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Die
Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Beobachtungsoptik,
die einer Beobachtungsperson in einem Sehfeld die vergrößerte
Darstellung eines Objektbereichs ermöglicht, wobei die Beobachtungsoptik
ein stufenlos einstellbares Vergrößerungssystem
umfasst, dem eine Beobachtungsoptik-Einstelleinheit zugeordnet ist,
und mit einem einstellbaren Beleuchtungssystem, das Beleuchtungslicht
für den Objektbereich bereitstellt, um diesen in einem
einstellbaren Leuchtfeld mit Beleuchtungslicht einstellbarer Bestrahlungsstärke
auszuleuchten, wobei eine Beleuchtungssystem-Steuereinheit vorgesehen
ist, die für das Erhalten einer Information zu der eingestellten
Vergrößerung der Beobachtungsoptik mit der Beobachtungsoptik-Einstelleinheit
verbunden ist und die mit dem Beleuchtungssystem in Wirkverbindung
steht, um dieses für eine Anpassung der Größe
des Leuchtfeldes an die Größe des Sichtfeldes
einzustellen.
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Ein
Operationsmikroskop der eingangsgenannten Art ist aus der
EP 0 321 586 A1 bekannt. Dort
ist ein Operationsmikroskop beschrieben, das eine Beobachtungsoptik
mit einstellbarer Vergrößerung aufweist, das eine
Beleuchtungseinrichtung mit verstellbarer Beleuchtungsoptik umfasst.
Um die Größe des Leuchtfeldes an die Größe
des Sehfeldes bei Verändern der Vergrößerung
der Beobachtungsoptik anzupassen, ist eine Kopplung der Beobachtungsoptik
mit der Optik der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen.
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Die
DE 195 37 868 B4 offenbart
ein Operationsmikroskop mit einstellbarer Abbildungsschrittweite.
Das Operationsmikroskop hat ein Beleuchtungssystem, mit dem Beleuchtungslicht
für den Objektbereich erzeugt werden kann. Um die Schnittweite
des Beleuchtungssystems an die Abbildungsschnittweite des Operationsmikroskops
anpassen zu können, ist die Schnittweite des Beleuchtungssystems
variierbar ausgeführt. Es ist ein Kopplungsmechanismus
vorgesehen, der die Beleuchtungsschnittweite mit der Abbildungsschrittweite
des Operationsmikroskops koppelt. Da bei Variieren der Abbildungs-Schnittweite sich
die Vergrößerung des Mikroskops und damit dessen
Sehfelddurchmesser verändert, bewirkt die Kopplung von
Beleuchtungsschrittweite und Abbildungsschnittweite eine Anpassung
des Durchmessers des Leuchtfeldes an den Durchmesser des Sehfeldes
bei dem Operationsmikroskop.
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Ein
einstellbares Beleuchtungssystem für ein Operationsmikroskop
ist darüber hinaus in der
DE 203 10 548 U1 erläutert. Dieses
System ermöglicht, das Beleuchtungslicht für unterschiedliche
Leuchtfelddurchmesser zu fokussieren. Hierdurch wird auch die Bestrahlungsstärke
des Beleuchtungslichts im Leuchtfeld entsprechend variiert.
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In
der
DE 10 2005
011 121 A1 ist ein Verfahren zum optimierten Einstellen
der Lichtleistung in der Objektebene bei Auflichtmikroskopen beschrieben,
die insbesondere als Operationsmikroskope ausgebildet sein können.
Um zu vermeiden, dass in mit dem Mikroskop untersuchtem biologischem
Gewebe thermische Schäden auftreten, die auf übermäßig
intensitätsstarkes Beleuchtungslicht zurückgehen,
wird vorgeschlagen, dass bei Verstellen des Beleuchtungssystems
die Lichtleistung, die zum Objektbereich gelangt, gesteuert bzw.
geregelt wird.
