DE102008063644B4

DE102008063644B4 - Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie

Info

Publication number: DE102008063644B4
Application number: DE102008063644.4A
Authority: DE
Inventors: Franz Merz; Dr. Högele Artur; Peter Reimer
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: DE102008063644A1

Abstract

Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie (100), mit einem, zwei oder mehr Beobachtungsstrahlengängen (16, 17) mit jeweils wenigstens einem Beobachtungsstrahlbündel und mit einer Beleuchtungseinrichtung (10), aufweisend zumindest eine Lichtquelle (11, 12) zum Erzeugen wenigstens eines Beleuchtungsstrahlengangs (14, 15) mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel zum Beleuchten eines zu beobachtenden Auges, wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) wenigstens eine Beleuchtungsoptik aufweist, und wobei der wenigstens eine Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder das wenigstens eine Beleuchtungsstrahlbündel koaxial zu einem der Beobachtungsstrahlengänge (16, 17) oder Beobachtungsstrahlbündel verläuft, wobei die Beleuchtungsoptik in Form eines Kollektors (18, 22) ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) keine Köhlersche Beleuchtung und damit keine Abbildung einer Leuchtfeldblende und einer Aperturblende aufweist, wobei die Lichtquelle (11, 12) im vorderen Brennpunkt des Kollektors (18, 22) liegt und wobei die wenigstens eine Beleuchtungsoptik in einer Weise ausgebildet ist, dass die Lichtquelle (11, 12) auf dem Fundus des zu beobachtenden Auges abgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie.
Bei der Kataraktchirurgie wird eine – beispielsweise durch den grauen Star getrübte – Augenlinse durch eine Kunstlinse ersetzt.
Die Augenlinse eines Auges befindet sich in einer dünnen Umhüllung, der so genannten Linsenkapsel. Zur Entfernung der Augenlinse wird durch einen dünnen Schnitt in die Linsenkapsel ein Zugang zur Augenlinse geschaffen und die Augenlinse mit einem mikrochirurgischen Gerät zunächst in kleine Einzelstücke zerteilt, die dann mittels einer Absaugvorrichtung entfernt werden.
Dieser Vorgang findet unter mikroskopischer Beobachtung – beispielsweise unter stereomikroskopischer Beobachtung – unter Einsatz einer für solche Eingriffe speziell ausgelegten Beleuchtungseinrichtung statt. Diese Beleuchtungseinrichtung stellt sowohl eine für die Ausleuchtung des gesamten Operationsfelds notwendige Umfeldbeleuchtung als auch eine für die Kataraktoperation entscheidend wichtige rote Hintergrundbeleuchtung für das eigentliche auf den Pupillenbereich der Augenlinse begrenzte Operationsfeld dar. Diese rote Hintergrundbeleuchtung rührt von dem Anteil des Beleuchtungslichts her, der über die transparenten Augenmedien schließlich auf die wegen einer guten Durchblutung rot erscheinenden Netzhaut trifft, von dieser reflektiert wird und dann natürlich über das Operationsmikroskop auch vom Chirurgen als rot erscheinende Hintergrundbeleuchtung beobachtet werden kann. Diese in der Kataraktchirurgie ganz charakteristische rote Hintergrundbeleuchtung ist in Fachkreisen allgemein unter dem Begriff „roter Reflex” bekannt.
Für eine optimale Erkennung der für die Kataraktoperation relevanten Details erweist sich für den Operateur eine möglichst homogene rote Hintergrundbeleuchtung als eine notwendige Voraussetzung. Eine erste Anforderung an die Beleuchtungseinrichtung ist also eine möglichst gute Homogenität des roten Reflexes über die gesamte Patientenpupille zu gewährleisten.
Zur vollständigen Beseitigung der Linsenreste der in winzige Teilstücke zerkleinerten Augenlinse und zur guten Erkennung von durchsichtigen Membranen, beispielsweise von der Linsenkapsel, muss eine weitere Anforderung erfüllt werden, nämlich eine gute Kontrastierung von Phasenobjekten und zwar möglichst auch über die gesamte Patientenpupille.
Für die Operation am Auge, und hier insbesondere bei Kataraktoperationen, wird ein homogener, heller „roter Reflex” und eine gute Kontrastierung der Phasenobjekte über den gesamten Bereich der Patienten-Augenpupille gefordert.
Die bisher verwendeten Operationsmikroskope erfüllen diese Anforderungen für mehr oder weniger große Bereiche der Augenpupille. Es muss immer ein Kompromiss zwischen den Hauptanforderungen guter, homogener „roter Reflex” und gute Kontrastierung der Phasenobjekte eingegangen werden.
