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Operationsleuchte
Die Erfindung betrifft eine Operationsleuchte. Von den herkömmlichen mehräugigen Operationsleuch- ten wird der beweglich über dem Operationsfeld aufgehängte Leuchtenkörper beibehalten. Nach den mit diesen Leuchten gemachten Erfahrungen bieten sie infolge der im Leuchtenkörper vorhandenen mehrfa- chen, im Abstand zueinander befindlichen Lichtaustritte die Vorteile der einfachen Bauweise, der guten
Staubfreiheit und der vielseitigen Anwendbarkeit. Darüber hinaus ist im beleuchteten Feld Schattenfreiheit und plastisches Sehen gewährleistet.
Mit der Erfindung wird angestrebt, die Nachteile dieser bisherigen Operationsleuchten zu vermei- den.
Der Leuchtenkörper enthält bislang alle Elemente, die zur Umsetzung von elektrischer Energie in Licht notwendig sind. Hinter jedem Lichtaustritt befindet sich ein Einzelscheinwerfer mit Glühlampe, Wärmeschutzfiltern, Reflektoren und entsprechender Aufhängung. Der Lampenkörper ist deshalb schwer, gross im Durchmesser und erzeugtwärme, die auf den Operateur abstrahlt. Der schwere Lampenkörper bedingt eine stabile Aufhängung.
Wegen des hohen Gewichtes ist die Verstellbarkeit der aus Gelenkarmen gebildeten Aufhängung schwergängig. Die erzeugte Wärme kann in Verbindung mit aufsteigenden Narkosegasen die Gefahr einer Explosion hervorrufen.
Zur Vermeidung aller Nachteile wird erfindungsgemäss die Operationsleuchte so gestaltet, dass für alle Lichtaustritte zumindest eine gemeinsame, in einem vom Leuchtenkörper gesonderten, explosionssicheren Gehäuse untergebrachte Lichtquelle vorgesehen ist, die über zumindest einen an sich bekannten flexiblen Lichtleiter mit den Lichtaustritten verbunden ist.
Die Umsetzung der elektrischen Energie in Licht erfolgt vorteilhafterweise nicht mehr im Leuchtenkörper. Die unvermeidbare Wärmeentwicklung an der Lichtquelle wirkt sich deshalb weder störend auf Patienten oder Operateur aus, noch kann sie die Gefahr einer Explosion von Narkosegasen heraufbeschwören, da das gesonderte Lampengehäuse besser als das Leuchtengehäuse abgedichtet werden kann. Die Erfindung ermöglicht es sogar, als Lichtquellen besonders hoch belastete Glühlampen oder Entladungslampen einzusetzen, die bisher trotz guter Lichtausbeute wegen der zu grossen Wärmeentwicklung von der Anwendung in der Operationsbeleuchtung ausgeschlossen werden mussten. Der Leuchtenkörper kann leicht ausgebildet werden, wodurch die Aufhängung entlastet wird. Für die Einstellungsbewegungen werden keine grossen Kräfte benötigt.
Das Leuchtengehäuse kann auch in den Abmessungen klein gehalten werden, womit die psychologische Belastung des Operateurs gemildert oder beseitigt wird, der sich bislang durch den grossen Leuchtenkörper unmittelbar über dem Operationsfeld räumlich beengt fühlte. Während die Leuchte selbst völlig wartungsfrei gehalten werden kann, lassen sich am vom Leuchtenkörper getrennten Gehäuse in einfacher Weise Revisionsarbeiten, wie beispielsweise ein Lampenwechsel, leicht vornehmen.
Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung ist indemexplosionssicherenLampengehäuse zwischen der Lichtquelle und dem flexiblen Lichtleiter eine Lichteinleitvorrichtung vorgesehen, die vor-
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teilhafterweise aus einemelliptischen reflektierendenKörpergrosserExzentrizitätbesteht. In einem Brenn- punkt ist die Lichtquelle angeordnet, und der Lichtleiter schliesst unmittelbar jenseits des zweiten Brenn- punktes an.
