CN103654713B

CN103654713B - 用于手术显微镜的狭缝灯单元

Info

Publication number: CN103654713B
Application number: CN201310419218.6A
Authority: CN
Inventors: 米歇尔·京特尔特
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: CN103654713A; DE102012216470B4; JP2014059562A; US20140078469A1; DE102012216470A1

Abstract

本发明涉及一种用于手术显微镜的狭缝灯单元(1)，所述狭缝灯单元(1)包括狭缝照明单元(2)和导轨(3)，所述狭缝照明单元(2)具有用于产生照明光束路径(5、6)的狭缝照明光学部件(22、19、20、21)，所述导轨(3)用于使狭缝照明单元(2)沿导轨(3)指定的方向移动，所述导轨配备为用于使所述狭缝照明单元(2)沿线性方向(12)移动；且所述狭缝照明单元(2)绕与所述线性方向(12)垂直的旋转轴线(13)可旋转地安装在导轨(3)上。

Description

用于手术显微镜的狭缝灯单元

技术领域

本发明涉及一种用于手术显微镜的狭缝灯单元和一种具有这样的狭缝灯单元的手术显微镜。

背景技术

用于眼科研究的狭缝灯从现有技术已经已知多时。具有狭缝照明的手术显微镜还被称为“手术狭缝灯”。手术狭缝灯或诊断狭缝灯由实际狭缝灯单元、(立体)显微镜、和用于联接显微镜和狭缝灯单元的机械装置(接合器)构成。

狭缝灯单元的功能是在正被研究的物体上产生尽可能明亮的狭缝图像。为此通常使用柯勒照明原理，其中通过收集系统将光源成像到物镜上。而布置在光源前的物镜又将狭缝成像在物平面上。不论光源的结构，这类照明提供非常均匀的狭缝图像。

通常利用立体显微镜作为用于这类的诊断狭缝灯或者手术狭缝灯的显微镜。关于立体显微镜或手术显微镜的构造和操作模式，可以参考扩展的现有技术。机械装置将狭缝灯单元联接到立体显微镜。使用诊断狭缝灯，狭缝图像通过偏转棱镜被导向到物体(人眼)，而立体显微镜以以下方式布置在狭缝灯单元的“下游”：使位于显微镜的主物镜和物体(人眼)之间的空间至少部分被狭缝灯单元的狭缝照明单元占据。用于联接显微镜和狭缝灯单元的前述机械装置允许狭缝照明光束路径绕观察光束路径在特定角度范围内枢转，该枢转平面一方面大体上延伸穿过立体显微镜的立体基线，且另一方面延伸穿过眼睛的连接线。手术狭缝灯是手术显微镜与可枢转的狭缝照明系统的组合，在这种情况下狭缝照明单元可以布置在显微镜主体上的主物镜之下。圆弧形的导轨允许狭缝照明单元在相对大的角度(40°至60°)上调节，相关圆的中心点大体位于物平面内待研究的物体上。

在手术狭缝灯中，物体照明的类型基本上取决于是否将使前部或后部的眼介质可见。如果将使前部眼介质可见，狭缝被成像为使得最大可能的角度存在于观察轴线和照明轴线之间，将片光源放置在眼前节中，而视觉背景仍然是暗的。另一方面，通常透镜以外且直到眼睛的视网膜的区域以后退光(regredient light)(红反射)观察。这里的物体结构通过被透射的红光来观察，并且因此通过吸收的差异而被检测。红光本身是由透镜的表面或者眼底(视网膜)处的直接反射产生的。为此，观察轴线和照明轴线之间的角度必须最小化。

DE 10 2009 026 455 A1公开了一种狭缝照明单元，该狭缝照明单元具有用于狭缝照明光束路径的偏转元件，该偏转元件通过立体显微镜的主物镜将该光束路径导向到物平面上。根据该文献，用于狭缝照明光束路径的偏转元件布置在立体显微镜的立体基线的轴线上。因此，偏转元件大体上位于观察通道轴线之间的连接线上，并且布置在立体显微镜的主物镜和筒内透镜之间。在这方面且与一般手术狭缝灯有关的另外细节，可以参考该文献。

DE 196 50 773 A1公开了一种用于外科手术、特别是用于眼科过程的照明设备，使用该照明设备，可选择用于获得红反射的同轴零度照明和6度照明。通过布置在主物镜之上的偏转元件的合适布置(从物体的角度看)，同轴零度照明和6度照明的相对亮度水平可以按照需要进行选择。

