DE102008004596A1 - Fluoreszenzmikroskop und Beleuchtungsystem hierfür - Google Patents

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Helge Jess
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopierverfahren bzw. ein Mikroskop sowie ein Beleuchtungssystem hierfür, bei welchem zur Beleuchtung eines Objekts für die Abbildung in einem Abbildungssystem eine Lichtquelle (71), welche elektromagnetische Strahlung zur Beleuchtung eines Objekts (9) emittiert, und ein Filter (83) vorgesehen sind, welcher im Lichtstrahlbereich zwischen Lichtquelle und zu beleuchtendem Objekt angeordnet ist, wobei der Filter eine Filtercharakteristik aufweist, welche im Bereich des sichtbaren Lichtes mehr als 50% und weniger als 90% der Strahlungsintensität herausfiltert und im Bereich des infraroten Lichts weniger als 50% der Strahlungsintensität herausfiltert.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Objekts für die Abbildung in einem Abbildungssytem, wie einem Mikroskop, insbesondere einem Operationsmikroskop, sowie ein entsprechendes Mikroskop und Mikroskopierverfahren hierfür.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung geht aus von einem Mikroskopiersystem und Mikroskopierverfahren, wie es in der DE 103 39 784 A1 sowie der US 2004/0109231 A1 beschrieben ist, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Verweis vollständig hierin aufgenommen wird.
  • Die oben genannten Druckschriften beschreiben ein Mikroskopierverfahren bzw. ein Mikroskopiersystem, welche insbesondere bei Operationen eingesetzt werden können, um Gewebe mittels Fluoreszenz in bestimmter Weise sichtbar zu machen. Für die Fluoreszenz wird bei dem genannten Stand der Technik ein Fluoreszenzfarbstoff, beispielsweise Indocyaningrün ICG eingesetzt, um durch Anregung von Fluoreszenzemissionen bestimmte Gewebebereiche sichtbar zu machen, welche mit dem Fluoreszenzfarbstoff versehen sind. Der Fluoreszenzfarbstoff, welcher auch als Kontrastmittel bezeichnet werden kann, ermöglicht die Sichtbarmachung von bestimmten Gewebearten bzw. Gewebestrukturen, in welche der Fluoreszenzfarbstoff eindringt. Obwohl hier als Fluoreszenzfarbstoff bezeichnet, kann das Kontrastmittel durch jeden Stoff gebildet sein, welcher zum Emittieren von Licht angeregt werden kann. Bei dem beschriebenen Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün ICG erfolgt dies durch die Bestrahlung mit Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm, wobei die durch die Strahlung angeregte, emittierte Strahlung ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von 835 nm aufweist. Durch entsprechendes Filtern des von dem untersuchten Gewebe ausgesendeten Lichts, so dass möglichst nur Licht der angeregten Wellenlänge im Bereich von 835 nm durchgelassen wird, kann die Verteilung und Einlagerung des Fluoreszenzfarbstoffs im Gewebe sichtbar gemacht werden. Da es sich hierbei um infrarotes Licht handelt, kann durch Verwendung einer Infrarotkamera ein entsprechendes Bild für eine Anzeigevorrichtung erzeugt werden.
  • Die in der US 2004/0109231 A1 bzw. DE 103 39 784 A1 beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen durch Überlagerung von Abbildungen im sichtbaren Bereich und im Infrarotbereich die Betrachtung des zu untersuchenden bzw. zu operierenden Gewebes zum Einen mit sichtbarem Licht und andererseits mit durch den Fluoreszenzfarbstoff emittiertem infraroten Licht, so dass neben der normalen Betrachtung des zu untersuchenden bzw. zu operierenden Gewebes mit sichtbarem Licht die Information über die Gewebeart bzw. Gewebestruktur mittels des Kontrastmittels gewonnen werden kann.
  • Bei dem beschriebenen Stand der Technik wird zur Beleuchtung des abzubildenden Objekts ein Beleuchtungssystem eingesetzt, welches eine Filterscheibe bzw. ein Filterrad mit verschiedenen Filtern einsetzt, um den zu untersuchenden Bereich des Gewebes mit entsprechendem Licht auszuleuchten.
