されているかを検出している。この検出結果は、図３に示す重畳装置３４の比較演算部８２へ伝達される。

比較演算部８２は、設定領域記録部８１より、顕微鏡観察視野の所定領域のデータを読み出す。この所定領域のデータは、図４及び図５に示す顕微鏡観察視野１００の点線部の表示禁止領域１１０を示している。この実施の形態では、この表示禁止領域１１０は変更できない規定値として設定されている。

そして、比較演算部８２は、ＷＳ３３による顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５の挿入状態と、設定領域記録部８１の設定する表示禁止領域１１０との位置を比較する。

図７に示すように、顕微鏡観察視野１００における内視鏡３５の位置が表示禁止領域１１０より外側にある場合には、次のように処理を行う。

このとき、比較演算部８２は、画像制御部８３に制御信号を供給しない。したがって、画像制御部８３は、図３に示した神経モニタ４２からの画像を、図５に示した表示領域１０２に投影すべくＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達して表示する。

これにより、術者は、図７に示すように、内視鏡３５と、顕微鏡観察視野１００内に表示される顕微鏡観察像１１１と、図３に示した神経モニタ４２による重畳画像１１２とを観察する。このときの重畳画像１１２は図５に示した領域１０２に投影されている。

図８に示すように、顕微鏡観察視野１００における内視鏡３５の位置が、表示禁止領域１１０の内側に入った場合には、次のように処理を行う。

このとき、図３に示した比較演算部８２は、画像制御部８３に制御信号を伝達する。画像制御部８３は制御信号を受け取ると、神経モニタ４２からの画像を図４に示した表示領域１０１に投影すべく画像の縮小加工を行い、ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達して表示する。

これにより、図８に示すように、術者が観察する顕微鏡観察視野１００には、表示禁止領域１１０の外に、図３に示した神経モニタ４２の比較的小さい画像１１３が表示される。術者は、顕微鏡観察視野１００の中心部の視野を広く保って、観察を行う。

また、第１の実施の形態では、顕微鏡観察視野１００において、バイポーラ３７が表示禁止領域１１０の内側に入った場合にも、図３に示した神経モニタ４２からの画像を図４に示した表示領域１０１に投影すべく画像の縮小加工を行い、ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達して表示する。

（効果）
このような第１の実施の形態によれば、術具としての内視鏡３５やバイポーラ３７を術部に挿入していない場合、及び術具が顕微鏡観察視野１００の表示禁止領域１１０の外にある場合には、図７に示すように、顕微鏡観察視野１００内のより広い領域を使って、さまざまな情報を高い解像度で観察することができる。

一方、術具を術部に挿入して顕微鏡観察視野１００の表示禁止領域１１０に挿入した場合には、視野内の重畳画像の表示が顕微鏡観察視野１００の中心部の表示禁止領域１１０に入らないため、術具の操作を行いやくすることができる。

即ち、第１の実施の形態では、手術用顕微鏡１１の観察光学系に対する術具の相対的な位置に合わせて画像重畳手段による重畳画像の表示領域を制限できるので、術者に煩わしさを感じさせることなく、重畳画像の表示が術具の邪魔になるのを防止できる。

尚、第１の実施の形態では、キャビネット５０を術部に対して固定したまま、対物レンズ５１を移動させることでフォーカス調整を行うとともに、変倍機構としての左右の変倍光学系５２Ｌ，５２Ｒを移動させて変倍調整が可能な鏡体１４を用いたため、ＷＳ３３は、対物光学系位置検出部６３及び変倍光学系位置検出部６４と検出結果に基づいて、顕微鏡観察視野の範囲の算出する必要があったが、変倍機構を設けずキャビネットに対して全てのレンズを固定し、キャビネットを被写体に対して移動させて焦点調整を行う鏡体では、顕微鏡観察視野が常に一定なので、ＷＳ３３は、予め記憶した顕微鏡観察視野のデータを用いて顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５の挿入状態のデータを作成すればよい。

また、第１の実施の形態では、術具として内視鏡３５、バイポーラ３７を用いたが、生検針等、他の術具を用いてもよい。

図９乃至図１３は本発明の第２の実施の形態に係り、図９は手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図、図１０は術前画像を示す説明図、図１１は腫瘍の術前画像を示す説明図、図１２は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第１の説明図、図１３は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図である。