Zumeist wird unter einem kleinen Winkel zur Beobachtung beleuchtet. Dies hat jedoch zur Folge, dass der „rote Reflex” über die Patientenpupille nicht gleichmäßig hell erscheint. Als günstig hat sich bisher ein Beleuchtungswinkel zwischen 2 und 4 Grad bewährt. Bei diesem Winkel erhält man einen guten Kompromiss zwischen guter Kontrastierung und Ausleuchtung der Patientenpupille. Lösungen, bei denen unter einem Winkel zur Beobachtung beleuchtet wird, sind beispielsweise in der DE 43 44 770 A1 oder der DE 20 2004 019 849 U1 beschrieben. Der „rote Reflex” reagiert aber bei dieser Anordnung empfindlich auf ein Verrollen des Patientenauges während der Operation. Weitere Probleme können bei kleinen Patientenpupillen oder im Zusammenhang mit der Refraktion des Patientenauges auftreten. Bei den bekannten Lösungen ist der „rote Reflex” nicht so homogen ausgebildet.
Für die Operation am Auge, insbesondere bei Kataraktoperationen, benötigt der Operateur aber einen homogenen, kontrastreichen „roten Reflex”.
Versuche mit einer Koaxial-Beleuchtung führten zwar zu einem guten, homogenen „roten Reflex”, aber zu einer schlechten Kontrastierung der Phasenobjekte und haben sich in der Praxis daher bisher nicht bewährt. Dabei war die Beleuchtungsoptik derart angeordnet, dass ein Beleuchtungsspiegel (oder Prisma) zwischen den beiden Strahlengängen des Stereomikroskops lag. Es handelte sich dabei also nicht um eine exakte 0°-Beleuchtung, die genau aus derselben Richtung erfolgt wie die Beobachtung.
In der DE 43 26 761 A1 ist in anderem Zusammenhang auf dem technischen Gebiet der Phasenkontrastierung ein Mikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung beschrieben, wobei im Beleuchtungsstrahlengang eine Abbildungsoptik vorgesehen ist, die einer Lichtquelle nachgeordnet ist.
Andere Beleuchtungseinrichtungen sind aus der DE 10 2007 007 798 A1 und der DE 34 41 926 A1 bekannt.
Eine Möglichkeit, einen homogenen hellen „roten Reflex” bei gleichzeitig guter Kontrastierung zu erzielen, lässt sich dadurch erreichen, dass eine Beleuchtungseinrichtung für eine einen, zwei oder mehr Beobachtungsstrahlengänge mit jeweils mindestens einem Beobachtungsstrahlbündel aufweisende Beobachtungseinrichtung, insbesondere für ein Operationsmikroskop, vorgesehen ist, aufweisend zumindest eine Lichtquelle zum Erzeugen wenigstens eines Beleuchtungsstrahlengangs mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel zum Beleuchten eines zu beobachtenden Objekts, insbesondere eines zu beobachtenden Auges, wobei die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine Beleuchtungsoptik aufweist, die nach dem Köhlerschen Beleuchtungsprinzip aufgebaut ist, und wobei der wenigstens eine Beleuchtungsstrahlengang oder das wenigstens eine Beleuchtungsstrahlbündel koaxial zu einem Beobachtungsstrahlengang oder Beobachtungsstrahlbündel verläuft. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der älteren Anmeldung DE 10 2006 013 761.2 A1 der Anmelderin beschrieben.
In manchen Fällen ist jedoch für die Beleuchtungseinrichtung nur ein geringer Bauraum vorhanden, so dass eine Beleuchtungsoptik, die nach dem Köhlerschen Beleuchtungsprinzip aufgebaut ist, nicht immer zum Einsatz kommen kann.
Ausgehend vom letztgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie derart weiterzubilden, dass dessen Beleuchtungseinrichtung bei geringem konstruktiven Aufwand auch in solchen Fällen zum Einsatz kommen kann, wo nur ein geringes Bauvolumen zur Verfügung steht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Durch die Beleuchtungseinrichtung des erfindungsgemäßen Operationsmikroskops lässt sich insbesondere eine einstufige Stereo-Koaxialbeleuchtung realisieren. Die Beleuchtungseinrichtung erzeugt einen homogenen „roten Reflex”. Ein Grundmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Lichtquelle im vorderen Brennpunkt des Kollektors liegt. Die Lichtquelle wird koaxial zur Beobachtung auf dem zu beobachtenden Objekt, beispielsweise dem Fundus eines zu beobachtenden Patientenauges, abgebildet.
Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung verzichtet die erfindungsgemäße einstufige Beleuchtung auf eine Köhlersche Beleuchtung, und damit auf eine Abbildung von Leuchtfeldblende und Aperturblende. Dadurch kann der erforderliche Bauraum für die Beleuchtungseinrichtung reduziert werden. Auch kann die Beleuchtungseinrichtung konstruktiv einfacher aufgebaut werden, was in manchen Fällen von Vorteil ist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine echte koaxiale Beleuchtung geschaffen.