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In
Operationsmikroskopen, die für die Neuro- und HNO Chirurgie
ausgelegt sind, werden Hochleistungslichtquellen, wie etwa Xenonlampen
eingesetzt. Diese Lichtquellen haben neben dem erwünschten Effekt
einer hellen Ausleuchtung des Objektbereichs den Nachteil, dass
trotz Ausfilterung von UV- und Infrarotlicht aus dem von diesen
Lichtquellen bereitgestellten Beleuchtungslicht das Gewebe im Objektbereich
erwärmt werden kann. Dies birgt die Gefahr von thermischen
Schäden. Abhängig von der Leistungseinstellung,
von Arbeitsabstand und von der Bündelung des zum Objektbereich
gerichteten Beleuchtungslichts können mit dem Beleuchtungssystem
in solchen Operationsmikroskopen im untersuchten Gewebe phototoxische
Reaktionen ausgelöst werden. Dann entstehen Gewebeschäden.
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In
Systemen, die dem Stand der Technik entsprechen, wird es der Beobachtungsperson,
also in der Regel dem operierenden Chirurgen, überlassen, welche
Bestrahlungsstärke er zur Beleuchtung des Objektbereichs
wählt. Diesem Personenkreis ist die Gefahr durchaus bewusst,
dass mit vom Beleuchtungssystem im Operationsmikroskop bereitgestelltem
Beleuchtungslicht Patientengewebe geschädigt werden kann.
Die Hersteller von Operationsmikroskopen weisen nämlich
in Betriebsanleitungen auf diese Gefahr hin und es wird dort empfohlen,
mit einer möglichst geringen Lichtquellenleistung zu arbeiten. Zu
Beginn einer Operation wählen Operateure häufig eine
niedrige Lampenleistungseinstellung. Bei Steigerung der Vergrößerung
des optischen Beobachtungssystems im Operationsmikroskop muss dann aber
die zum Operationsbereich geführte Lichtmenge erhöht
werden, da das Sehfeld sonst zu dunkel erscheint. Nun wird beim
Arbeiten mit Operationsmikroskopen das mit dem Beleuchtungssystem
beleuchtete Feld meist größer eingestellt als
das Sehfeld, auch wenn entsprechende Systeme die Möglichkeit
der Verkleinerung des Leuchtfeldes bieten. Dies liegt daran, dass
Chirurgen die Möglichkeit der Verkleinerung des Leuchtfeldes
im laufenden Operationsbetrieb bei einem entsprechenden Operationsmikroskop
häufig nicht nutzen. Dann aber wird das Körpergewebe
eines Patienten unnötig durch Beleuchtungslicht belastet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop bereitzustellen, das
einem Operateur das Ausleuchten eines Operationsbereichs mit Beleuchtungslicht
in der Weise ermöglicht, dass ein Beobachtungsbild hell
genug ist, ohne dass die Gefahr einer thermischen Schädigung
von Patientengewebe durch das Beleuchtungslicht besteht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Operationsmikroskop der eingangs genannten
Art gelöst, bei dem die Beleuchtungssystem-Steuereinheit
das Beleuchtungssystem in Abhängigkeit der eingestellten Vergrößerung
der Beobachtungsoptik derart steuert, dass in einem ersten Vergrößerungsbereich
die Größe des Leuchtfeldes bei konstanter Bestrahlungsstärke
des Beleuchtungslichts im Objektbereich variiert wird und in einem
zweiten Vergrößerungsbereich die Größe
des Leuchtfeldes unter Veränderung der Bestrahlungsstärke
eingestellt wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung enthält das Beleuchtungssystem
für das Einstellen des Leuchtfeldes eine verstellbare Optikbaugruppe.
Diese verstellbare Optikbaugruppe umfasst vorzugsweise wenigstens
ein verstellbares Linsenelement und eine verstellbare Leuchtfeldblende.
