DE10262230B4

DE10262230B4 - Microscope, especially surgical microscope

Info

Publication number: DE10262230B4
Application number: DE10262230.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Brunner Robert; Dr. Haisch Michael; Ulrich Nägele
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2022-01-29

Abstract

Mikroskop mit – einem Objektiv (5) und einer Kamera (6), wobei die Kamera (6) durch das Objektiv (5) hindurch mit einer Vergrößerung ein Objektbild eines zu untersuchenden Objektes (3) aufnimmt und Bilddaten erzeugt, und – einer Wiedergabevorrichtung (19), die die Bilddaten empfängt und das Objektbild darstellt, und einem Okular (13), das das auf der Wiedergabevorrichtung (19) dargestellte Objektbild erfasst und zur Betrachtung darbietet, – wobei das Okular (13) zusammen mit der Wiedergabevorrichtung (19) zur freien Einstellbarkeit der Okularlage relativ zur Objektlage bewegbar ist, – wobei das Objektiv (5) und die Kamera (6) zu einer mechanisch fix verbundenen Einheit zusammengefasst sind und – wobei eine abschaltbare, elektromechanische Koppeleinheit vorgesehen ist, die eine Bewegung des Okulars (13) mit der Wiedergabevorrichtung (19) erfasst und nur im eingeschalteten Zustand die Einheit aus Objektiv (5) und Kamera (6) mit dem Okular (13) mit der Wiedergabevorrichtung (19) in einer elektromechanischen Kopplung bewegt, so dass ein Benutzer des Mikroskops (1) beim Blick in das Okular (13) den Eindruck eines raumfesten Bildes hat, wobei die Koppeleinheit eine wählbare, an die Vergrößerung anpassbare Übersetzung/Untersetzung der Kopplung aufweist.A microscope comprising - a lens (5) and a camera (6), wherein the camera (6) through the lens (5) takes with magnification an object image of an object to be examined (3) and generates image data, and - a reproduction device ( 19), which receives the image data and represents the object image, and an eyepiece (13) which detects the object image displayed on the reproduction device (19) and presents for viewing, - wherein the eyepiece (13) together with the reproduction device (19) for free adjustment of the eyepiece position relative to the object position is movable, - wherein the lens (5) and the camera (6) are combined to form a mechanically fixed unit and - wherein a disconnectable, electromechanical coupling unit is provided which movement of the eyepiece (13) detected with the playback device (19) and only in the on state, the unit of the lens (5) and camera (6) with the eyepiece (13) with the playback device ( 19) in an electromechanical coupling, so that a user of the microscope (1) when looking into the eyepiece (13) has the impression of a spatially fixed image, wherein the coupling unit has a selectable, adaptable to the magnification translation / reduction of the coupling.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskop mit einem Objektiv und einem Okular, das Bilder eines vom Objektiv erfassten Objektes wiedergibt, sowie einer Kamera, die Bilder des vom Objektiv erfassten Objektes aufnimmt.The invention relates to a microscope with a lens and an eyepiece, which reproduces images of an object detected by the lens, and a camera, which receives images of the object detected by the lens.

Die bildvergrößernden Eigenschaften von Mikroskopen werden häufig zur Unterstützung bei feinmechanischen Manipulationen eingesetzt, um hochpräzise Eingriffe auf kleinstem Maßstab vorzunehmen, wie sie beispielsweise in der Gefäßchirurgie erforderlich sind. Dabei ist eine Vergrößerung des Bildes des Tätigkeitsbereiches, z. B. eines Operationsfeldes, unerlässlich. Herkömmliche Operationsmikroskope, wie sie z. B. Gegenstand der US 5 383 637 A sind, sind in der Regel so aufgebaut, dass das zu betrachtende Objektfeld dem Chirurgen zur Verfügung gestellt wird, indem ein Objektiv das Objektfeld in eine Zwischenabbildung bringt, die dann mit einem Okular dem Auge dargeboten wird. Damit das gewünschte Objektfeld betrachtet werden kann, muss das Objektiv sehr genau an einem festgelegten Ort platziert werden, wodurch automatisch auch die Position des Chirurgs, vorgegeben ist. Dies kann jedoch dazu führen, dass eine sehr ungünstige und unbequeme Arbeitsposition eingenommen werden muss, wodurch solche Manipulations- oder Operationsmikroskope häufig als ergonomisch nachteilig bewertet werden.The image-magnifying properties of microscopes are often used to assist in fine-mechanical manipulations to make high-precision procedures on the smallest scale, such as those required in vascular surgery. It is an enlargement of the image of the field of activity, z. B. a surgical field, essential. Conventional surgical microscopes, as z. B. Subject of the US 5,383,637 A are usually constructed such that the object field to be considered is made available to the surgeon by a lens bringing the object field into an intermediate image, which is then presented to the eye with an eyepiece. In order for the desired object field to be viewed, the objective must be placed very precisely at a fixed location, whereby the position of the surgeon is automatically predetermined. However, this can lead to a very unfavorable and inconvenient working position having to be taken, whereby such manipulation or operation microscopes are often judged to be ergonomically disadvantageous.

Zur Behebung dieser ergonomischen Nachteile ist es beispielsweise aus der US 5 867 210 A bekannt, ein Operationsmikroskop mit einer Kamera zu versehen und das dabei aufgenommene Bild auf einen Monitor zu leiten. Solche Monitore können zwar, wie aus US 6 317 260 A bekannt ist, an speziellen Haltearmen befestigt werden, jedoch sind diese, insbesondere in Operationssälen, nur eingeschränkt im Raum anordenbar, so dass auch dann die Bewegungsfreiheit des Operateurs ungünstig beeinträchtigt wird. Darüber hinaus klagen Chirurgen bei solchen Mikroskopen oftmals darüber, dass die optische Kontrolle der Handbewegungen in einem solchen Monitorbild sehr ermüdend sei.To remedy these ergonomic disadvantages, it is for example from the US 5,867,210 It is known to provide a surgical microscope with a camera and to direct the image recorded thereby to a monitor. Although such monitors can, as out US 6,317,260 is known to be attached to special support arms, but these are, especially in operating theaters, limited in the room can be arranged, so that even then the freedom of movement of the surgeon is adversely affected. In addition, surgeons often complain of such microscopes that the optical control of hand movements in such a monitor image is very tedious.

Die DE 43 21 934 C2 und DE 43 21 934 A1 befassen sich mit einem chirurgischen Mikroskop und schildern eine Ausführungsform, bei der ein Mikroskop mit einer Kamera versehen ist, die ihre Bilder an eine Wiedergabevorrichtung in einem Stereookular liefert, welches in Art einer HMD-Brille helmartig vor dem Auge des Operateurs gehalten ist. Weiter ist eine elektromechanische Kopplung vorgesehen, die mittels Ultraschallkommunikation eine Information über die Lage der Wiedergabevorrichtung relativ zum Mikroskop auswertet, so dass bei einer Verschiebung der Wiedergabevorrichtung aufgrund einer Kopfbewegung des Operateurs automatisch eine entsprechende Nachführung des an einem eigenen, mit Antrieben versehenen Stativ befestigten Mikroskops erfolgt.The DE 43 21 934 C2 and DE 43 21 934 A1 deal with a surgical microscope and describe an embodiment in which a microscope is provided with a camera that delivers their images to a playback device in a stereo eyepiece, which is held like a HMD glasses in front of the eye of the surgeon. Furthermore, an electromechanical coupling is provided which evaluates information about the position of the reproduction device relative to the microscope by means of ultrasound communication, so that when the reproduction device is moved due to a head movement of the surgeon, a corresponding tracking of the microscope attached to a separate stand provided with drives is automatically performed ,

In der US 5 067 804 A ist ein Stereomikroskop beschrieben, das über Kameras und Datenleitungen sowie Wiedergabevorrichtungen entsprechende Bilder eines Operationsgebietes in einem Stereookular erzeugt.In the US 5 067 804 A a stereomicroscope is described which generates images of a surgical field in a stereo ocular via cameras and data lines as well as reproduction devices.

