DE102017121498A1

DE102017121498A1 - Mikroskopsystem und Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopsystems

Info

Publication number: DE102017121498A1
Application number: DE102017121498.4A
Authority: DE
Inventors: Hakim El Haddouchi
Original assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Current assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikroskopsystem (10) mit einem Operationsmikroskop (12), wobei das Mikroskopsystem (10) zumindest eine Lichtquelle (14) und zumindest ein Lichtleitelement (18) aufweist, welches dazu ausgelegt ist, von der Lichtquelle (14) emittiertes Licht zumindest teilweise zu einem Beleuchtungsbereich (102) zu leiten. Ferner weist das Mikroskopsystem (10) zumindest ein Lichtauskopplungsmodul (16) auf, an welches das zumindest eine Lichtleitelement (18) derart anschließbar ist, dass das von der Lichtquelle (14) emittierte Licht zumindest teilweise in das Lichtleitelement (18) eingekoppelt wird, sowie zumindest ein Sensorelement (22), welches dazu ausgelegt ist, Informationen aus einem Messbereich zu sammeln, und zumindest ein Sensoranschlussmodul (20), an welches das zumindest eine Sensorelement (22) derart anschließbar ist, dass die von dem Sensorelement (22) gesammelten Informationen über das Sensoranschlussmodul (20) dem Operationsmikroskop (12) bereitgestellt werden. Dabei umfasst das Operationsmikroskop (12) das zumindest eine Lichtauskopplungsmodul (16) und das zumindest eine Sensoranschlussmodul (22). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Mikroskopsystems (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopsystems in der Operationsmikroskopie, insbesondere mit eine ophthalmischen Operationsmikroskop. Die Verwendung liegt insbesondere auf dem Gebiet der Mikroskopsysteme für netzhautchirurgische Untersuchungen und/oder Operationen.
Stand der Technik
Im Bereich der Netzhautchirurgie bzw. Vitrektomie können Operationsmikroskope verwendet werden, mittels welcher eine vergrößerte, optische Abbildung der Netzhaut des zu untersuchenden und/oder behandelnden Auges oder von Teilen davon ermöglicht wird. Dabei kann das Operationsmikroskop derart relativ zum zu untersuchenden Auge angeordnet werden, dass das Mikroskop ausgerichtet ist, um durch die relaxierte bzw. entspannte Augenlinse hindurch den dahinter liegenden Augenhintergrund und vorzugsweise die Netzhaut, vergrößernd abbilden zu können. Dies kann beispielsweise zur Untersuchung des Augenhintergrunds und/oder zur Überwachung von chirurgischen Eingriffen im Auge dienen. Das Operationsmikroskop bzw. ein Mikroskopsystem kann für solche Anwendungen eine Vielzahl von optischen Instrumenten bzw. Komponenten aufweisen, welche insbesondere in Reihe, d.h. in Strahlrichtung bzw. entlang der optischen Achse, angeordnet sein können und auf die Augenoberfläche des zu untersuchenden Auges aufgesetzt werden. Beispielsweise kann die Vielzahl von optischen Instrumenten einen optischen Bildkonverter, ein Hauptlinsensystem des Operationsmikroskops und/oder ein Linsenpaket, welches auf die Augenoberfläche aufgesetzt wird, umfassen.
Auch kann dabei die Verwendung von minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten und/oder einer Endobeleuchtung vorteilhaft sein, um etwa Manipulationen im Auge vornehmen zu können und/oder Licht in das Auge zu leiten, welches die optische Untersuchung des Augenhintergrunds mittels des durch die Linse blickenden Operationsmikroskops begünstigt oder erst ermöglicht. Die Endobeleuchtung und/oder die minimalinvasiven chirurgischen Instrumente können über kleine Einschnitte in den Augapfel eingeführt werden, um etwa den Augenhintergrund zu beleuchten und/oder zu manipulieren. Dabei kann der Chirurg über das Operationsmikroskop den Augenhintergrund untersuchen und/oder die Operation überwachen.