Indem die Optikbaugruppe ein gemeinsames Antriebselement für
die Verstellung von Linsenelement und Leuchtfeldblende aufweist,
wird ein sehr zuverlässiger Betrieb des Operationsmikroskops
ermöglicht.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist als Antriebselement eine drehbare
Welle vorgesehen. Zum Antrieb dieser Welle eignet sich insbesondere
ein Elektromotor. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch
der drehbaren Welle ein Drehknopf zu deren Antrieb zugeordnet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung wirkt das gemeinsame Antriebselement
in der Weise auf einen Leuchtfeldblenden-Verstellmechanismus, dass
eine in das Antriebselement eingeleitete Antriebskraft sowohl bei Öffnen
der Leuchtfeldblende als auch bei Schließen der Leuchtfeldblende
auf die Leuchtfeldblende übertragen wird. Ein solcher Verstellmechanismus
ist so in der Lage, relativ große Verstellkräfte
in die Leuchtfeldblende einzuleiten. Auf diese Weise ist ein zuverlässiger
Betrieb der Leuchtfeldblende auch bei häufigem Öffnen
und Schließen über lange Zeiträume hinweg
möglich, obwohl durch mechanischen Verschleiß der
beweglichen Elemente die Betätigungskräfte für
die Blende mit der Zeit ansteigen.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist das Beleuchtungssystem eine Lichtquelle
für Beleuchtungslicht auf, der eine Einheit zum Einstellen
eines Beleuchtungslichtstromes von Beleuchtungslicht aus der Lichtquelle
zugeordnet ist. Vorzugsweise enthält das Beleuchtungssystem
zum Einstellen eines Beleuchtungslichtstromes eine Siebblende. Auf
diese Weise kann ein Schwellwert für Phototoxizität
von zum Objektbereich gelenktem Beleuchtungslicht präzise
eingehalten werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist dem Vergrößerungssystem
eine Einstelleinheit zugeordnet, die dazu dient, die Vergrößerung
der Beobachtungsoptik auf einen von der Beobachtungsperson wählbaren
Wert einzustellen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist in dem ersten Vergrößerungsbereich
die Transmission der Beobachtungsoptik im Wesentlichen konstant
und in dem zweiten Vergrößerungsbereich nimmt
die Transmission der Beobachtungsoptik mit zunehmender Vergrößerung
ab.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Operationsmikroskops mit Beleuchtungssystem
und Beleuchtungssystemsteuereinheit;
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2 ein
Leuchtfeld und ein Sehfeld des Operationsmikroskops bei hoher Vergrößerung;
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3 ein
Leuchtfeld und ein Sehfeld des Operationsmikroskops bei niedriger
Vergrößerung;
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4 die
Transmission der Beobachtungsoptik im Operationsmikroskop aus 1 für
unterschiedliche Sehfelddurchmesser;
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5 die
Intensität des Beleuchtungslichts im Beleuchtungssystem
des Operationsmikroskops für unterschiedlich eingestellte
Leuchtfelddurchmesser;
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6 die
Bestrahlungsstärke des Beleuchtungslichts im Objektbereich
für unterschiedliche Leuchtfelddurchmesser; und
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7, 8 und 9 eine
Baugruppe im Operationsmikroskop aus 1.
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Das
Operationsmikroskop 100 aus 1 hat eine
Beobachtungsoptik mit einem fokussierbaren Mikroskop-Hauptobjektivsystem 101,
das eine optische Achse 110 aufweist. Die Beobachtungsoptik des
Operationsmikroskops umfasst als stufenlos einstellbares Vergrößerungssystem 104 ein
dreigliedriges Zoom mit verstellbaren Linsen, das von einem linken
Beobachtungsstrahlgang 111 und einem rechten Beobachtungsstrahlgang 112 durchsetzt
wird. Das Operationsmikroskop 100 ermöglicht einer
Beobachtungsperson durch Einblick in einen Binokulartubus 113 mit
einer Okularoptik 115 das Beobachten eines Objektbereichs 116 in
einem Sehfeld 117 unter einstellbarer Vergrößerung.
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Dem
fokussierbaren Hauptobjektivsystem 101 und dem einstellbaren
Vergrößerungssystem 104 ist jeweils eine
Einstelleinheit 119, 118 zugeordnet. Eine jede
Einstelleinheit 118, 119 umfasst nicht weiter
dargestellte motorische Antriebe.
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Das
Operationsmikroskop 100 hat ein Beleuchtungssystem 150.
Das Beleuchtungssystem 150 stellt Beleuchtungslicht 151 in
einem Leuchtfeld 152 am Objektbereich 116 bereit.