本発明の第２の実施の形態の説明において、図９乃至図１３に示していない構成要素は、図１乃至図８に示した第１の実施の形態と同様になっているので、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。

（構成）
図９において、第２の実施の形態のＷＳ１３３及び重畳装置１３４は、顕微鏡観察視野に術前画像を重畳表示するように構成している。

ＷＳ１３３は、第１の実施の形態のＷＳ３３と同様に、算出した顕微鏡観察視野と指標１９，３６，３８の位置より、顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５及びバイポーラ３７の挿入状態のデータを作成して重畳装置１３４に供給する。

重畳装置１３４は、設定領域記録部１８１と、比較演算部１８２と、画像制御部１８３とで構成されている。

設定領域記録部１８１は、顕微鏡観察視野内における重畳画像の表示禁止領域を記録する。設定領域記録部１８１は、比較演算部１８２の第１の入力側に接続され、比較演算部１８２に表示禁止領域を示すデータを供給する。

比較演算部１８２は、ＷＳ１３３が算出した顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５の挿入状態のデータと、設定領域記録部１８１が設定する表示禁止領域の位置のデータを比較し、この比較結果を画像制御部１８３の第１の入力側に供給する。

一方、ＷＳ１３３は、術者の操作に基づいて、事前に断層撮影装置等により撮影した得られた術前画像から顕微鏡観察位置の平面画像を抽出して重畳装置１３４の画像制御部１８３の第２の入力側に導く。

画像制御部１８３は、比較演算部１８２からの比較結果に基づいてＷＳ１３３からの重畳画像の画像修正を行いＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに表示する。

（作用）
以下、図１０乃至図１３を参照して第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置１の使用方法について説明する。

術者は、図１０に示すように、事前に術前画像１９１の中より、処置対象となる腫瘍１９２をＷＳ１３３により選択する。

これにより、ＷＳ１３３は、記録されている術前画像１９１から、顕微鏡観察位置１９３の術前画像を抽出して、図１１に示す平面画像１９４を作成する。平面画像１９４には、事前に選択された腫瘍の術前画像１９５が表示される。

ＷＳ１３３で生成された平面画像１９４は、重畳装置１３４の画像制御部１８３に伝達される。画像制御部１８３に入力された平面画像１９４は、ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに伝達され表示される。

この後、術者は、腫瘍の処置を行うために、バイポーラ３７を術部に挿入する。

この場合、ＷＳ１３３は、第１の実施の形態と同様にデジタイザ３９によりバイポーラ３７に付けられた指標３８を検出している。

ＷＳ１３３は、このバイポーラ３７の図１２に示す顕微鏡観察視野１００に対する位置演算結果を比較演算部１８２に伝達する。

比較演算部１８２は、顕微鏡観察視野１００の表示禁止領域１１０とバイポーラ３７の位置演算結果を比較する。

バイポーラ３７が表示禁止領域１１０の外側に有る場合には、術者は、図１２に示すように、バイポーラ３７と重畳されている腫瘍の術前画像１９６を観察することになる。この術前画像１９６は、図１１に示す術前画像１９５により表示されたものである。

なお、図１２の表示禁止領域１１０を示す点線は、説明に必要となるため描いたもので、術者には観察されるものではない。

これにより、術者は、腫瘍の位置をバイポーラ３７による処置の前に確認を行う。

図１３に示すように、バイポーラ３７が表示禁止領域１１０の内側に有る場合には、比較演算部１８２は、画像制御部１８３に制御信号を伝達する。画像制御部１８３では表示禁止領域１１０の内側に対応する図１１に示す平面画像１９４の出力を止める。これにより、ＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒには、画像が伝達されないため、図１３に示す顕微鏡観察視野１００には実際の術部の腫瘍１９７が観察される。

術者は、腫瘍の位置を確認した後、腫瘍の術前画像１９６とバイポーラ３７の先端が重なることなく、バイポーラ３７による処置を行う。

（効果）
このような第２の実施の形態によれば、腫瘍の処置の際には、重畳画像としての腫瘍の術前画像１９６が消えるのため、処置具としてのバイポーラ３７と重畳画像が重ならない。このため、バイポーラ３７の先端が、はっきりと見え、処置を行いやすい。また、表示禁止領域１１０に対するバイポーラ３７の挿脱により、重畳画像のオンオフが行うため、処置において重畳画像を消す手間が不要となる。