Herkömmliche Verfahren bzw. Systemen weisen häufig den Nachteil auf, dass die optische Abbildung des Augenhintergrunds und insbesondere der Netzhaut oftmals nur sehr schwach bzw. dunkel ist, da häufig nur eine unzureichende Ausleuchtung des Augenhintergrunds verfügbar ist und/oder die Ausleuchtung nicht oder nur schlecht an die Sensitivität und/oder andere optische Parameter des Mikroskops angepasst ist. Ferner führen häufig auch Transmissionsverluste zu einer weiteren Abschwächung der optischen Lichtwellen, welche sich vom Augenhintergrund ausbreiten und vom Operationsmikroskop aufgesammelt werden, da die häufig sehr große Anzahl von Linsen und anderen optischen Oberflächen vereinzelt und/oder kumulativ zu großen Reflexionsverlusten führen können, wodurch eine signifikante Abschwächung des aufgesammelten Lichts verursacht wird.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Mikroskopsystem, ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopsystems und eine Verwendung eines Mikroskopsystems mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein (Operations-)Mikroskopsystem mit einem Operationsmikroskop. Das Mikroskopsystem weist zumindest eine Lichtquelle auf und zumindest ein Lichtleitelement, welches dazu ausgelegt ist, ein von der Lichtquelle emittiertes Licht zumindest teilweise zu einem Beleuchtungsbereich zu leiten. Zudem weist das Mikroskopsystem zumindest ein Lichtauskopplungsmodul auf, an welches das zumindest eine Lichtleitelement derart anschließbar ist, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht zumindest teilweise in das Lichtleitelement eingekoppelt wird. Ferner weist das Mikroskopsystem zumindest ein Sensorelement auf, welches dazu ausgelegt ist, Informationen aus einem Messbereich zu sammeln, sowie zumindest ein Sensoranschlussmodul, an welches das zumindest eine Sensorelement derart anschließbar ist, dass die von dem Sensorelement gesammelten Informationen über das Sensoranschlussmodul dem Operationsmikroskop bereitgestellt werden. Dabei umfasst das Operationsmikroskop das zumindest eine Lichtauskopplungsmodul und das zumindest eine Sensoranschlussmodul.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Mikroskopsystems, umfassend ein Anordnen des Lichtleitelements und des Sensorelements derart, dass der Messbereich und der Beleuchtungsbereich zumindest teilweise räumlich überlappen, sowie ein Beleuchten des Messbereichs mittels des zumindest einen Lichtleitelements und ein Sammeln von Informationen aus dem Messbereich mittels des zumindest eines Sensorelements.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Verwendung eines erfindungsgemäßen (Operations-)Mikroskopsystems zu netzhautchirurgischen Untersuchungen und/oder Operationen.
Die zumindest eine Lichtquelle kann dabei vorzugsweise speziell für den Zweck bereitgestellt werden, Licht zu emittieren, welches mittels des zumindest einen Lichtauskopplungsmoduls aus dem Mikroskop ausgekoppelt wird. Insbesondere kann die Lichtquelle separat von einer gegebenenfalls zusätzlich vom Mikroskop umfassten Auflicht-Lichtquelle und/oder Durchlicht- Lichtquelle ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Mikroskop und/oder das Mikroskopsystem derart ausgestaltet sein, dass zumindest ein Teil des Lichts, welches von einer gegebenenfalls ausgebildeten Auflicht-Lichtquelle und/oder Durchlicht- Lichtquelle emittiert wird, mittels des Lichtauskopplungsmoduls ausgekoppelt bzw. in das Lichtleitelement eingekoppelt wird. Die zumindest eine Lichtquelle kann dabei beispielsweise eine Halbleiter-Lichtquelle umfassen, wie etwa eine Leuchtdiode und/oder eine Laserdiode. Beispielsweise kann die zumindest eine Lichtquelle eine im blauen oder ultravioletten Spektralbereich emittierende Leuchtdiode und gegebenenfalls eine Phosphorbeschichtung umfassen, um als Weißlicht erscheinendes Licht zu emittieren. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest einen Lichtquelle eine konventionelle Lichtquelle umfassen, wie etwa eine Glühlampe und/oder eine Halogenlampe und/oder eine Gasdampflampe. Das von der zumindest eine Lichtquelle emittierte Licht kann dabei ein breites Frequenzspektrum aufweisen oder ein Frequenzspektrum aus mehreren diskreten Frequenzen oder im Wesentlichen aus einer monochromen Frequenz bestehen. Entsprechend kann das emittierte Licht als Weißlicht ausgebildet sein und/oder einzelne oder mehrere Farbkomponenten umfassen. Auch eine Kombination mit einem Fluoreszenzmarker und einer entsprechenden Fluoreszenzbeleuchtung und/oder Fluoreszenzanregung kann hierbei verwendet werden bspw. Fluoreszenzangiografie.
Das zumindest eine Lichtauskopplungsmodul kann vorzugsweise dazu ausgebildet sein, das zumindest eine Lichtleitelement daran derart anzuschließen bzw. zu befestigen, dass zumindest ein Teil des von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichts über das Lichtauskopplungsmodul in das zumindest eine Lichtleitelement eingekoppelt werden kann. Das Lichtleitelement kann beispielsweise dazu dienen, um auf diese Weise zumindest einen Teil des von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichts zu leiten und an anderer Stelle bereitzustellen. Beispielsweise kann das zumindest eine Lichtleitelement eine optische Faser bzw. eine Glasfaser umfassen oder als solche ausgebildet sein, um etwa ein darin eingekoppeltes Licht entlang der Faser zu leiten und am anderen Ende der Faser wieder auszukoppeln. Das zumindest eine Lichtauskopplungsmodul kann dazu vorzugsweise einen faseroptischen Koppler (engl.: fiber optic coupler) umfassen, welcher beispielsweise das Einkoppeln zumindest eines Teils des von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichts in das zumindest eine Lichtleitelement erleichtert.