Die JP 2001-117 049 A offenbart ein Stereomikroskop mit zwei Okularen. Das Stereomikroskop hat ein Objektiv, welches über zwei besondere Strahlteiler zwei Bildempfänger speist. Für jedes Okular ist ein eigener Bildempfänger vorgesehen.The JP 2001-117 049 A discloses a stereomicroscope with two eyepieces. The stereomicroscope has a lens which feeds two image receivers via two special beam splitters. Each eyepiece has its own image receiver.

EP 0 088 985 A1 offenbart eine Multifunktionsanzeige, die in eine Zwischenbildebene eines Mikroskops eingespiegelt werden kann. EP 0 088 985 A1 discloses a multifunction display that can be mirrored into an intermediate image plane of a microscope.

Aus LANG, W., MUCHEL. F., „ZEISS Microscopes for Microsurgery”, Springer-Verlag. Berlin, 1981, S. 56–57, sind Befestigungsmöglichkeiten und Stative für Operationsmikroskope bekannt.From LANG, W., MUCHEL. F., "ZEISS Microscopes for Microsurgery", Springer-Verlag. Berlin, 1981, pp 56-57, mounting options and tripods for surgical microscopes are known.

DE 93 16 063 U1 offenbart ein Video-Stereomikroskop, das für einen Hauptbeobachter und einen Mitbeobachter vorgesehen ist. Für einen Mitbeobachter erfolgt dabei auf elektronischem Wege eine Perspektive-Korrektur, um ein für den Hauptbeobachter erzeugtes Stereobild an die Orientierung des Mitbeobachters anzupassen. DE 93 16 063 U1 discloses a video stereomicroscope intended for a primary observer and co-observer. For a co-observer, a perspective correction is done electronically in order to adapt a stereo image generated for the main observer to the orientation of the co-observer.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskop zu schaffen, das die ergonomischen Nachteile des Standes der Technik vermeidet.The invention is therefore based on the object to provide a microscope that avoids the ergonomic disadvantages of the prior art.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Das Okular erfasst ein von einer Wiedergabevorrichtung erzeugtes Bild, wobei die Wiedergabevorrichtung das von der Kamera aufgenommene Bild wiedergibt.The invention is defined in claim 1. The eyepiece detects an image generated by a playback device, the playback device reproducing the image taken by the camera.

Die Erfindung behebt die ergonomischen Nachteile des Standes der Technik also dadurch, dass Objektiv- und Okularlage entkoppelt werden. Das Mikroskop wird in ein Aufnahmeteil und ein Wiedergabeteil getrennt, die gegeneinander unabhängig bewegt werden können. Das Okular erfasst nicht mehr zwangsläufig ein vom Objektiv erzeugtes Zwischenbild, sondern stattdessen ein Bild, das in einer Wiedergabevorrichtung, welche von einer Kamera gespeist wird, erzeugt wird. Durch die Trennung des optischen Weges vom Objektiv zum Okular sind die als unergonomisch bewerteten Zwangshaltungen eines Mikroskopbenutzers nicht mehr erforderlich. Das Okular kann nun gegenüber dem Objektiv frei wählbar angeordnet werden.The invention thus solves the ergonomic disadvantages of the prior art by decoupling the objective and ocular position. The microscope is separated into a receiving part and a reproducing part, which can be moved independently of each other. The eyepiece no longer necessarily detects an intermediate image produced by the lens, but instead an image which is generated in a reproduction device which is fed by a camera. Due to the separation of the optical path from the objective to the eyepiece, the non-ergonomic forced postures of a microscope user are no longer necessary. The eyepiece can now be freely selected relative to the lens.

Dennoch ist die von den Benutzern gewünschte, fixierte Kopflage während der Benutzung des Mikroskopes möglich; da der Chirurg am Okular seinen Kopf anlegt. Die Kopflage kann jedoch nunmehr eingestellt werden und ist nicht durch das Mikroskop zwingend vorgegeben. Nevertheless, the user-desired, fixed head position during use of the microscope is possible; because the surgeon puts his head on the eyepiece. However, the head position can now be adjusted and is not mandatory by the microscope.

Das erfindungsgemäße Mikroskop unterstützt somit feinmechanische Manipulationen. insbesondere in der Chirurgie, indem für die auszuführenden, sehr genauen, feinen und komplexen Operationen ein fester Bezug zum Objekt, an dem diese Handhabungen vorgenommen werden, hergestellt wird. Die Erfindung gewährleistet dies dadurch, dass der Chirurg während der Operation seinen Kopf am Okular des Mikroskops anlegt. Durch diese mechanisch-sensorische Wahrnehmung kann der Chirurg seine Position zum Mikroskop kontrollieren. Da das Mikroskop zum Patienten fixiert ist, hat der Chirurg auch einen festen Bezug zum Patienten und somit zum Operationsfeld. Die optische Kontrolle wird somit durch die mechanisch-sensorische Rückkopplung zwischen Kopfanlage und manueller Tätigkeit wirksam unterstützt.The microscope according to the invention thus supports fine-mechanical manipulations. especially in surgery, by making a firm reference to the object on which these manipulations are performed for the very precise, fine and complex operations to be performed. The invention ensures this by virtue of the surgeon applying his head to the eyepiece of the microscope during the operation. Through this mechanical-sensory perception, the surgeon can control his position to the microscope. Since the microscope is fixed to the patient, the surgeon also has a fixed relation to the patient and thus to the surgical field. The optical control is thus effectively supported by the mechanical-sensory feedback between head equipment and manual work.

Üblicherweise sind bei Mikroskopen, insbesondere bei Operationsmikroskopen. Objektiv und Kamera an einem gemeinsamen Mikroskopstativ befestigt, um die erforderliche Lagefixierung dieser beiden Komponenten zueinander zu gewährleisten. Bei Operationsmikroskopen ist das Mikroskopstativ in der Regel mindestens zweiachsig verstellbar. Um die freie Verstellbarkeit und Fixierbarkeit des Okulars in einer gewählten Lage zu erreichen, ist die Verwendung eines eigenständigen Okularstatives zweckmäßig, das das Okular trägt. Für solche Ausführungsformen hat es sich als günstig herausgestellt, wenn das Okularstativ am Mikroskopstativ befestigt und gegenüber diesem verstellbar ausgebildet ist, da das Mikroskop dann ein einziges Gerät bildet. Darüber hinaus kann in einem solchen Fall eine leitungsgebundene Datenverbindung zwischen Kamera und Wiedergabevorrichtung besonders störungssicher verlegt werden, ohne dass aufwendige Steckverbindungen zwingend erforderlich wären.Usually, in microscopes, especially in surgical microscopes. Lens and camera attached to a common microscope stand to ensure the required positional fixation of these two components to each other. In surgical microscopes, the microscope stand is usually at least biaxially adjustable. In order to achieve the free adjustability and fixability of the eyepiece in a selected position, the use of a stand-alone eyepiece tripod is useful, which carries the eyepiece. For such embodiments, it has proven to be advantageous if the eyepiece stand is attached to the microscope stand and designed to be adjustable relative to this, since the microscope then forms a single device. In addition, in such a case, a cable-bound data connection between the camera and the playback device can be laid particularly secure against interference, without complex plug-in connections would be mandatory.