Der als Verbindung zwischen Lampengehäuse und Leuchtenkörper benutzte flexible Lichtleiter ist an sich bekannt. Er wird auch bereits in der medizinischen Technik, beispielsweise als ein die Körperhöhle selbst ausleuchtendes Endoskop, benutzt.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, statt der bekannten Stirnlampen und anderer Kleinleuchten
Lichtaustritte zu verwenden, die von flexiblen Lichtleitern gespeist werden. Alle diese Lösungen haben aber noch keine Anregung dafür gegeben, wie bei grossen schattenfrei wirkenden und plastisches Sehen er- möglichenden Operationsleuchten die vorhandenen Probleme durch die konsequente Anwendung von fle- xiblen Lichtleitern zu lösen wären.
Der flexible Lichtleiter besteht vorteilhafterweise aus an sich bekannten Faserbündeln, die in der
Operationsleuchte jeweils im Brennpunkt von Sammellinsen enden, welche die Lichtaustritte darstellen.
Die Faserbündelenden sind hiebei nahezu ideale punktförmige Lichtquellen mit einer vorgegebenen Ab- strahlungsrichtung, die auf die zugehörigen Sammellinsen gerichtet ist. Die sonst notwendigen Reflekto- ren entfallen, und der von den Sammellinsen abgegebene Lichtstrahl ist parallel gebündelt. Es ist ferner überflüssig, in dem Leuchtenkorper Wärmeschutzmassnahmen zu treffen, da die Wärmefilterung vorteil- hafterweise im Lampengehäuse erfolgt. Die Enden der Faserbündel im Operationsleuchtengehäuse können gegenüber den Sammellinsen einstellbar angebracht werden, um somit in einfacher Weise die Grösse des zu bestrahlenden Feldes variieren zu können.
Von dem flexiblen Lichtleiter lässt sich ein Faserbündel in der Operationsleuchte abzweigen und zur
Leuchtenwand führen, wo es als Lichtsteckdose endet. An diese Lichtsteckdose können Zusatzleuchten, beleuchtete oder selbstleuchtende Instrumente oder Endoskope mit Hilfe eines weiteren Lichtleiters ange- schlossen und auf diese Weise von der Lichtquelle der Operationsleuchte mit versorgt werden. Ein Neuro- chirurg kann beispielsweise an einer solcherart dargebotenen Lichtsteckdose eine mit einem flexiblen Lichtleiter betriebene Stirnleuchte anschliessen. Für den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Geräte können selbstverständlich ohne Schwierigkeiten mehrere Lichtsteckdosen vorgesehen werden.
Eine verbesserte Ausnutzung der neuen Operationsleuchte ergibt sich dadurch, dass mit dem flexiblen Lichtleiter ein flexibler Bildleiter verbunden werden kann, der von einem in derOperationsleuchte inAb- strahlungsrichtung angebrachten Objektiv zu einem im oder am gesondertenlampengehäuse angeordneten Aufnahmegerät führt. Das Aufnahmegerät kann ein Photoapparat, eine Film- oder Fernsehkamera sein, Die Forderung nach der Verbindung von Operationsleuchten mit. derartigen Aufnahmegeräten wird immer stärker. Bisher bereitete der Einbau oder Umbau Schwierigkeiten. Bei den mehräugigen Operationsleuchten musste zumeist ein Scheinwerfer geopfert werden, um den Einbau eines Aufnahmegerätes zu ermöglichen. Besonders aufwendig ist die Kombination mit einer vielfach erwünschten Farbfernsehkamera.
Diese Forderung kann durch die Erfindung jederzeit leicht erfüllt werden, da die Ursache der bisherigen Einbauschwierigkeiten, die Ausmasse der Kamera und die Empfindlichkeit gegenüber Wärme bei der gesonderten Unterbringung gut zu beherrschen ist.