  • So wird einerseits ein Filter verwendet, welcher eine hohe Transmission im Bereich des sichtbaren Lichts und im Bereich der Anregungswellenlänge für den Fluoreszenzfarbstoff aufweist. Damit wird erreicht, dass Licht der Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 800 nm mit möglichst maximaler Intensität mit Transmissionswerten ≥ 50 % durchgelassen wird. So ist sowohl eine Abbildung des zu untersuchenden bzw. zu operierenden Bereichs im sichtbaren Lichtbereich als auch eine Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs mit der Anregungswellenlänge bei 780 nm möglich. Bei einer Wellenlänge von 800 nm weist der entsprechende Filter eine Schwelle auf, so dass bei höheren Wellenlängen das Transmissionsvermögen drastisch absinkt, so dass nur mehr eine Transmission der Strahlungsintensität im Bereich von ≤ 0,1 % vorliegt. Dies dient dazu, einen möglichst guten Kontrast für die nachfolgende Abbildung des durch die Anregung emittierten Lichts des Fluoreszenzfarbstoffs zu ermöglichen.
  • Allerdings wird durch die starke Lichteinstrahlung das Gewebe sehr stark erwärmt, so dass für den Fall, dass keine Fluoreszenzbetrachtung durchgeführt werden soll, ein Wärmeschutzfilter vorgesehen ist, der anstelle des erstgenannten Filters im Beleuchtungssystem eingesetzt werden kann. Der Wärmeschutzfilter weist lediglich eine hohe Transmission im sicht baren Bereich, also im Bereich von 400 bis 710 nm von ≥ 50 % der Strahlungsintensität auf, während bei höheren Wellenlängen das Transmissionsvermögen auf Werte ≤ 0,5 % der Strahlungsintensität absinkt. Dadurch wird erreicht, dass im Fall, dass keine Fluoreszenzbetrachtung nötig ist, ein unnötiger Wärmeeintrag vermieden wird.
  • Allerdings besteht bei dem entsprechenden Mikroskopierverfahren bzw. der dafür vorgesehenen Mikroskopiereinrichtung das Problem darin, dass gerade im Fluoreszenzmodus, also bei Betrachtung der durch Fluoreszenz angeregten Infrarotstrahlung bei gleichzeitiger Betrachtung eines Bildes im sichtbaren Lichtwellenlängenbereich ein hoher Energieeintrag des zu untersuchenden bzw. zu operierenden Objekts vorliegt, welcher zu Schädigungen oder Veränderungen des Gewebes führen kann.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Mikroskopierverfahren bzw. ein Mikroskop sowie insbesondere ein Beleuchtungssystem hierfür zur Verfügung zu stellen, bei welchen die oben genannten Probleme insbesondere hinsichtlich der in das zu untersuchende Objekt eingebrachten Strahlungsenergie gelöst werden. Insbesondere soll ein Mikroskopiesystem geschaffen werden, bei welchem auch bei gleichzeitiger Betrachtung des Objekts im sichtbaren Bereich und im angeregten infraroten Bereich der Energieeintrag in das Objekt minimiert wird. Diese Aufgabe soll zudem gelöst werden bei einer guten Abbildungsqualität. Zudem soll das Mikroskop einfach aufgebaut, bzw. das Mikroskopierverfahren einfach durchführbar sein.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Mikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Verfahren zum Mikroskopieren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass der Energieeintrag in das zu beobachtende Objekt bzw. das zu operierende Gewebe bei einem Mikroskop bzw. Operationsmikroskop dadurch verringert werden kann, dass bei einem Modus, bei welchem sowohl eine Betrachtung des Objekts mit Licht im sichtbaren Bereich als auch mit durch Anregung emittiertem Licht möglich ist, die Lichtintensität im sichtbaren Wellenlängenbereich auf das Nötigste beschränkt wird und soweit reduziert wird, dass gerade noch eine ausreichende Abbildung im sichtbaren Bereich möglich ist, während gleichzeitig die Bestrahlung des Objekts mit einer Wellenlänge, welche der Anregungswellenlänge entspricht, maximal gewählt wird, um eine gute Anregung der Lichtemission zu ermöglichen.