DE 42 14 445 A1公开了一种用于获得最佳红反射的眼科手术显微镜。根据手术显微镜各自的放大率和正被研究的物体，通过合适的调节装置，可以改变所谓的“零度偏转元件”在两个立体观察光束路径之间的连接线的方向上的宽度。

如已经提到的，在目前为止已知的手术狭缝灯中，狭缝照明单元悬挂在圆弧段上，该圆弧段的半径与显微镜的工作距离(WD)匹配。因此，通过移动照明单元可以建立不同的照明角度。然而，如果工作距离改变，在物镜改变和／或建立不同放大率(例如使用可变物镜)的情况下，圆弧元件和整个照明单元一起必须被交换。因此，每个工作距离(典型为175mm、200mm或225mm)需要单独的狭缝照明单元。

发明内容

因此，本发明的根本目的是描述一种狭缝灯单元和一种具有该狭缝灯单元的手术显微镜，其中将狭缝照明简单适应不同的工作距离是可能的。

通过根据本发明的狭缝灯单元和具有该狭缝灯单元的手术显微镜实现该目的。

一种用于手术显微镜的狭缝灯单元，所述狭缝灯单元包括：狭缝照明单元和导轨，所述狭缝照明单元具有用于产生狭缝照明光束路径的狭缝照明光学部件，所述导轨用于使所述狭缝照明单元沿所述导轨指定的方向移动，其中所述导轨配备为用于使所述狭缝照明单元沿线性方向移动；和所述狭缝照明单元绕与所述线性方向垂直的旋转轴线可旋转地安装在所述导轨上。

根据本发明，将狭缝照明单元光束路径从选择的位置沿导轨导向到手术显微镜的物平面内的所需位置。为此，如果狭缝照明单元绕旋转轴线可旋转，旋转轴线垂直于由显微镜的物平面内的所需位置和平行于线性移动方向的直线跨越的平面，则是有利的。以显微镜的坐标系表示为，这是指旋转轴线垂直于与物平面垂直的平面。特别地，所述平面延伸穿过显微镜的焦点并且可以包括显微镜物镜的主轴线。

根据本发明的狭缝灯单元使得，在不需要主要机械改变工作(例如，圆弧形导轨的替换等等)的情况下，建立用于不同工作距离的狭缝照明成为可能。为了适应不同的工作距离，狭缝照明单元仅需要在线性方向上沿导轨移动，且然后通过绕其旋转轴线旋转而合适地定向，使得狭缝被成像在物空间内的所需的点。因此，根据本发明的狭缝灯单元的狭缝照明单元显示出平移自由度(X)和转动自由度(β)。根据这些自由度的调节可以在手动控制下或者优选在电动控制下进行。

虽然使用狭缝灯单元工作时，目前为止存在对特定工作距离(WD)(例如200mm)的限制，但是用根据本发明的狭缝灯单元可以实现不同的工作距离。一般来说，工作距离的变化还需要聚焦的狭缝图像的焦点变化，因此如果狭缝照明光学部件包括将狭缝照明光束路径聚焦到各自所需的焦点的聚焦光学部件，则是有利的。

如果存在(分别)用于使狭缝照明单元沿导轨移动和／或用于使狭缝照明单元绕旋转轴线旋转的电动驱动系统，则是有利的。两种运动，即，平移和转动，可以被互相组合用于特定工作距离(WD)。此外，旋转运动和利用聚焦光学部件的焦点调节可以在控制单元的帮助下，以直接电动的方式控制。以这种方式，对于特定工作距离，控制单元可以根据导轨的线性方向上的位置(x)控制旋转运动和焦点调节。这种控制可以被执行用于不同的工作距离。不同的工作距离在物镜变化或者可变物镜的放大率变化的情况下是需要的。

此外，本发明涉及一种具有如上所述的根据本发明的狭缝灯单元的手术显微镜。一种具有狭缝灯单元和显微镜物镜的手术显微镜，所述狭缝灯单元包括：狭缝照明单元和导轨，所述狭缝照明单元具有用于产生狭缝照明光束路径的狭缝照明光学部件，所述导轨用于使所述狭缝照明单元沿所述导轨指定的方向移动，其中所述导轨配备为用于使所述狭缝照明单元沿与所述显微镜的物平面平行的线性方向移动；和所述狭缝照明单元绕与所述线性方向垂直的旋转轴线可旋转地安装在所述导轨上。手术显微镜从现有技术是充分已知的。特别地，狭缝照明单元的线性移动方向平行于显微镜的物平面延伸。