Im Lampengehäuse sind an der Mündung des Lichtleiters eine oder aus Sicherheitsgründen mehrere Lichtquellen angeschlossen. Vorteilhafterweise lässt sich zusätzlich zum Beleuchtungslicht ein Photoblitz von einer im Lampengehäuse befindlichen Blitzlampe über den Lichtleiter auf das Operationsfeld übertragen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen : Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Operationsleuchte gemäss der Erfindung, die an einer Decke aufgehängt ist, Fig. 2 in schematischer Schnittdarstellung eine Operationsleuchte gemäss der Erfindung mit einem unter der Decke des Operationssaales aufgehängten Lichterzeugungskasten, Fig. 3 in schematischem Schnitt eine Darstellung der Anordnung eines Lichterzeugungskastens ausserhalb des Operationssaales und Fig. 4 in schematischer Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform der Operationsleuchte.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Operationsleuchte 10 nach dem herkömmlichen Prinzip der Gelenkarme unterhalb einer Decke aufgehängt. Unmittelbar an der Decke befindet sich eine Deckenbefestigung für die Leuchte, die durch eine Abdeckplatte 12 nach unten abgeschlossen ist. Unter der Abdeckplatte 12 ist ein erstes Drehgelenk 14 mit senkrechter Drehachse angeordnet. Das Drehgelenk 14 ist hohl ausgebildet und stellt auf diese Weise einen Durchlass für einen flexiblen Lichtleiter 16 dar, der von einem vorteilhafterweise ausserhalb des Operationssaales oberhalb der Decke angeordneten Lichteinleitgerät (vgl. unten Beschreibung zu Fig. 3) zur Operationsleuchte 10 verläuft. Der Lichtleiter
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16 besteht aus einem Glasfaserschlauch, der der Technik bekannt ist und hier nicht näher beschrieben zu werden braucht.
An das Drehgelenk 14 schliesst sich ein erster, vorzugsweise horizontal ausgerichteter Arm 18 an, an dessen anderem Ende ein Drehgelenk 20 vorgesehen ist. An das Drehgelenk 20 schliessen sich zwei, vorzugsweise geneigte Arme 22 und 26 an, die durch ein Gelenk 24 miteinander verbunden sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Drehgelenke 20 und 24 ebenso wie das Dreh- gelenk 14 senkrechte Drehachsen.
Am unteren Ende des Armes 26 befindet sich ein Drehgelenk 28 mit horizontaler Drehachse.
Am Drehgelenk 28 schliesst sich ein Arm 30 an, der um seine Längsachse schwenkbar ist und der eine Gabel 32 trägt. Um eine Gabelquerachse 34 ist ein Leuchtenkörper 36 schwenkbar aufge- hängt. Die zuvor beschriebene Aufhängung der Operationsleuchte unterscheidet sich von den bekannten
Aufhängungen dadurch, dass alle Teile der Aufhängung erheblich leichter ausgeführt sein können, als es bei bekannten Operationsleuchten der Fall ist. Dies ist dadurch ermöglicht worden, dass der Leuchtenkör- per 36 im Vergleich zu herkömmlichen Operationsleuchten bei besserer technischer Leistung klein und leicht gehalten sein kann. Der Leuchtenkörper kann aus Kunststoff oder leichtem Metall hergestellt sein und braucht keine Tragfähigkeit für elektrische Aggregate, Reflektoren, Wärmeschutzfilter u. ähnl. auf- zuweisen.
Wie bei bekannten Operationsleuchten ist der Leuchtenkörper 36 um die Gabelquerachse schwenkbar. Um das Verschwenken um diese Achse auch während der Operation vornehmen zu können, ohne in den sterilen Bereich der Operation hineingreifen zu müssen, ist in bekannter Art am Arm 30 ein Handgriff 38 vorgesehen, mit dessen Hilfe der Leuchtenkörper 36 über einen in den Gabeln 32 geführten Kabelzug bewegt werden kann.
Nach unten ist der Leuchtenkörper 36 von einem etwa kreisförmigen Kugelschalenausschnitt 40 begrenzt. Der Radius der Kugelschale ist so gewählt, dass der Mittelpunkt etwa in der Ebene des Operationstisches liegen kann. In der Kugelschale 40 sind mehrere Lichtauslässe 42 eingelassen. Die Anzahl und Anordnung der Lichtauslässe 42 entspricht der bekannten Anordnung und Anzahl von Einzelscheinwerfern in herkömmlichen Operationsleuchten. Beispielsweise lassen sich am Rand vier oder sechs Lichtanschlüsse anordnen und ein weiterer Auslass befindet sich in der Mitte. Jede andere beliebige Anzahl oder Verteilung ist möglich. Gegenüber herkömmlichen Operationsleuchten beanspruchen aber die Lichtauslässe 42 weniger Platz im Leuchtenkörper 36 als die Einzelscheinwerfer herkömmlicher Operationsleuchten.
Es entfallen die beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 962693 beschriebenen Scheinwerfer, in denen die Glühlampen angeordnet worden sind. Ferner ist es nicht mehr notwendig, Wärmeschutzfilter und deren komplizierte Aufhängung anzubringen, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift Nr. 974895 bekannt sind.