Damit ein Benutzer während des Mikroskopierens die gewünschte feste Kopfstellung vorfindet, d. h., damit das Okular in einer wählbaren, aber dann fixierbaren Raumlage anordenbar ist, ist es vorteilhaft, das Okular an einem Okularstativ zu befestigen, das gegenüber dem Objektiv verstellbar ist. Ein solches Okularstativ ermöglicht dann eine uneingeschränkte Lage zum mikroskopierten Objekt, beispielsweise zu einem Patienten. Die Trennung von Objektiv und Okular erlaubt eine beliebige Positionierung des optischen Zugangs zum Objektfeld und gleichzeitig die Wahl der geeignetsten und bequemsten Arbeitsposition. Vorteilhafterweise kann das Okularstativ verstellbar raumfest stabil fixiert werden, beispielsweise über Schrauben oder über Magnetbremsen in den Gelenken. Bei kleineren Stativen kann auch mit Friktion gearbeitet werden, d. h. Befestigungsmittel werden so weit angezogen, dass sich das Stativ nicht selbständig verstellt. aber durch Drücken/Schieben/Ziehen in eine neue Position gebracht werden kann. Durch Federn oder Hydraulikzylinder kann zusätzlich ein Gewichtsausgleich erreicht werden. In einer vorteilhaften Ausführung sind die Stativgelenke so leichtgängig, dass das Stativ über eine Nasenauflage oder ein Mundstück repositioniert werden kann, da dann ein Chirurg sein chirurgisches Besteck nicht weglegen muss. Dann ist es möglich, dass ein Chirurg eine einstellbare stabile Kopfanlage vorfindet und somit stabil am Patienten arbeiten kann.In order for a user to find the desired fixed head position during the microscopy, d. h., So that the eyepiece can be arranged in a selectable, but then fixable spatial position, it is advantageous to attach the eyepiece to an eyepiece stand, which is adjustable relative to the lens. Such an eyepiece stand then allows an unrestricted position to the microscope object, for example to a patient. The separation of lens and eyepiece allows any positioning of the optical access to the object field and at the same time the choice of the most suitable and convenient working position. Advantageously, the eyepiece stand can be adjustably fixed fixed space stable, for example via screws or magnetic brakes in the joints. For smaller tripods can also be worked with friction, d. H. Fasteners are tightened so far that the tripod does not move independently. but can be moved to a new position by pressing / pushing / dragging. By springs or hydraulic cylinder weight compensation can be achieved in addition. In an advantageous embodiment, the tripod joints are so smooth that the tripod can be repositioned over a nose pad or mouthpiece, since then a surgeon does not have to put away his surgical cutlery. Then it is possible for a surgeon to find an adjustable stable head abutment and thus be able to work stably on the patient.

Um das Übertragen unerwünschter Schwingungen vom Okular, an dem ein Chirurg seinen Kopf anlegt, auf das Mikroskop zu vermeiden, ist es bei einem am Mikroskopstativ befestigten Okularstativ vorteilhaft, eine Schwingungsentkopplung, z. B. als mechanischen Tiefpassfilter, vorzusehen.In order to avoid the transmission of unwanted vibrations from the eyepiece on which a surgeon applies his head to the microscope, it is advantageous in an eyepiece mounted on the microscope stand, a vibration decoupling, z. B. as a mechanical low-pass filter to provide.

Eine besonders ergonomische Gestaltung ergibt sich bei Verwendung einer Stereokamera und eines Stereookulars, das von der Wiedergabevorrichtung erzeugte stereoskopische Bilder erfasst. Das Okular kann dann als bekanntes Binokularteil ausgebildet sein, das Bilder von einer geeigneten, stereoskopischen Wiedergabevorrichtung erfasst.A particularly ergonomic design results when using a stereo camera and a stereo ocular, which captures stereoscopic images generated by the playback device. The eyepiece can then be designed as a known binocular part that captures images from a suitable stereoscopic reproduction device.

Bei längerem Gebrauch eines Mikroskopes kann es aus ergonomischen Gründen oftmals zweckmäßig sein, wenn der Mikroskopierende seine Haltung verändern kann. Weiter kann es auch anwendungsbedingt erforderlich sein, die Annäherung an das Objektfeld anders zu gestalten, beispielsweise unter einem anderen Winkel oder aus einer anderen Richtung. Für solche Fälle ist es vorteilhaft, eine Koppeleinheit vorzusehen, die eine Bewegung des Okulars erfasst und das Objektiv und/oder die Kamera entsprechend bewegt. Möchte beispielsweise ein Chirurg das im Okular dargebotene Bild um 90° drehen, kann er das Okular einfach um 90° schwenken.With prolonged use of a microscope, it can often be useful for ergonomic reasons, if the microscope person can change his attitude. Furthermore, it may also be necessary, due to the application, to make the approach to the object field different, for example at a different angle or from a different direction. For such cases, it is advantageous to provide a coupling unit which detects a movement of the eyepiece and moves the lens and / or the camera accordingly. For example, if a surgeon wants to rotate the image presented in the eyepiece by 90 °, he can simply pan the eyepiece 90 °.

Die Koppeleinrichtung sorgt dann für eine entsprechende Schwenkung der Einheit aus Kamera und Objektiv. Dabei kann sowohl Objektiv und Kamera bewegt werden, als auch eine Schwenkung der Kamera alleine erfolgen. Dies kann anwendungsabhängig voreingestellt oder wählbar sein. Möchte ein Benutzer eines Mikroskopes dagegen nur seine festgelegte Kopfhaltung ändern, ohne eine Änderung des Gesichtsfeldes im Mikroskop zu bewirken, ist es zweckmäßig, dass die Koppeleinrichtung abschaltbar ausgebildet ist, damit ein Chirurg die Koppeleinrichtung abschalten und danach das Okular in eine neue Stellung führen kann.The coupling device then ensures a corresponding pivoting of the unit of camera and lens. Both the lens and the camera can be moved, as well as a pan of the camera done alone. This can be pre-set or selectable depending on the application. On the other hand, if a user of a microscope only wants to change his fixed head posture without causing a change in the visual field in the microscope, it is expedient that the coupling device is designed to be switchable, so that a surgeon can switch off the coupling device and then move the eyepiece to a new position.

Eine besonders einfache Realisierung wird durch einen Drehbewegungssensor am Okular und einen Drehantrieb an einem das Objektiv tragenden Mikroskopstativ erreicht. Die Koppelung findet dann auf elektromechanischem Wege statt, indem der Drehbewegungssensor, der vorzugsweise als Dreiachsensensor ausgebildet ist, eine Drehung des Okulars erfasst und der Drehantrieb das Objektiv/die Kamera entsprechend verstellt. Eine solche elektromechanische Koppelung ist nicht nur besonders einfach abschaltbar, sie ermöglicht auch eine frei wählbare Übersetzung/Untersetzung, die insbesondere an die Vergrößerung des Mikroskops angepasst werden kann. Zweckmäßigerweise ist eine geeignete Steuereinheit für das Mikroskop vorgesehen, die die Kopplung abhängig von der Mikroskopvergrößerung gestaltet. Durch die erwähnte Kopplung ist eine größere Bildfeldnutzung möglich, da ein Mikroskopbenutzer durch geeignete Drehung des Okulars im Objektfeld quasi ”umherblicken” kann. A particularly simple implementation is achieved by a rotary motion sensor on the eyepiece and a rotary drive on a lens-carrying microscope stand. The coupling then takes place electromechanically by the rotational movement sensor, which is preferably designed as a three-axis sensor, detects a rotation of the eyepiece and the rotary drive adjusts the objective / the camera accordingly. Such an electromechanical coupling is not only particularly easy to switch off, it also allows a freely selectable translation / reduction, which can be adapted in particular to the magnification of the microscope. Appropriately, a suitable control unit for the microscope is provided, which designs the coupling depending on the microscope magnification. By the mentioned coupling a larger image field use is possible, since a microscope user by appropriate rotation of the eyepiece in the object field quasi "look around" can.

Bei den meisten Operationen ist die optische Achse des Mikroskops senkrecht zum OP-Tisch oder leicht gegen die Senkrechte geneigt. Der Operateur bewegt sich im Wesentlichen nur in einem Kreisbogen um das OP-Feld herum, das er ja immer mit den Händen erreichen können muss. Ergonomisch günstig ist diesbezüglich, wenn Mikroskop und Okular an einer Drehachse, insbesondere an einer vertikalen Drehachse, befestigt sind, die das Objektfeld nahe des Fokuspunktes oder im Fokuspunkt schneidet. Es ist dabei vorteilhaft, das Okularstativ so auszuführen, dass die Drehachse mit der senkrechten optischen Achse des Mikroskops übereinstimmt.In most operations, the optical axis of the microscope is perpendicular to the operating table or slightly inclined to the vertical. Essentially, the surgeon only moves around in a circular arc around the surgical field, which he must always be able to reach with his hands. Ergonomically favorable in this respect, when the microscope and eyepiece are attached to a rotation axis, in particular on a vertical axis of rotation, which intersects the object field near the focal point or in the focal point. It is advantageous to design the eyepiece stand so that the axis of rotation coincides with the vertical optical axis of the microscope.

