DE102018110806A1

DE102018110806A1 - Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018110806A1
Application number: DE102018110806.0A
Authority: DE
Inventors: Carl Kübler
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-08-22
Also published as: US20190258043A1; US11630294B2; US20230221539A1

Abstract

Ein Operationsmikroskop (101) zur Visualisierung eines Gewebebereiches, umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle (141) und einem Beleuchtungsstrahlengang (113, 144) zur Beleuchtung eines Objektbereiches (110) mit einer Objektebene (111) und eine Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang (113) zur Abbildung des Objektbereiches (112) mit der Objektebene (111) in eine Beobachtungsebene. Ein erstes Polarisationselement (130) ist in den Beleuchtungsstrahlengang (113) einkoppelbar ist und ist zu einer Polarisation des Beleuchtungslichtes in einer ersten Orientierung geeignet. Ein zweites Polarisationselement (131), das in den Beobachtungsstrahlengang (112) einkoppelbar ist weist eine zweite Orientierung in einem Winkel zwischen 80° und 100° relativ zu der ersten Orientierung auf. In einem ersten Modus strahlt die Lichtquelle (141) Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, bevorzugt zwischen 430 nm bis 570 nm ab und in dem ersten Modus ist der erste Polarisationsfilter (130) in den Beleuchtungsstrahlengang (113) eingekoppelt und der zweite Polarisationsfilter (131) ist in den Beobachtungsstrahlengang (112) eingekoppelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung eines Objektbereiches mit einer Objektebene und einer Beobachtungsvorrichtung zur Abbildung des Objektbereiches mit der Objektebene in eine Beobachtungsebene. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Visualisierung dieses Objektbereiches.
Der Objektbereich kann durch einen Gewebebereich gebildet sein, der Schleimhaut, auch als Mukosa bezeichnet, umfasst. Die Schleimhaut ist eine Schutzschicht, die das Innere von Hohlorganen auskleidet. Ein Beispiel für einen Gewebebereich, der eine Schleimhaut umfasst, ist der Kehlkopf. Durch einen in den Mund und Hals eingeführten Tubus wird ein Kanal zu dem Kehlkopfbereich gebildet, durch den dieser Gewebebereich durch ein Operationsmikroskop betrachtet werden kann. Weitere Anwendungsbereiche sind die Betrachtung der Schleimhaut in der Mundhöhle und des Zungenbodens, der zervikalen Schleimhaut, des Trommelfells, etc.
Schleimhautbereiche können gut durchblutet sein und von einem Flüssigkeitsfilm überzogen sein. Der Flüssigkeitsfilm ist stark reflektierend ist, so dass eine Beobachtung durch ein Operationsmikroskop beeinträchtigt sein kann. Bei einer an einem solchen Bereich durchzuführenden Operation ist es für den Beobachter, der ein Chirurg sein kann, wichtig, Kapillaren und Blutgefäße in der Schleimhaut oder dem darunter liegenden Gewebe deutlich erkennen zu können, um ungewollte Verletzungen zuverlässig zu vermeiden.
Aus US 2002/0109912 A1 ist bekannt, bei einem Operationsmikroskop mit Koaxialbeleuchtung zur Reflexminderung bei hoch reflektiven Oberflächen Polarisationsmittel einzusetzen. Jedoch wird die Verwendung von Polarisationsmitteln zur Reflexminderung in US 2002/0109912 A1 wegen der mit der Polarisation einhergehenden Absorption durch zwei Polarisationsfilter und der damit Verbundenen Intensitätsminderung verworfen.
Darüber hinaus ist aus DE 10 2014 114 013 A1 ein Operationsmikroskop mit einem ersten einstellbaren Polarisator im Beleuchtungsstrahlengang und einem zweiten einstellbaren Polarisator im Beobachtungsstrahlengang bekannt, wobei die Polarisationsrichtung des Polarisators im Beleuchtungsstrahlengang im Hinblick auf die Orientierung der Nervenfaserbahnen und die Polarisationsrichtung des Polarisators im Beobachtungsstrahlengang im Hinblick auf die Drehung der Polarisationsrichtung durch die Nervenfasern optimiert wird. Zur Reflexminderung bei hoch reflektiven Oberflächen kommt das in DE 10 2014 114 013 A1 beschriebene System nicht zum Einsatz.
Zur Beobachtung von Kapillaren und Blutgefäßen in der oberen Schleimhaut und des darunter liegenden Gewebes können auch endoskopische Abbildungssysteme eingesetzt werden. Die Endoskope sind dazu mit einer Kamera ausgestattet. Die von der Kamera aufgenommenen Bilder werden auf einem Display angezeigt.