优选地，狭缝照明光学部件包括聚焦光学部件，所述聚焦光学部件与第一控制单元连接，以根据显微镜上的工作距离和／或狭缝照明单元的线性位移，将狭缝照明单元光束路径聚焦到显微镜的物平面上。

此外，有利地，狭缝照明单元连接至第二控制单元，以通过狭缝照明单元绕其旋转轴线的对应旋转，将狭缝照明光束路径朝向显微镜的焦点导向。指定聚焦的狭缝图像将到达的物平面内的任何其他点代替显微镜的焦点是可能的。

有利地，前述的第一控制单元和第二控制单元可以一起提供在单个控制装置中。

本发明另外优点和实施例将会在如下的描述和附图中变得明显。

可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，以上提到的和将要在下面说明的特征不仅可用于指出的各个组合，而且可用于其他组合或者可单独使用。

基于示例性的实施例，本发明在附图中示意性地示出，并且以下将参考附图详细地描述本发明。

附图说明

图1是根据本发明的狭缝灯单元的一个实施例的示意性主视图；

图2是图1中的狭缝灯单元的示意性侧视图，该狭缝灯单元包括具有其狭缝照明光学部件的狭缝照明单元；和

图3示出了根据本发明的一个实施例中的具有狭缝灯单元的手术显微镜的实施例。

部件列表：

1 狭缝灯单元

2 狭缝照明单元

3 导轨

4 电动驱动系统

5 第一狭缝照明光束路径

6 第二狭缝照明光束路径

7 编码器

8 第一焦距

9 第二焦距

10 第一工作距离

11 第二工作距离

12 线性移动方向

13 旋转轴线

14 悬挂系统

15 第一焦点

16 第二焦点

17 第一物平面

18 第二物平面

19 狭缝照明光学部件的透镜

20 狭缝照明光学部件的透镜

21 狭缝照明光学部件的透镜

22 狭缝照明光学部件的光源

23 偏转棱镜

30 手术显微镜

31 接合器

32 镜筒

33 主物镜

34 观察光束路径

具体实施方式

以下连续地讨论附图。同样的标号指示同样的元件。

图1非常示例性地示出了根据本发明的用于手术显微镜的狭缝灯单元1的实施例。狭缝灯单元1包括狭缝照明单元2，狭缝照明单元2具有用于产生狭缝光束路径的狭缝照明光学部件，在此示出两条可能的狭缝照明光束路径5和6。狭缝灯单元进一步包括用于使狭缝照明单元2沿线性X方向12移动的导轨3。为此，狭缝照明单元2通过悬挂系统14对应地连接到导轨3。此外，狭缝照明单元2绕旋转轴线13可旋转地安装在导轨3上。旋转角标记为β。照明单元2的两个对称X移动位置，以及照明单元2绕旋转轴线13的两个类似对称旋转角β，如图1所示。至少一个编码器7测量照明单元的线性位移X和／或旋转角β。

从图1可明显看出，旋转轴线13垂直于由狭缝照明光束路径5(或6)的焦点15(或16)和平行于线性移动方向12的直线跨越的平面。在图1中，该平面就是绘图平面。绘图平面又垂直于物平面17(或18)。

用于使狭缝照明单元2沿导轨3移动的电动驱动系统标记为4。另一个驱动系统可以用电动的方式控制照明单元2绕旋转轴线13的旋转。两个驱动系统还可相互结合，因为对于固定的工作距离10(或11)，X位移的量和角β的量相互关联。然后，相关的工作距离10(或11)可以被输入到控制单元，控制单元根据X位移调节角β。

为了使以不同的工作距离10(或11)进行工作成为可能，如果狭缝照明单元2具有聚焦光学部件，聚焦光学部件根据工作距离10(或11)和／或狭缝照明单元2的线性位移将狭缝照明光束路径聚焦到物平面17(或18)上，则是有用的。对应的焦距分别标记为8和9。焦距由各自的工作距离和照明单元2的X位置独特地确定。又可以通过控制单元设置或建立焦距。有利地，所有控制单元提供在一个控制装置中。

图2是图1的狭缝照明单元2的一个可能实施例的截面侧视图。首先，从图中可以明显看到的是，狭缝照明光学部件及其光源22和透镜19、20和21。可以通过替换至少一个这样的透镜实现聚焦光学部件。另外的光学元件，例如孔等等，可以作为狭缝照明光学部件的组件，这里不再单独描述。电动驱动系统4一方面用于使狭缝照明单元2沿导轨3移动，且另一方面用于使狭缝照明单元2绕旋转轴线13旋转。由此得到的线性位移X、以及旋转角β可以通过编码器7测量和确定。对于预定的工作距离，旋转角β可以通过控制单元(未示出)根据线性X位移进行设置或建立。然后，焦距也可以通过另一个控制单元或者更高级的控制装置来相应地再调节。

