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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einem ersten Tubus und einem zweiten Tubus nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Stand der Technik
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Als Stereomikroskope ausgebildete Operationsmikroskope weisen in der Regel einen ersten stereoskopischen Tubus für einen Hauptoperateur sowie einen zweiten Tubus für einen Mitbeobachter bzw. Assistenten. Dieser zweite Tubus ist in der Regel stereoskopisch, kann aber auch monoskopisch ausgebildet sein. Derartige Operationsmikroskope sind bekannt und insbesondere bei ophthalmologischen und neurochirurgischen Operationen verwendbar.
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Während einer Operation wird ein Operationsmikroskop häufig in seiner Position und/oder Orientierung im Raum verstellt.
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Eine derartige Verstellung wird in der Regel durch den Hauptoperateur durchgeführt, wodurch sich die Position und die Orientierung des ersten und zweiten Tubus im Raum verschieben. Herkömmlicherweise sind sowohl der Hauptoperateurtubus als auch der Assistententubus manuell neu positionierbar bzw. orientierbar, indem beispielsweise vorgesehene Klemmmechanismen gelöst oder Rutschkupplungen überwunden werden. Als besonders nachteilig bei herkömmlichen Rutschkupplungen wird angesehen, dass diese meist schwergängig und für einen einwandfreien Betriebszustand sehr genau und dauerhaft einzustellen sind. Eine derartige manuelle Verstellung der Tuben führt auch zu unerwünschten Bewegungen und Vibrationen des Mikroskops, wodurch beispielsweise Unterbrechungszeiten zwischen zwei gewünschten Positionen des Operationsmikroskops, während der keine Beobachtung möglich ist, verlängert werden. Dies kann zu Verzögerungen bei der Ausführung einer Operation führen.
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Insbesondere die Notwendigkeit einer Verstellung des Mitbeobachtertubus nach einer Neupositionierung des Operationsmikroskops führt zu Zeitverzögerungen, währenddessen der Hauptoperateur nicht arbeiten kann.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird daher angestrebt, Unterbrechungszeiten aufgrund von Bewegungen oder Vibrationen des Operationsmikroskops, welche mit einer manuellen Verstellung von Beobachtertuben einhergehen, zu minimieren.
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Dies wird erreicht mit einem Operationsmikroskop mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Mit dem erfindungsgemäßen Operationsmikroskop können Bewegungen und Vibrationen des Mikroskops aufgrund einer Verstellung der Position oder Orientierung von Beobachtertuben wirksam vermieden werden. Hierdurch ist ein Operationsmikroskop nach einer Verstellung, beispielsweise einer Änderung des Einblickwinkels auf ein zu beobachtendes Objekt, wesentlich schneller wieder nutzbar als dies bei herkömmlichen Lösungen der Fall ist. Es sei darauf hinbewiesen, dass die verwendete Formulierung "Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung" sowohl eine durch die Einrichtung bereitgestellte Translation ("Positionierung"), und/oder eine Rotation ("Orientierung") umfassen soll. Es sind auch Einrichtungen denkbar, bei denen ausschließlich eine Positionierung bzw. eine geeignete Orientierung eines Tubus bewerkstelligbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Zweckmäßigerweise weist die Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung eine Recheneinheit und wenigstens ein Drehgelenk mit einem diesem zugeordneten Stellmotor auf. Durch eine geeignete Ausrichtung derartiger Drehgelenke zueinander ist insbesondere eine gewünschte Orientierung eines Tubus im Raum in einfacher Weise bereitstellbar.
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Besonders bevorzugt ist, den ersten Tubus als Tubus für einem Hauptoperateur, und den zweiten Tubus als Tubus für einen Assistenten auszubilden, wobei der erste Tubus ausschließlich manuell positionierbar und/oder orientierbar ist, und der zweite Tubus eine Positions- und/oder Orientierungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung aufweist. Hiermit kann beispielsweise gewährleistet werden, dass ein Hauptoperateur in manueller Weise sehr schnell eine gewünschte Orientierung des Operationsmikroskops und seines eigenen Tubus ausführen kann, die entsprechende Nachführung des Tubus für den Assistenten jedoch ohne weitere Verzögerungen in der Bedienbarkeit des Mikroskops für den Hauptoperateur bewerkstelligt werden kann. Eine derartige Lösung ist auch in besonders preiswerter Weise bereitstellbar, da lediglich für den Assistenten eine erfindungsgemäße Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung vorgesehen ist.