Aus der Broschüre „PENTAX i-SCAN™ Functionality, Application and Technical Anlysis“ (MK-412 Rev: A)der PENTAX Medical aus dem Jahre 2013, erhältlich unter dem Link „https://www.pentaxmedical.com/pentax/download/fstore/uploadFiles/Pdfs/Case%20Studies/ AMER_GI_CS_MK-412-Rev.-A_i-SCAN-White-Paper%20(1)_3.pdf“ ist bekannt, mit einem digitalen Endoskop aufgenommene Bilder zur Kontrastverstärkung einer digitalen Nachbehandlung zu unterziehen.
Aus der Broschüre „Narrow Band Imaging in ENT - Reviw of Clincal Evidence“ (E0492289 . 2.000 - 06/15 . PR . HB) von Olympus Europe SE & Co. KG, erhältlich unter dem Link „https://www.olympus-europa.com/medical/rmt/media/Content/Content-MSD/Documents/Clinical-Studies/E0492289_ENT-NBI_clinical_study_brochure_EN_20150630_final.pdf“, ist ein Endoskopieverfahren bekannt, in dem eine schmalbandige Beleuchtung im grünen und blauen Spektralbereich zur Tumordetektion und zur Kontrastverstärkung zwischen Kapillaren in der Mukosa und Venen in der Submukosa Verwendung findet.
GM Kamphuis et al. „Storz Professional Image Enhancement System: A New Technique to Improve Endoscopic Bladder Imaging“, J Cancer Sci Ther 2016 8:3 ist ein ebenfalls ein Endoskopieverfahren bekannt, in dem eine schmalbandige Beleuchtung im grünen und blauen Spektralbereich zur Kontrastverstärkung zur Anwendung kommt.
Die mit einem Endoskop gewonnenen Bilder sind jedoch nicht stereoskopisch und stellen deshalb dem Beobachter, der ein Chirurg sein kann, keine dreidimensionale Bildinformation bereit. Die Tiefenwahrnehmung ist für den Anwender eingeschränkt. Da der Anwender das Endoskop mit einer Hand führt, hat dieser zudem nur eine Hand zum Halten von chirurgischen Instrumenten frei.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Operationsmikroskop bereitzustellen, bei dem die Beobachtung von Kapillaren und Blutgefäßen in der oberen Schleimhaut und dem darunterliegenden Gewebe verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß umfasst ein Operationsmikroskop zur Visualisierung eines Gewebebereiches eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle und einem Beleuchtungsstrahlengang zur Beleuchtung eines Objektbereiches mit einer Objektebene und eine Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang zur Abbildung des Objektbereiches mit der Objektebene in eine Beobachtungsebene.
Das Operationsmikroskop umfasst ein erstes Polarisationselement, das in den Beleuchtungsstrahlengang einkoppelbar ist und das zu einer Polarisation des Beleuchtungslichtes in einer ersten Orientierung ausgebildet ist, und ein zweites Polarisationselement, das in den Beobachtungsstrahlengang einkoppelbar ist und eine zweite Orientierung in einem Winkel zwischen 80° und 100° relativ zu der ersten Orientierung aufweist. Die Polarisation ist linear.
In einem ersten Modus strahlt die Lichtquelle Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, bevorzugt zwischen 430 nm bis 570 nm ab, wobei in dem ersten Modus der erste Polarisationsfilter in den Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt ist und der zweite Polarisationsfilter in den Beobachtungsstrahlengang eingekoppelt ist.
Die Beleuchtung des Objektbereichs mit grünem und blauem Beleuchtungslicht, sowie die Einkopplung des ersten Polarisationsfilters in den Beleuchtungsstrahlengang und des zweiten Polarisationsfilters in den Beobachtungsstrahlengang erfolgt gleichzeitig.
Der erste Modus, der in dieser Anmeldung auch als Multispektralmodus bezeichnet wird, ermöglicht dem Beobachter eine besonders gute und weitgehend reflexfreie Visualisierung von Kapillaren und Blutgefäßen in der oberen Schleimhaut und des darunter liegenden Gewebes.