Die Verwendung einer Wiedergabevorrichtung im Okular ermöglicht es, nicht nur die von der Kamera gelieferten Bilder im Okular zur Anzeige zu bringen, sondern auch weitere Informationen, die nicht oder nicht unmittelbar aus Mikroskop-Kamerabildern stammen. Hierbei kann es sich um Zusatzinformationen im Sinne einer chirurgischen Navigation handeln, bei der einzelne, im von der Kamera aufgenommen Bild detektierte Strukturen besonders hervorgehoben oder mit anderen Informationen, wie beispielsweise aus Röntgenbildern oder Computertomographieaufnahmen, kombiniert werden. Meist befindet sich bei Operationsmikroskopen am Stativ ein kleiner Bildschirm, der eine Mikroskopsteuerung unterstützt. Dessen Informationen könnten nun (auch) im Okular angezeigt werden. Weiterhin wird zunehmend eine digitale Aufnahme von bewegten Bildern oder von Standbildern gewünscht. Auch diese Bilder können im Okular angezeigt werden, z. B. um einen früheren Stand der Operation noch einmal begutachten zu können. Weiter ermöglicht die Verwendung einer Wiedergabevorrichtung, dass die Information frei im Gesichtsfeld, das mit dem Okular gesehen wird, angeordnet werden kann. Hierzu bietet sich die von der Computerdarstellung bekannte Fenster-Technik an.The use of a playback device in the eyepiece makes it possible to display not only the images supplied by the camera in the eyepiece, but also other information that does not come from or not directly from microscope camera images. This may be additional information in the sense of surgical navigation, in which individual structures detected in the image captured by the camera are particularly emphasized or combined with other information, such as X-ray images or computed tomography images. In most cases surgical microscopes on the tripod have a small screen that supports a microscope control. Its information could now (also) be displayed in the eyepiece. Furthermore, a digital recording of moving images or still images is increasingly desired. These images can also be displayed in the eyepiece, z. B. to be able to review an earlier status of the operation again. Further, the use of a playback device allows the information to be freely located in the field of view seen with the eyepiece. For this purpose, the well-known from computer display window technique offers.

Die von der Kamera aufgenommenen Bilder können auf vielfältige Art und Weise zur Wiedergabevorrichtung übertragen werden. Beispielsweise sind eine Funkübertragung oder mehradrige Lichtleiterkabelbündel denkbar. Insbesondere für Operationsmikroskope ist jedoch eine hohe Bildqualität in Kombination mit möglichst geringer Beeinflussung anderer, in einem Operationssaal üblicherweise vorhandener Geräte gefordert. Für solche Anwendungen ist eine leitungsgebundene Datenverbindung zweckmäßig, über die Bilddaten der von der Kamera aufgenommenen Bilder zwischen Kamera und Wiedergabevorrichtung übermittelt werden.The images taken by the camera can be transmitted to the playback device in a variety of ways. For example, a radio transmission or multicore optical fiber bundles are conceivable. In particular, for surgical microscopes, however, a high image quality in combination with the least possible interference with other, usually required in an operating room devices is required. For such applications, a cable-bound data connection is expedient, via which image data of the images recorded by the camera are transmitted between the camera and the reproduction device.

Die Wiedergabevorrichtung, die die Bilder erzeugt, welche vom Okular erfasst werden, kann auf vielfältige Art und Weise realisiert werden. Es können nahezu alle herkömmlichen elektronischen Projektionsprinzipien ausgenutzt werden. Beispielsweise kann ein autostereoskopisches Anzeigesystem verwendet werden. Eine besonders einfache Verwirklichung sind LCD-Displays. Sie benötigen jedoch eine Lichtquelle zur Bilderzeugung. In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung wird dafür eine zum Betrieb des Mikroskops ohnehin vorhandene Lichtquelle verwendet. Es ist deshalb vorteilhaft, dass dem Objektiv eine Lichtquelle zugeordnet ist, die Wiedergabevorrichtung ein LCD-Display aufweist und eine Lichtleitereinrichtung vorgesehen ist, die von der Lichtquelle erzeugtes Licht zum LCD-Display leitet. Eine zusätzliche Lichtquelle zum Betrieb des LCD-Displays wird damit unnötig. Je nach Ausbildung des LCD-Displays kann das von der dem Objektiv zugeordneten Lichtquelle ausgekoppelte Licht entweder als Weißlicht oder als dreifarbiges RGB-Licht zum LCD-Okular geleitet werden. Bei einem Mikroskop, dessen Objektiv mit Weißlicht arbeitet, was üblicherweise bei Operationsmikroskopen der Fall ist, kann zur Erzeugung des RGB-Lichtes ein dreifarbiges, im Lichtgang gedrehtes Farbrad verwendet werden.The reproducing apparatus that generates the images captured by the eyepiece can be realized in a variety of ways. Almost all conventional electronic projection principles can be exploited. For example, an autostereoscopic display system may be used. A particularly simple realization are LCD displays. However, they require a light source for image formation. In a particularly expedient embodiment, a light source which is present anyway for operation of the microscope is used for this purpose. It is therefore advantageous that the lens is associated with a light source, the playback device has an LCD display and an optical fiber device is provided which directs light generated by the light source to the LCD display. An additional light source for the operation of the LCD display is thus unnecessary. Depending on the design of the LCD display, the light emitted by the light source associated with the light source can be directed to the LCD eyepiece either as white light or as three-color RGB light. In a microscope, the objective of which operates with white light, which is usually the case with surgical microscopes, a tricolor color wheel rotated in the light path can be used to generate the RGB light.

Bei chirurgischen Operationen gibt es in der Regel einen Chirurgen und einen Assistenten, die vorteilhafterweise beide das vom Mikroskop generierte Bild sehen. Ein erfindungsgemäßes Mikroskopsystem wird daher vorteilhafterweise mindestens zwei Okulare haben.In surgical operations, there is usually a surgeon and an assistant who advantageously both see the image generated by the microscope. An inventive microscope system will therefore advantageously have at least two eyepieces.

Bei einigen Operationen stehen Chirurg und Assistent nebeneinander oder auch 90° zueinander. In diesem Fall ist ein Mikroskop vorteilhaft, das für beide Beobachter Stereobildpaare mit korrekter Stereobasis erzeugen kann. Bei einem solchen Mikroskop sind vorzugsweise die beiden Okularstative frei gegeneinander beweglich, z. B. um eine gemeinsame Achse und teilen ihre Position über einen Drehgeber und eine Datenleitung einem Mikroskopsteuersystem mit.In some operations, the surgeon and the assistant are next to each other or even 90 ° to each other. In this case, a microscope is advantageous, which can produce stereo image pairs with correct stereo base for both observers. In such a microscope, preferably, the two eyepiece stands are freely movable relative to each other, for. B. about a common axis and share their position over a Encoder and a data line with a microscope control system.

Bei anderen Operationen (z. B. Wirbelsäulenoperationen) liegt der Patient in der Mitte zwischen Chirurg und Assistent. Das Mikroskop befindet sich dann senkrecht über dem Patienten. In diesem Fall befinden sich vorzugsweise die beiden Okulare in einer 180° (+/–20°)-Stellung zueinander. Ein Okular zeigt direkt das seitenrichtige Stereobildpaar an, das die Kameras produzieren. Im anderen Okular sind die Bilder ”upside down”, und das Bild der rechten Kamera wird im linken Okular angezeigt und umgekehrt. Die Okulare zeigen also vorzugsweise Bilder mit einer Stereobasis, die der räumlichen Lage der Okulare zum Objektfeld, z. B. zum Fokuspunkt, entspricht.In other operations (eg, spine surgery), the patient lies midway between the surgeon and the assistant. The microscope is then vertically above the patient. In this case, preferably, the two eyepieces are in a 180 ° (+/- 20 °) position to each other. An eyepiece directly displays the side-by-side stereo image pair that the cameras produce. In the other eyepiece, the images are "upside down", and the image of the right camera is displayed in the left eyepiece and vice versa. The eyepieces thus preferably show images with a stereo base, the spatial position of the eyepieces to the object field, for. B. to the focal point corresponds.