Im einfachsten Fall ist ein einziger Beleuchtungsstrahlengang mit einem Beleuchtungsstrahlbündel vorgesehen. Es sind jedoch auch Ausgestaltungsformen mit einem Beleuchtungsstrahlengang mit zwei oder mehr Beleuchtungsstrahlbündeln möglich, oder aber Ausgestaltungsformen mit zwei oder mehr Beleuchtungsstrahlengängen, wobei dann jeder Beleuchtungsstrahlengang wiederum wenigstens ein Beleuchtungsstrahlbündel aufweist.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung eine in besonderer Weise ausgestaltete Beleuchtungsoptik aufweist. Diese Beleuchtungsoptik ist zunächst dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form eines Kollektors ausgebildet ist. Dieser Kollektor kann vorteilhaft aus einem oder mehreren einzelnen oder zusammengesetzten Linsenelement(en) bestehen. Erfindungsgemäß ist die Beleuchtungsoptik derart aufgebaut, dass die Lichtquelle im vorderen Brennpunkt des Kollektors liegt.
Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Beleuchtungsoptik in einer Weise ausgebildet, dass die Lichtquelle auf dem Fundus des zu beobachtenden Auges abgebildet wird. Mit der Beleuchtungseinrichtung kann die Cornea des Auges telezentrisch beziehungsweise annähernd telezentrisch beleuchtet werden. Weiterhin bildet das Auge die Lichtquelle wieder auf der Retina, in Variation mit der Fehlsichtigkeit des Auges, ab. Dieses Licht wird dann an der roten Retina reflektiert und beleuchtet die zu operierende Augenlinse gleichmäßig, intensiv und kontrastreich.
Vorteilhaft kann die Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein Objektivelement aufweisen. Das Objektivelement kann dabei ebenfalls als Objektivelement des Operationsmikroskops, insbesondere als dessen Hauptobjektiv, ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Objektivelement Bestandteil des Kollektors ist. Handelt es sich bei dem Objektivelement auch um das Hauptobjektiv des Operationsmikroskops, stellt dann auch das Hauptobjektiv einen Bestandteil des Kollektors dar. In einem solchen Fall erfolgt die koaxiale Überlagerung von Beobachtung und Beleuchtung vorteilhaft oberhalb des Objektivelements, beispielsweise eines Hauptobjektivs des Objektivelements.
Die koaxiale Überlagerung von Beobachtung und Beleuchtung kann aber auch unter dem Objektivelement, beispielsweise einem Hauptobjektiv des Operationsmikroskops erfolgen. Das Objektivelement ist dann aber nicht mehr Bestandteil des Kollektors.
Vorzugsweise kann zur Vermeidung von Falschlicht, auch in Kombination mit einem weiter unten beschriebenen Mittel zur Vermeidung von Falschlicht, das Objektivelement – in, vertretbaren Grenzen – gekippt angeordnet sein.
In weiterer Ausgestaltung kann im Strahlverlauf unterhalb des Objektivelements ein Abdeckelement, insbesondere ein Abdeckglas, vorgesehen sein. Zur Vermeidung von Falschlicht kann, auch in Kombination mit einem weiter unten beschriebenen Mittel zur Vermeidung von Falschlicht, auch das Abdeckelement – in vertretbaren Grenzen – gekippt angeordnet sein.
Vorteilhaft können Mittel vorgesehen sein, um jeweils zumindest ein Beobachtungsstrahlbündel und zumindest ein Beleuchtungsstrahlbündel koaxial zu überlagern. Diese Mittel können auf unterschiedlichste Weise ausgestaltet und an unterschiedlichsten Orten angeordnet sein. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele erläutert.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlbündel oberhalb des Objektivelements erfolgt. Die Überlagerung von Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlbündel kann beispielsweise im parallelen Strahlengang über dem Hauptobjektiv erfolgen.
Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Mittel zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlbündel unterhalb des Objektivelements erfolgt. Es besteht somit auch die Möglichkeit, das Beleuchtungsstrahlbündel und die Beobachtungsstrahlbündel unterhalb des Hauptobjektivs zu überlagern. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Beleuchtungsstrahlbündel entsprechend der Hauptobjektivbrennweite geneigt werden.
Wie oben schon ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungstypen von „Überlagerungsmitteln” beschränkt. Beispielsweise können die Mittel zum Überlagern wenigstens ein optisches Element in Form eines Prismas und/oder einer Strahlteilerplatte und/oder eines Spiegels, etwa eines teildurchlässigen Spiegels und/oder eines durchbohrten Spiegels, aufweisen. Natürlich können die Mittel auch anders ausgestaltet sein, so dass die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist.