Blaue Wellenlängen, beispielsweise zwischen 420 nm und 490 nm oder zwischen 450 nm und 490 nm, sowie grüne Wellenlängen, beispielsweise zwischen 490 nm und 550 nm oder zwischen 490 nm und 570 nm, haben im Vergleich zur Farbe Rot eine stark reduzierte Eindringtiefe in Schleimhautgewebe. Beispielsweise aus Bashkatov et al. „Optical properties of human stomach mucosa in the spectral range from 400 to 1200 nm: Prognosis for gastroenterology“, Medical Laser Application 22 (2007), 95 - 104 ist bekannt, dass die Eindringtiefen in die Mukosa bei Wellenlängen < 570 nm weniger als 800 µm und bei Wellenlängen > 570 nm weniger als 1000 bis 1800 µm beträgt. Das Entfernen der roten Wellenlänge aus dem Beleuchtungsspektrum, beispielsweise zwischen 570 nm bis 750 nm, und die Beleuchtung mit blauem und grünen Beleuchtungslicht ermöglicht die Darstellung von Oberflächenschichten.
In grünen und blauen Wellenlängenbereichen ist zudem die Hämoglobinabsorption signifikant höher als bei der roten Wellenlänge oberhalb 570 nm, wodurch ein dunkel-hell-Kontrast zwischen blutgefüllten Gefäßen und umgebendem Gewebe entsteht.
Die Beleuchtung des Objektbereiches oder des Gewebebereiches erfolgt durch polarisiertes Licht. Die Streuung in dem Gewebebereich führt zur Depolarisation des reflektierten Lichts. In dem Gewebe der Schleimhaut wird das polarisierte Licht an doppelbrechenden Strukturen gestreut. Mehrfachstreuung im Gewebe an doppelbrechenden Strukturen mit unterschiedlichen Orientierungen führt zu einer Zufallsverteilung der resultierenden Polarisationsrichtungen und damit zu einer Depolarisation des Lichtes. Eine derartige Mehrfachstreuung an doppelbrechenden Strukturen mit unterschiedlichen Orientierungen erfolgt insbesondere, bei Eindringtiefen von 300 µm und mehr. Im Wesentlichen weist daher nur zurückgestreutes Licht, das aus Eindringtiefen von 300 µm stammt, Anteile mit einer zur ursprünglichen Polarisationsrichtung senkrechten Polarisationsrichtung auf. Licht mit einer Wellenlänge < 570 nm und Polarisationsrichtung, die im Wesentlichen orthogonal zu polarisiertem einfallendem Licht polarisiert ist, stammt daher im Wesentlichen aus Tiefen im Bereich zwischen 300 und 800 µm. Die Detektion von Licht im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, das im Wesentlichen orthogonal zu polarisiertem einfallendem Licht polarisiert ist, reduziert daher nicht nur Reflektionen sondern beschränkt auch die gewonnenen Bildinformationen auf eine Bereich zwischen 300 und 800 µm unter der Hautoberfläche liegenden Gewebes. Dadurch erhält der Beobachter spezifische Informationen über den Verlauf von Blutgefäßen in der papillären Dermis.
Der erste Polarisator in dem Beleuchtungsstrahlengang und der zweite Polarisatoren in dem Beobachtungsstrahlengang bewirken nicht ursächlich die Visualisierung der Kapillaren und Blutgefäße des Gewebebereiches, sondern verstärken den Effekt, der durch die Beleuchtung des Schleimhautgewebes durch das blaue und grüne Licht hervorgerufen wird, deutlich.
Die Kreuzpolarisation, d. h. die Orientierung des zweiten Polarisators relativ zu einer Orientierung des ersten Polarisators in einer orthogonalen Anordnung, hat zudem vorteilhaft die Wirkung, dass Reflexionen durch den Flüssigkeitsfilm auf der Schleimhaut wirkungsvoll reduziert werden. Dabei müssen die Orientierungen der beiden Polarisatoren nicht unbedingt einen Winkel von 90° bilden. Vorteilhaft können auch Winkeleinstellungen zwischen 80° und 100° eine gute Visualisierung ermöglichen.
Die Kombination dieser Wirkungen führt somit zu einer guten Visualisierung und einem deutlich verbesserten Kontrast der Kapillaren und Blutgefäße in der Schleimhaut-Oberfläche und in dem darunter liegenden Gewebe. Grundsätzlich ist das Ziel des Einsatzes der Polarisationsfilter, nur noch Licht zu detektieren, das schon einmal im Gewebe gestreut wurde und nicht direkt von der Oberfläche zurückreflektiert wird. Dadurch gelingt die selektive Visualisierung der Gewebeschicht unterhalb der reflektierenden Schleimhaut-Oberfläche in einem Bereich, der durch die Eindringtiefe des blauen und grünen Lichts limitiert wird.
Der gut sichtbare Bereich in dem das unter der Schleimhaut liegenden Gewebe beobachtbar ist, kann beispielsweise 0,3 mm betragen.
