DD259265A1 - Stereo-operationsmikroskop - Google Patents

Abstract

Stereo-Operationsmikroskop, vorzugsweise anwendbar in der Mikrochirurgie, wobei in den Stereostrahlengaengen, mindestens einem Objektiv nachgeordnet, Systeme zur variablen Vergroesserung sowie Tubussysteme vorgesehen sind und den Tubussystemen Bildaufnahmeeinheiten fuer die Stereostrahlengaenge nachgeordnet sind, wobei ueber mit den Bildaufnahmeeinheiten verbundene Sender Monitore am Kopf des Operateurs fuer das rechte und linke Auge angesteuert werden.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist vorzugsweise in der Mikrochirurgie, aber auch überall, wo bei mikroskopischen Stereoeinblicken eine Zwangshaltung von Kopf und Körper als störend empfunden wird, anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Vor allem in der Mikrochirurgie sind die Anforderungen an die Gewährleistung ergonomisch optimaler Beobachtungsbedingungen für den am Operationsmikroskop sitzenden Operateur aufgrund der langen, ununterbrochenen Beobachtungsdauer von oft mehreren Stunden nicht hoch genug anzusetzen.

Ein Großteil der bekannten technischen Lösungen versucht, dieses Problem durch die Art der Montierung des Mikroskopes am Tragarm und durch Schwehkokulare zu berücksichtigen. Eine befriedigende Lösung wurde dabei noch nicht gefunden. Der Operateur ist immer wieder Zwangshaltungen ausgesetzt.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DD-WP 226399), Binokular- und Objektiveinheit voneinander unabhängig schwenk- und verschiebbar anzuordnen und über aus Faserbündeln bestehende Bildleitkabel zu verbinden. Dabei kann es durch die Masse der Bildleitkabel und mögliche Defekte (Faserbrüche) zu bewegungsmäßigen und optischen Einschränkungen kommen.

Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen (WP G 02 B/2792126), eine kopfhaltungsabhä/igige Nachführung des gesamten Mikroskopkörpers bzw. der Okulare bei optisch-elektronischer Ermittlung der Kopfhaltung zu realisieren. Diese Lösung ist mit erheblichem Aufwand verbunden, insbesondere, wenn die Nachführung ohne merkliche zeitliche Verzögerung erfolgen soll.

Herkömmliche Operationskopflupen, welche bei Einhaltung eines festen Arbeitsanstandes den Operateur größeren ergonomischen Komfort bieten, lassen sich nicht mit den vielfältigen Leistungen der Operationsmikroskope wie variable und hohe Vergrößerung (über 8fach), Einsatz von Dokumentationstechnik (Foto und Video) sowie Gewährleistung gleicher Betrachtungsbedingungen für Mitarbeiter und Mitbeobachter, ausrüsten.

Okularfreie mikroskopische Beobachtungssysteme mit Projektionssystemen bieten nicht die für mikrochirurgische Arbeiten nötige Bildhelligkeit. Diese Systeme sind außerdem mit Einschränkungen bezüglich Betragungsrichtung und optischer Qualität verbunden.

Ziel der Erfindung ;

Ziel der Erfindung ist es, ein ergonomisch optimales Operationsmikroskop unter Vermeidung der angeführten Nachteile des Standes der Technik zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist ein Operationsmikroskop ohne gerätebedingte Fixierung der Kopfhaltung.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stereo-Operationsmikroskop, wobei in den Stereostrahlengängen, mindestens einem Objektiv nachgeordnet, Systeme zur variablen Vergrößerung sowie Tubussysteme vorgesehen sind, dadurch gelöst, daß den Tubussystemen Bildaufnahmeeinheiten für die Stereostrahlengänge nachgeordnet sind, wobei über mit den Bildaufnahmeeinheiten verbundene Sender Monitore am Kopf des Operateurs für das rechte und linke Auge angesteuert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, einen weiteren Sender vorzusehen, der die Monitore mit zusätzlichen'ßildinhalten ansteuert. Dazu gehören z. B. Begrenzungslinien, Höhenlinien, Linien konstanter spektraler Remission bzw. Temperatur, Marken,' Zusatzdaten u.a.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Bilder der Monitore über ein am Kopf befestigtes Spiegelsystem auf die Augen des Operateurs abgebildet werden, daß das Spiegelsystem einschwenkbar ist, daß zwischen den Monitoren und den Augen ein Vergrößerungssystem angeordnet ist und daß der Sender mit Mitteln zur Informationsverarbeitung und/oder Wiedergabe verbunden ist. .