In weiterer Ausgestaltung kann die Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft wenigstens ein optisches Element zur Vermeidung von Falschlicht aufweisen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Blende handeln, die als fixe oder variable Blende ausgestaltet sein kann.
Wie weiter oben ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Lichtquellen oder deren Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise können zwei oder mehr Lichtquellen vorgesehen sein, wobei mittels jeder Lichtquelle ein Beleuchtungsstrahlengang oder ein Beleuchtungsstrahlbündel erzeugt wird. Es können somit unabhängige Lichtquellen verwendet werden, wobei jede Lichtquelle ein eigenes Beleuchtungsteilstrahlbündel erzeugt. Oder aber es kann nur eine einzige Lichtquelle vorgesehen sein, wobei dann Mittel zum Aufteilen des Beleuchtungsstrahlengangs oder des Beleuchtungsstrahlbündels der Lichtquelle in zwei oder mehr Beleuchtungsstrahlengänge oder Beleuchtungsteilstrahlbündel vorgesehen sind. Hierbei kann es sich um geeignete Strahlteiler in Form von Prismen, teildurchlässigen Spiegeln und dergleichen handeln.
Vorzugsweise kann die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von zwei Beleuchtungsstrahlengängen oder zwei Beleuchtungsstrahlbündeln ausgebildet sein, wobei die Achsen der Beleuchtungsstrahlengänge oder Beleuchtungsstrahlbündel zur Symmetrieebene insbesondere geneigt sind. Dabei kann die Neigung der Beleuchtungsachsen zur Symmetrieebene vorteilhaft entsprechend dem Stereowinkel der Beobachtung gewählt werden oder sein. Insbesondere bei einer solchen Neigung kann vorgesehen sein, dass eine Beobachtungseinrichtung ein Hauptobjektivelement aufweist, das nicht Bestandteil der Beleuchtungseinrichtung ist und somit kein Element der Beleuchtungseinrichtung ist. Die Beleuchtungseinrichtung weist dann insbesondere kein Objektivelement auf.
In weiterer Ausgestaltung kann die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine zusätzliche Beleuchtungseinrichtung zur achsfernen Beleuchtung aufweisen Dabei kann es sich beispielsweise um eine eigenständige Beleuchtungseinrichtung handeln, beispielsweise für eine Umfeldbeleuchtung. Es ist aber auch denkbar, eine gemeinsame Koaxial- und Umfeldbeleuchtung zu realisieren, beispielsweise mittels einer zweiten Beleuchtungsoptik oder Beleuchtung durch Strahlteilung oder dergleichen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung bestimmter Lichtquellen beschränkt. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche, vorteilhafte Beispiele genannt. Beispielsweise kann die wenigstens eine Lichtquelle als Lampe, insbesondere als Halogenlampe oder Xenonlampe, als Laser, als nicht thermischer Strahler, als Lichtleiter, insbesondere als Faserlichtleiterbündel, als wenigstens eine LED (Licht emittierende Diode), als wenigstens eine OLED (organische Licht emittierende Diode) oder dergleichen ausgebildet sein. Natürlich sind auch Kombinationen verschiedener Lichtquellen möglich.
Vorteilhaft ist die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren einzeln oder bereichsweise schaltbaren Kleinstlichtquelle(n) gebildet. Die Beleuchtungseinrichtung ist dabei so ausgestaltet, dass sie bezüglich der von ihr erzeugten Leuchtfeldgeometrie einfach variiert werden kann. Dabei werden die Kleinstlichtquellen – insbesondere elektronisch – von außen, vorzugsweise von einer Steuereinrichtung, angesteuert. Ein weiteres Merkmal sieht vor, dass die Kleinstlichtquellen zumindest bereichsweise ansteuerbar sind, um variable Beleuchtungsgeometrien einstellen zu können. Dies ist insbesondere bei der Erzeugung von ringförmigen Beleuchtungsstrahlbündeln von Vorteil. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Größen und/oder Formen von Bereichen beschränkt. Im einfachsten Fall kann ein einziger Punkt in solch einer Weise ansteuerbar sein. Insbesondere dann, wenn die Leuchtquelle aus einer Matrix bestehend aus einzelnen Kleinstlichtquellen gebildet ist, kann eine oder können mehrere Kleinstlichtquellen einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sein, wobei im letztgenannten Fall einzelne Kleinstlichtquellen zu einem Bereich zusammengefasst werden können. Auch diesbezüglich ist die Erfindung nicht auf konkrete Ausgestaltungsformen beschränkt.