Das Beleuchtungssystem 150 enthält eine Xenonlampe 153 als
Lichtquelle, der eine einstellbare Siebblende 154 zugeordnet
ist. Das Licht aus der Xenonlampe 153 wird durch die Siebblende 154 einem
Lichtleiter 155 zugeführt. Das Beleuchtungssystem 150 enthält
eine Leuchtfeldblende 157. Diese wird mit dem aus dem Lichtleiter 155 austretenden
Beleuchtungslicht 156 ausgeleuchtet. Das Beleuchtungssystem 150 umfasst
weiter eine einstellbare Optikeinheit 158 und ein einstellbares
Spiegelelement 159. Mittels der einstellbaren Optikeinheit 158 und
dem einstellbaren Spiegelelement 159 wird das aus der Leuchtfeldblende 157 austretende
Beleuchtungslicht 160 zum Objektbereich 116 gelenkt.
Dort erzeugt es das Leuchtfeld 152.
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Dem
Beleuchtungssystem 150 ist eine Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 zugeordnet. Die
Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 ist mit einer Einheit 176 zum
Steuern der Leistung der Xenonlampe 153 und einer Einheit 177 zur
Einstellung der Siebblende 154 verbunden. Die Einheit zur
Einstellung der Siebblende 177 umfasst ein in der 1 nicht
weiter dargestelltes motorisches Stellelement.
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Die
einstellbare Optikeinheit 158 und die einstellbare Leuchtfeldblende 157 bilden
eine einstellbare Optikbaugruppe 180. Zur Einstellung von
Optikeinheit 158 und Leuchtfeldblende 157 enthält
das Beleuchtungssystem 150 eine Einstelleinheit 178.
Die Einstelleinheit 178 enthält ebenfalls ein
in der 1 nicht weiter dargestelltes motorisches Stellelement.
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Das
Spiegelelement 159 in dem Beleuchtungssystem 150 ist
verstellbar ausgeführt. Zur Verstellung des Spiegelelements 159 enthält
das Beleuchtungssystem 150 eine Antriebseinheit 179,
die ebenfalls an die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 angeschlossen
ist.
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Durch
Verstellen des Spiegelelementes 159, der einstellbaren
Optikeinheit 158 und der Leuchtfeldblende 157 kann
bei dem Operationsmikroskop 100 die Größe
des Leuchtfeldes 152 in der Objektebene des Mikroskops-Hauptobjektivsystems 101 an die
Größe des Sehfeldes 117 angepasst werden. Hierzu
ist die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 mit den Einstelleinheiten 118, 119 für
das fokussierbare Hauptobjektivsystem 101 an das Vergrößerungssystem 104 verbunden.
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Der
Beleuchtungssysstem-Steuereinheit 175 ist eine Eingabeeinheit 190 zugeordnet.
Diese Eingabeeinheit 190 ermöglicht eine Konfiguration
der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175. Insbesondere kann
so die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 bei Austausch
der Okularoptik 115 oder des Mikroskop-Hauptobjektives 101 für
geänderte Abbildungsparameter der Beobachtungsoptik im
Operationsmikroskop eingestellt werden. In der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 ist
die Information über die Vergrößerung
der Okularoptik 115 abgelegt. Der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 wird
die augenblicklich gewählte Einstellung des Hauptobjektivsystems 101 und
des Vergrößerungssystems 104 von den
Einstelleinheiten 118, 119 zugeführt.
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Aus
der Vergrößerung der Okularoptik 115, der
Vergrößerung des Vergrößerungssystems 104 sowie
der Anstellung des Mikroskops-Hauptobjektivsystems 101 berechnet
die Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 die Größe
des Sehfeldes 117, das heißt dessen Durchmesser
DS in der Objektebene. Die Objektebene entspricht
der Fokusebene des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 101.