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop mit stereoskopischer Beobachtungseinheit Fig. 2: Ein Schema der Verknüpfung erfindungsgemäßer Elemente

Fig.3: Eine Einrichtung zur automatischen Meridianisierung der Stereobasis

Oberhalb einer Objektebene 0 befindet sich ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung 1, beispielsweise einem Schrägilluminator, einem an einem Tragarm 36 befestigten Gehäuse 2, einem Objektiv 3, einer optischen Achse 4, die zugleich mechanische Achse für ein drehbares Gehäuse 2' ist, einem Vario-(Zoom)-System für einen linken Stereokanal 5L und einem rechten Stereokanal 5R sowie Tubusobjektiven 6L und 6R.

In den beiden Strahlengängen sind lichtelektrische Empfängermatrizen, vorzugsweise CCD-Matrizen 9L und 9R angeordnet, deren Bildsignale über einen zweikanaligen TV Sender 1OL und 10R in die Umgebung des Operationsmikroskopes abgestrahlt

werden. .

Für die Bildsignale sind am Kopf 23 des Betrachters Empfänger 11 L und 11 R vorgesehen, die Monitore 12L und 12R mit Monitoren 22 L und 22 R ansteuern. Weiterhin sind an einer am Kopf 23 befestigten Tragvorrichtung 20 ein fester Umlenkspiegel 13 und ein beweglicher Umlenkspiegel 14, der um eine Achse 15 klappbar ist, vorgesehen.

Ein über ein federndes Element 12 mit einem Anker 18 eines Elektromagneten 19 verbundener Hebel 16 dient der Betätigung des Spiegels 14. Im Strahlengang der Monitore 22 L und 22 R sind abbildende Linsen 21 L und 21 R vorgesehen. Die hier dargestellte Tragvorrichtung 20 besteht aus einem am Kopf 23 des Operateurs befestigten Gurtband. Der Operateur kann in der dargestellten Stellung des Umlenkspiegels 14 den Monitor 12L mit dem linken Auge 24 und den Monitor 12R mit dem rechten Auge beobachten. Bei einer zweiten Beobachtungsperson 23', die dem Operateur gegenüber sitzt, wird in der zugeordneten Betrachtungseinheit die Zuordnung der Monitore zu rechtem und linkem Auge vertauscht.

An derTragvorrichtung 20 ist weiterhin frontal, zentrisch und in Längsrichtung derTragvorrichtung eine Lichtquelle 25, vorzugsweise eine Luminiszenzdiode mit einer flachen Strahlungsindikatrix, die in der Zeichenebene liegt, vorgesehen. Im Mikroskopgehäuse 2' befindet sich eine Richtungsgebereinheit 26, die mit der Lichtquelle 25 die in Fig. 3 erläuterte automatische Meridiansteuerung der Stereobasis bildet.

In Fig. 2 versorgt ein ortsfester Empfänger 27 L, R für die von den Sendern 10L, Rausgesandten Bildsignale Monitpre 28, Kameras 29, Stereomitbeobachtungseinrichtungen 30, Videorecorder 31 sowie einen Rechner 32. Ein ortsfester Sender 33 sendet Bildsignale in die Umgebung des Operationsmikroskopes, die durch Verarbeitungsprozeduren verändert sind. Im Mikroskop bzw. Tragarm sind Elektromotoren 34,35 zum Antrieb der Servosteuerungen vorgesehen. 36 und 37 sind ein fester und ein verstellbarerTeil des Mikroskoptragarmes, der eine x-y-Verstellung aufweist und eine Befestigung 38, z. B. an der Decke, aufweist.

An die Festigkeit und Steifigkeit dieser Tragarme und Befestigungen werden durch die Erfindung die Anforderungen verringert, da der Wegfall von Okularen, Umlenkprismen, Mitbeobachtereinblicken und Kameras die zu tragende Masse gegenüber herkömmlichen Operationsmikroskopen erheblich reduziert wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Objekt in der Objektebene 0 wird durch die Beleuchtungseinrichtung 1 beleuchtet und über das Objektiv 3 nach unendlich abgebildet. Über das Zoomsystem 5 sowie die Tubuslinsen 6 wird das Objekt auf die Empfängermatrizen 9L und 9 R abgebildet. Das drehbare Gehäuseteil 2' ist durch Drehung um die optische Achse 4 so eingestellt, daß die aus den beiden Teilsystemen für links und rechts gebildete Stereobasis parallel zu der vom linken und rechten Auge des Beobachters 23 gebildeten Stereobasis orientiert ist. Das auf die Matrizen 9 L und 9 R abgebildete Stereobildpaar wird in Bildsignale umgewandelt und über die Sender 10L, R in den Raum unmittelbar um das Mikroskop herum angestrahlt. Die Bildsignale werden von den am Kopf 23 befestigten Empfängern 11 L, R in ein Farb-Stereobildpaar zurückverwandelt, welches über die Spiegel 13,14 mittels der als Lupen wirkenden Linsen 21 L, R aufrecht stehend und seitenrichtig zu beobachten ist.