図１４乃至図１７は本発明の第３の実施の形態に係り、図１４は手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図、図１５は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第１の説明図、図１６はバイポーラの先端の設定領域を示す説明図、図１７は顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図である。

本発明の第３の実施の形態の説明において、図１４乃至図１７に示していない構成要素は、図１乃至図８に示した第１の実施の形態と同様になっているので、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。

（構成）
図１４において、ＷＳ２３３は、第２の実施の形態のＷＳ１３３と同様に、顕微鏡観察視野に対する内視鏡３５及びバイポーラ３７の挿入状態のデータを作成して重畳装置２３４の比較演算部２８２に供給する。また、ＷＳ２３３は、術者の操作に基づいて、術前画像から顕微鏡観察位置の腫瘍の平面画像を抽出して重畳装置２３４の画像制御部２８３の第２の入力側に導く。さらに、ＷＳ２３３は、腫瘍の平面画像の位置データを比較演算部２８２に供給する。

重畳装置２３４は、先端半径記録部２８１と、比較演算部２８２と、画像制御部２８３とで構成されている。

先端半径記録部２８１は、図１６及び図１７に示すバイポーラ３７の先端半径に対応した設定領域２９７の半径データを記録している。先端半径記録部２８１は、比較演算部２８２の第１の入力側に接続され、比較演算部２８２に設定領域２９７の半径データを供給する。

設定領域２９７の半径データは、図示しない設定部により、術者が任意の半径で設定し、先端半径記録部２８１に記録することが可能である。

設定領域２９７の半径データを取得した比較演算部１８２は、ＷＳ２３３から伝達されたバイポーラ先端位置情報をもとに、バイポーラ３７の先端に設定領域２９７が位置するように顕微鏡観察視野に対する設定領域２９７の範囲を示す位置データ設定する。

比較演算部２８２は、重畳画像の腫瘍の位置データとバイポーラ３７の先端の設定領域２９７の位置データの位置を比較し、この比較結果を画像制御部２８３の入力側に供給する。

画像制御部２８３は、比較演算部２８２からの比較結果に基づいてＷＳ２３３からの重畳画像の画像修正を行いＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに表示する。

（作用）
以下、図１５乃至図１７を参照して第３の実施の形態の手術用顕微鏡装置１の使用方法について説明する。

術者は、第２の実施の形態と同様に、術前画像から処置対象となる腫瘍を選択し、腫瘍の平面画像をＬＣＤ６１Ｌ，６１Ｒに表示する。

次に、術者は、腫瘍部を処置するためにバイポーラ３７を術部に挿入する。

これにより、図１５に示すように、顕微鏡観察視野１００の顕微鏡観察像２９０には、挿入されているバイポーラ３７と、重畳装置２３４による腫瘍の重畳画像２９６が表示されている。

第２の実施の形態と同様に、デジタイザ３９は、バイポーラ３７に付けられた指標３８を検出し、この位置検出結果をＷＳ２３３に伝達し、ＷＳ２３３は、バイポーラ３７の先端位置の位置検出を行う。

演算されたバイポーラ３７の先端位置は、比較演算部２８２に伝達される。比較演算部２８２は、先端半径記録部２８１から、バイポーラ３７の先端半径に対応した設定領域２９７の半径データを取得する。

設定領域２９７の半径データを取得した比較演算部２８２は、ＷＳ２３３から伝達されたバイポーラ先端位置情報をもとに、図１６に示すように、バイポーラ３７の先端に設定領域２９７が位置するように、設定領域２９７の範囲を示す位置データ設定する。

比較演算部２８２は、図１５に示す腫瘍の重畳画像２９６の位置データと図１６に示すバイポーラ３７の先端の設定領域２９７の位置データを比較する。腫瘍の重畳画像２９６と設定領域２９７の位置が重なると、比較演算部２８２は、所定の位置の画像を消す制御信号を画像制御部２８３に伝達する。

画像制御部２８３では、この制御信号をもとに、重畳画像を消す。これにより、顕微鏡観察像２９０には、図１７に示すようにバイポーラ３７の先端部位の設定領域２９７のデータに重畳画像２９６が表示されない。

