Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gegenüber dem
Stand der Technik vorteilhafte Laserschutzvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches
Beobachtungsgerät
zur Verfügung
zu stellen, das sich in vorteilhafter Weise beim Durchführen einer
Laserbehandlung verwenden lässt.
Die
erste Aufgabe wird durch eine Laserschutzvorrichtung nach Anspruch
1, die zweite Aufgabe durch ein optisches Beobachtungsgerät nach Anspruch
11 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Eine
erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für ein optisches
Beobachtungsgerät
umfasst einen Filter zum Absorbieren von Laserstrahlung, der vor dem
Objektiv des optischen Beobachtungsgerätes in den Beobachtungsstrahlengang
einzubringen ist. In der erfindungsgemäßen Laserschutzvorrichtung
ist der optische Filter aus einem die Laserstrahlung absorbierenden
Kunststoffmaterial hergestellt und weist keine die Laserstrahlung
absorbierende Beschichtung auf. Derartige Kunststoffmaterialien
kommen beispielsweise zum Herstellen von Laserschutzbrillen zur
Anwendung. Gegenüber
den bei den Laserschutzvorrichtungen nach Stand der Technik im allgemeinen
verwendeten beschichteten Laserschutzfiltern bieten die unbeschichteten
Filter aus Kunststoffmaterial den Vorteil, dass sie sehr kostengünstig herzustellen
sind. Dies gilt insbesondere für
Filter mit einer großen
Filterfläche.
Dadurch eröffnet
sich die Möglichkeit,
auch optische Beobachtungsgeräte
mit großen
Objektiven kostengünstig
mit einer vor das Objektiv einzubringenden Laserschutzvorrichtung
zu versehen. Beispielsweise bei Operationsmikroskopen mit stereoskopischen
Teil- Beobachtungsstrahlengängen findet
häufig
eine beiden Teil-Beobachtungsstrahlengängen gemeinsame große Objektivlinse
Verwendung. Derartige große
Objektivlinsen können
einen Durchmesser von 65 mm oder mehr aufweisen. Die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
ist als am Objektiv anzubringende Objektivabdeckung ausgestaltet.
Der Filter der Laserschutzvorrichtung beansprucht in Richtung der
optischen Achse lediglich eine geringe Bauhöhe. Wenn nun die Laserschutzvorrichtung
am Objektiv selbst angebracht wird, das heißt eine vom Objektiv getrennte
Haltevorrichtung für
den Filter nicht nötig
ist, kann der für
die Laserschutzvorrichtung benötigte
Bauraum gering gehalten werden. Der Filter kann dabei selbst eine Form
aufweisen, die beispielsweise ein Aufsetzen auf die Fassung der
Objektivlinse ermöglicht.
Alternativ ist es auch möglich,
den Filter mit einer am Objektiv zu befestigenden Filterfassung
zu versehen. Diese Filterfassung kann etwa als ein auf das Objektiv
aufsetzbarer Aufsatz ausgestaltet sein. Außerdem ist es möglich, den
Filter oder die Filterfassung mit mindestens einem Klemmelement
zum Herbeiführen eines
Klemmsitzes auf dem Objektiv, d.h. insbesondere auf der Fassung
des Objektivs, zu versehen. Der Filter oder die Filterfassung kann
jedoch auch wenigstens ein Spannelement, beispielsweise ein Spannring,
zum Herbeiführen
einer Spannverbindung mit der Objektivfassung umfassen.
Im
Stand der Technik kann zwischen Mikroskopen mit fest eingebautem
Laserschutzfilter und schwenkbarem Laserschutzfilter unterschieden
werden.
Bei
Mikroskopen mit fest eingebautem Filter muss der Anwender bewusst
bestätigen,
dass der Laserschutzfilter eingesetzt ist, bevor der Laserstrahl freigegeben
werden kann. Das Feststellen, ob der Laserschutzfilter eingebaut
ist, kann jedoch mitunter schwierig sein, da man dazu in der Regel
sehr gute Systemkenntnisse haben muss.