Das zumindest eine Sensoranschlussmodul kann dabei vorzugsweise als eine Schnittstelle an dem Mikroskop ausgebildet sein, an welche sich ein Sensorelement anschließen lässt. Beispielsweise kann das Sensoranschlussmodul dazu ausgelegt sein, Informationen und/oder Daten von dem Sensoranschlussmodul entgegenzunehmen bzw. zu empfangen und auszuwerten und/oder dem Mikroskop bzw. optischen und/oder elektronischen Komponenten des Mikroskops bereitzustellen.
Die von dem zumindest einen Sensorelement gesammelten Informationen können dabei beispielsweise optische und/oder elektrische und/oder magnetische und/oder chemische und/oder biologische Informationen und/oder Daten umfassen. Die gesammelten Informationen können dabei beispielsweise als solche von dem zumindest einen Sensorelement an das Sensoranschlussmodul bzw. an das Mikroskop weitergeleitet werden und/oder zumindest teilweise von dem Sensorelement selbst in eine andere Form von Daten bzw. Informationen konvertiert werden, beispielsweise in elektrische Daten und/oder Informationen und/oder Signalfolgen, und sodann als solche an das zumindest eine Sensoranschlussmodul und/oder an das Mikroskop weitergeleitet werden.
Der Beleuchtungsbereich ist dabei vorzugsweise ein Bereich, in welchen von dem zumindest einen Lichtleitelement das von der zumindest einen Lichtquelle emittierte Licht ausgekoppelt bzw. gestrahlt wird. Mit anderen Worten ist der Beleuchtungsbereich der Bereich, in welchen mittels des Lichtleitelements zumindest ein Teil des von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichts geleitet wird, um diesen beispielsweise zu erhellen und/oder auszuleuchten.
Der Messbereich ist dabei vorzugsweise ein Bereich, aus welchem mittels des Sensorelements Messwerte ermittelt bzw. gemessen werden, um etwa das zu untersuchende Objekt zu untersuchen und/oder eine Manipulation des zu manipulieren Objektes zu überwachen. Vorzugsweise überlappen der Messbereich und der Beleuchtungsbereich zumindest teilweise, sodass die ermittelten bzw. gemessenen Messwerte bzw. Informationen vorzugsweise in einem Bereich entnommen bzw. gesammelt werden, welcher durch das zumindest eine Lichtelement ausgeleuchtet und/oder aufgehellt wird.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass das Sammeln von Informationen wie Helligkeitsinformationen bzw. von Bildern durch das Mikroskop und/oder das Mikroskopsystem nicht nur über das Mikroskopobjektiv, beispielsweise durch die Augenlinse hindurch, ermöglicht wird, sondern alternativ oder zusätzlich durch das Sensorelement auch über einen weiteren bzw. anderen Pfad bzw. Weg ermöglicht wird. Dadurch werden die Flexibilität und/oder die Möglichkeiten zur Informationsgewinnung deutlich erweitert. Insbesondere ermöglicht die Erfindung, auch Informationen in Bereichen zu sammeln, welche mit dem Mikroskop bzw. über das Mikroskopobjektiv nicht einsehbar sind. Beispielsweise können bei einer Anwendung der Erfindung in einem ophthalmischen Operationsmikroskops mittels des Sensorelements auch Informationen im Augenhintergrund gesammelt werden, welche beispielsweise über das Mikroskopobjektiv nicht oder nur bedingt eingesehen werden können, wenn beispielsweise eine Trübung der Linse des zu untersuchenden Auges vorliegt.
Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass das Sensorelement und das Lichtleitelement mit dem Mikroskop als eine integrale Einheit bereitgestellt werden und somit eine verbesserte Kommunikation und/oder ein verbessertes Zusammenwirken dieser Komponenten ermöglicht wird. Insbesondere ermöglicht die Erfindung, das Mikroskop bzw. das Mikroskopsystem vorzugsweise derart anzusteuern, dass der Betrieb des Lichtleitelements bzw. der Lichtquelle und/oder des Sensorelements mit anderen Funktionen des Mikroskops bzw. des Mikroskopsystems gekoppelt ist und derart aufeinander abgestimmt werden können, dass eine optimale Informationsgewinnung ermöglicht wird, vorzugsweise ohne dass die einzelnen Komponenten des Mikroskopsystems sich gegenseitig, insbesondere in ihrer Bewegungsfreiheit und/oder in ihrem Blickfeld, beeinträchtigen und/oder behindern. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass dadurch, dass das Mikroskop mit dem Sensoranschlussmodul und dem Lichtauskopplungsmodul vorzugsweise eine systemtechnische Einheit bildet, die Beleuchtungsstärke automatisiert auf eine geeignete Helligkeit angepasst werden kann, um mit dem Sensorelement und/oder mit dem Mikroskopobjektiv eine Untersuchung des Operationsbereichs wie des Auges durchführen zu können. Mit anderen Worten bietet die Erfindung den Vorteil, dass das Sensorelement und/oder das Lichtleitelement und/oder das Lichtauskopplungsmodul und/oder das Sensoranschlussmodul, sowie das Mikroskop mittels einer einheitlichen Steuerung angesteuert werden können, und nicht, wie herkömmlich, verschiedene und insbesondere unabhängige Steuerungen zur Steuerung des Mikroskops einerseits und der Endobeleuchtungssysteme andererseits bedient bzw. eingestellt werden müssen.
Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass eine Ausleuchtung von schwer zugänglichen Bereichen verbessert werden kann, da das Lichtleitelements die Beleuchtung gegebenenfalls direkt dort bereitgestellt werden kann, wo diese benötigt wird. Mit anderen Worten können erfindungsgemäß der Beleuchtungsbereich und der Messbereich des Sensorelements flexibel gewählt werden und an Stellen positioniert werden, welche mit einem herkömmlichen Mikroskop, d.h. über das Mikroskopobjektiv, nicht oder nur schwer zugänglich bzw. einsehbar sind.
Vorzugsweise ist das Operationsmikroskop als ein ophthalmisches Operationsmikroskop ausgebildet. Beispielsweise kann in einem ophthalmischen Operationsmikroskop durch eine geeignete Anordnung des Lichtleitelements und/oder des Sensorelements der Messbereich und/oder der Beleuchtungsbereich in den Augenhintergrund gelegt werden, sodass das Sammeln von Informationen direkt aus dem Augenhintergrund ermöglicht wird. Dies bietet ferner den Vorteil, dass mittels des Sensorelements das Sammeln von Informationen, insbesondere von Bildinformationen, direkt im Augenhintergrund ermöglicht wird, ohne dass die Lichtwellen, welche diese Bildinformationen transportieren, zunächst durch eine Vielzahl von optischen Elementen und insbesondere durch die Augenlinse hindurch transportiert werden müssen, bevor diese von einem herkömmlichen Mikroskopobjektiv aufgefangen werden können. Dies ermöglicht somit eine verbesserte Ausleuchtung und/oder eine verbesserte Beobachtung des Augenhintergrunds selbst in Fällen, in denen beispielsweise die Augenlinse getrübt ist oder andere Nachteile die Transmission der Bildinformationen durch die Augenlinse und/oder andere optische Komponenten des Auges und/oder des Mikroskopobjektivs erschweren. Auch werden dadurch vorzugsweise etwaige Transmissionsverluste aufgrund von internen Reflexionen an optischen Komponenten im Mikroskopobjektiv vermieden, da vorzugsweise die gesammelten Informationen aus dem Messbereich durch ein direkt vor Ort angeordnetes Sensorelement bereitgestellt werden. Somit bietet die Erfindung ferner den Vorteil, dass die Transmissionsverluste durch eine Ausleuchtung mittels des Lichtleitelements beim Sammeln von Informationen durch das Sensorelement vor Ort ein deutlich größerer Anteil des von dem Augenhintergrund reflektierten Lichts deutlich reduziert werden können und somit das Sammeln von Informationen erleichtert wird und die Sensitivität des Mikroskops bzw. Mikroskopsystems deutlich verbessert werden kann.
Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass beispielsweise das zu untersuchende Objekt sowohl auf konventionelle Weise durch das Operationsmikroskop über das Mikroskopobjektiv beobachtet werden kann und zusätzlich weitere Informationen über das Sensorelement gesammelt und bereitgestellt werden können. Dabei können beide Formen der Informationsgewinnung, d.h. die Beobachtung über das Mikroskopobjektiv und das Sammeln von Informationen über das Sensorelement, durch eine verbesserte Ausleuchtung mittels des Lichtleitelements vereinfacht bzw. verbessert werden.
Vorzugsweise ist das Lichtleitelement dazu ausgelegt, das von der Lichtquelle emittierte Licht zumindest teilweise in ein Endobeleuchtungssystem, insbesondere in ein ophthalmisches Endobeleuchtungssystem, einzuspeisen bzw. einzukoppeln. Dazu kann beispielsweise das Lichtleitelement derart ausgelegt sein, dass es mit dem Endobeleuchtungssystem verbunden bzw. gekoppelt werden kann oder dass das Lichtleitelement selbst als Endobeleuchtungssystem ausgebildet ist. Insbesondere kann das Lichtleitelement eine optische Faser bzw. Glasfaser aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, das über das Lichtauskopplungsmodul in das Lichtleitelement eingekoppelte Licht, welches von der Lichtquelle emittiert wird, zu dem Endobeleuchtungssystem zu leiten, sodass das Endobeleuchtungssystem mit Licht versorgt wird. Das Endobeleuchtungssystem ist dabei vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Endobeleuchtungssystem zumindest teilweise in das zu untersuchende Objekt eingebracht werden kann, um innerhalb des zu untersuchenden Objektes das Licht bereitzustellen und im Beleuchtungsbereich im Inneren des zu untersuchenden Objektes das zu untersuchende Objekt zu beleuchten. Insbesondere wenn das Endobeleuchtungssystem als ein ophthalmisches Endobeleuchtungssystem ausgebildet ist, kann das ophthalmisch Endobeleuchtungssystem dazu ausgelegt sein, zumindest teilweise in ein Auge bzw. in einen Augapfel eingebracht zu werden, um etwa den Augenhintergrund hinter der Augenlinse im Inneren des Augapfels zu beleuchten. Dabei kann das Endobeleuchtungssystem bzw. das ophthalmisch Endobeleuchtungssystem vorzugsweise eine Form ähnlich einer Nadel aufweisen, um etwa möglichst mit minimalinvasivem chirurgischem Aufwand zumindest teilweise in den Innenraum des Augapfels eingebracht zu werden und um etwa von einer Spitze der Nadel bzw. des Endobeleuchtungssystems das vom Lichtleitelement bereitgestellte Licht zu emittieren und den im Augenhintergrund angeordneten Beleuchtungsbereich zu beleuchten. Dies bietet den Vorteil, dass zur Beleuchtung des Augenhintergrunds das Licht nicht notwendigerweise über das Mikroskopobjektiv und/oder über die Augenlinse in den Augenhintergrund eingestrahlt werden muss, sondern über das Lichtleitelement und das ophthalmische Endobeleuchtungssystem direkt vor Ort im Augenhintergrund bereitgestellt werden kann. Dadurch kann die Ausleuchtung des Augenhintergrundes deutlich verbessert werden und somit eine effizientere Ausleuchtung bzw. Aufhellung des Augenhintergrundes erzielt werden.