Diese Wirkung kann ein Beobachter direkt durch das Okular beobachten. Eine zusätzliche digitale Bildverarbeitung, beispielsweise die Aufnahme des Gewebebereichs durch eine Kamera, eine digitale Analyse und Bildverarbeitung dieser Aufnahmen, und das Einblenden von digital aufbereiteten Bildstrukturen, in den Beobachtungsstrahlengang sind nicht notwendig. Der Chirurg kann die Kontrastverstärkung direkt durch das Okular beobachten. Es kann auf einen zusätzlichen Monitor und eine Kamera verzichtet werden. Vorteilhaft kann das Operationsmikroskop somit kompakt und kostengünstig ausgeführt werden.
Operationsmikroskope sind in der Regel stereoskopisch ausgebildet. Eine direkte stereoskopische Bildbetrachtung vermittelt dem Betrachter einen verbesserten Tiefeneindruck.
Der Beobachter oder Chirurg kann direkt mit dem Operationsmikroskop arbeiten, da die Funktion des Multispektralmodus direkt in das Operationsmikroskop integriert ist. Ein Umschalten zu einem zusätzlichen Endoskop ist nicht notwendig. Der Beobachter kann vorteilhaft mit beiden Händen am Situs arbeiten. Es ist auch nicht notwendig mit einer Hand ein Endoskop zu führen und zu steuern.
In einer Ausgestaltung der Erfindung strahlt in einem zweiten Modus die Lichtquelle weißes Beleuchtungslicht ab, wobei das erste Polarisationselement aus dem Beleuchtungsstrahlengang ausgekoppelt ist und das zweite Polarisationselement aus dem Beobachtungsstrahlengang ausgekoppelt ist.
In diesem zweiten Modus wird der Gewebebereich mit weißem Licht beleuchtet. Der Betrachter kann den Gewebebereich in einer normalen Ansicht betrachten, ohne dass bestimmte Strukturen, Kapillaren oder Blutgefäße besonders hervorgehoben sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Orientierung des ersten Polarisationselements und die zweite Orientierung des zweiten Polarisationselements orthogonal zueinander ausgerichtet.
Bei einer orthogonalen Ausrichtung, d. h. in einer exakten 90°-Position wird die Einkopplung von polarisiertem Beleuchtungslicht in den Beobachtungstrahlengang blockiert. Vorteilhaft ist nur das von der Schleimhaut und dem darunter liegenden Gewebebereich gestreute Licht beobachtbar und ermöglicht somit die selektive Visualisierung dieses Bereiches. Die beobachtbaren Bilder haben einen guten Kontrast. Die Blutgefäße und Kapillaren sind sehr gut sichtbar.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle als Leuchtdioden-Lichtquelle ausgebildet ist und weist mindestens drei Einzellichtquellen auf, wobei eine erste Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem roten Wellenlängenbereich mindestens zwischen 600 nm und 640 nm abzustrahlen, eine zweite Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem grünen Wellenlängenbereich mindestens zwischen 500 nm und 570 nm abzustrahlen, und eine dritte Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem blauen Wellenlängenbereich mindestens zwischen 430 nm und 480 nm abzustrahlen.
Eine Leuchtdioden-Lichtquelle, die Einzellichtquellen aufweist, kann ein gewünschter Wellenlängenbereich durch Einschalten oder Ausschalten der Einzellichtquellen eingestellt werden. Vorteilhaft kann auf Filter verzichtet werden. Die Lichtquelle kann kompakter und kostengünstiger ausgeführt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung strahlt die Leuchtdioden-Lichtquelle in dem ersten Modus nur Beleuchtungslicht von der zweiten Einzellichtquelle und der dritten Einzellichtquelle ab und in dem zweiten Modus Beleuchtungslicht von der ersten Einzellichtquelle, der zweiten Einzellichtquelle und der dritten Einzellichtquelle ab.
Ein gewünschter Wellenlängenbereich kann durch Einschalten oder Ausschalten der Einzellichtquellen eingestellt werden. Die Steuerung kann einfacher ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle als Weißlichtquelle ausgebildet, welche Beleuchtungslicht in einem Wellenlängenbereich zwischen mindestens 450 nm und 620 nm abstrahlt, wobei in dem ersten Modus ein Rotfilter in dem Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt ist, der für Wellenlängen größer als 620 nm, bevorzugt größer als 600 nm , besonders bevorzugt größer als 570nm eine Abschwächung größer als 90%, bevorzugt größer als 95% bewirkt.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Lichtquelle als eine Weißlichtquelle ausgebildet. Eine Weißlichtquelle kann beispielsweise durch ein Halogen- oder Xenon-Lichtquelle gebildet sein. Durch Ausblenden des roten Wellenlängenbereichs durch einen Rotfilter wird vorteilhaft der Objektbereich mit einem Wellenlängenbereich beleuchtet, der den blauen und grünen Wellenlängenbereich umfasst.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Umschalten zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus durch ein einzelnes Schaltelement bewirkbar.