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Für
den berechneten Durchmesser DS des Sehfeldes
wird dann von der Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 die
Antriebseinheit 179 für das Spiegelelement 159 sowie
die Einstelleinheit 178 für die Optikbaugruppe 180 mit
der einstellbaren Optikeinheit 158 und der Leuchtfeldblende 157 so
angesteuert, dass das mit dem Beleuchtungssystem 150 im
Objektbereich 116 erzeugte Leuchtfeld 152 an das Sehfeld 117 des
Operationsmikroskops 100 angepasst ist. Eine vorteilhafte
Anpassung von Leuchtfeld 152 und Sehfeld 117 besteht
darin, den Durchmesser DL des Leuchtfeldes 152 auf
den Durchmesser DS des Sehfeldes 117 einzustellen.
Möglich ist aber auch, den Durchmesser D2 des
Leuchtfeldes 152 so zu variieren, dass dieser stets etwas
größer als der Durchmesser DS des
Sehfeldes ist.
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Die
Beleuchtungssystem-Steuereinheit 175 steuert dabei die
Optikbaugruppe 180 im Beleuchtungssystem 150 so,
dass für große bis mittlere Leuchtfelder, also
grosse bis mittleren Leuchtfelddurchmesser DL,
die Optikbaugruppe 158 verstellt wird, ohne dass gleichzeitig
eine Variation der Leuchtfeldblende 157 erfolgt.
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Dagegen
wird, um mittlere und kleine Leuchtfelder einzustellen, das heißt
für mittlere und kleinen Durchmesser DL des
Leuchtfeldes, die Stellung der Optikbaugruppe 158 unveränderlich
gehalten und lediglich die Öffnung der Leuchtfeldblende 157 variiert.
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Durch
die automatische Kopplung der Leuchtfeldgröße
an die Sehfeldgröße ist immer sichergestellt,
dass für den mit dem Operationsmikroskop 100 operierenden
Chirurgen die im Binokulareinblick des Operationsmikroskops sichtbaren
Bereiche des Objekfeldes ausgeleuchtet sind. Gleichzeitig wird so
bewirkt, dass außerhalb des Sehfeldes des Operationsmikroskops
liegende Gewebestrukturen bei einem Patient vor unnötiger
Belastung durch Beleuchtungslicht, das heißt vor unerwünschter
Erwärmung geschützt sind.
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Die 2 zeigt
schematisch das Operationsmikroskop 100 aus 1 bei
einer Einstellung von Beobachtungsoptik und Beleuchtungsoptik für geringe
Vergrößerungen, wobei das Leuchtfeld 152 das
Sehfeld 217 abdeckt und in seiner Größe
derjenigen des Sehfeldes 217 entspricht.
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Die 3 zeigt
schematisch das Operationsmikroskop 100 aus 1 bei
einer Einstellung der Beobachtungsoptik und der Beleuchtungsoptik für
hohe Vergrößerung, wobei das Leuchtfeld 352 ebenfalls
das Sehfeld 317 abdeckt und wiederum eine Größe
hat, die derjenigen des Sehfeldes entspricht.
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Die 4 zeigt
ein Diagramm 400, in dem mit einer Kurve 401 die
Transmission T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 für
einen jeweiligen Durchmesser des Sehfeldes beim Operationsmikroskop 100,
d. h. das Verhältnis der des aus der Okularoptik 115 austretenden
Lichtmenge zu der vom Mikroskop-Hauptobjektivsystem 101 aus
dem Objektbereich 116 aufgegangenen Lichtmenge aufgetragen ist.
Bei Verändern der Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115,
etwa indem das Vergrößerungssystem 104 verstellt
wird oder indem der Fokus des Mikroskop-Hauptobjektivsystems 101 verlagert wird, ändert
sich der Durchmesser DS des Sehfeldes. Für
die Form des Operationsmikroskops 100 aus 1 gilt,
dass mit steigender Vergrößerung der Durchmesser
DS des Sehfeldes streng monoton abnimmt.
Das heißt, die Größe des Sehfeldes und
dessen Durchmesser hängt umkehrbar eindeutig mit der optischen
Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im
Optiksystem zusammen.