Optional kann neben dem Okular ein kleines Bedienpanel angebracht werden, mit dem Stativbewegungen, Mikroskop- und Beleuchtungseinstellungen oder andere Geräte angesteuert werden. Bei den klassischen Operationsmikroskopen befindet sich ein solches Bedienteil an dem Griff, mit dem die Mikroskopposition richtig eingestellt wird, z. B. kann man eine Fotokamera oder einen Videorecorder auslösen, ein Endoskopbild einblenden, Beleuchtungsintensität oder eine chirurgische Navigation steuern.Optionally, a small control panel can be mounted next to the eyepiece to control tripod movements, microscope and illumination settings or other devices. In the case of the classical surgical microscopes, such a control panel is located on the handle, with which the microscope position is correctly adjusted, for. For example, you can trigger a camera or video recorder, display an endoscopic image, control illumination intensity or surgical navigation.

Das erfindungsgemäße Mikroskop ermöglicht einen besonders ergonomischen Einsatz als Operationsmikroskop, da ein Chirurg die Kopflage gegenüber dem Objektiv frei wählen und dennoch während der Operation festlegen kann. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Mikroskopes als Operationsmikroskop ist deshalb besonders zu bevorzugen. Eine typische und bequeme Neigung der Blickrichtung gegen die Horizontale ist z. B. 15°. Der Abstand zwischen Objektiv und Fokuspunkt liegt vorteilhafterweise bei 250–400 mm, wobei der Abstand zwischen Fokuspunkt und Körperoberfläche durchaus 100 mm betragen kann. Der vertikale Abstand zwischen Fokuspunkt und Auge liegt typischerweise bei 500–600 mm, der waagerechte üblicherweise bei 250–350 mm. Diese Werte sind Erfahrungswerte. Prinzipiell schwanken sie relativ stark mit der Körpergröße der Chirurgen und der jeweiligen Operationstechnik. Das erfindungsgemäße Mikroskop ermöglicht hier eine optimale Anpassung. Bei Operationen im Gehirn oder im HNO-Bereich können die Abstände andere Werte annehmen. Insbesondere ist es auch möglich, dass die optische Achse nahezu horizontal ist; die Abstände bleiben etwa dieselben.The microscope according to the invention allows a particularly ergonomic use as a surgical microscope, since a surgeon can choose the head position with respect to the lens and still set during surgery. The use of the microscope according to the invention as a surgical microscope is therefore particularly preferable. A typical and convenient inclination of the viewing direction against the horizontal is z. B. 15 °. The distance between the objective and the focal point is advantageously 250-400 mm, wherein the distance between the focal point and the body surface may well be 100 mm. The vertical distance between the focus point and the eye is typically 500-600 mm, the horizontal distance is usually 250-350 mm. These values are empirical values. In principle, they fluctuate relatively strongly with the size of the surgeons and the respective surgical technique. The microscope according to the invention allows optimal adaptation here. In brain or ENT surgery, the distances may be different. In particular, it is also possible that the optical axis is nearly horizontal; the distances remain about the same.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings by way of example. In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops, 1 a schematic representation of a surgical microscope,

2 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops mit parallel zueinander liegendem Okular- und Mikroskopstativ, 2 a schematic representation of a surgical microscope with parallel eyepiece and microscope stand,

3 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops mit nahezu horizontal liegender optischer Achse, 3 a schematic representation of a surgical microscope with almost horizontal optical axis,

4 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops für Dental-Operationen, 4 a schematic representation of a surgical microscope for dental operations,

5 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops mit drei Okularen, 5 a schematic representation of a surgical microscope with three eyepieces,

6 ein Operationsmikroskop ähnlich dem der 5, jedoch mit gegenüberliegenden Okularen, und 6 a surgical microscope similar to that of 5 but with opposite eyepieces, and

7 eine Schemadarstellung einer Bildkorrektur beim Mikroskop der 6. 7 a schematic representation of an image correction in the microscope of 6 ,

In 1 ist ein Operationsmikroskop 1 schematisch dargestellt, das neben einem Operationstisch 2 befestigt ist. Auf dem Operationstisch 2 kommt während einer Operation ein Patient 3 zu liegen. Das Operationsfeld wird von einem Auflichtmikroskop 4 erfasst, das ein Objektiv 5 sowie eine Kamera 6 aufweist Das Objektiv 5 erfasst dabei das Operationsfeld, und die Kamera 6 ist im Strahlengang dem Objektiv 5 so nachgeordnet, dass sie ein vergrößertes Bild des Operationsfeldes erzeugt. Ein geeignetes Auflichtmikroskop wird beispielsweise von Carl Zeiss, Oberkochen, Deutschland, unter der Bezeichnung OPMI Vario angeboten. Es wurde um eine Stereokamera ergänzt.In 1 is a surgical microscope 1 shown schematically, in addition to an operating table 2 is attached. On the operating table 2 During a surgery, a patient comes 3 to lie. The surgical field is detected by a reflected-light microscope 4 that is a lens 5 as well as a camera 6 has the lens 5 captures the surgical field, and the camera 6 is in the beam path of the lens 5 subordinate so that it produces an enlarged image of the surgical field. A suitable incident light microscope is offered for example by Carl Zeiss, Oberkochen, Germany, under the name OPMI Vario. It was supplemented by a stereo camera.

Das Auflichtmikroskop 4 ist an einem Mikroskopstativ 7 befestigt, das über Drehgelenke 8 bis 11 und einen Bügel 39 eine mehrachsige Verstellung des Auflichtmikroskopes 4 ermöglicht, so dass dieses nahezu beliebig über dem Operationstisch 2 verfahren werden kann. Dabei ist in der gezeigten Bauweise die optische Achse 23 senkrecht zum Operationstisch 2 ausgerichtet.The reflected-light microscope 4 is on a microscope stand 7 attached, via swivel joints 8th to 11 and a hanger 39 a multi-axis adjustment of the incident light microscope 4 allows for this almost arbitrarily above the operating table 2 can be moved. In this case, in the construction shown, the optical axis 23 perpendicular to the operating table 2 aligned.

Die Kamera 6 nimmt die Bilder auf, die das vom Objektiv 5 erfasste Objektfeld zeigen. Sie ist als Stereokamerapaar ausgebildet und liefert ihre Stereobilder über eine Datenleitung 12 zu einem elektronischen Okular 13. Das Okular 13 ist ein herkömmliches, zur Kopfanlage ausgebildetes Mikroskopieokular, in dessen Zwischenbildebene ein LCD-Display 19 angeordnet ist. Da es sich dabei um ein Stereo-Okular 13 handelt, sind dementsprechend für das Kamerapaar zwei Displays 19 sowie eine Einrichtung zum Verstellen des Pupillenabstandes und eine Einrichtung zur Korrektur von Fehlsichtigkeit vorgesehen. Im Folgenden wird zur Vereinfachung nur ein Display 19 erwähnt.The camera 6 picks up the pictures taken by the lens 5 show captured object field. She is trained as a stereo camera couple and delivers their stereo images over a data line 12 to an electronic eyepiece 13 , The eyepiece 13 is a conventional microscope head designed for head system, in its intermediate image plane, an LCD display 19 is arranged. Because this is a stereo eyepiece 13 Accordingly, there are two displays for the pair of cameras 19 and means for adjusting pupillary distance and means for correcting ametropia. In the following, for simplicity, only a display 19 mentioned.

Das LCD-Display 19 ist an die Datenleitung 12 angeschlossen und zeigt entsprechende Stereobilder, die ein Chirurg im Stereo-Okular 13 betrachten kann. Das Okular 13 ist an einem Okularstativ 14 befestigt, das seinerseits am Mikroskopstativ 7 angebracht ist. Das Okularstativ 14 weist Drehgelenke 15 bis 18 auf, die eine frei wählbare dreiachsige Positionierung des Okulars 13 im Raum und insbesondere gegenüber dem Auflichtmikroskop 4 ermöglichen. In 1 ist dies durch Pfeile 21 symbolisiert. Das Okularstativ 14 ist dabei so ausgebildet, dass die gewählte Lage fixiert werden kann, indem die Drehgelenke 15 bis 18 entsprechend festgesetzt werden. The LCD display 19 is to the data line 12 connected and displays corresponding stereo images, which a surgeon in the stereo eyepiece 13 can look at. The eyepiece 13 is on an eyepiece stand 14 attached, in turn, to the microscope stand 7 is appropriate. The eyepiece stand 14 has swivels 15 to 18 on, a freely selectable three-axis positioning of the eyepiece 13 in the room and especially with respect to the incident light microscope 4 enable. In 1 this is through arrows 21 symbolizes. The eyepiece stand 14 is designed so that the selected position can be fixed by the swivel joints 15 to 18 be determined accordingly.

