CH670372A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Untersuchung und Chirurgie der vorderen und hinteren Augenabschnitte.

Für die Untersuchung und operative Therapie in den vorderen Augenabschnitten stehen seit langem Operationsmikroskope zur Verfügung, die bei stereoskopischer Beobachtung eine geräteinterne paraxiale Beleuchtung und eine Schrägbeleuchtung durch Faseroptik oder Spaltbeleuchtung gestatten und die mit einer pankratischen Vergrösserungsva-riation sowie mit Anschlussmitteln für ein Mitarbeitermikroskop und für Dokumentationsvorrichtungen ausgestattet sind.

Ein Operationsmikroskop für mehrere Beobachter und mit einem pankratischen System im Beobachtungsstrahlengang ist in der DE-PS 29 49 428 beschrieben. Ein optisches System variabler Schnitt- und Brennweite, das mit dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes kombinierbar ist, ist aus der DE-OS 32 02 075 AI bekannt. Der Beleuchtungsstrahlengang in einem Operationsmikroskop ist im «Handbuch für Augenoptik», herausgegeben von Carl Zeiss, 1977, Seite 223 gezeigt.

Zur Untersuchung des Augenhintergrundes sind Ophthalmoskope bekannt, die es gestatten, in direkter oder indirekter Betrachtung die Netzhaut des Auges über Spiegel oder Prismen durch die Pupille zu beleuchten und zu beobachten. Derartige Ophthalmoskope sind z.B. bekannt aus dem genannten «Handbuch für Augenoptik», Seiten 217 und 218.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät anzugeben, mit dem mikrochirurgische Operationen gleicher-massen an den vorderen und hinteren Augenabschnitten durchgeführt werden können. Die vorderen Augenabschnitte umfassen Hornhaut, Iris und Linse. Mit der operativen Therapie am hinteren Augenabschnitt, der sogenannten Vi-trektomie, werden der Glaskörper und die Netzhaut behandelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vor dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskops ein ophthalmoskopisches Objektiv angeordnet ist, das jede zwischen Hornhaut und Fundus liegende Ebene des Auges in eine Zwischenbildebene abbildet, dass die Schnitt- und Brennweite sowie die Vergrösserung des optischen Gesamtsystems der Vorrichtung stufenlos veränderbar sind und dass ein System zur lateralen Pupillenvertauschung bei gleichzeitiger Bildumkehr im stereoskopischen Strahlengang und ein System zur Beseitigung der im Beleuchtungsstrahlengang auftretenden Reflexe vorgesehen sind.

Die kombinatorische Verwendung der Vorrichtung als Operationsmikroskop für die vorderen Augenabschnitte und als stereoskopisches Ophthalmoskop für die hinteren Augenabschnitte wird gewährleistet durch ein achromatisches, asphärischen Ophthalmoskopobjektives der Brennweite f = 25,7 mm, angeordnet vor dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes. Das Ophthalmoskopobjektiv ist zweckmässigerweise in variablem Abstand zum Patientenauge positionierbar. Durch das Operationsmikroskop wird das Zwischenbild beobachtet, welches das Ophthalmoskopobjektiv vom Objekt liefert.

Bei Betrachtung des Fundus ist das Ophthalmoskopobjektiv im Abstand seiner Brennweite f von der Hornhaut des Patientenauges positioniert und der Fundus wird über das Brechkraftsystem Auge-Ophthalmoskopobjektiv in die Zwischenbildebene transformiert. Hinsichtlich der Beleuchtung wird die Austrittspupille der Beleuchtungseinrichtung, wie es bei Ophthalmoskopen üblich ist, in die Pupille des zu untersuchenden Auges abgebildet.

Bei Betrachtung der äusseren Medien des Auges ist das Ophthalmoskop im Abstand 2 f von der Hornhaut des Patientenauges positioniert und das Objekt wird durch das Ophthalmoskopobjektiv unter Bildumkehr in die Zwischenbildebene abgebildet. Die genannte ophthalmoskopische Beleuchtung wirkt dann am Objektort wie eine paraxiale Mikroskopbeleuchtung und erhellt homogen ein Feld von ca. 15 mm Durchmesser.