Bei
den mit schwenkbaren Filtern versehenen Mikroskopen ist es häufig sogar
noch schwieriger zu erkennen, ob der Filter eingeschwenkt ist. daher
sind diese Systeme häufig
so ausgeführt,
dass ein Rücksignal
an die Laservorrichtung erfolgen muss, um den Laserstrahl freizugeben.
Dies erfordert eine entsprechende Verkabelung, die sich unter Umständen störend auswirken
kann.
Die
Ausgestaltung der Laserschutzvorrichtung als Objektivabdeckung ermöglicht es
dagegen selbst dem technischen Laien, eindeutig und schnell zu erkennen,
ob die Laserschutzvorrichtung sachgemäß montiert ist und entsprechend
Schutz vor der Laserstrahlung gegeben ist. Eine Verkabelung für ein Rücksignal
ist nicht notwendig.
Als
Kunststoffmaterialien für
den Filter der Laserschutzvorrichtung eignen sich insbesondere Materialien,
die eine Polymermatrix und wenigstens ein in die Polymermatrix eingebrachtes
Absorptionsmaterial umfassen. Geeignete Polymermaterialien für die Polymermatrix
sind beispielsweise Polycarbonate.
Durch
die Auswahl geeigneter Absorptionsmaterialien kann die Filterwirkung
des Filters an die zu absorbierende Laserwellenlänge angepasst und so für den verwendeten
Laser optimiert werden. Zusätzlich
zu dem die Laserstrahlung absorbierenden Material kann das Kunststoffmaterial
noch wenigstens ein Absorptionsmaterial umfassen, welches Wellenlängen unter
475 Nanometern absorbiert. Dadurch lässt sich beispielsweise bei
ophthalmologischen Geräten
ein Schutz der Netzhaut vor schädlichen
Anteilen der Beleuchtungsstrahlung realisieren, wenn der Beleuchtungsstrahlengang
durch das Hauptobjektiv des Mikroskops geführt wird. Insbesondere kann
dann das Absorptionsmaterial bzw. können die Absorptionsmaterialien
so gewählt
sein, dass alle Wellenlängen
unter 475 mm herausgefiltert werden.
Für das Herstellen
der Polymermatrix geeigneten Materialien und zum Absorbieren bestimmter Laserwellenlängen geeignete
Materialien sind beispielsweise in
DE 39 38 688 A1 und in
EP 0 375 898 offenbart. Auf die dort
offenbarten Materialien wird daher in Bezug auf geeignete Zusammensetzungen für das Kunststoffmaterial
des Filters der erfindungsgemäßen Laserschutzvorrichtung
verwiesen.
Die
Kunststofffilter können
insbesondere gegossen werden, was die Herstellung der erfindungsgemäßen Laserschutzvorrichtung
vereinfacht. Außerdem
ist es möglich,
dem beim Gießen
entstehenden Kunststoff-Gusskörper eine
gewünschte
Form zu geben. Es muss dazu lediglich eine geeignete Gießform zur
Verfügung
gestellt werden. So ermöglicht das Gießen beispielsweise,
die Laserschutzvorrichtung gleichzeitig als abbildendes Bauelement
auszugestalten. Auch die einstückige
Ausgestaltung der Laserschutzvorrichtung wird mit Hilfe des Gießens möglich.
Ein
erfindungsgemäßes optisches
Beobachtungsgerät,
welches sich zur Verwendung bei einer Laserbehandlung eignet, umfasst
eine vor dem optischen Beobachtungsgerät, das heißt zwischen dem Objektiv des
optischen Beobachtungsgerätes
und der Objektebene oder einer Einkoppelvorrichtung für den Laserstrahl,
angeordnete Laserschutzvorrichtung, die als erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
ausgebildet ist.
Das
erfindungsgemäße optische
Beobachtungsgerät
kann insbesondere als stereoskopisches Beobachtungsgerät mit zwei
Teil-Beobachtungsstrahlengängen
und einem beiden Teil-Beobachtungsstrahlengängen gemeinsamen Objektiv ausgestattet
sein. Ein derartiges Objektiv ist in der Regel relativ groß und hat
einen Durchmesser von 65 mm oder mehr. Derartige große Objektive
mit einem Laserschutzfilter nach Stand der Technik zu versehen, wäre sehr
teuer. Demgegenüber
stellt die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
eine sehr viel kostengünstigere
Alternative dar.