  • Entsprechend wird für ein derartiges Vorgehen ein Filter in einem Beleuchtungssystem vorgesehen, der eine entsprechende Filtercharakteristik aufweist, also im Bereich des sichtbaren Lichts viel Licht herausfiltert bzw. wenig Licht hindurch lässt und im Wellenlängenbereich der Anregungswellenlänge möglichst viel Lichtintensität durchlässt bzw. wenig herausfiltert.
  • Entsprechend wird ein Beleuchtungssystem vorgeschlagen, welches einen Filter aufweist, der eine Filtercharakteristik hat, die im Bereich des sichtbaren Lichts mehr als 30 % und weniger als 90 % der Strahlungsintensität herausfiltert und im Bereich des infraroten Lichts weniger als 50 % der Strahlungsintensität herausfiltert.
  • Insbesondere kann im Bereich des sichtbaren Lichts der Filter mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 60 %, insbesondere mehr als 75 % der Strahlungsintensität herausfiltern bzw. weniger als 80 % der Strahlungsintensität.
  • Darüber hinaus kann im Bereich des infraroten Lichts weniger als 60 %, insbesondere weniger als 75 %, vorzugsweise weniger als 90 % und höchst vorzugsweise weniger als 98 % der Strahlungsintensität herausgefiltert werden.
  • Die oben beschriebene Filterwirkung bzgl. des sichtbaren Bereichs kann in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, vorzugsweise 390 nm bis 750 nm, insbesondere 400 nm bis 700 nm oder 420 nm bis 750 nm bzw. 450 nm bis 700 nm vorliegen, während die Filterwirkung bzgl. des infraroten Bereichs in einem Lichtwellenlängenbereich von 700 nm bis 820 nm, vorzugsweise 750 nm bis 810 nm, insbesondere 780 nm bis 800 nm, oder 750 nm bis 780 nm vorliegen kann.
  • Die Filterwirkung im sichtbaren Bereich kann vorteilhafterweise sehr gleichmäßig eingestellt werden, um möglichst in jedem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts die gleiche Filterwirkung zu erzielen. Damit wird vermieden, dass bei der Abbildung im sichtbaren Bereich Farbstiche auftreten. Allerdings sind Abweichungen der Filterwirkung zulässig, da eine entsprechende Korrektur auch im Strahlengang der Mikroskopoptik vorgenommen werden kann. Bevorzugt ist jedoch die Abweichung der Filterwirkung ≤ 10 Prozentpunkte, insbesondere ≤ 5 Prozentpunkte einzustellen.
  • Der Filter für das Beleuchtungssystem kann sowohl ein Transmissions- als auch ein Reflexionsfilter sein.
  • Der Filter kann als Interferenzfilter aufgebaut sein, wobei insbesondere ein Stapel dünner Schichten mit unterschiedlichen, aufeinander abgestimmten Brechungsindizes vorgesehen werden kann, um die wellenlängenabhängige Filterwirkung in gewünschter Weise einzustellen.
  • Da mit einem derartigen Filter die Erwärmung des zu beobachtenden Objekts verringert wird, kann ein entsprechendes Mikroskop bzw. ein entsprechendes Mikroskopierverfahren im Dauerbetrieb durchgeführt werden, so dass ein Wechsel des Filters, wie beim Stand der Technik vorgesehen, nicht erforderlich ist. Allerdings ist es auch denkbar, entsprechende Wechselmöglichkeiten vorzusehen, um zwischen verschiedenen Modi des Betriebs wechseln zu können.
  • Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann in jedem geeigneten Mikroskop bzw. allgemein Abbildungssystem eingesetzt werden, wobei insbesondere Operationsmikroskope und vorzugsweise Stereomikroskope bevorzugt sind.
  • Neben dem beschriebenen Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün können auch andere Fluoreszenzfarbstoffe und allgemein andere durch Licht zu Lichtemissionen mit veränderten Wellenlängen anregbare Stoffe eingesetzt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlich, welches anhand der beigefügten Figuren beschrieben ist. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
  • 1 eine Darstellung eines Mikroskopiesystems; und in
  • 2 ein Diagramm bzgl. der Filtercharakteristik eines in einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem verwendeten Filters.
  • Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Mikroskopiesystems 1 ist bis auf das Beleuchtungssystem 63 identisch mit dem Mikroskopiesystem, welches in der DE 103 39 784 A1 bzw. der US 2004/0109231 A1 beschrieben ist. Entsprechend wird bzgl. einer detaillierten Beschreibung des Mikroskops 1 auf die oben genannten Druckschriften verwiesen, deren Inhalt hiermit entsprechend durch Verweis mit aufgenommen ist.
  • Das Mikroskop 1 umfasst eine Mikroskopieoptik 3 mit einem Objektiv 5, welches symmetrisch zu einer optischen Achse 7 angeordnet ist. In der Objektebene des Objektivs 5 kann ein zu untersuchendes Objekt 9 angeordnet werden. Das von dem Objekt 9 ausgehende Licht wird von dem Objektiv 5 in ein paralleles Strahlenbündel 11 überführt. Nachfolgend sind in denn Strahlengang zwei mit Abstand von der optischen Achse 7 angeordnete Zoomsysteme 12 und 13 angeordnet, die aus dem parallelen Strahlenbündel 11 jeweils ein Teilstrahlenbündel 14 und 15 herausgreifen. Die Teilstrahlenbündel 14 und 15 sind Okularen 16 und 17 zugeordnet, mittels denen der Betrachter mit seinen beiden Augen 18 und 19 das Objekt 9 in einer vergrößerten Darstellung betrachten kann. Da die Augen 18 und 19 das Bild des Objekts 9 jeweils unter einem Winkel α zur optischen Achse 7 wahrnehmen, entsteht ein stereoskopisches Bild des Objekts 9.
  • In dem Teilstrahlenbündel 15 ist ein teildurchlässiger Spiegel 21 angeordnet, um einen Teil des Lichts als Strahl 23 auszukoppeln, welcher durch einen weiteren Strahlteiler 25 aufgeteilt wird in Strahlen 27 und 29. Der Strahl 27 wird über eine Kameraadapteroptik 31 auf eine lichtempfindliche Fläche einer Kamera 32 derart überführt, dass diese ein Bild des Ob jekts 9 bei Betrachtung unter dem Winkel α zur optischen Achse 7 aufnimmt. Die von der Kamera 32 aufgenommenen Bilder werden als Bilddaten über eine Datenleitung 33 an eine Steuerung 35 übermittelt.
  • Aus dem Teilstrahl 14 koppelt ein teildurchlässiger Spiegel 37 einen Strahl 39 aus, der durch eine Kameraadapteroptik 41 auf eine lichtempfindliche Fläche einer weiteren Kamera 43 derart überführt wird, dass diese Bilder des Objekts 9 bei Betrachtung unter dem Winkel α zur optischen Achse 7 aufnehmen kann. Die von der Kamera 43 aufgenommenen Bilder werden als Bilddaten über eine Datenleitung 45 der Steuerung 35 zugeführt. Die Steuerung 35 überträgt die von den Kameras 32 und 43 aufgenommenen Bilder wiederum als Bilddaten über eine Leitung 47 an eine Anzeigevorrichtung 49, welche von einem Benutzer des Mikroskopiesystems 1 wie eine Brille am Kopf getragen wird, so dass in der Anzeigevorrichtung 49 integrierte Bildschirme, welche in 1 schematisch mit 51 und 52 bezeichnet sind, von dem Benutzer mit dessen linken bzw. rechten Auge betrachtet werden können. Damit ist zusätzlich zu den Okularen 16 und 17 eine weitere Betrachtungsmöglichkeit des Objekts 9 gegeben.