Durch die Kombination des Hauptobjektives des Operationsmikroskops mit einem System variabler Schnitt- und Brennweite, wie des im Prinzip aus der europäischen Patentanmeldung 0 085 308 bekannt ist, kann erreicht werden, dass das Mikroskop neben einer pankratischen Vergrösserungs-variation eine kontinuierliche Objektivfokussierung besitzt, durch welche die feste Brennweite des Hauptobjektives von beispielsweise f = 225 mm zwischen einer Brennweite von f = 150 und f = 400 mm stufenlos verändert werden kann. Dies bewirkt, dass der operierende Augenarzt bei festpositioniertem Operationsmikroskop durch Betätigung der Objektivfokussierung den gesamten Bereich von der Netzhaut bis zum hinteren Linsenscheitel des Patientenauges sichtbar machen kann, was für die Operation im Glaskörper (Vitrek-tomie) von besonderer Bedeutung ist. Bis zu einer Myopie von - 30 dpt des Patientenauges ist bei Verwendung eines Ophthalmoskopobjektives der Brechkraft 40 dpt eine kontinuierliche Brennweitenänderung von ca. 85 mm erforderlich, um den genannten Bereich durchzufokussieren. Durch geeignete elektronische Steuerungen und Antriebe wird erreicht, dass die Änderung des Abbildungsmassstabes, welche die Schnittweitenänderung der Objektivfokussierung bewirkt,

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mittels der pankratischen Vergrösserungsvariation eliminiert wird. Dabei können unterschiedliche Abbildungsmassstäbe vorgewählt werden. Ebenso ist die Verknüpfung von Objektivfokussierung und pankratischer Funktion jederzeit trennbar, so dass unterschiedliche Ebenen im Glaskörperbereich mit variablen Abbildungsmassstäben beobachtet werden können.

Zur Reflexbeseitigung ist im Beleuchtungsstrahlengang in der Nähe der Leuchtfeldblende mindestens eine für die Montage in drei Raumkoordinaten feinjustierbare Glasplatte vorgesehen, auf die - der stereoskopischen Beobachtung Rechnung tragend - lichtundurchlässige Punktepaare aufgebracht sind. Diese Punktepaare sind so anzuordnen, dass sie die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen beseitigen, die von den drei Flächen des verwendeten Ophthalmoskopob-jektivs in die beiden Beobachtungspupillen reflektiert werden und der Fundusabbildung eine Lichtquellenabbildung überlagern. Durch diese, für die Reflexbeseitigung erforderliche Optimierung der Strahlführung erlangt die Beleuchtungsoptik die Qualität einer Abbildungsoptik, in der durch Erhöhung der Beleuchtungsapertur die von den Punktepaaren ausgehende Schattenbildung auf ein Minimum reduziert ist, so dass die ophthalmoskopische Abbildung keinerlei Informationsverlust aufweist.

In einem zweckmässigen Ausführungsbeispiel sind im Beleuchtungsstrahlengang Mittel zur Einkopplung von therapeutischer Laserstrahlung vorgesehen. Dabei wird die reelle Zwischenbildebene im Beleuchtungsstrahlengang an den Ort verlegt, in welchen sich bei der üblichen Benutzung des Gerätes als Operationsmikroskop oder als Stereoophthal-moskop das Lampenwendel befindet. In dieser Ebene liegt auch die Austrittspupille der Laserstrahlung, die in der Objekt* und Schärfenebene des Mikroskopes zu therapeutischen Zwecken fokussiert werden soll. Das Gerät ist so konstruiert, dass durch Aufsetzen eines vorbereiteten Doppelkollektors mit Glühlampe eine reelle Abbildung der Lampenwedel in der angesprochenen Zwischenbildebene der La-serlichteinkopplung überlagert wird.

Zum Ausgleich von Ametropien bei der Laserbehandlung von Patientenaugen ist es zweckmässig, gemäss den Refraktometerprinzipien im Beleuchtungs- und Laserstrahlengang ein optisches Schiebeglied vorzusehen, welches synchron zur mikroskopischen Innenfokussierung bewegt wird, so dass Zwischenbildebene und Laser-Fokussierebene stets identisch sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass dem Operateur von einem einzigen Gerät für Arbeiten an der Hornhaut, der Augenlinse oder der Netzhaut ein stereoskopisches, aufrechtes, seitenrichtiges und voll ausgeleuchtetes Gesichtsfeld geliefert wird. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass durch die reflexfreie Betrachtung eines ophthalmoskopischen Zwischenbildes es sich erübrigt, dass das zu operierende Auge von einem die Hornhautbrechkraft eliminierenden optischen Hilfsmittel (Kontaktglas) berührt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in der Arbeitsposition als Operationsmikroskop;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in der Arbeitsposition als Ophthalmoskop;

Fig. 3 Vorrichtung und Arbeitsposition wie in Fig. 2 jedoch mit einer Laser- Einkopplung;

Fig. 4 eine Prismenanordnung zur lateralen Pupillenver-tauschung.

Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in der Arbeitsposition als Operationsmikroskop für

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die äusseren Augenmedien. Das Ophthalmoskopobjektiv ist zu dem Patientenauge in dem Abstand zwischen 2 f und 3 f positioniert. Im Abstand 2 f des Ophthalmoskopobjektives ist es bei geringer pankratischer Vergrösserung und damit hoher Abbildungstiefe möglich, den gesamten Bereich von der Netzhaut bis hin zur Iris des Patienten auch ohne Betätigung der Innnenfokussierung in seiner Gesamtheit zu überblicken.

Mit 1 ist das Patientenauge bezeichnet, mit 2 der Beobachter. Der Beobachtungsstrahlengang geht vom Patientenauge 1 über die Umlenkelemente 3 und 4 und das Hauptobjektiv 5 des Operationsmikroskopes durch ein optisches System 6 von variabler Schnitt- und Brennweite. Über die Umlenkelemente 7, 8, 9 und 10 und einer mit 11 bezeichnete Prismenanordnung zur Pupillenvertauschung gelangt der Beobachtungsstrahlengang 35 über den Binokulartubus 33 des Operationsmikroskopes in das Beobachterauge 2. Mit 20a und 20b sind Lichtquelle und Kondensor des Beleuchtungsstrahlenganges 34 bezeichnet, der über die Umlenkelemente 17 und 3 auf das Patientenauge 1 trifft. Das ophthalmoskopische Objektiv und seine Fassung tragen die Bezeichnung 15 und 15a. Zusätzlich zum Beleuchtungsstrahlengang 34 kann eine faseroptische Zusatzbeleuchtung 19 vorgesehen sein. Mit dem optischen System 6 besitzt das Operationsmikroskop neben einer pankratischen Vergrösserungsvariation vom Dehnungsverhältnis 6 : 1 eine kontinuierliche Objektivfokussierung, durch welche die feste Brennweite des Hauptobjektives 5 von f = 225 zwischen 150 und 400 mm stufenlos verändert werden kann.

Objektivfokussierung und pankratische Vergrösserung werden auch dann vorteilhaft eingesetzt, wenn ein Gerät gemäss der Erfindung lediglich zur Beobachtung und Therapie der äusseren Medien herangezogen werden soll. In diesem Fall wird zunächst das Gerät grob so verschoben, dass der Scheitelabstand zum Patientenauge 2 f bis 3 f beträgt. Dies geschieht mittels vorhandener mechanischer Mittel, nähm-lich durch Bewegung des Stativarmes oder motorisch mittels der «äusseren» Fokussierung, wobei das gesamte Mikroskop bewegt wird. Die eigentliche, je nach gewählter Objektebene erforderliche Feinfokussierung während der Operation erfolgt dann durch die oben genannte Objektiv- oder Innenfokussierung auf das vom Ophthalmoskopobjektiv entworfene Zwischenbild im Geräteinneren. Während dieser Fokussierung bleibt die Geräteposition und damit auch der Mikroskopeinblick unverändert. Der jetzt relativ grosse Scheitelabstand des Gerätes zum Patientenauge gibt genügend Manipulationsraum für chirurgische Eingriffe am äusseren Auge. Die ophthalmoskopische paraxiale Beleuchtung wird dann zweckmässigerweise durch eine äussere Schrägbeleuchtung ergänzt oder ersetzt.

In der Darstellung der Fig. 2 ist das Ophthalmoskopobjektiv 15 im Abstand der Brennweite f zum Patientenauge 1 positioniert. Der Arbeitsbereich des Gerätes in dieser Stellung umfasst den Bereich von der hinteren Fläche der Augenlinse 22 bis zum Fundus 24.

Um eine ausreichende Stereobasis zu bekommen, erfolgt beim Stereo-Ophthalmoskop die Beleuchtung über einen elliptischen Spiegel. Durch Verkippung der Achse des Beleuchtungsstrahlenganges 34 gegen die Achse des Beobachtungsstrahlenganges 35 werden die an der Augenlinse 22 entstehenden Reflexe beseitigt. Die an der Hornhaut entstehenden Reflexe treten dadurch nicht mehr störend in Erscheinung, dass ein achromatisiertes Ophthalmoskop-Objek-tiv verwendet wird. Spiegel und Hornhaut sind nämlich zueinander optisch konjugiert. Durch die Achromasie wird eine schädliche Aufweitung des Hornhautreflexbildes vermieden. Zur Beseitigung der von den Flächen des Ophthal-moskop-Objektivs herrührenden Reflexe werden im Be3

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leuchtungsstrahlengang eine planparallele Platte 25 nahe der Leuchtfeldblende 25a eingebracht, auf der ein dezentriertes Punktepaar aufgebracht ist. Dieses Punktepaar wird aufgespalten in ein Punktepaar für den virtuellen Reflex und ein Punktepaar für die beiden reellen Reflexe. Eine reflexfreie Abbildung ohne störende Sichtbarkeit der Schwarzpunktpaare wird dadurch erreicht, dass die Beleuchtungsoptik so geändert wird, dass eine höhere Beleuchtungsapertur wirksam wird. Das Ophthalmoskop-Objektiv 15 bildet den Fundus 24 in der Zwischenbildebene 24a ab.