Vorteilhaft kann die Lichtquelle aus einer Anordnung von einer oder mehreren Leuchtdiode(n) (LED), insbesondere organischen Leuchtdiode(n) (OLED), gebildet sein. Organische Leuchtdioden sind ursprünglich als Mikrodisplays entwickelt worden. Anders als LCDs, die eine Hinterleuchtung benötigen, leuchten OLEDs selber als Lambertstrahler (Flächenemitter).
Als strukturierte Beleuchtungsquelle bieten OLEDs eine gute Lichteffizienz und kleine Strukturen ohne dunkle Zwischenräume. Entsprechend einer gewünschten Beleuchtungsgeometrie können einzelne der Kleinstlichtquellen angeschaltet werden und andere ausgeschaltet bleiben. Gegenüber LEDs ist bei OLEDs der Füllfaktor höher was bedeutet, dass eine höhere Packungsdichte realisierbar ist. Die Verwendung eines Displays aus LEDs oder OLEDs ermöglicht ein programmierbares, und beispielsweise auch automatisierbares Schalten unterschiedlicher Beleuchtungsmodi, ohne dass mechanische Komponenten, wie etwa Phasenkontrastringe, Filter, Abschwächer und dergleichen bewegt werden müssten. Besonders geeignet sind beispielsweise weiße OLEDs, deren Spektrum durch eine Mischung von organischen Molekülen bestimmt wird.
In weiterer Ausgestaltung kann zur koaxialen Beleuchtung von zwei Beobachtungsstrahlengängen eine gemeinsame Beleuchtungsoptik oder zwei getrennte Beleuchtungsoptiken vorgesehen sein. Insbesondere können die Beleuchtungsstrahlengänge oder Beleuchtungsstrahlenbündel des Kollektors zur koaxialen Beleuchtung von zwei Beobachtungsstrahlengängen oder Beobachtungsstrahlbündeln beispielsweise mit einer gemeinsamen Beleuchtungsoptik oder zwei getrennten Beleuchtungsoptiken erzeugt werden. Beispielsweise kann bei mehreren Beleuchtungsstrahlengängen oder Beleuchtungsstrahlbündeln vorgesehen sein, dass jeder Beleuchtungsstrahlengang oder jedes Beleuchtungsstrahlbündel über eine eigene Beleuchtungsoptik verfügt. In anderer Ausgestaltung kann für jeden Beleuchtungsstrahlengang oder jedes Beleuchtungsstrahlbündel eine einzige, gemeinsame Beleuchtungsoptik vorgesehen sein.
Die Beleuchtungseinrichtung ist als Beleuchtungseinrichtung in einem Operationsmikroskop für die Ophthalmologie, vorzugsweise in einem für die Kataraktextraktion ausgebildeten Operationsmikroskop, ausgebildet.
Dias Operationsmikroskop kann beispielsweise ein Hauptobjektivelement aufweisen, welches identisch mit einem Objektivelement der Beleuchtungseinrichtung ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um jeweils einen Beobachtungsstrahlengang oder ein Beobachtungsstrahlbündel und einen Beleuchtungsstrahlengang oder ein Beleuchtungsstrahlbündel zu überlagern und wobei die Mittel zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlengang oder Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlengang oder Beleuchtungsstrahlbündel oberhalb des Hauptobjektivelements erfolgt.
In anderer Ausgestaltung kann das Operationsmikroskop ein Hauptobjektivelement aufweisen, welches nicht identisch mit einem Element der Beleuchtungseinrichtung ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um jeweils einen Beobachtungsstrahlengang oder ein Beobachtungsstrahlbündel und einen Beleuchtungsstrahlengang oder ein Beleuchtungsstrahlbündel zu überlagern und wobei die Mittel zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlengang oder Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlengang oder Beleuchtungsstrahlbündel unterhalb des Hauptobjektivelements erfolgt.
Das Operationsmikroskop kann vorzugsweise als ein für die Kataraktextraktion ausgebildetes Operationsmikroskop ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
1 in Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops;
2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung;
3 in Draufsicht eine erste und zweite Alternative der in 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung;
4 in Seitenansicht eine dritte Alternative der in 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung;
5 in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops;
6 eine Draufsicht und eine erste Alternative der in 5 dargestellten Beleuchtungseinrichtung; und
7 in Draufsicht eine zweite Alternative der in 5 dargestellten Beleuchtungseinrichtung.