Am Mikroskopstativ 7 ist eine Steuereinrichtung 22 befestigt, die an die Datenleitung 12 angeschlossen ist, welche das Okular 13 mit der Kamera 6 verbindet. An den Drehgelenken 15 bis 18 sind Drehsensoren angebracht, die über die Datenleitung 12 mit der Steuereinrichtung 22 in Verbindung stehen. Die Steuereinrichtung 22 erfasst damit eine Drehung des Okulars 13. Am Auflichtmikroskop 4 ist ein Drehantrieb vorgesehen, der die Kamera 6 gegenüber dem Objektiv 5 dreht. Dieser Drehantrieb wird von der Steuereinrichtung 22 geeignet angesteuert, so dass eine entsprechende Drehung des Okulars 13, die die Steuereinrichtung 22 über die Drehsensoren erfasst, in eine entsprechende Bewegung des Drehantriebs und mithin eine entsprechende Drehung der Kamera 6 umgesetzt wird.At the microscope stand 7 is a control device 22 attached to the data line 12 connected, which is the eyepiece 13 with the camera 6 combines. At the swivel joints 15 to 18 Rotary sensors are attached via the data line 12 with the control device 22 keep in touch. The control device 22 detects a rotation of the eyepiece 13 , At the reflected light microscope 4 a rotary drive is provided, which is the camera 6 opposite the lens 5 rotates. This rotary drive is controlled by the controller 22 suitably controlled, so that a corresponding rotation of the eyepiece 13 that the control device 22 detected via the rotary sensors, in a corresponding movement of the rotary drive and thus a corresponding rotation of the camera 6 is implemented.

Dreht oder verschiebt ein Operateur, der seinen Kopf an das Okular angelegt hat, bei aktivierter Steuereinrichtung 22 das Okular 13, verändert sich im selben Masse auch das im Okular 13 von dem LCD-Display 19 wiedergegebene Bild, allerdings in entgegengesetzter Richtung, da die Kamera 6 entsprechend gedreht wird. Der Operateur hat also den Eindruck eines raumfesten Bildes.Turns or moves a surgeon who has put his head to the eyepiece, with activated control device 22 the eyepiece 13 , the same changes in the eyepiece 13 from the LCD screen 19 reproduced image, but in the opposite direction, since the camera 6 is rotated accordingly. The surgeon thus has the impression of a solid image.

In einer weitergehenden Ausführungsform ist der Drehantrieb nicht zur Drehung der Kamera 6 ausgebildet, sondern bewirkt eine entsprechende Bewegung des gesamten Auflichtmikroskops 4 derart, dass eine beliebige Bewegung des Okulars 13 in Richtung der Pfeile 21 bzw. eine entsprechende Drehung eine entsprechende Bewegung bzw. Drehung des Auflichtmikroskopes 4 zur Folge hat, wenn die Steuereinrichtung 22 aktiviert ist. Der Chirurg kann somit mit Hilfe seines Okulars in einem größeren Bildfeld ”umherblicken”, da eine Okularbewegung sofort in eine entsprechende Bewegung des Auflichtmikroskopes 4 umgesetzt wird.In a further embodiment, the rotary drive is not for rotating the camera 6 trained, but causes a corresponding movement of the entire Auflichtmikroskops 4 such that any movement of the eyepiece 13 in the direction of the arrows 21 or a corresponding rotation, a corresponding movement or rotation of the reflected-light microscope 4 entails, when the control device 22 is activated. The surgeon can thus "look around" with the help of his eyepiece in a larger field of view, since an eyepiece movement immediately in a corresponding movement of the reflected light microscope 4 is implemented.

Alternativ kann auch eine elektronische Bildfeldverstellung folgendermaßen vorgenommen werden. Das LCD-Display 19 zeigt in dieser Ausgestaltung nur einen Teilausschnitt des von der Kamera 6 gelieferten Bildes. Detektiert die Steuereinrichtung 22 eine Drehung des Okulars 13, wird der angezeigte Bildfeldausschnitt im LCD-Display 19 entsprechend verschoben, so dass der Betrachter durch Drehung des Okulars 13 im gesamten von der Kamera 6 gelieferten Bild ”umherblicken” kann.Alternatively, an electronic image field adjustment can be made as follows. The LCD display 19 shows in this embodiment, only a partial section of the camera 6 delivered picture. Detects the controller 22 a rotation of the eyepiece 13 , the displayed field is displayed on the LCD 19 moved accordingly, leaving the viewer by rotation of the eyepiece 13 throughout the camera 6 delivered picture "look around" can.

In weiteren Ausführungsformen des Operationsmikroskopes 1 ist das Okularstativ 14 nicht am Mikroskopstativ 7 angebracht. Stattdessen ist es in einer Ausführungsform eigenständig am Boden und in einer anderen Ausführungsform eigenständig an der Decke befestigt.In further embodiments of the surgical microscope 1 is the eyepiece stand 14 not on the microscope stand 7 appropriate. Instead, in one embodiment, it is self-contained on the ground and in another embodiment independently attached to the ceiling.

Das LCD-Display 19 benötigt zum Betrieb eine Lichtquelle. Dazu wird an einer am Auflichtmikroskop 4 ohnehin vorhandene Lichtquellen (nicht dargestellt) Licht über einen Lichtwellenleiter ausgekoppelt und parallel zur Datenverbindung 12 zum LCD-Display 19 getragen. Die Lichtquelle am Auflichtmikroskop 4 liefert Weißlicht. Für LCD-Displays, die dreifarbiges RGB-Licht benötigen, ist in den Strahlengang von der Lichtquelle des Auflichtmikroskopes 4 zum LCD-Display 19 ein Farbrad geschaltet, das bei entsprechendem Durchlauf von farbigen Sektoren das geeignete RGB-Licht für das LCD-Display 19 erzeugt.The LCD display 19 requires a light source to operate. This is done using a reflected light microscope 4 any existing light sources (not shown) light coupled via an optical waveguide and parallel to the data connection 12 to the LCD display 19 carried. The light source at the reflected light microscope 4 provides white light. For LCD displays that require three-color RGB light is in the beam path of the light source of the reflected light microscope 4 to the LCD display 19 a color wheel is switched, which, with the appropriate passage of colored sectors, the appropriate RGB light for the LCD display 19 generated.

Die mechanische Entkopplung von Okular 13 und Auflichtmikroskop 4 ermöglicht es je nach Anwendungsgebiet, z. B. je nach Operationsart, die günstigste ergonomische Aufstellung zu verwirklichen. 2 zeigt eine vorteilhafte Anordnung für die Wirbelsäulenchirurgie, die ein typisches Beispiel für eine Operation ist, bei der sich ein Chirurg 24 im wesentlichen entlang eines Kreisbogens um das OP-Feld herum bewegt, damit er es immer mit den Händen erreichen kann. Für solche Anwendungen ist es zweckmäßig, dass die optische Achse 23 des Auflichtmikroskopes 4 senkrecht zum Operationstisch 2 ausgerichtet ist, auf dem der Patient 3 liegt. Bei einer Drehung des Mikroskops 4 an seinem Mikroskopstativ 7 ändert sich der Fokuspunkt 32 am Patienten 3 nicht. Darüber hinaus bleibt der Abstand zwischen einer Objektivebene 31 des Objektives 5 und der Ebene des Fokuspunktes 3 unverändert.The mechanical decoupling of eyepiece 13 and reflected light microscope 4 allows it depending on the application, z. B. depending on the type of operation to realize the most favorable ergonomic position. 2 shows an advantageous arrangement for spinal surgery, which is a typical example of surgery in which a surgeon 24 essentially moved along a circular arc around the surgical field so that he can always reach it with his hands. For such applications, it is expedient that the optical axis 23 of reflected-light microscope 4 perpendicular to the operating table 2 is aligned, on which the patient 3 lies. With a rotation of the microscope 4 on his microscope stand 7 the focus point changes 32 on the patient 3 Not. In addition, the distance between a lens level remains 31 of the objective 5 and the plane of the focal point 3 unchanged.