Vorzugsweise ist das Sensorelement als ein Endokameraelement, insbesondere als ein ophthalmisches Endokameraelement, ausgebildet, oder weist ein Endokameraelement, insbesondere ein ophthalmisches Endokameraelement, auf. Dies bietet den Vorteil, dass auch das Sensorelement als Endokameraelement in das zu untersuchende Objekt, wie etwa ein zu untersuchendes Auge, zumindest teilweise eingebracht werden kann, um etwa direkt im zu untersuchenden Objekt, wie etwa im Augenhintergrund, Informationen, insbesondere Bilddaten, zu sammeln. Dies bietet den Vorteil, dass die Lichtwellen, welche als Bilddaten gesammelt werden sollen, nicht zunächst durch die Augenlinse und/oder durch optische Elemente des Mikroskopobjektivs transmittiert werden müssen, sondern im Messbereich direkt vor Ort gesammelt werden können. Dadurch können Transmissionsverluste, welche sich herkömmlicherweise aufgrund von internen Reflexionen bei der Proportion der Lichtwellen durch die Augenlinse und/oder durch optische Komponenten des Mikroskopobjektivs ergeben, vermieden werden können. Vorzugsweise ist das Endokameraelement in Form ähnlich einer Nadel ausgebildet, um etwa vorzugsweise mit minimalem chirurgischem Aufwand in das zu untersuchende Objekt, wie etwa ein zu untersuchendes Auge, zumindest teilweise eingebracht werden zu können. Vorzugsweise weist das Endokameraelement Elemente zum Sammeln von Bilddaten auf, um im Messbereich optische Bilddaten zu sammeln. Vorzugsweise kann demnach das Anordnen des Lichtleitelements ein zumindest teilweises Einbringen des Lichtleitelements in ein zu untersuchendes Auge umfassen und/oder kann das Anordnen des Sensorelements ein zumindest teilweises Einbringen des Sensorelements in das zu untersuchende Auge umfassen und/oder können der Messbereich und der Beleuchtungsbereich zumindest teilweise innerhalb des zu untersuchenden Auges überlappen.
Vorzugsweise ist das Sensorelement dazu ausgelegt, die gesammelten und dem Mikroskop bereitgestellten Informationen als Helligkeitsinformation und/oder Bildinformationen des Messbereichs zu sammeln und bereitzustellen. Dabei ist es möglich, dass diese Informationen direkt in Form von optischen Lichtwellen dem Mikroskop bereitgestellt werden und/oder von dem Sensorelement zunächst in andersartige Informationen bzw. Daten konvertiert werden, beispielsweise in eine elektrische Signalfolge, und sodann als solche dem Mikroskop bereitgestellt werden.
Vorzugsweise weist das Mikroskop zumindest einen Bildsensor auf, wobei der Bildsensor derart im und/oder am Mikroskop angeordnet ist, dass die von dem Sensorelement gesammelten Bildinformationen zumindest teilweise als optische Lichtwellen dem Bildsensor bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann das Sensorelement derart ausgebildet sein, dass dieses zumindest teilweise die gesammelten Bilddaten als optische Lichtwellen dem Mikroskop bereitstellt und diese optischen Bilddaten sodann durch den im und/oder am Mikroskop angeordneten Bildsensor aufgefangen und/oder detektiert und/oder registriert werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Sensorelement selbst nicht notwendigerweise mit einem Bildsensor ausgestattet sein muss. Beispielsweise kann es dabei ausreichend sein, dass das Sensorelement eine optische Faser bzw. eine Glasfaser umfasst, welche das Leiten der optischen Bilddaten zu dem im und/oder am Mikroskop ausgebildeten Bildsensor leitet. Dies kann den Vorteil bieten, dass das Sensorelement besonders klein und kompakt ausgestaltet werden kann, um beispielsweise den invasiven chirurgischen Aufwand zum Einführen des Sensorelements in das zu untersuchende Objekt möglichst gering zu halten.