In der Darstellung der Fig. 3 ist die Einkopplung eines Lasers in das Operations-Stereoophthalmoskop gezeigt. Die Laserlichtquelle ist dabei mit 28 bezeichnet, eine vorgeordnete Sammellinse mit 28a und ein optisches Schiebeglied mit 29. Durch den halbdurchlässigen Spiegel 27 gelangt das Licht der Laserquelle 28 in den Beleuchtungsstrahlengang. Die reelle Abbildung der Lampenwendel 26a über den Doppelkollektor 26b wird der Lasereinkopplung überlagert.

In der Darstellung der Fig. 4 ist ein Prismensystem gezeigt, das als Pupillentauscher 11 in den Darstellungen der Figuren 1,2 und 3 dienen kann. In der gezeichneten Anordnung der Prismen werden die beiden stereoskopischen Strahlengänge 29 und 30 gegeneinander vertauscht unter gleichzeitiger Verdrehung der Bildlagen um 180° und Konstanthaltung des Pupillenabstandes und deren Lage. Diese Pupil-lenvertauschung mit gleichzeitiger Bildumkehr ist für die Beobachtung des ophthalmoskopischen Zwischenbildes mit dem Operationsmikroskop erforderlich. Die mit 31 und 32 bezeichnete Prismenanordnung besteht aus je vier gleichen Porro-Prismen, deren Hypotenusen 33, 34 nach beiden Seiten voll verspiegelte Wirkung haben. Man erreicht mit dieser Prismenanordnung eine geringe Bauhöhe bei wenig Lichtverlust, nimmt aber in Kauf, dass die optischen Weglängen nicht konstant bleiben. Sollen die optischen Weglängen konstant bleiben, ist eine aufwendigere Anordnung mit drehbaren Prismen zu wählen.

Für das optische System 6 des Operationsmikroskopes können elektronische Steuerungen und Antriebe vorgesehen sein, die erreichen, dass die Änderung des Abbildungsmassstabes, welches die Schnittweitenänderung der Objektivfokussierung bewirkt, mittels der pankratischen Vergrösserungsvariation eliminiert wird. Dabei können unterschiedliche Abbildungsmassstäbe vorgewählt werden. Die Verknüpfung von Objektivfokussierung und pankratischer Funktion ist jederzeit trennbar, so dass unterschiedliche Ebenen im Glaskörperbereich mit variablen Abbildungsmassstäben beobachtet werden können. Das Operationsmikroskop ist in drei Raumkoordinaten (x-y-Kupplung, z-Fokussierkupp-lung) elektromotorisch positionierbar, wobei die Steuerbefehle beispielsweise durch ein Fussschaltpult vom Operateur betätigbar sind.

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2 Blatt Zeichnungen

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670 372 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung für die Untersuchung und Chirurgie der vorderen und hinteren Augenabschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hauptobjektiv (5) eines Operations-mikroskopes ein ophthalmoskopisches Objektiv (15) angeordnet ist, das jede zwischen Hornhaut (21) und Fundus (24) liegende Ebene des Auges in eine Zwischenbildebene (24a) abbildet, dass Schnitt- und Brennweite sowie Vergrösserung des optischen Gesamtsystems der Vorrichtung stufenlos veränderbar sind und dass ein System (11) zur lateralen Pupil-lenvertauschung bei gleichzeitiger Bildumkehr im stereoskopischen Strahlengang und ein System zur Beseitigung der im Beleuchtungsstrahlengang auftretenden Reflexe vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gesamtsystem chromatisch und sphärisch korrigiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie in variablem Abstand zu dem zu operierenden Auge positionierbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reflexbeseitigung im Beleuchtungsstrahlengang nahe der Leuchtfeldblende (25a) mindestens eine in drei Raumkoordinaten feinjustierbare Glasplatte (25) vorgesehen ist, auf die lichtundurchlässige Punktpaare angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer reellen Zwischenbildebene des Beleuchtungsstrahlenganges Mittel zur Einkoppelung von therapeutischer Laserstrahlung vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Ametropien der Patientenaugen im Beleuchtungs- und Laserstrahlengang ein optisches Schiebeglied vorgesehen ist, dem ein synchron laufendes optisches Schiebeglied im Beobachtungsstrahlengang des Oph-thalmoskopsystems zugeordnet ist.