Wie das Schnittbild in Fig. 2 zeigt, enthält die Operationsleuchte gemäss der Erfindung im Leuchtenkörper 36 keine aufwendigen Teile mehr. Die Lichtausgänge 42 bestehen je aus einer Sammellinse 44, die sich in einfacher Weise aus organischem Glas pressen lassen. Als Lichtquelle dienen in einem Zwischenboden 46 eingefasste abgeschnittene Enden 48 von einzelnen Faserbündeln 50. Die zu den einzelnen Lichtaustritten 42 führenden Faserbündel 50 sind oberhalb des Leuchtenkörpers 36 im flexiblen Lichtleiter 16 zusammengefasst.
Der Zwischenboden 46 ist in seiner Abstandslage zur Kugelschalenfläche 40 einstellbar. Diesem Zweck dient eine Verstellvorrichtung 52. Die Verstellvorrichtung kann beispielsweise aus einer Zahnstange 54 bestehen, die im rechten Winkel zur Ebene des Zwischenbodens 46 angeordnet ist.
Die Zahnstange 54 kämmt mit einem Zwischenritzel 56, das von einer Schnecke 58 bewegt werden kann, die mit einem Handgriff 60 verbunden ist. Wird der Handgriff 60 gedreht, verschiebt sich der Zwischenboden 46 nach oben oder nach unten. Hiebei ändert sich der Abstand der Enden 48 der Faserbündel 50 gegenüber den Sammellinsen 44.
In der Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien der Strahlengang eingezeichnet, wie er sich in der Normalstellung ergibt. Die aus den Enden 48 aus den Faserbündeln 50 austretenden Lichtstrahlen werden von der Sammellinse 44 gesammelt und als parallel ausgerichtetes Licht auf das Operationsfeld 62 geworfen. Wird der Abstand des Zwischenbodens 46 zur Kugelschale 40 geändert, öffnet sich der Abstrahlwinkel unterhalb der Linsen 44, weil die Enden 48 der Faserbündel 50 nicht mehr im Brennpunkt der jeweiligen Sammellinsen 44 liegen. Das abgestrahlte Licht divergiert etwas und das auf dem Operationstisch ausgeleuchtete Feld wird etwas grösser und lichtschwächer.
Ein aus dem flexiblen Lichtleiter 16 zusätzlich abgeleitetes Faserbündel 64 ist zu einer "Lichtsteckdose"66 geführt, die sich seitlich am Leuchtenkörper 36 befindet. Die Lichtsteckdose 66
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dient zum Anschluss von Zusatzleuchten oder beleuchteten Instrumenten, die über ihren Lichtleiter mit derlichtsteckdose 66 versorgtwerdenkönnen. Im unbenutzten Zustand ist die Lichtsteckdose 66 ab- gedeckt. Selbstverständlich können mehrere Lichtsteckdosen je nach den Erfordernissen an einem Leuch- tenkörper angebracht sein.
Ein weiteres im Leuchtenkörper 36 gestrichelt eingezeichnetes Faserbündel 68 dient der Bild- leitung von einem Objektiv 70 zu einem Aufnahmegerät 72. Das Aufnahmegerät 72 kann eine
Photo- oder Filmkamera oder eine Fernsehkamera sein. Es ist selbstverständlich auch möglich, am Faser- bündel 68 eine Farbfernsehkamera anzuschliessen.
Das Aufnahmegerät 72 befindet sich in einem geschlossenen Gehäuse 74, das im Beispiel der
Fig. 2 unter der Decke 11 aufgehängt ist. Der Kasten 74 ist leicht zugänglich und lässt sich explo- sionssicher verschliessen. Ausser dem Aufnahmegerät 72 enthält der Kasten 74 die Lichtquellen. In den Kasten 74 wird der flexible Lichtleiter 16 eingeleitet. Die zu den Faserbündeln 50 und 64 führenden Lichtleiter sind über den Lichtleiter 76 an eine Lichteinleitvorrichtung 78 angeschlossen, die das gesamte Licht einer Glühlampe 80 sammelt und in den Lichtleiter 76 einleitet. Die Licht- einleitvorrichtung besteht vorteilhafterweise aus einem elliptischen reflektierenden Körper grosser Exzen- trizität. Es kann sich um ein Rotationsellipsoid oder um einen elliptischen Zylinder handeln.