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Es ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform möglich, dass die Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung des ersten und/oder zweiten Tubus so ausgebildet ist, dass eine vor einer Bewegung des Operationsmikroskops vorliegende Position und/oder Orientierung des ersten bzw. zweiten Tubus wieder eingestellt wird. Diese Funktion ist insbesondere bei relativ geringfügigen Änderungen in der Position des Operationsmikroskops vorteilhaft. Im Falle von größeren Veränderungen der Position oder Orientierung des Operationsmikroskops erweist es sich als zweckmäßig, lediglich die Orientierung, beispielsweise des Assistententubus, so weit wie möglich einer vor der Bewegung des Operationsmikroskops gegebenen Orientierung anzupassen. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang vorteilhaft, lediglich den Neigungswinkel eines Tubus bzgl. der horizontalen, welche vor einer Bewegung des Operationsmikroskops gegeben war, wieder einzustellen.
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Es ist besonders bevorzugt, dass die Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung eine Funktion aufweist, mit der vorwählbare Positionen bzw. Orientierungen des ersten bzw. zweiten Tubus eingestellt werden können. Insbesondere sind hierbei vorwählbare Positionen bzw. Orientierungen innerhalb bestimmter vorgebbarer Grenzen in vorteilhafter Weise einstellbar.
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In diesem Zusammenhang erweist sich als besonders vorteilhaft, dass die Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung, insbesondere für den Fall, dass eine vor einer Bewegung des Operationsmikroskops gegebene Position und/oder Orientierung eines Tubus nicht wiederherstellbar ist, eine Position und/oder Orientierung des Tubus vorschlagen kann. Hierbei kann in vorteilhafter Ausführungsform, falls bekannt, auch auf Körpermerkmale eines Benutzers, beispielsweise Körpergröße, zurückgegriffen werden.
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Insbesondere aus Sicherheitsgründen erweist es sich als zweckmäßig, dass der erste und/oder der zweite Tubus auch manuell verstellbar ausgebildet sind. Hiermit kann beispielsweise auch bei einem Defekt der elektronischen oder elektronisch angesteuerten Komponenten der Orientierungs- und/oder Positionierungseinrichtung ein sicherer Betrieb des Operationsmikroskops gewährleistet werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Beobachtungsstrahlengang des Assistenten, insbesondere im Assistententubus, eine optische Bildorientierungseinrichtung, z. B. ein Dove-Prisma, vorgesehen. Diese Bildorientierungseinheit ist mittels einer entsprechenden Verstell- bzw. Orientierungseinrichtung (z. B. Stellmotor) entsprechend der Orientierung des Assistenten-Tubus derart orientierbar, dass der Assistent stets ein höhen- und seitenrichtiges Bild erhält. Zweckmäßigerweise sind die Postionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung des Assistenten-Tubus und die Verstell- bzw. Orientierungseinrichtung derart miteinander gekoppelt, dass eine Verstellung des Tubus in automatisierter Weise zu einer entsprechenden Verstellung z. B. des Dove-Prismas führt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche bzw. gleichartige Bauteile.
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Es zeigt
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1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops mit einem ersten Tubus für einen Hauptoperateur und einem zweiten Tubus für einen Assistenten in schematisch vereinfachter Darstellung.
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In der 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops in einer Seitenansicht dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Operationsmikroskop 100 ist mit einem Gehäuse 5 ausgebildet. In der dargestellten Seitenansicht ist lediglich der rechte Stereo-Hauptstrahlengang 2 für das rechte Auge 11 eines Chirurgen (Hauptoperateurs) dargestellt. Umlenkelemente bzw. Komponenten zur Trennung eines Strahlengangs für den Hauptoperateur und für einen Assistenten sind mit 6a, 6b bezeichnet.
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Das Operationsmikroskop weist einen ersten Tubus 8 für den Hauptoperateur, und einen zweiten Tubus 9 für den Assistenten auf. Beide Tuben 8, 9 sind als Binokulartuben ausgebildet, wobei in der Darstellung der 1 für Tubus 8 aus perspektivischen Gründen ein Okular 8a, und für den Tubus 9 zwei Okulare 9a, 9b dargestellt sind.
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Das Operationsmikroskop 100 ist zur Gewährleistung einer optimalen Beobachtung eines Objektes 1 unter verschiedenen Winkeln in allen drei Raumrichtungen verschwenkbar, um gewünschte bzw. geeignete Einblickwinkel auf das Objekt 1 bereitzustellen. In der 1 beträgt dieser Einblickwinkel, also der Winkel zwischen der Oberfläche des Objektes 1 und der optischen Achse des (schematisch dargestellten) Hauptobjektivs 3 des Operationsmikroskops im Wesentlichen 90°.
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Zur Gewährleistung dieser Verschwenkbarkeit ist das Operationsmikroskop 100 an einem rein schematisch dargestellten Stativ 30 aufgehängt. Das Stativ 30 kann, wie keiner weiteren Erläuterung bedarf, beispielsweise als Bodenstativ oder Deckenstativ ausgebildet sein.