Alternativ oder zusätzlich weist das Sensorelement vorzugsweise einen Bildsensor auf, welcher derart in und/oder am Sensorelement angeordnet ist, dass die vom Sensorelement gesammelten Bildinformationen zumindest teilweise von dem Bildsensor gesammelt werden und dem Mikroskop in Form von elektronischen Daten bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann das Sensorelement mit einem Bildsensor ausgestattet sein, sodass eine Konversion zumindest eines Teils der gesammelten Bilddaten bereits im Sensorelement erfolgen kann und sodann ein Weiterleiten der konvertierten Bilddaten, beispielsweise als elektrische Signalfolge, zum Mikroskop erfolgen kann. Dies kann den Vorteil bieten, dass das Weiterleiten bzw. Bereitstellen der gesammelten Bilddaten zum Mikroskop vereinfacht wird, da unter Umständen ein Bereitstellen bzw. Leiten von gesammelten Bilddaten als elektrische Signalfolge technisch einfacher sein kann, als das Leiten der gesammelten Bilddaten in Form von optischen Lichtwellen.
Vorzugsweise ist der im Sensorelement angeordnete Bildsensor im Wesentlichen an einem vom Mikroskop abgewandten Ende des am Sensoranschlussmodul angeschlossenen Sensorelements angeordnet. „Im Wesentlichen an einem vom Mikroskop abgewandten Ende des Sensorelements“ bedeutet dabei, dass der Bildsensor nicht notwendigerweise die das Sensorelement abschließende Komponente darstellen muss, sondern dass durchaus gegebenenfalls noch weitere Elemente, wie etwa optische Komponenten zur Abbildung und/oder Konditionierung der aufzunehmenden optischen Lichtwellen, zwischen dem Bildsensor und dem Ende des Sensorelements angeordnet sein können. Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil, dass der Bildsensor möglichst nah am Messbereich angeordnet werden kann und dementsprechend vorzugsweise ein großes Blickfeld ermöglicht wird und/oder etwaige Beeinträchtigungen des Blickfeld durch andere Komponenten vermieden werden können.
Die vom Bildsensor empfangenen Bilddaten können dabei beispielsweise über einen in das Mikroskop integrierten Bildschirm bereitgestellt werden, um vorzugsweise über das Okular des Mikroskops betrachtet zu werden. Alternativ oder zusätzlich können die Bilddaten beispielsweise auf einem separaten, insbesondere externen, Bildschirm ausgegeben werden um dort vom Benutzer betrachtet zu werden, wobei vorzugsweise unabhängig davon und/oder parallel dazu über das Okular bzw. das Objektiv des Mikroskops nach wie vor auf konventionelle Weise das Auge durch die Augenlinse eingesehen werden kann.
Ferner kann vorzugsweise erfindungsgemäß eine Bearbeitung und/oder Überarbeitung der vom Bildsensor empfangenen bzw. konvertierten Bilddaten manuell und/oder automatisiert vorgenommen werden, um beispielsweise die Sichtbarkeit und/oder Erkennbarkeit von Strukturen in dem zu untersuchenden Objekt zu verbessern, beispielsweise durch eine Anpassung des Kontrasts und/oder durch eine Einfärbung bestimmter Bildbereiche.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Mikroskopsystem gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine vergrößerte Darstellung eines zu untersuchenden Auges, welches mit einem erfindungsgemäßen Mikroskopsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform untersucht wird.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Mikroskopsystem 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Das Mikroskopsystem 10 ist dabei als ein ophthalmisches Mikroskopsystem 10 ausgebildet und umfasst ein Mikroskop 12, welches als ein ophthalmisches Operationsmikroskop ausgebildet ist. Das Mikroskop 12 umfasst dabei einen Okularbereich 12a bzw. ein Okular und ein Mikroskopobjektiv 12b, wobei das Mikroskop 12 derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass die optische Achse 100 auf ein zu untersuchendes Auge 50 gerichtet ist, um mit dem Mikroskop 12 durch die Linse 52 des Auges 50 hindurch den Augenhintergrund 54 und insbesondere die Netzhaut 56 einblicken zu können.
Ferner weist das Mikroskop 12 eine Lichtquelle 14 auf, welche mit einem Lichtauskopplungsmodul 16 derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des von der Lichtquelle 14 emittierten Lichts über das Lichtauskopplungsmodul 16 ausgekoppelt werden kann. An dem Lichtauskopplungsmodul 16 ist ein Lichtleitelement 18 angeschlossen, in welches über das Lichtauskopplungsmodul 16 zumindest ein Teil des von der Lichtquelle 14 emittierten Lichts eingekoppelt wird. Das Lichtleitelement 18 umfasst dabei eine optische Faser bzw. eine Glasfaser, welche flexibel verlegt bzw. angeordnet werden kann und beispielsweise mittels eines Endobeleuchtungssystems (siehe 2) in das zu untersuchende Auge 50 zumindest teilweise eingebracht werden kann, um den Augenhintergrund 54 zu beleuchten.