  • Der Strahl 29 aus dem Teilstrahl 15 wird über eine Kameraadapteroptik 53 auf eine Lichtdetektionsfläche einer Kamera 55 derart überführt, dass diese ein Infrarotbild des Objekts aufnehmen kann. In dem Strahl 29 ist ferner ein Filter 57 angeordnet, dessen Transmissionscharakteristik ermöglicht, dass durch einen anregbaren Stoff emittiertes Licht herausgefiltert werden kann. Als anregbarer Stoff kann beispielsweise in dem Objekt 9 der Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün ICG vorgesehen sein, welcher durch Anregung Licht emittiert, das den Filter 57 passieren kann, während Licht anderer Wellenlängen herausgefiltert wird. Der Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün weist beispielsweise ein Maximum eines Anregungsspektrums bei einer Wellenlänge von 780 nm auf, während das entsprechende Maximum des Emissionsspektrums bei einer Wellenlänge von 835 nm liegt. Der Filter 57 weist somit eine Filtercharakteristik auf, welche bei einer Wellenlänge von 810 nm eine Schwelle aufweist, wobei Licht mit Wellenlängen unterhalb der Schwelle durch den Filter nicht transmittiert wird, während Licht mit Wellenlängen oberhalb der Schwelle transmittiert wird. Somit stellt der Filter 57 sicher, dass lediglich durch die Anregung von dem Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün emittiertes Licht auf die Kamera 55 gelangt und somit ein entsprechendes Fluoreszenzbild des Objekts 9 zeigt.
  • Die von der Kamera 55 aufgenommenen Bilder werden als Bilddaten über eine Datenleitung 65 an die Steuerung 35 übertragen. Die Steuerung 35 überträgt die von der Kamera 55 aufgenommenen Bilder wiederum als Bilddaten über eine Leitung 67 an eine LCD-Anzeige 69, welche die Bilddaten wiederum als Bild darstellt, welches über eine Kollimationsoptik 70 und einen Einkuppelspiegel 68 zur Überlagerung gebracht wird mit dem Teilstrahl 15, so dass das Bild der Anzeige 69 ebenfalls von dem Auge 19 des Benutzers in Überlagerung mit dem direkten optischen Abbild des Objekts 9 wahrnehmbar ist. Dabei stellt die LCD-Anzeige 69 das von der Kamera 55 in Infraroten aufgenommene Intensitätsbild beispielsweise in grüner Farbe dar. Hierbei wird grün als Farbe für die Darstellung u. a. deshalb gewählt, da das Objekt 9 als menschliches Gewebe im sichtbaren Bereich die Farbe grün nur in sehr geringem Umfang enthält.
  • Die Steuerung 35 bearbeitet ferner die an den Bildschirm 51 der Anzeigevorrichtung 49 übertragenen Bilddaten derart, dass der Bildschirm 51 die von der Kamera 55 mit Infrarotlicht aufgenommenen Bilder in Überlagerung mit den Bildern darstellt, die die Kamera 32 mit sichtbarem Licht aufnimmt, so dass auch der Benutzer, der die Anzeige 49 am Kopf trägt, mit seinem rechten Auge ebenfalls eine überlagerte Darstellung der mit sichtbarem Licht aufgenommenen Bilder und der mit Infrarotlicht aufgenommenen Bilder erhält. Zusätzlich kann die Überlagerung der Abbildung mit sichtbarem Licht und mit Infrarotlicht, wie im Teilstrahl 15 dargestellt, auch für den Teilstrahl 14 vorgenommen werden, so dass sich auch für das Infrarotlicht ein stereoskopisches Bild ergibt. Gleiches gilt für die Darstellung der Anzeige 49.
  • Das Beleuchtungssystem 63 umfasst als Lichtquelle eine Halogenlampe 71, einen Reflektor 72 und eine Kollimator 73, um einen kollimierten Lichtstrahl 74 zu erzeugen, welcher mittels einer oder mehrerer Linsen 75 auf ein Eintrittsende 76 eines Glasfaserbündels 77 gerichtet wird, um von der Lampe 71 emittiertes Licht in das Glasfaserbündel 77 einzukoppeln. Allerdings kann auch auf die Linsen 75 verzichtet werden. Durch das Glasfaserbündel 77 wird das Licht in die Nähe des Objektivs 5 transportiert, tritt dort an einem Austrittsende 78 des Glasfaserbündels 77 aus und wird dann durch eine Kollimationsoptik zu einem auf das zu untersuchende Objekt 9 gerichteten Beleuchtungslichtstrahl 81 kollimiert. Anstatt der Halogenlampe kann auch jegliche andere Art von Lampe eingesetzt werden, beispielsweise eine Xenonlampe.