Eine besonders zweckmäßige ergonomische Anordnung erreicht man dabei, wenn ein Chirurg 24 seine Blickrichtung 33 beibehalten kann, während er sich um das OP-Feld herumbewegt. Da dazu seine Augenposition 34 gegenüber dem Okular 13 unverändert bleiben sollte, ist für solche Anwendungen eine zur optischen Achse 23 parallele Führung des Okularstatives 14 vorteilhaft. In der Ausführungsform der 2 sind deshalb das Mikroskopstativ 7 und das Okularstativ 14 an einer gemeinsamen Drehachse 41 angebracht, die den Fokuspunkt 32 schneidet. In 2 fällt die Drehachse 41 mit der optischen Achse 23 zusammen. Dies muss aber nicht zwangsläufig so sein, wie 3 zeigt.A particularly convenient ergonomic arrangement is achieved when a surgeon 24 his line of sight 33 while he moves around the surgical field. Because his eye position 34 opposite the eyepiece 13 should remain unchanged, is for such applications one to the optical axis 23 parallel guidance of the eyepiece tripod 14 advantageous. In the embodiment of the 2 are therefore the microscope stand 7 and the eyepiece stand 14 on a common axis of rotation 41 attached, which is the focal point 32 cuts. In 2 falls the axis of rotation 41 with the optical axis 23 together. But this does not necessarily have to be the case 3 shows.

Um eine Schwingungsentkopplung zwischen Okular 13 und Mikroskop 4 zu erreichen, ist das Okularstativ 14 über einen Schwingungsdämpfer 40 an der Drehachse 41 befestigt. To a vibration decoupling between eyepiece 13 and microscope 4 to reach is the eyepiece stand 14 via a vibration damper 40 at the axis of rotation 41 attached.

Eine ergonomisch bequeme Neigung der Blickrichtung 33 gegen die Horizontale liegt in der Größenordnung von 15°. Der Abstand zwischen Objektivebene 31 und Fokuspunkt 32 liegt regelmäßig zwischen 25 und 40 cm, wobei der Abstand zwischen Fokuspunkt 32 und Körperoberfläche des Patienten 3 durchaus 10 cm betragen kann. Je nach Körperstatur des Chirurgen 24 liegt der vertikale Abstand zwischen Fokuspunkt und Auge zwischen 50 und 60 cm. so dass der Chirurg 24 das Operationsfeld am Patienten 3 bequem erreichen kann. Der waagrechte Abstand beträgt dann üblicherweise zwischen 25 und 35 mm. Diese Werte können aber je nach Körpergröße des Chirurgen 24 und eingesetzter Operationstechnik auch schwanken.An ergonomically comfortable inclination of the viewing direction 33 against the horizontal is on the order of 15 °. The distance between lens level 31 and focus point 32 lies regularly between 25 and 40 cm, whereby the distance between focal point 32 and body surface of the patient 3 can be quite 10 cm. Depending on the body type of the surgeon 24 The vertical distance between the focus point and the eye is between 50 and 60 cm. so that the surgeon 24 the surgical field on the patient 3 can reach comfortably. The horizontal distance is then usually between 25 and 35 mm. These values may vary depending on the size of the surgeon 24 and used surgical technique also fluctuate.

Durch den teilweise parallelen Verlauf von Mikroskopstativ 7 und Okularstativ 14 kann in der Ausführungsform der 2 eine einfache Anpassung an die Wünsche des Chirurgen erreicht werden. Insbesondere kann der Chirurg durch die zwei Gelenke 16 und 17 im Okularstativ 14 die Okularhöhe bei gleichbleibender Neigung verstellen.Due to the partially parallel course of the microscope stand 7 and eyepiece stand 14 can in the embodiment of the 2 a simple adaptation to the wishes of the surgeon can be achieved. In particular, the surgeon can go through the two joints 16 and 17 in the eyepiece stand 14 Adjust the eyepiece height while maintaining the inclination.

Eine andere Geometrie von Auflichtmikroskop 4 und Okular 13 zeigt 3. die von einem chirurgischen Eingriff im Gehirn oder im HNO-Bereich ausgeht. Dort können die Abstände auch andere Werte annehmen, insbesondere kann der vertikale Abstand zwischen Augenposition 34 und Fokuspunkt 32 wesentlich geringer, gelegentlich sogar negativ sein. Wie zu sehen ist, liegt die optische Achse 23 des Auflichtmikroskopes 4 nahezu parallel zur Ebene des Operationstisches 2 bzw. nimmt einen sehr spitzen Winkel dazu ein. Trotz dieser Anordnung ist die Blickrichtung 33 des Chirurgen 24 auf das ergonomisch günstige Maß von etwa 15° einstellbar. Wie in 3 zu sehen ist, sind das Mikroskopstativ 7, und das Okularstativ 14 hier ebenfalls an einer gemeinsamen Drehachse 41 angeschlagen, so dass auch hier der Chirurg 24 eine kreisbogenartige Bewegung um das OP-Feld herum ausführen kann.Another geometry of reflected light microscope 4 and eyepiece 13 shows 3 , from surgery in the brain or ENT. There, the distances can also take other values, in particular, the vertical distance between eye position 34 and focus point 32 much lower, occasionally even negative. As can be seen, the optical axis lies 23 of reflected-light microscope 4 almost parallel to the plane of the operating table 2 or takes a very acute angle to it. Despite this arrangement, the viewing direction 33 of the surgeon 24 adjustable to the ergonomic size of about 15 °. As in 3 you can see the microscope stand 7 , and the eyepiece stand 14 here also on a common axis of rotation 41 struck so that here too the surgeon 24 can perform a circular arc movement around the surgical field.

Die große Freiheit, die durch die Entkopplung von Okular 13 und Auflichtmikroskop 4 erreicht ist, zeigt 4 besonders eindrucksvoll. Hier verläuft die optische Achse 32 schräg nach oben, um bei Operationen im Dentalbereich oder bei oberkieferchirurgischen Eingriffen dem Chirurgen 24 einen optimalen Einblick zu ermöglichen.The great freedom created by the decoupling of eyepiece 13 and reflected light microscope 4 is reached, shows 4 especially impressive. Here the optical axis runs 32 obliquely upwards to the surgeon during operations in the dental field or in maxillary surgical procedures 24 to provide an optimal insight.

Die weitgehende mechanische Entkopplung von Okular 13 und Auflichtmikroskop 4 gibt aber nicht nur größtmögliche Freiheit bei der gegenseitigen Anordnung von Auflichtmikroskop und Okular, sondern ermöglicht auch auf einfache Weise eine Replizierung der Operationsbilder.The extensive mechanical decoupling of eyepiece 13 and reflected light microscope 4 But not only gives maximum freedom in the mutual arrangement of incident light microscope and eyepiece, but also allows a simple way of replication of the surgical images.

5 zeigt eine diesbezügliche Anordnung, bei der ähnlich wie in 1 die optische Achse senkrecht zum Operationstisch 2 liegt. Zusätzlich zum Mikroskopstativ 14 mit Okular 13 für den Chirurgen 24 ist hier eine weitere Einheit für einen Assistenten 25 vorgesehen, der ebenfalls über ein eigenes Okular 26 verfügt, das an einem Zweitokularstativ 35 angebracht ist. Okularstativ 14 und Zweitokularstativ 35 sind über den erwähnten Drehgeber miteinander verbunden, so dass die gegenseitige Lage von Okular 13 und Zweitokular 26 auch bei Bewegungen der Kamera 4 durch die Steuereinrichtung 22 konstant gehalten werden kann. Weiter kann der Winkel der Okulare zu einer Vorzugsrichtung gemessen werden, um das Mikroskop zu steuern. 5 shows a related arrangement, in which similar to 1 the optical axis perpendicular to the operating table 2 lies. In addition to the microscope stand 14 with eyepiece 13 for the surgeon 24 Here is another unit for a wizard 25 provided, which also has its own eyepiece 26 has that on a two-hand tripod 35 is appropriate. Okularstativ 14 and two-hand tripod 35 are connected to each other via the mentioned rotary encoder, so that the mutual position of eyepiece 13 and two-eyepiece 26 also with movements of the camera 4 by the control device 22 can be kept constant. Further, the angle of the eyepieces to a preferred direction can be measured to control the microscope.