Darüber hinaus umfasst das Mikroskop 12 ein Sensoranschlussmodul 20, an welches ein Sensorelement 22 angeschlossen ist. Auch das Sensorelement 22 kann eine optische Faser bzw. Glasfaser umfassen, sofern das Sensorelement 22 dazu ausgelegt ist, optische Lichtwellen als Bilddaten von dem zu untersuchenden Auge 50 dem Sensoranschlussmodul 20 bereitzustellen, und/oder ein oder mehrere elektrische Kabel umfassen, um etwa Daten bzw. Informationen als elektrische Signalfolge dem Mikroskop 12 bzw. dem Sensoranschlussmodul 20 bereitzustellen. Ein Bildsensor (nicht gezeigt), welcher beispielsweise zum Konvertieren von als optische Lichtwellen gesammelte Bilddaten in eine elektrische Signalfolge dienen kann, kann dabei im Mikroskop 12, insbesondere im Sensoranschlussmodul 20, ausgebildet sein und/oder im Sensorelement 22, insbesondere im Wesentlichen an einem dem Mikroskop 12 abgewandten Ende 22a des Sensorelements 22. Das Sensorelement 22 kann dabei vorzugsweise ein Endokameraelement (siehe 2) umfassen oder mit einem solchen verbunden sein, um vorzugsweise das dem Mikroskop 12 abgewandte Ende 22a des Sensorelements 22 in das zu untersuchende Auge 50 zumindest teilweise einzuführen, um in einem Messbereich im Augenhintergrund 54 Daten bzw. Informationen, insbesondere Bilddaten, zu sammeln.
Das Mikroskopsystem 10 gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ermöglicht dabei zum einen eine effektive Ausleuchtung des Augenhintergrunds 54 mittels des Lichtleitelements 18 und ferner zum einen das Sammeln von Bilddaten in einem Messbereich im Augenhintergrund 54 durch das Sensorelement, welches direkt vor Ort im Augenhintergrund 54 angeordnet ist, sowie vorzugsweise gleichzeitig dazu ein Überwachen und/oder Untersuchen des Augenhintergrunds 54 über den Okularbereich 12a bzw. das Objektiv 12b des Mikroskops 12. Beispielsweise kann ein überwachen des Augenhintergrunds 54 über den Okularbereich 12a auch dazu dienen, eine präzise Positionierung des Lichtleitelements und/oder des Sensorelements im Augenhintergrund 54 zu überwachen.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine vergrößerte Darstellung eines zu untersuchenden Auges 50, welches mit einem erfindungsgemäßen Mikroskopsystem 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform untersucht wird. Dabei ist ein Endobeleuchtungssystem 24, welches eine einer Nadel ähnelnde Form aufweist, zumindest teilweise in das Auge 50 eingebracht, und erstreckt sich zumindest teilweise im Augenhintergrund 54. An einem dem Auge 50 abgewandten Ende des Endobeleuchtungssystems ist das Endobeleuchtungssystem 24 mit einer optischen Faser bzw. Glasfaser des Lichtleitelements 18 verbunden, über welches das Endobeleuchtungssystem mit zumindest einem Teil des von der Lichtquelle 14 emittierten Lichts versorgt wird. Am anderen Ende des Endobeleuchtungssystem 24, welche sich innerhalb des Auges 50 befindet, wird das durch das Lichtleitelement 18 bereitgestellte Licht emittiert bzw. ausgekoppelt, wodurch ein Beleuchtungsbereich 102 im Augenhintergrund 54 bzw. auf der Netzhaut 56 beleuchtet bzw. ausgeleuchtet wird.
Ferner weist das Mikroskopsystem 10 gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ein Endokameraelement 26 auf, welches zumindest teilweise in das Auge 50 eingebracht ist und sich zumindest teilweise im Augenhintergrund 54 erstreckt. Ein dem Auge 50 abgewandtes Ende des Endokameraelement 26 ist dabei mit einer Glasfaser bzw. einer optischen Faser des Sensorelements 22 verbunden, sodass das dem Mikroskop 12 abgewandten Ende 22a des Sensorelements 22 bzw. der Glasfaser bzw. der optischen Faser derart mit dem Endokameraelement 26 verbunden ist, dass von dem Endokameraelement 26 gesammelte Bilddaten über das Sensorelement 22 dem Mikroskop 12 bzw. dem Sensoranschlussmodul 20 bereitgestellt werden. Vorzugsweise können das Endokameraelement 26 und/oder das Endobeleuchtungssystem 24 dabei derart bewegt bzw. angeordnet werden, dass sich der Beleuchtungsbereich und der Messbereich zumindest teilweise überlappen, um mit dem Endokameraelement 26 einen Messbereich zu untersuchen, der durch das Endobeleuchtungssystem 24 zumindest teilweise ausgeleuchtet wird.