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Die
Transmission T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im
Operationsmikroskop 100 aus 1 als Funktion
des Sehfelddurchmessers hat einen ersten Abschnitt 402,
in dem die Vergrößerung vergleichsweise gering
ist. In dem Abschnitt 402 ändert sich die Transmission
T der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 mit
steigender Vergrößerung, d. h. mit abnehmendem
Durchmesser DS des Sehfeldes praktisch nicht.
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Dieses
Verhalten der Transmission T der Beobachtungsoptik ändert
sich bei einer bestimmten Vergrößerung, die einem
charakteristischen Sehfelddurchmesser DS entspricht.
Oberhalb dieser Vergrößerung nimmt mit steigender
Vergrößerung das Transmissionsverhalten T der
Beobachtungsoptik in einem zweiten Abschnitt 403 stark
ab. Der charakteristische Sehfeldmesser D * / S grenzt im Diagramm 400 den
Abschnitt 402 von dem Abschnitt 403 der Kurve 401 für
die Transmission T der Beobachtungsoptik ab.
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Bei
dem Operationsmikroskop 100 aus 1 wird das
Leuchtfeld 152 bei vergleichsweise geringer Vergrößerung
an die Größe des Sehfeldes 117 angepasst,
indem die einstellbare Optikeinheit 180 im Beleuchtungssystem 150 derart
variiert wird, dass bei Verkleinern des Sehfeldes durch Erhöhen der
Vergrößerung der Beobachtungsoptik eine Bündelung
des Beleuchtungslichts erfolgt. Um eine mit der Bündelung
des Beleuchtungslichts einhergehende Steigerung von dessen Beleuchtungsstärke
B im Leuchtfeld 152 bei dem Operationsmikroskop 100 aus 1 auszugleichen,
wird deshalb durch Einstellen der Lampenleistung der Xenonlampe 153 und durch
Verstellen der Siebblende 154 die Intensität des
Beleuchtungslichts 156, das die Leuchtfeldblende 157 bei
dem System ausleuchtet, abgeschwächt.
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Die 5 zeigt
ein Diagramm 500 mit einer Kurve 501, in der qualitativ
die Intensität des Beleuchtungslichts 156, das
die Leuchtfeldblende 157 im Beleuchtungssystem 150 von
Operationsmikroskop 100 aus 1 ausleuchtet,
in Abhängigkeit des mit dem System eingestellten Leuchtfelddurchmessers
DS aufgetragen ist.
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In
einem ersten Abschnitt 502, der dem Abschnitt 402 aus 4 entspricht,
wird die Lichtintensität I mit steigender Vergrößerung
abgesenkt. In einem zweiten Abschnitt 503, der dem zweiten
Abschnitt 403 aus 4 entspricht,
wird die Lichtintensität I mit steigender Vergrößerung
gesteigert. Dabei ist das Verstellen des Beleuchtungssystems 150 insbesondere
auf die mit der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 eingestellte
Vergrößerung in der Weise abgestimmt, dass die
Beleuchtungsstärke B des Beleuchtungslichts im Leuchtfeld
im Objektbereich den in 6 mit dem Diagramm 600 gezeigten
Verlauf entsprechend der Kurve 601 hat. Das heißt,
die Beleuchtungssystem-Steuerungseinheit 175 bei dem Operationsmikroskop 100 aus 1 steuert
das Beleuchtungssystem 150 in Abhängigkeit der
eingestellten Vergrößerung der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 derart,
dass in einem ersten Vergrößerungsbereich 602 die
Größe des Leuchtfeldes 152 bei konstanter
Bestrahlungsstärke B des Beleuchtungslichts im Objektbereich 116 variiert
wird und in einem zweiten Vergrößerungsbereich 603 die
Größe des Leuchtfeldes 152 unter Veränderung
der Bestrahlungsstärke B eingestellt wird. Dabei wird das
Beleuchtungssystem 150 im Operationsmikroskop 100 aus 1 so
gesteuert, dass der Helligkeitseindruck des Beobachtungsbildes im
Binokulartubus 113 für eine Beobachtungsperson über
den gesamten mit der Beobachtungsoptik 101, 104, 115 im
Operationsmikroskop 100 einstellbaren Vergrößerungsbereich konstant
ist.