Das
erfindungsgemäße optische
Beobachtungsgerät
kann beispielsweise als Operationsmikroskop ausgestaltet sein.
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Beobachtungsgerät mit mindestens
zwei Beobachtertuben, beispielsweise einem für den behandelnden Arzt und
einem für
den assistierenden Arzt, ausgestattet. In diesem Fall stellt das
Objektiv des optischen Beobachtungsgerätes das Objektiv für alle Tuben
dar. Mit einer einzigen, vor dem Objektiv angebrachten erfindungsgemäßen Laserschutzvorrichtung
lässt sich
so ein Schutz für
alle mit dem Operationsmikroskop arbeitenden Personen realisieren.
Weitere
Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
1 zeigt
ein typisches Operationsmikroskop.
2 zeigt
das Objektiv des Operationsmikroskops und ein erstes Ausführungsbeispiel
für die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung.
3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung.
4 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung.
5 zeigt
das dritte Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
in einem an einer Objektivfassung befestigten Zustand.
Ein
typisches Operationsmikroskop wird nachfolgend anhand von 1 erläutert. Das
Operationsmikroskop 1 umfasst einen Mikroskopkörper 3 und
einen Binokulartubus 5. Der Binokulartubus 5 weist
zwei Okularstutzen 10 auf, in welche auswechselbare Steckokulare 11 eingesteckt
werden können. Von
den beiden Okularstutzen ist in 1 lediglich einer
zu erkennen.
Der
Mikroskopkörper 3 und
der Binokulartubus 5 sind als getrennte Einheiten ausgebildet.
Ein Mikroskopkörper
kann daher mit verschieden Binokulartuben zusammen verwendet werden.
Außerdem ist
es möglich,
zwischen den Binokulartubus 5 und den Mikroskopkörper 3 einen
Adapter zu schalten, der die Aufnahme wenigstens eines weiteren
Binokulartubus ermöglicht.
Im
Mikroskopkörper 3 sind
ein Objektiv 7 und ein Vergrößerungswechsler, beispielsweise
ein Galilei-Vergrößerungswechsler,
in dem zum Vergrößerungswechsel
verschiedene Linsenkombinationen in den Strahlengang eingebracht
werden können,
oder ein Zoomsystem, in dem der Vergrößerungswechsel durch gegeneinander
Verschieben von Linsenkombinationen erfolgt, angeordnet. Der Vergrößerungswechsler
befindet sich im Inneren des Mikroskopkörpers 3 und kann beispielsweise
mittels eines Drehknopfes 9 bedient werden.
Das
Objektiv 7 umfasst eine Objektivfassung 13 und
eine von der Objektivfassung 13 gehaltene Objektivlinse 12 (in 1 nicht
dargestellt, vgl. 5). Die Objektivlinse 12 weist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen Durchmesser von 65 mm auf. Sie dient als Objektivlinse für beide
stereoskopischen Teil-Beobachtungsstrahlengänge des Operationsmikroskops.
Wenn
das Operationsmikroskop 1 zusammen mit einem Laser, beispielsweise
zum Koagulieren von Gewebe, eingesetzt werden soll, so muss verhindert
werden, dass vom Gewebe reflektiertes Laserlicht durch das Operationsmikroskop 1 in
das Auge des behandelnden Arztes gelangt. Zu diesem Zweck kann das
Operationsmikroskop 1 mit einer Laserschutzvorrichtung 100 versehen
werden, welche vor dem Objektiv 7 in den Beobachtungsstrahlengang
eingebracht werden kann (2).
In
im 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die
Laserschutzvorrichtung 100 einen die Laserstrahlung absorbierenden
Filter 102 und eine den Filter haltende Fassung 104,
die eine Befestigung der Laserschutzvorrichtung am Objektiv 7 des Operationsmikroskops 1 ermöglicht.