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Bei einer Verschwenkung des Operationsmikroskops 100 muss gewährleistet werden, dass der erste Tubus 8 für den Hauptoperateur und der zweite Tubus 9 für den Assistenten in ergonomisch akzeptabler Weise einsehbar sind. Um dies zu gewährleisten, sind der erste Tubus 8 und der zweite Tubus 9 mit Drehgelenken ausgebildet. Der Anschaulichkeit halber sind diese Drehgelenke in der 1 lediglich für den zweiten Tubus (Assistententubus) 9 dargestellt, und mit 13, 18 und 19 bezeichnet.
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Das Drehgelenk 13 ermöglicht eine Drehung des zweiten Tubus 9 um eine erste Drehachse 10a. Das Drehgelenk 18 ermöglicht eine Drehung um eine zweite Drehachse 10b. Schließlich ermöglicht das Drehgelenk 19 eine Drehung um eine dritte Drehachse 10c.
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Insgesamt ist mit den dargestellten Drehgelenken 13, 18, 19 eine gewünschte Orientierung des Tubus 9 im Raum einstellbar. Nicht dargestellt, aber ebenfalls vorteilhaft bereitstellbar sind Einrichtungen, mit denen der Tubus 8 und/oder der Tubus 9 translatorisch verschiebbar sind. Beispielsweise kann der Tubus 9 entlang der Achse 10a und/oder der Achse 10b ausziehbar ausgebildet sein. Die Einrichtungen zur translatorischen Verschiebung sowie die Drehgelenke 13, 18, 19 stellen Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
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Zur Erfassung seiner Orientierung im Raum ist das Operationsmikroskop 100 mit einer Anzahl von Sensoren, welche rein schematisch dargestellt und mit 21, 22, 23, 24, 25a, 25b bezeichnet sind, ausgebildet. Diese Sensoren können nicht nur an den beispielhaft dargestellten Positionen 21, 22, 23 am Operationsmikroskopgehäuse 5, sondern an beliebigen anderen geeigneten Positionen, insbesondere auch an dem Stativ 30 (Sensor 24) oder dem ersten Tubus 8 oder dem zweiten Tubus 9 (Sensoren 25a, 25b) vorgesehen sein. Bei diesen Sensoren handelt es sich beispielsweise um Orientierungssensoren zur Erfassung einer geeigneten Anzahl von Freiheitsgraden bezüglich Orientierung und Positionierung. Besonders bevorzugt sind mittels dieser Sensoren 5 oder 6 Freiheitsgrade erfassbar. Als derartige Orientierungssensoren sind insbesondere Rotationssensoren, Gravitationssensoren, Beschleunigungssensoren und/oder Inertialsensoren einsetzbar. Die von diesen Sensoren erfassten Daten werden einer dem Operationsmikroskop 100 zugeordneten Steuereinheit 110 (schematisch dargestellt) zugeführt. Zur Veranschaulichung ist eine Verbindung zwischen dem Sensor 21 und der Steuereinheit 110 schematisch dargestellt. Die Recheneinheit 110 ist dann in der Lage, die aktuelle Orientierung bzw. Position des Operationsmikroskops 100 zu bestimmen. Die Steuereinheit 110 steuert ihrerseits den jeweiligen Drehgelenken 13, 18, 19 zugeordnete Stellmotoren 13a, 18a, 19a an, welche eine geeignete, der aktuellen Position des Operationsmikroskops entsprechende Verschwenkung (oder auch Verschiebung) des zweiten Tubus 9 bewirken.
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Um zu gewährleisten, dass der Assistent bei Benutzung des Tubus 9 stets ein höhen- und seitenrichtiges Bild erhält, ist im Assistenten-Tubus (9) eine optische Bildorientierungseinheit schematisch dargestellt und mit 40 bezeichnet. Eine derartige Bildorientierungseinheit kann insbesondere in Form eines Dove-Prismas ausgebildet sein.
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Die hierbei von der Steuereinrichtung und den Stellmotoren bewirkte Repositionierung des zweiten Tubus 9 kann anhand verschiedener Kriterien bzw. Grundeinstellungen durchgeführt werden. Es ist beispielsweise denkbar, eine vor einer Verschwenkung des Operationsmikroskops 100 gegebene Position bzw. Orientierung des zweiten Tubus 9 wieder einzustellen. In diesem Fall bleibt die Position des zweiten Tubus 9, oder zumindest der Okulare 9a, 9b im Raum konstant.