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Zur
Einstellung des Leuchtfeldes 152 und der Bestrahlungsstärke
B des Beleuchtungslichts im Objektbereich 116 wird im Beleuchtungssystem 150 des
Operationsmikroskops 100 aus 1 die Leuchtfeldblende 157 und
die Optikeinheit 158 mittels der Einstelleinheit 178 über
ein motorisches Stellelement verstellt, wobei gleichzeitig die Intensität des
von der Xenonlampe 153 an der Leuchtfeldblende 157 bereitgestellten
Beleuchtungslichts 156 angepasst wird.
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Die
Kopplung von Leucht- und Sehfeld im Operationsmikroskop 100 bedingt,
dass das Beleuchtungssystem für eine sehr hohe Zahl von
Betriebszyklen ausgelegt werden muss, da bei einer jeden Verstellung
der Beobachtungsoptik im Operationsmikroskop auch das Beleuchtungssystem
variiert wird. Es ist davon auszugehen, dass bei einer Kopplung
von Beobachtungsoptik und Beleuchtungssystem im Operationsmikroskop
das Beleuchtungssystem in einem Zeitraum von 10 Jahren 220 000 Mal verstellt
wird. In diesem Fall bedarf es eines kraftstarken Antriebs in einem
Verstellmechanismus für die Leuchtfeldblende im Beleuchtungssystem,
weil ein häufiges Bewegen entsprechender Lamellen in der Leuchtfeldblende
um deren Öffnung zu verkleinern oder zu vergrößern
entsprechenden Verschleiß der beweglichen Einheiten der
Blende aufgrund Reibung hervorruft. Über einen Zeitraum
von 10 Jahren kann dies bedeuten, dass die für ein Bewegen
der Leuchtfeldblende erforderliche Verstellkraft um mehr als den
20-fachen Betrag, etwa von 0,05 N auf über 1,00 N ansteigt.
Für diese hohen Verstellkräfte ist eine üblicherweise
in Leuchtfeldblenden eingesetzte Rückholfeder in der Regel
nicht ausgelegt. Um dann dennoch ein zuverlässiges Einstellen
der Blende über einen entsprechend langen Zeitraum zu gewährleisten, muss
sichergestellt sein, dass für das Verstellen der Leuchtfeldblende
in jeder Betriebssituation eine ausreichend große Verstellkraft
in die Blende eingeleitet wird.
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Die
Kopplung von Leucht- und Sehfeld wie im Operationsmikroskop 100 aus
Fig. erfordert daher eine entsprechend robuste Bauform des darin
vorgesehenen Beleuchtungssystems 150.
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Die 7, 8 und
die 9 zeigt eine Baugruppe 700 im Operationsmikroskop 100,
die diesen Anforderungen Rechnung trägt, in unterschiedlichen
perspektivischen Ansichten.
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Die
Baugruppe 700 enthält das Verstellbare Mikroskop-Hauptobjektiv 790 mit
einer optischen Achse 795 und umfasst eine Aufnahme 701 für
einen nicht weiter dargestellten Lichtleiter. Hinter dieser Aufnahme
ist die Leuchtfeldblende 702 des Operationsmikroskops angeordnet.
Die Leuchtfeldblende 702 ist verstellbar ausgeführt
und kann durch Bewegen eines Stellelements 703 entsprechend
dem Doppelpfeil 704 geöffnet und geschlossen werden.
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Die
Baugruppe 700 enthält eine Beleuchtungsoptik 705 mit
einer Beleuchtungslinse 706 und einem Beleuchtungsspiegel 707.
Die Beleuchtungslinse 706 ist in einer Aufnahme 708 gehalten,
der an Führungsschienen 709, 710 bewegbar
gelagert ist. Je nach Stellung der Beleuchtungslinse 706 entlang der
Führungsschienen 711, 712 wird das aus
der Leuchtfeldblende 702 austretende Beleuchtungslicht mehr
oder weniger stark gebündelt zu dem Beleuchtungsspiegel 707 geführt,
der es zum Objektbereich des Operationsmikroskops lenkt.