In der Ausführungsform der 5 ist darüber hinaus ein Drittokular 28 für eine OP-Schwester 27 vorgesehen und über ein Tischstativ 29 am Operationstisch 2 befestigt. Der Einblick in das Drittokular 28 ermöglicht es der Operationsschwester 27 frühzeitig zu erkennen, welche Instrumente dem Chirurgen 24 bzw. dem Assistenten 25 zur Verfügung gestellt werden müssen.In the embodiment of the 5 is also a third-party eyepiece 28 for a surgical nurse 27 provided and via a table stand 29 at the operating table 2 attached. The insight into the third eyepiece 28 allows the operation nurse 27 To recognize early what instruments the surgeon 24 or the assistant 25 must be made available.

Der Drehgeber 30 in der Ausführungsform der 5 dient jedoch nicht nur dazu, die gegenseitige Lage von Okular 13 und Zweitokular 26 im Falle von Bewegungen des Auflichtmikroskopes 4 anzupassen, sondern kann auch noch für eine Bildkorrektur ausgewertet werden, wenn eine Operationsanordnung, wie in 6 dargestellt, vorliegt. Hier befinden sich Okular 13 und Zweitokular 26 genau gegenüber. Das Okular 13 des Chirurgen 24 zeigt eine Okularansicht 36, die in 7 dargestellt ist. Das Stereobildpaar 38 ist in der Okularansicht 36 seitenrichtig und nicht invertiert. Damit der Assistent 26 ebenfalls ein auf seinem dem Chirurgen 24 gegenüberliegenden Standpunkt bezogenes Bild im Zweitokular 26 sieht, ist die Zweitokularansicht 37 invertiert und seitengespiegelt. Beide Okulare zeigen damit die jeweiligen Bilder mit einer Stereobasis, die der räumlichen Lage der Okulare, bezogen auf das Objekt- bzw. Operationsfeld, entspricht. Die dazu nötige Bildumkehr wird von der Steuereinrichtung 22 bewirkt, indem das Stereobildpaar punktgespiegelt wird, sobald die Steuereinrichtung 22 an der Auslesung des Drehgebers 30 erkennt, dass das Zweitokular 26 dem Okular 13 gegenüberliegt oder nahezu gegenüberliegt (z. B. 180° +/– 20°).The encoder 30 in the embodiment of the 5 However, not only does this help the mutual position of eyepiece 13 and two-eyepiece 26 in the case of movements of the incident light microscope 4 but can also be evaluated for image correction when an operation arrangement, as in 6 represented present. Here are eyepieces 13 and two-eyepiece 26 exactly opposite. The eyepiece 13 of the surgeon 24 shows an eyepiece view 36 , in the 7 is shown. The stereo image pair 38 is in the eyepiece view 36 true to the side and not inverted. So the assistant 26 also one on his the surgeon 24 opposite position taken in the second eyepiece 26 sees, is the second eyepiece view 37 inverted and mirrored. Both eyepieces thus show the respective images with a stereo base, which corresponds to the spatial position of the eyepieces, based on the object or surgical field. The image reversal necessary for this is provided by the control device 22 effected by the stereo image pair is spotted as soon as the controller 22 at the reading of the rotary encoder 30 recognizes that the second eyepiece 26 the eyepiece 13 is opposite or nearly opposite (eg 180 ° +/- 20 °).

In einer weiteren Ausführungsform, die im Wesentlichen der der 1 entspricht, wird eine sogenannte x/y-Kupplung realisiert. Diese erlaubt über eine Verstellung der Mikroskopbefestigung am Bügel 39 und am Drehgelenk 10 eine Verschiebung des Mikroskopes 4 senkrecht zur optischen Achse 23. Um dabei eine einfache Bewegung des Okulares 13 zu ermöglichen, ist das Okularstativ 14 in diesem Fall nicht an einem auf der optischen Achse 23 liegenden Punkt, sondern an anderer Stelle am Mikroskopstativ 7 befestigt, z. B. am Gelenk 8 oder 9. Dadurch kann sich das Okular 13 bei der erwähnten Verschiebung optional mitbewegen, muss es aber nicht.In a further embodiment, which is essentially that of 1 corresponds, a so-called x / y coupling is realized. This allows an adjustment of the microscope attachment to the bracket 39 and at the hinge 10 a shift of the microscope 4 perpendicular to the optical axis 23 , To do a simple movement of the eyepiece 13 to enable, is the eyepiece stand 14 in this case not on one on the optical axis 23 lying point, but elsewhere on the microscope stand 7 attached, z. B. at the joint 8th or 9 , This may cause the eyepiece 13 It is not necessary to move along with the mentioned shift.

Claims

Microscope with - a lens ( 5 ) and a camera ( 6 ), the camera ( 6 ) through the lens ( 5 ) with an enlargement an object image of an object to be examined ( 3 ) and generates image data, and - a reproduction device ( 19 ), which receives the image data and represents the object image, and an eyepiece ( 13 ), which is on the playback device ( 19 ) and presented for viewing, - wherein the eyepiece ( 13 ) together with the playback device ( 19 ) is movable relative to the object position for free adjustability of the ocular position, - wherein the objective ( 5 ) and the camera ( 6 ) are combined to form a mechanically fixed unit and - wherein a disconnectable, electromechanical coupling unit is provided, which is a movement of the eyepiece ( 13 ) with the playback device ( 19 ) and only when switched on the unit of lens ( 5 ) and camera ( 6 ) with the eyepiece ( 13 ) with the playback device ( 19 ) is moved in an electromechanical coupling, so that a user of the microscope ( 1 ) when looking into the eyepiece ( 13 ) has the impression of a spatially fixed image, wherein the coupling unit has a selectable, adaptable to the magnification translation / reduction of the coupling.

Microscope according to claim 1, characterized in that the eyepiece ( 13 ) has a head unit and on an eyepiece stand ( 14 ), which is opposite the lens ( 5 ) is adjustable.

Microscope according to claim 1, characterized in that the microscope is designed as a stereomicroscope, that the camera is a stereo camera ( 6 ) and the eyepiece a stereo viewer ( 13 ) and that the playback device ( 19 ) is assigned to the stereo ocular.

Microscope according to claims 1 and 2, characterized by a rotary motion sensor on the ocular stand ( 14 ) and a rotary drive ( 20 ) on one the lens ( 5 ) carrying microscope stand ( 7 ).

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the reproducing device ( 19 ) is designed to reproduce additional information that is not available from the camera ( 6 ) come.

Microscope according to one of the above claims, characterized by a data connection ( 12 ) between camera ( 6 ) and playback device ( 19 ), which transmits image data from the camera ( 6 ) recorded images is formed.

Microscope according to one of the above claims, characterized in that the objective ( 5 ) is associated with a light source for object lighting. the playback device has an LCD display ( 19 ) and a light guide device ( 12 ) is provided, the light generated by the light source to the LCD display ( 19 ).

Microscope according to claim 2, characterized in that the eyepiece stand ( 14 ) on one the lens ( 5 ) and the camera ( 6 ) carrying microscope stand ( 7 ) is attached.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling unit during a displacement movement of the eyepiece ( 13 ) the objective ( 5 ) and the camera ( 5 ) according to the translation / reduction.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling unit rotation of the eyepiece ( 13 ) and the unit of lens ( 5 ) and camera ( 6 ) according to the ratio.

Microscope according to one of the above claims, characterized by two eyepieces ( 13 . 26 ).

Microscope according to claim 11, characterized by a controller ( 22 ), which in both eyepieces ( 13 . 26 ) Stereo images ( 36 . 37 ) with a stereo base, which corresponds to the respective spatial position of the eyepieces to the object field.

Microscope according to claim 11 and 12, characterized in that the eyepieces ( 13 . 26 ) are independently movable.

Use of the microscope according to one of the above claims as a surgical microscope