In dem einen
Brennpunkt des Ellipsoids befindet sich die Lichtquelle und jenseits des zweiten Brennpunktes schliesst sich der Lichtleiter 76 an. Der Abstand vom Ende des Lichtleiters 76 zum zweiten Brennpunkt ist so ge- wählt, dass der maximale Öffnungswinkel des Lichtleiters seinen Scheitelpunkt im zweiten Brennpunkt hat.
Der elliptische Körper kann voll oder hohl sein. Beim vollen, lichtdurchlässigen Körper wird die Totalreflexion ausgenutzt. Ein hohler Körper wird an der Wandung verspiegelt, um die Lichtstrahlung innerhalb des Körpers in den zweiten Brennpunkt zu leiten. Im Bereich der grösstenAusdehnung des elliptischen Körpers ist eine Wärmesperrschicht angeordnet, um die Infrarotstrahlung der Lichtquelle vom Eintritt in den Lichtleiter 76 abzuhalten. Die Glühlampe 80 kann eine hochbelastete Glühlampe oder eine Quarzjodlampe sein. Die entstehende Wärme wird in geeigneter Weise aus dem Kasten 74 abgeführt.
Wenn die Strahlenquelle 80 selbst nicht mit mehreren Glühfäden für Not- und Reservefälle ausgerüstet ist, wird der Lichtleiter 76 über einen weiteren Lichteinleiter 78 mit einer weiteren Strahlenquelle 80 verbunden, um bei Ausfall der einen Lichtquelle 80 automatisch auf eine Reservelichtquelle umschalten zu können.
Die Faserbündel 50 sind zusätzlich über einen Lichtleiter 82 und eine Lichteinleitvorrichtung 84 an eine Blitzlampe 86 angeschlossen, die für den Fall, dass eine zusätzlicheAufhellung für photo- graphische Zwecke notwendig sein sollte, ihren Blitz über den flexiblen Lichtleiter und die Faserbündel 50 auf das Operationsfeld 62 bringt.
Überall dort, wo es die baulichen Möglichkeiten zulassen, wird man den Kasten 74 in einem getrennten zugänglichen Raum oberhalb der Decke 11 anordnen. Es brauchen dann keine zusätzlichen Massnahmen für die Explosionsgefährdung getroffen zu werden, da der Kasten 74 gegenüber dem Operationssaal vollkommen abgedichtetwerdenkann. Der Kasten 74 ist in dem gesonderten Raum leicht zugänglich, und die entstehende Wärme kann mit geeigneten Massnahmen leicht abgeführt werden.
In Fig. 3 ist diese Ausführungsform der neuen Operationsbeleuchtungseinrichtung dargestellt. Zusätz- lich wird die Besonderheit gezeigt, dass der flexible Lichtleiter 16 über eine selbstaufwickelnde Winde 88 geführt ist, die in nicht dargestellter Weise federbelastet ist und dafür sorgt, dass der flexible Lichtleiter zwischen dem Gelenk 14 und dem Leuchtenkörper 36 stets straff gespannt ist. Die Länge des Lichtleiters 16 bemisst sich nach der grösstmöglichen Entfernung, die der Leuchtenkörper 36 vom Drehgelenk 14 einnehmen kann.
InFig. 4isteinabgewandelterLeuchtenkörper 90 an Stelle des runden Leuchtenkörpers 36 dargestellt. Der langgestreckte Leuchtenkörper wird in seiner Längsrichtung oberhalb des Operationstisches parallel zu diesem ausgerichtet. Die Aufhängung kann in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise in der Art, die in Fig. 1 dargestellt ist. Die Sammellinsen 44 sind in kardanisch aufgehängten Flächen 92 eingefasst, die in geeigneter Weise und im richtigen Abstand die Enden 48 der Faserbündel 50 tragen. Die kardanische Aufhängung der Scheiben 92 ermöglicht es, jede einzelne Sammellinse 44 in geeigneter Weise einzustellen. Beispielsweise lassen sie sich über eine gemeinsame Verstellvorrichtung (wie etwa gemäss deutscher Patentschrift Nr. 1137703) gemeinsam verstellen.
Darüber hinaus ist es möglich, eine Verstellvorrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe alle Platten 92 einzeln eingestellt werden können, so dass beispielsweise auf dem Operationsfeld 62 mehrere Operationsstellen zugleich ausgeleuchtet werden können.