In den 1 bis 7 ist jeweils eine Beleuchtungseinrichtung 10 dargestellt, die als Beleuchtungseinrichtung in einem Operationsmikroskop 100 für die Ophthalmologie, vorzugsweise in einem für die Kataraktextraktion ausgebildeten Operationsmikroskop, zum Einsatz kommt. Das Operationsmikroskop 100 weist zwei Beobachtungsstrahlengänge 16, 17 auf, in denen weitere optische Elemente 30 vorgesehen sein können, auf die nachfolgend jedoch nicht näher eingegangen wird.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Beleuchtungseinrichtung ein Objektivelement 13 aufweist, das gleichzeitig auch das Hauptobjektiv des Operationsmikroskops 100 darstellt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, verfügt die Beleuchtungseinrichtung 10 zunächst über wenigstens eine Lichtquelle 11 zur Erzeugung wenigstens eines Beleuchtungsstrahlengangs 14, 15 mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel, das koaxial mit wenigstens einen Beobachtungsstrahlengang 16, 17 oder Beobachtungsstrahlbündel überlagert werden soll. Durch die Lichtquelle 11 wird eine Koaxialbeleuchtung erzeugt. Das von der Lichtquelle 11 erzeugte Licht durchläuft eine Beleuchtungsoptik in Form eines Kollektors 18 mit einer Anzahl Kollektorlinsen 19, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Lichtquelle 11 im vorderen Brennpunkt des Kollektors 18 liegt. Das Objektivelement 13, das auch das Hauptobjektiv des Operationsmikroskops 100 darstellt, ist in dem gezeigten Beispiel ein Teil des Kollektors 18. Damit das Beleuchtungslicht koaxial zur Beobachtung auf dem Fundus eines zu beobachtenden Auges abgebildet werden kann, ist ein Umlenkelement 20 vorgesehen. Dieses Umlenkelement 20 stellt ein optisches Element zur koaxialen Überlagerung von Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 und Beleuchtungsstrahlengängen 14, 15 dar und kann beispielsweise als teildurchlässiger Spiegel oder dergleichen ausgebildet sein. Zur Vermeidung von Falschlicht kann des Weiteren ein entsprechendes Mittel 21, 24 beispielsweise eine Blende, vorgesehen sein.
Es können zwei Lichtquellen 11, 12 vorgesehen sein, die jeweils einen Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 mit jeweils wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel erzeugen. Jeder Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 durchläuft eine eigene Beleuchtungsoptik in Form eines Kollektors 18, 22. Jeder Kollektor 18, 22 weist eine Anzahl von Kollektorlinsen 19, 23 auf. Es ist jedoch nur ein Objektivelement 13 vorgesehen, das jedoch einen Bestandteil beider Kollektoren 18, 22 darstellt. In jedem Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 befindet sich eine Blende 21, 24 zur Vermeidung von Falschlicht. Die Lichtquellen 11, 12 liegen wiederum im vorderen Brennpunkt der Kollektoren 18, 22. Die Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 werden durch ein gemeinsames Umlenkelement 20 umgelenkt und den Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 überlagert. Alternativ kann auch nur eine einzige Lichtquelle vorgesehen sein, die dann über geeignete Strahlteilermittel 25 in zwei Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 aufgeteilt wird.
In 3 ist eine erste Alternative der in 1 gezeigten Beleuchtungseinrichtung 10 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Lichtquellen 11, 12 vorgesehen, die jeweils einen Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 mit jeweils wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel erzeugen. Jeder Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 durchläuft eine einzige gemeinsame Beleuchtungsoptik in Form eines Kollektors 18. Der Kollektor 18 weist eine Anzahl von Kollektorlinsen 19 auf. Es ist jedoch nur ein Objektivelement 13 vorgesehen, das jedoch einen Bestandteil beider Kollektoren 18 darstellt. In jedem Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 befindet sich eine Blende 21, 24 zur Vermeidung von Falschlicht. Die Lichtquellen 11, 12 liegen wiederum im vorderen Brennpunkt des Kollektors 18. Die Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 werden durch ein gemeinsames Umlenkelement 20 umgelenkt und den Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 überlagert. Alternativ kann auch nur eine einzige Lichtquelle vorgesehen sein, die dann über geeignete Strahlteilermittel in zwei Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 aufgeteilt wird.
Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht von seinem Grundaufbau her dem in 1 dargestellten Beispiel, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen zunächst auf dieses Beispiel vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Zusätzlich verfügt die in 4 dargestellte Beleuchtungseinrichtung 10 noch über eine zusätzliche Beleuchtungseinrichtung zur achsfernen Beleuchtung. Dabei kann es sich beispielsweise um eine separate Beleuchtungseinrichtung 26 zur Erzeugung einer Umfeldbeleuchtung handeln. Alternativ ist auch denkbar, dass nur eine einzige Beleuchtungseinrichtung zum Einsatz kommt, wobei die gleichzeitige Erzeugung einer Koaxialbeleuchtung sowie einer Umfeldbeleuchtung durch geeignete Strahlteilermittel 27 erfolgt.
In den 5 bis 7 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei der die Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 nicht oberhalb des Objektivelements 13, sondern unterhalb des Objektivelements 13 mit den Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 überlagert werden.