Dabei wird die Bildaufrichtung und Seitenumkehr vorteilhafterweise elektronisch vorgenommen. Bei Direktbeobachtung wird über ein Steuersignal mittels des Elektromagneten 19 über Anker 18 sowie Hebel 16,17 der Spiegel 14 in die entsprechende Position gebracht. Das Steuersignal kann beispielsweise über einen Fußschalter oder ein Sprachkommando ausgelöst

werden. .

Vom ortsfesten Empfänger 27 werden die vom Sender 10 ausgesandten Bildsignale dem Monitor 28 oder einer Gruppe von Monitoren zugeführt, um die Mitbeobachtung für Lehr- und Kontrollzwecke zu ermöglichen. Dabei kann zum Zweck der Dokumentation der Monitor 28 von Kameras 29 fotografiert werden.

Eine weitere Dokumentationsmöglichkeit bietet der Anschluß eines Videorecorders 31.

Der Rechner 32 dient der Eingabe und Abarbeitung besonderer Bidlauswerteprogramme, beispielsweise eines Programmes, welches aus der Auswertung des Kontrastes auf den Fokussierzustand schließt und in an sich bekannter Weise über Servomotor 34 die automatische Scharfeinstellung des Mikroskopes bewirkt.

Andere Programme erzeugen aus den primären Bildsignalen veränderte Bildinformationen, z. B. werden aus schwach sichtbaren farblichen oder strukturellen Merkmalen oder Merkmalsänderungen im Objekt bzw. im Primärbild deutlich sichtbare Begrenzungslinien erzeugt, die in die Monitore für den Operateur und die Mitarbeiter_eingegeben bzw. dem Primärbild überlagert werden.

Ferner sind mittels des Rechners und z. B. unter Nutzung der Lichtgriffel-Technik zusätzliche Daten und Markierungen in die Monitorbilder einsetzbar wie auch Steuersignale zur Bewegung des Mikroskopes auf einen markierten Bereich. In Fig.3 ist eine am drehbaren Gehäuse 2' angebrachte Richtungsgebereinheit 7 dargestellt, die das Gehäuse 2' ringförmig umgibt. Sie enthält lichtelektrische Empfänger 8, von denen einer, der Empfänger 8', radial unter 90° zur Stereobasis der Stereokanäle 5L, 5R sowie der Tubuslinsen 6L, 6R, liegt.

Wendet sich der Operateur dem Operationsmikroskop zu und blickt in Richtung der Mitte des Operationsfeldes 0, so wird einer der Empfänger 8 vom Licht der Lichtquelle 25 getroffen.

Dadurch wird der Motor 34 angesteuert und der drehbare Gehäuseteil 2' gegen den festen Gehäuseteil 2 so lange um die optische Achse 4 verdreht, bis der Empfänger 8' in die Lichtebene der Lichtquelle 25 gelangt. In dieser Position ist die Stereobasis des Stereomikroskopes zur Stereobasis des Beobachters meridional richtig orientiert und dadurch werden Sterepsis und ergonomisch optimale Koordinierung der Manipulatoren des Operateurs gewährleistet.

Bei dem in Fig.3 gezeigten Positionsbeispiel würde die automatische Meridiansteuerung den Gehäuseteil 2' um 90° drehen. Durch die Meridiansteuerung werden gleichfalls für den in der 180°-Position arbeitenden Mitarbeiter 23' die gleichen Betrachtungsbedingungen geschaffen.

Claims (6)

1. Stereo-Operationsmikroskop, wobei in den Stereostrahlengängen, mindestens einem Objektiv nachgeordnet, Systeme zur variablen Vergrößerung sowie Tubussysteme vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Tubussystemen Bildaufnahmeeinheiten für die Stereostrahlengänge nachgeordnet sind, wobei über mit den Bildaufnahmeeinheiten verbundene Sender Monitore am Kopf des Operateurs für das rechte und linke Auge angesteuert werden.

2. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein . weiterer Sender vorgesehen ist, der die Monitore mit zusätzlichen Bildinhalten ansteuert.

3. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder der Monitore über ein am Kopf befestigtes Spiegelsystem auf die Augen des Operateurs abgebildet werden.

4. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelsystem einschwenkbar ist.

5. Stereo-Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Monitoren und den Augen ein Vergrößerungssystem angeordnet ist.

6. Stereo-Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit Mitteln zur Informationsverarbeitung und/oder Wiedergabe verbunden ist.