Die Filterfassung 104 ist im Wesentlichen ringförmig und
steht senkrecht über
die Filterebene vor. Ihr Innendurchmesser ist im Verhältnis zur
Außendurchmesser
der Objektivfassung 13 derart gewählt, dass sie sich auf die
Objektivfassung 13 aufstecken lässt und dort durch Reibungskräfte gehalten
wird.
Der
Filter
102 weist keine die Laserstrahlung absorbierende
Beschichtung auf. Stattdessen ist er aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt, welches die Laserstrahlung absorbiert. Das Kunststoffmaterial umfasst
eine Polymermatrix, in die ein die Laserstrahlung absorbierendes
Material eingebracht ist. Vorzugsweise ist das absorbierende Material
gleichmäßig in der
Polymermatrix verteilt, so dass eine gleichmäßige Absorption über die
gesamte Filterfläche
stattfindet. Als Polymermatrix kann beispielsweise ein Polycarbonat
dienen. Materialien, die sich zum Herstellen der Polymermatrix eignen,
sind beispielsweise in
EP 0 375
898 und
DE 39 38 688 beschrieben.
Auf die in diesen Druckschriften genannten Materialien für die Polymermatrix
wird daher verwiesen.
Das
Absorptionsmaterial, welches in die Polymermatrix eingebracht ist,
ist an die zu absorbierende Laserwellenlänge angepasst. Für die Absorption von
frequenzverdoppelter Laserstrahlung eines Neodym-YAG-Lasers (Wellenlänge: 532
Nanometer) eignen sich beispielsweise Platinoctaethylprophyrin (PtOEP)
oder Platindeuteroporphyrin-IX-dimethylester
(PtDPIXDME). Für
die Laserstrahlung eines Neodym-YAG-Lasers ohne Frequenzverdoppelung (Wellenlänge: 1046
Nanometer) eignet sich beispielsweise Tris-(P-dialkylaminophenyl)-aluminiumsalz.
Für Rubinlaser
(Wellenlänge:
694 Nanometer) geeignete Absorptionsmaterialien sind beispielsweise
Vanandylphthalocyaninverbindungen (VOPc). Geeignete Absorptionsmaterialien
sind in
EP 0 375 898 sowie
in
DE 39 38 688 offenbart.
Auf die Offenbarung dieser Dokumente wird daher bezüglich geeigneter
Absorptionsmaterialien verwiesen.
Bei
Operationsmikroskopen kommt es zum Teil vor, dass der Beleuchtungsstrahlengang
zum Beleuchten des Objektes ebenfalls durch das Objektiv 7 verläuft. In
diesem Fall kann zusätzlich
wenigstens ein Absorptionsmaterial in die Polymermatrix eingebracht
sein, das Strahlung mit Wellenlängen,
die kleiner als 475 Nanometer sind, herausfiltert. Dadurch kann
beispielsweise bei ophthalmologischen Behandlungen die Netzhaut
(Retina) des Patienten vor Schädigungen
durch kurzweilige Strahlungsanteile des Beleuchtungslichtes geschützt werden.
Grundsätzlich
ist es auch möglich,
den Schutzfilter alleine zu diesem Zweck, das heißt ohne
Laserschutzfunktion, auszugestalten und einzusetzen.
Im
in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Laserschutzvorrichtung 100 lediglich auf
das Objektiv 7 des Operationsmikroskops 1 aufgesteckt.
Falls eine erhöhte
Sicherheit gegenüber
einem Lösen
der Laserschutzvorrichtung 100 vom Objektiv 7 gewünscht ist,
kann die Filterfassung 104 mit einem Spannring 106,
der im in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
als Schnellspannring ausgebildet ist, ausgestattet sein. Nachdem
die Laserschutzvorrichtung 100 auf die Objektivfassung 13 aufgesetzt
worden ist, wird der Schnellspannring 106 gespannt und
die Laserschutzvorrichtung so gegen ein Lösen von der Objektivfassung 7 gesichert.
Statt eines Spannrings kann auch eine elastische Spanneinrichtung,
bspw. eine elastisches Band, Verwendung finden.