In den 5 und 6 ist eine Variante dargestellt, bei der zwei Lichtquellen 11, 12 zwei Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 erzeugen. Jeder Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 durchläuft einen Kollektor 18, 22 mit entsprechenden Kollektorlinsen 19, 23. Das Objektivelement 13 stellt in diesem Fall keinen Bestandteil der Kollektoren 18, 22 dar. Auch hier liegen die Lichtquellen 11, 12 wiederum im vorderen Brennpunkt der Kollektoren 18, 22. Die Überlagerung der Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 mit den Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 erfolgt wiederum über ein gemeinsames Umlenkelement 20 in Form eines teildurchlässigen Spiegels.
Bei den in den 5 bis 7 dargestellten Beispielen ist für jeden Beleuchtungsstrahlengang 14, 15 jeweils eine eigene Beleuchtungsoptik mit jeweils einem eigenen Kollektor 18, 22 vorgesehen. Es können wiederum zwei Lichtquellen 11, 12 vorgesehen sein. Alternativ ist auch nur eine Lichtquelle denkbar, die mittels eines Strahlteilermittels 25 aufgeteilt wird. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsachsen zur Symmetrieebene 28 geneigt sind, vorzugsweise entsprechend dem Stereowinkel der Beobachtung.
Zusätzlich kann bei den in den 5 bis 7 dargestellten Beispielen auch noch ein Abdeckglas 29 vorgesehen sein. Zur Vermeidung von Falschlicht kann das Abdeckglas 29 gekippt sein. Auch können wiederum, wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben, zusätzliche Beleuchtungseinrichtungen 26, 27 zur achsfernen Beleuchtung vorgesehen sein. Dies ist in 7 dargestellt.
Die in den 1 bis 7 dargestellten Beleuchtungseinrichtungen 10 erzeugen einen homogenen „roten Reflex”. Die Lichtquellen 11, 12 liegen im vorderen Brennpunkt der Kollektoren 18, 22 und werden koaxial zu den Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 auf dem zu beobachtenden Objekt, beispielsweise dem Funduseines Auges, abgebildet. Das Objektivelement 13 kann Bestandteil der Kollektoren 18, 22 sein, wie im Zusammenhang mit den 1 bis 4 dargestellt ist. Zur Überlagerung der Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 und der Beobachtungsstrahlengänge 16, 17 sind optische Elemente in Form von Umlenkelementen 20 vorgesehen, die als teildurchlässige Spiegel ausgebildet sein können. Zur Vermeidung von Falschlicht können geeignete Mittel 21, 24, etwa in Form einer Blende, vorgesehen sein.
Die koaxiale Überlagerung der Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 und der Beobachtungsstrahlengänge 16, 17 kann auch unterhalb des Objektivelements 13 erfolgen, wie in den 5 bis 7 dargestellt ist. Das Objektivelement 13 ist dann nicht mehr Bestandteil der Kollektoren 18, 22.
Es können zusätzliche Beleuchtungsmittel 26, 27 vorgesehen sein, um achsfern zu beleuchten, beispielsweise mit einer zweiten Beleuchtungseinrichtung 26, oder durch Schaffung einer gemeinsamen Koaxial- und Umfeldbeleuchtung durch Einsatz von Strahlteilermitteln 27.
Die Beleuchtungsstrahlengänge 14, 15 des Kollektors können zur koaxialen Beleuchtung von zwei Beobachtungsstrahlengängen 16, 17 mit einer gemeinsamen Beleuchtungsoptik, oder aber mit getrennten Beleuchtungsoptiken erzeugt werden.
Zur Vermeidung von Falschlicht kann auch, in Kombination mit den Blenden 21, 24, das Objektivelement 13 oder, falls vorhanden, ein Abdeckglas 29 in vertretbaren Grenzen gekippt werden.