この状態で、術者は、顕微鏡光学像にて、バイポーラ３７の先端と腫瘍を確認しながら、処置を行う。

（効果）
このような第３の実施の形態によれば、腫瘍の処置の際に、バイポーラ３７の先端の周りの領域では、重畳画像２９６としての腫瘍の術前画像が消えるのため、第３の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、バイポーラ３７の先端の周りの領域以外では、腫瘍の術前画像を表示させることができるので、処置が行いやすい。

［付記］
以上詳述したような本発明の実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。

（付記項１） 術部を拡大観察する観察光学系を持つ顕微鏡部と、この顕微鏡部に対する術具の相対位置を検出する位置検出手段と、前記観察光学系に画像を重畳する画像重畳手段とを有する手術用顕微鏡装置に用いられ、
前記観察光学系の観察視野内に所定領域を設定する設定手段と、
前記位置検出手段の位置検出結果と前記設定手段で設定した所定領域を比較する比較判定手段と、
この比較判定手段の判定結果に応じて前記画像重畳手段の表示領域を制限する表示制限手段と、
を具備することを特徴とする視野内表示装置。

（付記項２） 前記設定手段は、前記所定領域を予め記録していることを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

（付記項３） 前記設定手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に応じて、前記所定領域を可変させることを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

（付記項４） 前記表示制限手段は、前記画像重畳手段の表示領域の大きさを変更することを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

（付記項５） 前記表示制御手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に基づいて、前記画像重畳手段の表示領域を変更することを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

（付記項６） 前記術具は、内視鏡であることを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

（付記項７） 前記術具は、バイポーラであることを特徴とする付記項１に記載の視野内表示装置。

本発明の第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡装置のシステム全体の構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡の鏡体の断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図。 本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内における神経モニタに対応した画像の第１の表示位置を示す説明図。 本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内における神経モニタに対応した画像の第２の表示位置を示す説明図。 本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第１の説明図。 本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図。 本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第３の説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図。 本発明の第２の実施の形態に係る術前画像を示す説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る腫瘍の術前画像を示す説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第３の説明図。 本発明の第３の実施の形態に係る手術用顕微鏡装置に用いられる視野内表示装置のブロック図。 本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第１の説明図。 本発明の第３の実施の形態に係るバイポーラの先端の設定領域を示す説明図。 本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡観察視野内に表示される画像を示す第２の説明図。

符号の説明

１ …手術用顕微鏡装置
１１ …手術用顕微鏡
１２ …架台
１３ …バランスアーム
１４ …鏡体
１７ …センサアーム
１９，３６，３８ …指標
３０ …トロリ
３１ …カメラコントロールユニット
３２ …処置装置
３３ …ワークステーション
３４ …重畳装置
３５ …内視鏡
３７ …バイポーラ
３９ …デジタイザ
４１ …モニタ
６１Ｌ，６１Ｒ …ＬＣＤ
８１ …設定領域記録部
８２ …比較演算部
８３ …画像制御部

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (5)

1. 術部を拡大観察する観察光学系を持つ顕微鏡部と、この顕微鏡部に対する術具の相対位置を検出する位置検出手段と、前記観察光学系にて生成される第１の画像に第２の画像を重畳する画像重畳手段とを有する手術用顕微鏡装置に用いられ、
   前記第１の画像の視野内に所定領域を設定する設定手段と、
   前記位置検出手段の位置検出結果と前記設定手段で設定した所定領域を比較する比較判定手段と、
   この比較判定手段の判定結果に応じて前記画像重畳手段の表示領域を制限する表示制限手段と、
   を具備することを特徴とする視野内表示装置。
2. 前記設定手段は、前記所定領域を予め記録していることを特徴とする請求項１に記載の視野内表示装置。
3. 前記設定手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に応じて、前記所定領域を可変させることを特徴とする請求項１に記載の視野内表示装置。
4. 前記表示制限手段は、前記画像重畳手段の表示領域の大きさを変更することを特徴とする請求項１に記載の視野内表示装置。
5. 前記表示制御手段は、前記位置検出手段の位置検出結果に基づいて、前記画像重畳手段の表示領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の視野内表示装置。

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