Ferner können weitere minimalinvasive chirurgische Instrumente 28 bereitgestellt werden, wie etwa Kanülen und/oder Manipulatoren, um beispielsweise den Augenhintergrund 54 zu manipulieren und/oder Substanzen darin einzubringen und/oder daraus zu entnehmen.
Bezugszeichenliste

10: Mikroskopsystem
12: Mikroskop
12a: Okulkarbereich
12b: Objektiv
14: Lichtquelle
16: Lichtauskoppelmodul
18: Lichtleitelement
20: Sensoranschlussmodul
22: Sensorelement
22a: dem Mikroskop abgewandtes Ende des Sensorelement
24: Endobeleuchtungssystem
26: Endokameraelement
28: minimalinvasives chirurgisches Instrument
50: zu untersuchendes Auge
52: Augenlinse
54: Augenhintergrund
56: Netzhaut
100: optische Achse
102: Beleuchtungsbereich

Claims

Mikroskopsystem (10) mit einem Operationsmikroskop (12), wobei das Mikroskopsystem (10) aufweist: - zumindest eine Lichtquelle (14); - zumindest ein Lichtleitelement (18), welches dazu ausgelegt ist, von der Lichtquelle (14) emittiertes Licht zumindest teilweise zu einem Beleuchtungsbereich (102) zu leiten; - zumindest ein Lichtauskopplungsmodul (16), an welches das zumindest eine Lichtleitelement (18) derart anschließbar ist, dass das von der Lichtquelle (14) emittierte Licht zumindest teilweise in das Lichtleitelement (18) eingekoppelt wird; - zumindest ein Sensorelement (22), welches dazu ausgelegt ist, Informationen aus einem Messbereich zu sammeln; - zumindest ein Sensoranschlussmodul (20), an welches das zumindest eine Sensorelement (22) derart anschließbar ist, dass die von dem Sensorelement (22) gesammelten Informationen über das Sensoranschlussmodul (20) dem Operationsmikroskop (12) bereitgestellt werden; wobei das Operationsmikroskop (12) das zumindest eine Lichtauskopplungsmodul (16) und das zumindest eine Sensoranschlussmodul (22) umfasst.
Mikroskopsystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Lichtleitelement (18) dazu ausgelegt ist, das von der Lichtquelle (14) emittierte Licht zumindest teilweise in ein Endobeleuchtungssystem (24), insbesondere in ein ophthalmisches Endobeleuchtungssystem (24), einzuspeisen.
Mikroskopsystem (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Sensorelement (22) als ein Endokameraelement (26), insbesondere als ein ophthalmisches Endokameraelement (26), ausgebildet ist, oder ein Endokameraelement (26), insbesondere ein ophthalmisches Endokameraelement (26), aufweist.
Mikroskopsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (22) dazu ausgelegt ist, die gesammelten und dem Operationsmikroskop (12) bereitgestellten Informationen als Bildinformationen des Messbereichs zu sammeln und bereitzustellen.
Mikroskopsystem (10) gemäß Anspruch 4, wobei das Mikroskop (12) zumindest einen Bildsensor aufweist, wobei der Bildsensor derart im und/oder am Operationsmikroskop (12) angeordnet ist, dass die von dem Sensorelement (22) gesammelten Bildinformationen zumindest teilweise als optische Lichtwellen dem Bildsensor bereitgestellt werden.
Mikroskopsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (22) einen Bildsensor aufweist, welcher derart in und/oder am Sensorelement (22) angeordnet ist, dass die vom Sensorelement (22) gesammelten Bildinformationen zumindest teilweise von dem Bildsensor gesammelt werden und dem Mikroskop (12) in Form von elektronischen Daten bereitgestellt werden.
Mikroskopsystem (10) gemäß Anspruch 6, wobei der im Sensorelement (22) angeordnete Bildsensor im Wesentlichen an einem vom Operationsmikroskop (12) abgewandten Ende des am Sensoranschlussmodul (20) angeschlossenen Sensorelements (22) angeordnet ist.
Mikroskopsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Operationsmikroskop (12) als ein ophthalmisches Operationsmikroskop, ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopsystems (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - Anordnen des Lichtleitelements (18) und des Sensorelements (22) derart, dass der Messbereich und der Beleuchtungsbereich (102) zumindest teilweise räumlich überlappen; - Beleuchten des Messbereichs mittels des zumindest einen Lichtleitelements (18); - Sammeln von Informationen aus dem Messbereich mittels des zumindest eines Sensorelements (22).
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Anordnen des Lichtleitelements (18) ein zumindest teilweises Einbringen des Lichtleitelements (18) in ein zu untersuchendes Auge (50) umfasst und/oder wobei das Anordnen des Sensorelements (22) ein zumindest teilweises Einbringen des Sensorelements (22) in das zu untersuchende Auge (50) umfasst und/oder wobei der Messbereich und der Beleuchtungsbereich (102) zumindest teilweise innerhalb des zu untersuchenden Auges (50) überlappen.
Verwendung eines Mikroskopsystems (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zu netzhautchirurgischen Untersuchungen und/oder Operationen.