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Es ist gleichfalls denkbar, anhand bestimmter, vorgebbarer Kriterien, beispielsweise einer typischen oder bekannten Körpergröße des Benutzers, der den zweiten Tubus 9 verwendet, eine andere geeignete Position bzw. Orientierung des Tubus 9 durch entsprechende Betätigung der Drehgelenke 13, 18, 19 mittels der jeweils ihnen zugeordneten Stellmotoren 13a, 18a, 19a zu bewirken. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine Anzahl von sinnvollen Positionen dem Benutzer des zweiten Tubus 9 anzubieten. Z.B. könnte zunächst eine erste Position und/oder Orientierung des zweiten Tubus 9 angeboten werden. Lehnt der Benutzer dies ab, kann eine weitere Position und/oder Orientierung vorgeschlagen werden. Ein derartiges Ablehnen (oder auch ein Annehmen) kann z.B. mittels Betätigung eines geeigneten Schalters oder auch eines akustischen Befehls erfolgen. Zweckmäßigerweise kann mittels der Steuereinrichtung ein sinnvoller Raumwinkelbereich, innerhalb dessen eine Orientierung des Tubus möglich sein soll, vorgegeben werden.
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Es sei noch einmal angemerkt, dass zusätzlich oder alternativ zu den dargestellten Drehgelenken 13, 18, 19 weitere Drehgelenke oder auch translatorische Einstellungskomponenten verwendbar sind, um eine optimale Position bzw. Orientierung des zweiten Tubus 9 im Raum zu gewährleisten.
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Es sei ferner angemerkt, dass auch der erste Tubus 8 mit einer derartigen automatischen Einstellbarkeit mittels von der Steuereinrichtung 110 beaufschlagten Stellmotoren, welche den (nicht dargestellten) Drehgelenken des ersten Tubus 8 zugeordnet sind, möglich ist.
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Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass in der Praxis eine Ausführungsform des Operationsmikroskops 100, bei dem der erste Tubus 8 für den Hauptoperateur manuell verstellbar, und lediglich der zweite Tubus 9 für den Assistenten in der beschriebenen Weise automatisch verstellbar ausgebildet ist, vorteilhaft ist. Dies liegt darin begründet, dass ein Hauptoperateur zur Gewährleistung einer zügigen Operation in der Regel bevorzugt, das Operationsmikroskop 100 durch Betätigung entsprechender Griffe am Mikroskopkörper in eine gewünschte Lage bzw. Orientierung zu bringen. Hierbei erweist sich eine entsprechende manuelle Verstellung des Tubus 8 als schnell und zuverlässig. Bei diesen Bewegungen auftretende Vibrationen des Mikroskops können vom Hauptoperateur leichter toleriert werden, zumal er in der Lage ist, eine schnelle manuelle Dämpfung dieser Vibrationen zu bewirken (entsprechend des asymptotischen Grenzfalls). Herkömmlicherweise musste jedoch nach dieser Verschwenkung, wenn das Operationsmikroskop prinzipiell wieder zur Ruhe gekommen war, der Assistent seinen (zweiten) Tubus entsprechend der vom Hauptoperateur gewählten Verschwenkung des Mikroskops repositionieren, wodurch es zu weiteren Vibrationen kam, welche die Fortführung der Operation verzögerten. Diese weiteren Vibrationen können mittels der dargestellten Ausbildung des zweiten Tubus 9 mit automatisierten Einstellungsmitteln (Steuereinheit 110, Drehgelenke 13, 18, 19 mit entsprechenden Stellmotoren 13a, 18a, 19a) vermieden oder zumindest minimiert werden.
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Zweckmäßigerweise ist der zweite Tubus 9 auch manuell verstellbar. Hierzu können die Drehgelenke 13, 18, 19 mit geeigneten Rutschkupplungen oder lösbaren Klemmmechanismen ausgebildet sein. Eine derartige manuelle Betätigung des zweiten Tubus ist beispielsweise aus Sicherheitsgründen vorgesehen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, eine automatische Positionierung und/oder Orientierung mittels der erfindungsgemäßen Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung mit einer elektronisch gesteuerten manuellen Positionierung und/oder Orientierung zu verbinden. Beispielsweise ist in diesem Zusammenhang eine manuelle Nachjustierung einer mittels der Positionierungs- und/oder Orientierungseinrichtung gewählten Lage eines Tubus mittels einer Joystick-Einrichtung auszuführen. Auch mit dieser Maßnahme können Vibrationen des Operationsmikroskops, welche eine zügige Verwendbarkeit auch nach einer Neupositionierung behindern können, minimiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Stereo-Hauptstrahlengang
- 3
- Hauptobjektiv
- 5
- Gehäuse
- 6a, 6b
- Umlenkelemente
- 8
- Tubus
- 8a
- Okular
- 9
- Tubus
- 9a, 9b
- Okulare
- 10a, 10b, 10c
- Drehachsen
- 11
- Auge
- 13
- Drehgelenk
- 13a
- Stellmotor
- 18, 19
- Drehgelenke
- 18a, 19a
- Stellmotoren
- 21, 22, 23, 24, 25a, 25b
- Sensoren
- 30
- Stativ
- 40
- optische Bildorientierungseinrichtung
- 100
- Operationsmikroskop
- 110
- Steuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004021053 U1 [0006]
- DE 10144033 B4 [0006]