Eine
alternative Ausführungsform
der Laserschutzvorrichtung ist Ausschnittsweise in 4 in
einem Schnitt gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich
die den Filter 202 haltende Fassung 204 im Wesentlichen
in einer Ebene mit dem Filter 202. In die Filterfassung 204 sind
in regelmäßigen Abständen klammerartige
Federelemente 206 eingesetzt, deren Federbeine im Wesentlichen
senkrecht zur Filterebene über
die Filterfassung 204 vorstehen. Im entspannten Zustand
der Federelemente ist der geringste Abstand d zwischen den Federbeinen 208 geringer
als die Wandstärke
der Objektivfassung 13.
Beim
Aufsetzen der Laserschutzvorrichtung 200 auf das Objektiv 7 werden
die Federbeine 208 von der Objektivfassung 13 auseinander
gedrückt. Die
Federwirkung der Federelemente 206 führt dabei dazu, dass die Federbeine 208 mittels
Federkraft an die Seitenflächen
der Objektivfassung 13 angedrückt werden und so für einen
Klemmsitz der Laserschutzvorrichtung 200 an der Objektivfassung 13 sorgen. Um
das Aufsetzen der Klammerelemente auf die Objektivfassung 13 zu
erleichtern, sind die Enden 210 der Federbeine 208 nach
außen
hin abgebogen.
Neben
den beschriebenen Arten des Befestigens der Laserschutzvorrichtung
am Mikroskopobjektiv 7 gibt es weitere Möglichkeiten,
die Laserschutzvorrichtung zu befestigen. Grundsätzlich eignen sich alle in
der Optik zum Befestigen eines Filters an einem Objektiv bekannten
Befestigungsmöglichkeiten.
Beispielsweise kann die Objektivfassung 7 mit einem Außengewinde
versehen sein. In diesem Fall kann die Laserschutzvorrichtung eine
Filterfassung aufweisen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur
Filterebene erstreckt und mit einem zum Außengewinde der Objektivfassung 13 passenden
Innengewinde versehen sein. In einer alternativen Ausführung dieser
Ausgestaltung ist es auch möglich,
die Objektivfassung mit einem Innengewinde und die Filterfassung
mit einem Außengewinde
zu versehen. In diesem Fall ist der Außenradius der Filterfassung
geringfügig
kleiner als der Innenradius der Objektivfassung. Denkbar sind aber
auch bajonettartige Verbindungen.
In
den Ausführungsbeispielen
wurde der Laserschutzfilter von einer Filterfassung gehalten. Es ist
jedoch auch möglich,
die Laserschutzvorrichtung einstückig
auszubilden. Beispielsweise kann der Rand des Laserschutzfilters
senkrecht abgebogen sein, sodass der Laserschutzfilter selbst die
Form einer Schutzkappe für
das Objektiv annimmt. Dies ist insbesondere möglich, wenn der Filter gegossen wird.
Mittels geeigneter Gießformen
sind vielfältige Geometrien
zu realisieren. Ebenso können
die Federelemente 206 des zweiten Ausführungsbeispiels statt in eine
Filterfassung direkt in das Filtermaterial eingelassen oder sogar
einstückig
mit dem Filtermaterial ausgebildet sein, sofern dieses geeignete
federelastische Eigenschaften besitzt.
Die
erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
bildet eine einfache und preisgünstige
Lösung für den Schutz
des behandelnden Arztes während
einer Laserbehandlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops.
Ob das Operationsmikroskop Schutz gewährt, ist dabei sehr einfach
zu kontrollieren, da ohne weiteres zu erkennen ist, ob der Laserschutzfilter
auf das Mikroskopobjektiv aufgesetzt ist. Außerdem ist das Montieren und
Demontieren der Laserschutzvorrichtung einfach zu handhaben.
Da
die erfindungsgemäße Laserschutzvorrichtung
sehr kostengünstig
herzustellen ist, kann sie insbesondere auch als steriler Einwegartikel,
der nach Gebrauch entsorgt wird, realisiert werden.
Im
Vergleich zu in den Strahlengang einschwenkbaren Filtern fällt bei
der erfindungsgemäßen Laserschutzvorrichtung
außerdem
die Verkabelung zur Stromversorgung der Einschwenkvorrichtung weg.