DE102004016946B4

DE102004016946B4 - Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop sowie Operationsmikroskop

Info

Publication number: DE102004016946B4
Application number: DE102004016946A
Authority: DE
Inventors: Peter Andrews; Peter Reimer
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: DE102004016946A1

Abstract

Ophthalmoskopie-Vorsatz (30) für ein Operationsmikroskop (10), mit einer oder mehreren Ophthalmoskopierlinsen (32) zur Abbildung des Fundus (41) oder von Glaskörperbereichen des Auges (40), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ophthalmoskopierlinsen (32) einen großen Radius wenigstens einer ihrer Grenzflächen (36, 37) gegen Luft zur Vermeidung einer Zurückreflektierung von Lichtreflexen in einen Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops (10) sowie eine hohe Brechkraft von größer 50 Dioptrien aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Operationsmikroskop gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
Operationsmikroskope werden unter anderem in der Augenchirurgie eingesetzt. Sie weisen in der Regel wenigstens ein Hauptobjektiv und einen oder mehrere – insbesondere stereoskopische – Beobachtungstuben auf. Über eine Beleuchtungseinrichtung erfolgt die Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts, beispielsweise eine Auges.
Um den Fundus (Augenhintergrund) oder fundusnahe Glaskörperbereiche eines menschlichen Auges mikroskopisch betrachten zu können, kann zwischen dem Hauptobjektiv und dem zu untersuchenden Auge ein Ophthalmoskopie-Vorsatz vorgesehen sein, der über eine oder mehrere Ophthalmoskopierlinsen verfügt. Mit der/den Ophthalmoskopierlinse(n) wird ein Zwischenbild des betrachteten Auges erzeugt, das dann mit dem eigentlichen Operationsmikroskop betrachtet wird. Dieses so betrachtete Bild ist höhen- und seitenverkehrt und pseudo-stereoskopisch, das heißt in der Tiefenwahrnehmung ist vorne und hinten vertauscht. Um mikroskopisch arbeiten zu können, ist aber ein aufgerichtetes, stereoskopisch richtiges Bild erforderlich. Gleichzeitig mit der nötigen Bildaufrichtung muss deshalb im Operationsmikroskop eine Vertauschung der beiden Beobachtungsstrahlengänge erfolgen. Dies geschieht in der Regel über ein System zur Bildumkehr, das ebenfalls in dem Ophthalmoskopie-Vorsatz untergebracht sein kann.

Beispiele für solche Operationsmikroskope und Ophthalmoskopie-Vorsätze sind in der DE 41 14 646 A1 und der WO 02/27379 A2 beschrieben.

Bei den bisher gebräuchlichen Systemen kann der Fundus (Augenhintergrund) des Auges noch nicht sinnvoll mit der im Operationsmikroskop integrierten Beleuchtungseinrichtung ausgeleuchtet werden. Der Grund hierfür sind Reflexe der Lichtquelle von der Vorder- und Rückfläche der für die Fundusbetrachtung notwendigen Ophthalmoskopierlinse, die vor dem zu untersuchenden Auge plaziert ist.

Um diese Nachteile zu umgehen ist es beispielsweise bekannt, die Beleuchtung mittels einer zusätzlichen Beleuchtungseinrichtung vorzunehmen. Hierbei handelt es sich um eine Endo-Beleuchtung in Form einer Intraokularsonde, mittels derer das Auge von innen beleuchtet wird. Ein wesentlicher Nachteil bei dieser Vorgehensweise liegt darin, dass der Operateur diese Intraokularsonde mit einer Hand manipulieren muss. Somit kann er diese Hand nicht für andere Tätigkeiten einsetzen. Vereinzelt kommt für diese Anwendung auch eine Spaltbeleuchtung zum Einsatz, die aber nur in einem ganz engen Winkelbereich ein zufriedenstellendes Bild für den Anwender liefert.