最后，图3示出具有狭缝灯单元1(还称为手术狭缝灯)的手术显微镜30。用于联接显微镜30和狭缝灯单元1的机械装置，即，接合器，标记为31。手术显微镜30包括镜筒32和主物镜33。手术显微镜的构造和操作模式以下将不会进行详细描述。从图3可明显地看出，接合器31将手术显微镜30机械地联接到狭缝灯单元1。另外明显的是，偏转棱镜23(参见图2)将第一狭缝照明光束路径5或第二狭缝照明光束路径6分别导向到第一物平面17或第二物平面18上。狭缝照明光学部件的聚焦光学部件将狭缝图像对应地分别聚焦到第一焦点15或第二焦点16上。由此，可以将片光源放置在眼前节中。相关联的焦距分别标记为8和9，且相关联的工作距离分别标记为10和11。关于其细节，参考图1和其描述。由此，手术显微镜30处的观察者可以获得前部眼介质的放大图像。相关联的观察光束路径标记为34。

Claims

1.一种用于手术显微镜(30)的狭缝灯单元(1)，所述狭缝灯单元(1)包括：狭缝照明单元(2)和导轨(3)，所述狭缝照明单元(2)具有用于产生狭缝照明光束路径(5、6)的狭缝照明光学部件(22、19、20、21)，所述导轨(3)用于使所述狭缝照明单元(2)沿所述导轨(3)指定的方向移动，

其中所述导轨(3)配备为用于使所述狭缝照明单元(2)沿线性方向(12)移动；和

所述狭缝照明单元(2)绕与所述线性方向(12)垂直的旋转轴线(13)可旋转地安装在所述导轨(3)上。

2.根据权利要求1所述的狭缝灯单元，其中所述狭缝照明光学部件(22、19、20、21)包括聚焦光学部件，所述聚焦光学部件将所述狭缝照明光束路径(5、6)聚焦到所需的焦点(15、16)上。

3.根据权利要求2所述的狭缝灯单元，其中所述狭缝照明单元(2)绕旋转轴线(13)可旋转，所述旋转轴线(13)垂直于由所述狭缝照明光束路径(5、6)的所述焦点(15、16)和平行于所述线性方向(12)的直线跨越的平面。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的狭缝灯单元，其中存在电动驱动系统(4)，所述电动驱动系统(4)用于使所述狭缝照明单元(2)沿所述导轨(3)移动和/或用于使所述狭缝照明单元(2)绕所述旋转轴线(13)旋转。

5.一种具有狭缝灯单元(1)和显微镜物镜(33)的手术显微镜(30)，所述狭缝灯单元(1)包括：狭缝照明单元(2)和导轨(3)，所述狭缝照明单元(2)具有用于产生狭缝照明光束路径(5、6)的狭缝照明光学部件(22、19、20、21)，所述导轨(3)用于使所述狭缝照明单元(2)沿所述导轨(3)指定的方向移动，

其中所述导轨(3)配备为用于使所述狭缝照明单元(2)沿与所述显微镜(30)的物平面(17、18)平行的线性方向(12)移动；和

6.根据权利要求5所述的手术显微镜，其中所述狭缝照明单元(2)绕旋转轴线(13)可旋转，所述旋转轴线(13)垂直于与所述物平面(17、18)垂直的平面。

7.根据权利要求5所述的手术显微镜，其中所述狭缝照明光学部件(22、19、20、21)包括聚焦光学部件；且存在第一控制单元，以根据所述显微镜上的工作距离(10、11)和/或所述狭缝照明单元(2)的线性位移(x)，将所述狭缝照明光束路径聚焦到所述显微镜的所述物平面(17、18)上。

8.根据权利要求7中所述的手术显微镜，其中存在第二控制单元，以通过所述狭缝照明单元(2)绕其旋转轴线(13)的对应旋转(β)，将所述狭缝照明光束路径(5、6)朝向所述显微镜的焦点(15、16)导向。

9.根据权利要求8所述的手术显微镜，其中所述第一控制单元和所述第二控制单元一起提供在一个控制装置中。

10.根据权利要求5至9中的任一项所述的手术显微镜，其中所述狭缝灯单元(1)具有电动驱动系统(4)，所述电动驱动系统(4)用于使所述狭缝照明单元(2)沿所述导轨(3)移动和/或使所述狭缝照明单元(2)绕所述旋转轴线(13)旋转。