Als Lichtquellen 11, 12 können beispielsweise Halogenlampen oder Xenonlampen, ein oder zwei Lichtleiter, LED's oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

10: Beleuchtungseinrichtung
11: Lichtquelle
12: Lichtquelle
13: Objektivelement
14: Beleuchtungsstrahlengang
15: Beleuchtungsstrahlengang
16: Beobachtungsstrahlengang
17: Beobachtungsstrahlengang
18: Kollektor
19: Kollektorlinsen
20: Umlenkelement
21: Mittel zur Vermeidung von Falschlicht (Blende)
22: Kollektor
23: Kollektorlinsen
24: Mittel zur Vermeidung von Falschlicht (Blende)
25: Strahlteilermittel
26: Zusätzliche Beleuchtungseinrichtung
27: Strahlteilermittel
28: Symmetrieebene
29: Abdeckelement (Abdeckglas)
30: Optisches Element
100: Beobachtungseinrichtung (Operationsmikroskop)

Claims

Operationsmikroskop für die Kataraktchirurgie (100), mit einem, zwei oder mehr Beobachtungsstrahlengängen (16, 17) mit jeweils wenigstens einem Beobachtungsstrahlbündel und mit einer Beleuchtungseinrichtung (10), aufweisend zumindest eine Lichtquelle (11, 12) zum Erzeugen wenigstens eines Beleuchtungsstrahlengangs (14, 15) mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahlbündel zum Beleuchten eines zu beobachtenden Auges, wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) wenigstens eine Beleuchtungsoptik aufweist, und wobei der wenigstens eine Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder das wenigstens eine Beleuchtungsstrahlbündel koaxial zu einem der Beobachtungsstrahlengänge (16, 17) oder Beobachtungsstrahlbündel verläuft, wobei die Beleuchtungsoptik in Form eines Kollektors (18, 22) ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) keine Köhlersche Beleuchtung und damit keine Abbildung einer Leuchtfeldblende und einer Aperturblende aufweist, wobei die Lichtquelle (11, 12) im vorderen Brennpunkt des Kollektors (18, 22) liegt und wobei die wenigstens eine Beleuchtungsoptik in einer Weise ausgebildet ist, dass die Lichtquelle (11, 12) auf dem Fundus des zu beobachtenden Auges abgebildet ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung ein Objektivelement (13) aufweist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektivelement (13) Bestandteil des Kollektors (18, 22) ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (20) vorgesehen sind, um jeweils zumindest ein Beobachtungsstrahlbündel und zumindest ein Beleuchtungsstrahlbündel koaxial zu überlagern.
Operationsmikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) zum Überlagern wenigstens ein optisches Element in Form eines Prismas und/oder einer Strahlteilerplatte und/oder eines teildurchlässigen Spiegels und/oder eines durchbohrten Spiegels aufweisen.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein optisches Element (21, 24) zur Vermeidung von Falschlicht aufweist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektivelement (13) zur Vermeidung von Falschlicht gekippt angeordnet ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlverlauf unterhalb des Objektivelements (13) ein Abdeckelement (29), insbesondere ein Abdeckglas, vorgesehen ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (29) zur Vermeidung von Falschlicht gekippt ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beleuchtungseinrichtung (10) zwei oder mehr Lichtquellen (11, 12) vorgesehen sind und dass mittels jeder Lichtquelle (11, 12) ein Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder ein Beleuchtungsstrahlbündel erzeugt wird, oder dass eine einzige Lichtquelle vorgesehen ist und dass Mittel (25) zum Aufteilen des Beleuchtungsstrahlengangs oder des Beleuchtungsstrahlbündels der Lichtquelle in zwei oder mehr Beleuchtungsstrahlengänge (14, 15) oder Beleuchtungsteilstrahlbündel vorgesehen sind.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine zusätzliche Beleuchtungseinrichtung (26, 27) zur achsfernen Beleuchtung aufweist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lichtquelle (11, 12) als Lampe, insbesondere als Halogenlampe oder Xenonlampe, als Laser, als nicht thermischer Strahler, als Lichtleiter, insbesondere als Faserlichtleiterbündel, als wenigstens eine LED oder wenigstens eine OLED ausgebildet ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur koaxialen Beleuchtung von zwei Beobachtungsstrahlengängen eine gemeinsame Beleuchtungsoptik oder zwei getrennte Beleuchtungsoptiken vorgesehen sind.
Operationsmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Operationsmikroskop (100) ein Hauptobjektivelement (13) aufweist, welches identisch mit dem Objektivelement der Beleuchtungseinrichtung (10) ist, dass Mittel (20) vorgesehen sind, um jeweils einen Beobachtungsstrahlengang (16, 17) oder ein Beobachtungsstrahlbündel und einen Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder ein Beleuchtungsstrahlbündel zu überlagern und dass die Mittel (20) zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlengang (16, 17) oder Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder Beleuchtungsstrahlbündel oberhalb des Hauptobjektivelements (13) erfolgt.
Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Operationsmikroskop (100) ein Hauptobjektivelement (13) aufweist, welches kein Element der Beleuchtungseinrichtung (10) ist, dass Mittel (20) vorgesehen sind, um jeweils einen Beobachtungsstrahlengang (16, 17) oder ein Beobachtungsstrahlbündel und einen Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder ein Beleuchtungsstrahlbündel zu überlagern und dass die Mittel (20) zum Überlagern derart angeordnet sind, dass eine Überlagerung von Beobachtungsstrahlengang (16, 17) oder Beobachtungsstrahlbündel und Beleuchtungsstrahlengang (14, 15) oder Beleuchtungsstrahlbündel unterhalb des Hauptobjektivelements (13) erfolgt.