In der US 2002/0191280 A1 ist zu Vermeidung derartiger Nachteile eine Lösung in Form eines Ophthalmoskopie-Vorsatzes mit einer Ophthalmoskopierlinse beschrieben, bei der die Ophthalmoskopierlinse so flach gehalten ist, dass die Reflexe von den Grenzflächen bei einer geeigneten Beleuchtungsanordnung nicht in den Beobachtungsstrahlengang zurückreflektiert werden. Der Nachteil bei dieser bekannten Lösung liegt darin, dass durch die flachen Radien nur Brechkräfte der Ophthalmoskopierlinse von etwa 40 Dioptrien (Dpt) erreicht werden können. Dies hat zu Folge, dass das Bildfeld des zu untersuchenden Auges sehr klein und damit für die meisten chirurgischen Eingriffe nicht brauchbar ist. Abhilfe wird gemäß dieser bekannten Lösung durch eine Ophthalmoskopierlinse mit integriertem Prisma geschaffen, wodurch bei einer Drehung dieser Ophthalmoskopierlinse auch die peripheren Bereiche des Fundus sichtbar gemacht werden können. Diese Handhabung ist aber sehr umständlich. Außerdem wird wieder eine Hand des Operateurs für die Manipulation der Ophthalmoskopierlinse benötigt.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop zu schaffen, durch welchen störende Reflexionen, ausgelöst von einer Lichtquelle, reduziert werden können. Es soll vermieden werden, dass Lichtreflexionen in den Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops gelangen. Weiterhin soll ein entsprechend verbessertes Operationsmikroskop bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Ophthalmoskopie-Vorsatz mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie das Operationsmikroskop mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ophthalmoskopie-Vorsatz beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop, und umgekehrt.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop bereitgestellt, der eine oder mehrere Ophthalmoskopierlinsen zur Abbildung des Fundus oder von Glaskörperbereichen des Auges aufweist. Der Ophthalmoskopie-Vorsatz ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ophthalmoskopierlinsen einen großen Radius wenigstens einer ihrer Grenzflächen – vorzugsweise aller ihrer Grenzflächen – gegen Luft sowie eine hohe Brechkraft von größer 50 Dioptrien aufweist.

Damit kann eine reflexfreie, zumindest aber reflexreduzierte Ophthalmoskopierlinse bereitgestellt werden. Selbst wenn es noch zu Resten von Reflexen kommen sollte, so werden diese doch so gelenkt, dass sie nicht in die Beobachtungsoptik eines mit dem Ophthalmoskopie-Vorsatz versehenen Operationsmikroskops zurückreflektiert werden können. Die erfindungsgemäß ausgestaltete Ophthalmoskopierlinse ist daher für eine maximale Fundusausleuchtung beziehungsweise Ausleuchtung von Glaskörperbereichen des zu untersuchenden Auges geeignet.

Je nach Ausgestaltung kann der Ophthalmoskopie-Vorsatz eine oder mehrere solcher Ophthalmoskopierlinsen aufweisen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse wenigstens einen großen Radius wenigstens einer ihrer Grenzflächen gegen Luft bei gleichzeitig hoher Brechkraft aufweist. Vorzugsweise weisen alle Grenzflächen gegen Luft der Ophthalmoskopierlinse(n) einen großen Radius auf.

Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte notwendige Brechkraft beschränkt. Erfindungsgemäß soll die Brechkraft wenigstens 50 Dioptrien betragen. Vorteilhaft kann die Brechkraft auch darüber liegen, beispielsweise in einer Größenordnung von größer oder gleich 80 Dioptrien, insbesondere von größer oder gleich 100 Dioptrien.

Erfindungsgemäß ist weiterhin erforderlich, dass die Grenzfläche(n) der Ophthalmoskopierlinse(n) gegen Luft einen großen Radius aufweist/aufweisen. Unter dem Begriff „großer Radius" soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch umfasst sein, dass die Grenzfläche(n) gegen Luft als Planfläche(n) ausgebildet sein kann/können.

Deshalb kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens eine Grenzfläche der wenigstens einen Ophthalmoskopierlinse gegen Luft als Planfläche ausgebildet ist. Vorteilhaft können alle Grenzflächen gegen Luft als Planflächen ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung ist zur Realisierung der erfindungsgemäßen Merkmale nicht auf bestimmte Linsentypen beschränkt. Nachfolgend werden diesbezüglich einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse als Gradientenindexlinse ausgebildet ist. Gradientenindexlinsen zeichnen sich generell dadurch aus, dass sie einen räumlich kontinuierlich veränderlichen, ortsabhängigen Brechungsindex aufweisen. Dieser weist dann einen Gradienten auf.

Durch die Verwendung von Gradientenindexlinsen ist es möglich, die erforderlichen hohen Brechkräfte der Ophthalmoskopierlinse auch mit relativ großen Radien beziehungsweise sogar mit Planflächen zu erzielen. Dadurch läßt sich in Verbindung mit einer geeigneten, in einem Operationsmikroskop integrierten Beleuchtungseinrichtung, eine reflexfreie oder zumindest reflexreduzierte Beobachtung des zu untersuchenden Auges realisieren.