  • Das Beleuchtungssystem 63 umfasst einen Filter 83, welcher eine Filtercharakteristik aufweist, wie sie in 2 dargestellt ist. Der Filter 83 ist im Beleuchtungsstrahlengang zwischen dem Kollimator 73 und der Linse 75 angeordnet, kann jedoch auch an anderer geeigneter Stelle vorgesehen sein. Der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Transmissionsfilter ausgebildete Filter 83 weist im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts mit Wellenlängen zwischen 400 nm und 750 nm eine Transmission im Bereich von 20 % bzw. bei einer auf eins normierten Transmission einen Wert von 0,2 auf, welche in dem genannten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts nahezu konstant vorliegt. Lediglich im Bereich um 400 nm und insbesondere darunter sowie im Endbereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts bei 750 nm und darüber sind geringere bzw. höhere Transmissionsgrade vorhanden. Bevorzugt ist jedoch eine möglichst über den gesamten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts möglichst konstante Transmission, um Farbstiche durch bevorzugte Wellenlängenbereiche zu vermeiden. Allerdings sind gewisse Schwankungen oder Unterschiede im Transmissionsverhalten bei bestimmten Wellenlängen aufgrund der Bedingungen, die durch die Filterherstellung vorgegeben sind, zulässig. Diese können durch entsprechende Korrekturfilter im Bereich der Mikroskopieoptik 3 korrigiert werden.
  • Durch die Verwendung eines Filters 83 mit der Filtercharakteristik der 2 wird erreicht, dass im Bereich der Anregungswellenlänge, beispielsweise für Indocyaningrün mit einem Anregungsmaximum im Bereich von 780 nm, bis zu einer Wellenlänge mit 800 nm das Beleuchtungslicht eine hohe Lichtintensität aufweist, so dass der Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün ausreichend angeregt wird, um eine hohe Ausbeute an Fluoreszenzlicht zu erhalten. Gleichzeitig wird durch die Filtercharakteristik des Filters 83 bewirkt, dass die Intensität des durchgelassenen Lichts im Bereich der Wellenlängen des sichtbaren Lichts möglichst weit abgesenkt ist, und zwar bis zu einem Wert, an dem gerade noch eine ausreichende Abbildung des Objekts 9 im sichtbaren Bereich möglich ist, so dass ein unnötiger Wärmeeintrag durch Licht mit der Wellenlänge im sichtbaren Bereich vermieden wird. Dadurch wird vermieden, dass beispielsweise bei einer Verwendung als Operationsmikroskop das zu betrachtende Gewebe, also das Objekt 9, unnötig durch einfallendes Licht erwärmt wird, was zu einer Schädigung des Gewebes führen könnte.
  • Entsprechend ist es wünschenswert, dass die ansteigende Flanke der Transmission bei der Filtercharakteristik im Wellenlängenbereich am Ende des sichtbaren Bereichs im Bereich von 750 nm bis 780 nm möglichst steil verläuft, also theoretisch einen Rechteckverlauf auf weist, und ebenfalls die abfallenden Flanke im Infrarotbereich bei 800 nm ebenfalls steil abfällt, um eine ausreichend gute Darstellung des durch Anregung emittierten Lichts zu erhalten.
  • Die Filtercharakteristik kann bzgl. der gewählten Wellenlängen bei einem anderen anregbaren Stoff entsprechend anders gewählt werden. Wesentlich ist jedoch die grundsätzliche Form der Filtercharakteristik mit einer ausreichenden Transmission annähernd konstant über den sichtbaren Bereich in einer Größenordnung von 10 bis 50 %, vorzugsweise ca. 20 bis 30 % durchgelassenen Lichts und einem möglichst scharfen Maximum der Transmission im Bereich der Anregungswellenlänge im Infrarotbereich möglichst mit einer linienhaften oder rechteckförmigen Form, so dass sich im Wesentlichen die Struktur eines liegenden L's ergibt.
  • Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Stereooperationsmikroskop zeigt, sind natürlich sämtliche andere geeignete Mikroskope und Mikroskoparten für den Einsatz der vorliegenden Erfindung denkbar.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist der erfindungsgemäße Filter 83 als einziger Filter im Beleuchtungssystem 63 vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Filter 83 zusammen mit anderen Filtern, z. B. in Form von einer verschiebbaren Filterscheibe oder eines drehbaren Filterrades vorgesehen werden kann, wie dies beispielsweise in der DE 103 39 784 A1 beschrieben ist, so dass entsprechend dem jeweiligen Einsatzzweck der Filter 83 durch einen anderen geeigneten Filter ausgetauscht werden kann. Beispielsweise kann ein andersartiger Wärmeschutzfilter vorgesehen werden, wenn das Mikroskop nicht in einem Fluoreszenzmodus betrieben wird. Dann kann der entsprechende Wärmeschutzfilter eine möglichst hohe Transmission im sichtbaren Bereich aufweisen, während Wellenlängen im Infrarotbereicht zur Vermeidung eines hohen Energieeintrags für das zu beobachtende Objekt herausgefiltert werden können.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr Abwandlungen und Änderungen möglich sind, indem beispielsweise einzelne Merkmale weggelassen oder Merkmale in unter schiedlicher Weise kombiniert werden, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims (16)

  1. Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Objekts (9) für die Abbildung in einem Abbildungssystem (3) mit einer Lichtquelle (71), welche elektromagnetische Strahlung zur Beleuchtung eines Objekts emittiert, und einem Filter (83), welcher im Lichtstrahlbereich zwischen Lichtquelle und zu beleuchtendem Objekt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) eine Filtercharakteristik aufweist, welche im Bereich des sichtbaren Lichtes mehr als 30 % und weniger als 90 % der Strahlungsintensität heraus filtert und im Bereich des infraroten Lichts weniger als 50 % der Strahlungsintensität heraus filtert.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) im Bereich des sichtbaren Lichts mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 60 %, insbesondere mehr als 75 % der Strahlungsintensität heraus filtert.
  3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) im Bereich des sichtbaren Lichts weniger als 80 % der Strahlungsintensität herausfiltert.
  4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) im Bereich des infraroten Lichts weniger als 60 %, insbesondere weniger als 75 %, vorzugsweise weniger als 90 %, höchst vorzugsweise weniger als 98 % der Strahlungsintensität heraus filtert.
  5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterwirkung im sichtbaren Bereich des Lichts über den gesamten Bereich einer Lichtwellenlänge von 380 nm bis 780 nm, vorzugsweise 390 nm bis 750 nm, insbesondere 400 nm bis 700 nm oder 420 nm bis 750 nm vorliegt.
  6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterwirkung gleichmäßig über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts mit einer maximalen Abweichung von 10 Prozentpunkten, insbesondere maximal 5 Prozentpunkten der Filterwirkung vorliegt.
  7. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterwirkung im infraroten Bereich mit einer Lichtwellenlänge von 700 nm bis 820 nm, vorzugsweise 750 nm bis 810 nm, insbesondere 780 nm bis 800 nm oder 750 nm bis 780 nm vorliegt.
  8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) ein Transmissions- oder Reflexionsfilter ist.
  9. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) ein Interferenzfilter ist.
  10. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) einen Stapel dünner Schichten mit unterschiedlichen, aufeinander abgestimmten Brechungsindizes aufweist.
  11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (83) austauschbar angeordnet ist und/oder Teil einer Filterplatte oder eines Filterrades mit mehreren unterschiedlichen Filtern ist.
  12. Mikroskop mit einem Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Mikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Operationsmikroskop (1) ist.
  14. Verfahren zum Mikroskopieren eines mit einem durch Licht anregbaren Stoff versehenen Objekts, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroskop (1) bereit gestellt wird, welches ein Beleuchtungssystem (63) umfasst, das einen auf den mit Licht anregbaren Stoff angepassten Filter (83) aufweist, welcher im Bereich der Anregungswellenlänge des anregbaren Stoffs wenig Lichtstrahlungsintensität heraus filtert und im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts einen derart hohen Anteil der Strahlungsintensität heraus filtert, so dass das verbleibende Licht im sichtbaren Bereich zur Abbildung gerade ausreicht.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroskop nach einem der Ansprüche 11 oder 12 verwendet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass als anregbarer Stoff Indocyaningrün verwendet wird.
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DE102010015691A1 (de) * 2010-04-21 2011-10-27 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Mikroskopiereinrichtung zur Vergleichs- und Mitbeobachtung
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