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Die
Baugruppe umfasst eine Antriebswelle 720 als gemeinsames
Antriebselement für die Leuchtfeldblende 702 und
die Aufnahme 708 der Beleuchtungslinse 706. Der
Antriebswelle 720 ist ein Stellmotor 721 mit Getriebe 722 zugeordnet.
Der Stellmotor 721 wirkt über das Getriebe 722 auf
diese Antriebswelle 720 und vermag diese um eine Drehachse 723 zu
bewegen. Weiter ist der Antriebswelle ein Drehknopf 725 zugeordnet,
um in jedem Fall auch ein manuelles Bewegen der Antriebswelle 720 zu
gewährleisten.
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Die
Baugruppe 700 umfasst einen ersten Antriebshebel 730.
Dieser erste Antriebshebel 730 ist starr mit der Antriebswelle 720 verbunden.
Er wirkt mit einem Rollenlager 731 auf einen Führungsschlitten 732,
der mit der Aufnahme 708 für die Beleuchtungslinse 706 verbunden
ist. Durch Drehen der Antriebswelle 720 um die Drehachse 723 entsprechend der
mittels des Pfeils 733 kenntlich gemachten Drehrichtung
wird der Führungsschlitten 732 in Richtung des
Pfeiles 734 bewegt.
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Zum
Verstellen der Leuchtfeldblende 702 ist in der Baugruppe 700 ein
zweiter Antriebshebel 740 vorgesehen. Dieser zweite Antriebshebel 740 ist
zu der Antriebswelle 720 um deren Drehachse 723 drehbar
gelagert. An dem zweiten Antriebshebel sind zwei Führungsschienen 741, 742 ausgebildet,
die auf einen Betätigungszapfen 743 an dem Stellelement der
Leuchtfeldblende 702 wirken.
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Bei
Drehen der Antriebswelle 720 wird der zweite Antriebshebel 740 nur
in einem bestimmten Drehbereich der Antriebswelle 720 entsprechend dem
Doppelpfeil 750 bewegt. Diese Drehbewegung wird über
die Führungsschienen 741, 742 auf den Betätigungszapfen 743 der
Leuchtfeldblende 702 für eine Verstellbewegung
entsprechend dem Doppelpfeil 704 übertragen.
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Zur
Kopplung von Antriebswelle 720 und dem zweiten Antriebshebel 740 ist
ein Mitnehmermechanismus mit einer raumfest zur Antriebswelle 720 angeordneten
Mitnehmerelement 750. Dieses Mitnehmerelement 750 steuert
eine Riegelvorrichtung 751. Diese Riegelvorrichtung 751 wirkt über
ein nicht weiter dargestelltes Federelement auf das Mitnehmerelement 750 und
wird entsprechend einer am Mitnehmerelement ausgebildeten Steuerkurve 752 bewegt.
In einer bestimmten Drehposition des ersten Antriebshebels 730 wirkt
dieser mit einer Mitnehmernase 753 und der Riegelvorrichtung 751 auf
den zweiten Antriebshebel 740. Dann wir eine Drehbewegung
der Antriebswelle 720 auch auf den zweiten Antriebshebel 740 übertragen.
Auf diese Weise wird ein Verstellmechanismus für die Leuchtfeldblende 702 geschaffen,
der in das Stellelement 703 der Leuchtfeldblende 702 sowohl
zum Öffnen der Blende als auch um diese zu schließen
eine Antriebskraft einleiten kann.
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Bei
dem in der 1 gezeigten Operationsmikroskop 100 ist
eine Kopplung des mit dem Beleuchtungssystem 150 erzeugten
Leuchtfeldes an das Sehfeld der Bobachtungsoptik 101, 104, 115 realisiert.
Es ist vorteilhaft, bei dem Operationsmikroskop optional auch die
Möglichkeit vorgesehen, das Leuchtfeld unabhängig
von der Einstellung der Beobachtungsoptik zu steuern. Hierzu kann
in das Operationsmikroskop ein schaltbarer Kopplungsmechanismus
von Leuchtfeld und Sehfeld integriert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0321586
A1 [0002]
- - DE 19537868 B4 [0003]
- - DE 20310548 U1 [0004]
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