In weiterer Ausgestaltung kann wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse als diffraktives optisches Element ausgebildet sein. Durch eine diffraktive Optik mit flachen Oberflächen können die unerwünschten Reflexionen sehr leicht beherrscht werden. Bei einem diffraktiven optischen Element handelt es sich generell um mit Strukturen in der Größenordnung der Lichtwellenlänge versehene optische Flächen oder Schichten, wobei durch Lichtbeugung an diesen Strukturen optisch wirksame Funktionen realisiert werden. Diffraktive optische Elemente weisen in der Regel eine zweidimensionale Form auf. Gegenüber herkömmlichen optischen Elementen wie Prismen oder Linsen zeichnen sie sich insbesondere dadurch aus, dass sie kompakter und leichter zu handhaben sind.

Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse als Kittglied bestehend aus zwei oder mehr Linsenelementen ausgebildet ist und dass die Linsenelemente an wenigstens einer ihrer Grenzflächen gegen Luft große Radien beziehungsweise Planflächen aufweisen.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse in Bezug auf die optische Achse – zumindest leicht – gekippt ist. Durch eine solche Kippung können eventuell doch noch auftretende Reflexe derart abgelenkt werden, dass sie nicht mehr in den Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops fallen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse um einen festen, unveränderlichen Winkel gekippt ist. In anderer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der Kippwinkel wenigstens einer Ophthalmoskopierlinse veränderbar ist. Vorteilhaft kann eine Vorrichtung zum Verkippen wenigstens einer Ophthalmoskopierlinse in Bezug auf die optische Achse vorgesehen sein.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Ophthalmoskopie-Vorsatz als Fundus-Abbildungssystem oder als Abbildungssystem für Glaskörperbereiche in der Augenchirurgie, und hier insbesondere bei der Hinterabschnittschirurgie, verwendet werden.

Der wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Ophthalmoskopie-Vorsatz kann insbesondere bei einem Fundus-Abbildungssystem oder einem Abbildungssystem für Glaskörperbereiche Verwendung finden, bei dem mit einer Beleuchtungseinrichtung des Operationsmikroskops das zu untersuchende Auge ausgeleuchtet werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Operationsmikroskop bereitgestellt, mit einem Hauptobjektiv und einem oder mehreren Beobachtungstuben, wobei das Operationsmikroskop erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses wenigstens einen wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ophthalmoskopie-Vorsatz aufweist.

Operationsmikroskope sind an sich bekannt und beispielsweise in dem in der Beschreibungseinleitung genannten Stand der Technik beschrieben.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Operationsmikroskop eine Beleuchtungseinrichtung aufweist. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Typen von Beleuchtungseinrichtungen beschränkt. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich kann die Beleuchtungseinrichtung als Spaltbeleuchtung ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der Beleuchtungswinkel über eine entsprechende Einrichtung einstellbar sein.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei ist in der einzigen Figur ein Operationsmikroskop mit dem erfindungsgemäßen Ophthalmoskopie-Vorsatz dargestellt.
In der Figur ist ein Operationsmikroskop 10 dargestellt, vor dessen Hauptobjektiv 11, 12 der erfindungsgemäße Ophthalmoskopie-Vorsatz 30 angeordnet ist. Das Operationsmikroskop 10 ist in einer an sich bekannten Weise aufgebaut. Hinter dem Hauptobjektiv 11, 12 sind Vergrößerungswechsler 13, 14 und/oder eine Zoomoptik, Tubuslinsen 15, 16 sowie Umkehrprismen 17, 18 für die beiden separaten Strahlengänge angeordnet. Die stereoskopische Betrachtung erfolgt durch Binokulartuben 19, 20. Die Verwendung eines gemeinsamen Hauptobjektivs 11, 12 ist nicht unbedingt erforderlich. Es kann auch für jeden der beiden Beobachtungsstrahlengänge ein separates Objektiv vorgesehen sein.
Der Ophthalmoskopie-Vorsatz 30 weist zunächst ein optisches System 31 zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Prismensystem, ein Linsensystem oder dergleichen handeln. Der Ophthalmoskopie-Vorsatz 30 enthält auf der, einem zu untersuchenden Auge 40 zugewandten Seite wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse 32, die in einer ersten Zwischenbildebene 33 ein höhen- und seitenverkehrtes Bild des betrachteten Fundus 41 des Auges 40 erzeugt.
Dieses Bild wird über das nachfolgende optische System 31 aufgerichtet und seitenrichtig in eine zweite Zwischenbildebene 34 abgebildet. Das Bild der zweiten Zwischenbildebene 34 wird durch das eigentliche Operationsmikroskop 10 betrachtet.
Weiterhin ist im Ophthalmoskopie-Vorsatz 30 noch eine verschiebbare Linse 35 vorgesehen, mittels derer der interessierende Abschnitt des zu untersuchenden Auges 40 fokussiert werden kann.
Wenn zur Beleuchtung des zu untersuchenden Auges 40, beziehungsweise von dessen Fundus die dem Operationsmikroskop 10 zugeordnete Beleuchtungseinrichtung (nicht dargestellt) verwendet wird, kann es zu unerwünschten Reflexen an der Vorderfläche 36 und/oder Rückfläche 37 der für die Fundusbetrachtung verwendeten Ophthalmoskopierlinse(n) 32 kommen.
Um dies zu vermeiden, zumindest aber in erheblichem Maße zu reduzieren, ist die Ophthalmoskopierlinse 32 erfindungsgemäß in besonderer Weise ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass die Ophthalmoskopierlinse einen großen Radius wenigstens einer ihrer Grenzflächen 36, 37 gegen Luft, vorzugsweise große Radien all ihrer Grenzflächen 36, 37 gegen Luft aufweist. Ein großer Radius kann auch bedeuten, dass die Grenzfläche(n) als Planfläche(n) ausgebildet ist/sind. Weiterhin weist die Ophthalmoskopierlinse 32 eine hohe Brechkraft, vorzugsweise von größer/gleich 80 Dioptrien auf. Beispielsweise kann die Ophthalmoskopierlinse 32 als Gradientenindexlinse, als diffraktives optisches Element, als Kittglied bestehend aus zwei oder mehr Linsenelementen oder dergleichen ausgebildet sein. Um die Gefahr einer unerwünschten Reflexion weiter zu reduzieren, kann die Ophthalmoskopierlinse 32 in Bezug auf die optische Achse 38 leicht gekippt oder kippbar sein.
Neben der beschriebenen Ophthalmoskopierlinse können auch andere optische Elemente des Ophthalmoskopie-Vorsatzes in der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ophthalmoskopierlinse beschriebenen Weise – beispielsweise als Gradientenlinse und/oder als diffraktives optisches Element und/oder als Kittglied oder dergleichen – ausgebildet sein. Einzelne Bestandteile des Ophthalmoskopie-Vorsatzes können auch durch (Zusatz-)Bauteile im Operationsmikroskop übernommen werden.

10: Operationsmikroskop
11: Hauptobjektiv
12: Hauptobjektiv
13: Vergrößerungswechsler
14: Vergrößerungswechsler
15: Tubuslinse
16: Tubuslinse
17: Umkehrprisma
18: Umkehrprisma
19: Binokulartubus
20: Binokulartubus
30: Ophthalmoskopie-Vorsatz
31: optisches System
32: Ophthalmoskopierlinse
33: erste Zwischenbildebene
34: zweite Zwischenbildebene
35: Linse
36: Vorderfläche
37: Rückfläche
38: optische Achse
40: Auge
41: Fundus

Claims

Ophthalmoskopie-Vorsatz (30) für ein Operationsmikroskop (10), mit einer oder mehreren Ophthalmoskopierlinsen (32) zur Abbildung des Fundus (41) oder von Glaskörperbereichen des Auges (40), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ophthalmoskopierlinsen (32) einen großen Radius wenigstens einer ihrer Grenzflächen (36, 37) gegen Luft zur Vermeidung einer Zurückreflektierung von Lichtreflexen in einen Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops (10) sowie eine hohe Brechkraft von größer 50 Dioptrien aufweist.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse (32) eine Brechkraft von größer oder gleich 80 Dioptrien aufweist
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Grenzfläche (36, 37) der wenigstens einen Ophthalmoskopierlinse (32) gegen Luft als Planfläche ausgebildet ist.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse (32) als Gradientenindexlinse ausgebildet ist.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse (32) als diffraktives optisches Element ausgebildet ist.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse (32) als Kittglied bestehend aus zwei oder mehr Linsenelementen ausgebildet ist und dass die Linsenelemente an wenigstens einer ihrer Grenzflächen gegen Luft große Radien aufweisen.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ophthalmoskopierlinse (32) in Bezug auf die optische Achse (38) gekippt ist.
Ophthalmoskopie-Vorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Verkippen wenigstens einer Ophthalmoskopierlinse (32) in Bezug auf die optische Achse (38) vorgesehen ist.
Verwendung eines Ophthalmoskopie-Vorsatzes (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Fundus-Abbildungssystem oder als Abbildungssystem für Glaskörperbereiche in der Augenchirurgie.
Operationsmikroskop (10), mit einem Hauptobjektiv (11, 12) und einem oder mehreren Beobachtungstuben und einer Beleuchtungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Ophthalmoskopie-Vorsatz (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung als Spaltbeleuchtung ausgebildet ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Einstellung des Beleuchtungswinkels vorgesehen ist.