Bei der Umschaltung von dem ersten Modus in den zweiten Modus sind mindestens drei Aktionen durchzuführen. Die Steuerung der Lichtquelle, das Ein- oder Auskoppeln des ersten Polarisators in den Beleuchtungsstrahlengang und das Ein- oder Auskoppeln des zweiten Polarisators in den Beobachtungsstrahlengang. Damit ein Anwender die Umschaltung schnell und einfach bewirken kann wird diese vorteilhaft durch ein einzelnes Schaltelement bewirkt. Der Anwender kann somit zwischen dem zweiten Modus, d. h. einer Weißlichtbeleuchtung, und dem ersten Modus, d. h. dem Multispektralmodus durch eine einzige Interaktion ohne eine Unterbrechung des Workflows umschalten, bzw. hin- und herschalten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement als Element einer grafischen Benutzeroberfläche oder als Schalter in einem Fuß-Schaltpult ausgebildet.
Die Integration in eine grafische Benutzeroberfläche oder Bedienerschnittstelle ist kostengünstig, da kein zusätzlicher körperlicher Schalter und die zugehörige Verdrahtung eingerichtet werden muss. Die Ausbildung als körperlicher Schalter in einem Fuß-Schaltpult ermöglicht dem Anwender eine Umschaltung ohne Ablenkung. Dies bedeutet er kann mit beiden Händen ohne Unterbrechung des Workflows am Operationssitus arbeiten und braucht auch nicht die Augen von den Okularen des Operationsmikroskops abzuwenden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Objektebene von mindestens einer Kamera aufnehmbar, die in dem Beobachtungsstrahlengang angeordnet ist.
Das Aufnehmen des Objektbereiches mit einer Kamera erlaubt die Aufzeichnung und Dokumentation des chirurgischen Eingriffs. Zusätzlich ist das Bild des Operationssitus auf einem Bildschirm darstellbar.
Das Operationsmikroskop kann ein konventionelles optisches Stereo-Operationsmikroskop mit einem Hauptobjektiv, einer Vergrößerungsoptik und Okularen sein, oder ein rein digitales Operationsmikroskop, bei dem die Objektebene von einer oder mehreren Kameras aufgenommen wird, deren Bild auf einem Bildschirm dargestellt wird. Das Operationsmikroskop kann auch ein Hybrid-System, eine Mischung aus einem konventionellen Operationsmikroskop und einem digitalen Operationsmikroskop bilden. Eine oder mehrere Kameras können zusätzlich zu den Okularen im Operationsmikroskop angeordnet sein. Dazu kann in dem Beobachtungsstrahlengang ein Strahlteiler angeordnet sein, an dessen zweiten Seite eine Kamera angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform können die Okulare auch durch Kameras ersetzt sein.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Visualisieren eines Objektbereiches nach einem der vorherigen Ansprüche wird der Objektbereich mit einer Objektebene in einem ersten Modus mit in einer ersten Orientierung linear polarisiertem Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, bevorzugt zwischen 430 nm und 570 nm, beleuchtet. Der beleuchtete Objektbereich wird mit einer Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang zur Abbildung des Objektebene in eine Beobachtungsebene, beobachtet. In dem Beobachtungsstrahlengang ist ein zweites Polarisationselement eingekoppelt wird, das eine zweite Orientierung in einem Winkel zwischen 80° und 100° relativ zu der ersten Orientierung aufweist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:

1 zeigt in einer schematischen Darstellung typische optische Komponenten eines Operationsmikroskops.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Varioskopobjektiv.
3 zeigt das Operationsmikroskop aus 1, jedoch ausgebildet als digitales Operationsmikroskop.
4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops in einer schematischen Darstellung;
5 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Abstrahlungscharakteristik der Einzellichtquellen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle gemäß 4 darstellt;
6 einen Gewebebereich, der mit eine konventionellen Weißlichtbeleuchtung im zweiten Modus beleuchtet wird;
7 den Gewebebereich gemäß 6, der im Multispektralmodus beleuchtet wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Operationsmikroskops erläutert. Mit Bezug auf die 1 und 2 wird daher der grundsätzliche Aufbau des Operationsmikroskops 2 beschrieben.
Das in 1 gezeigte Operationsmikroskop 2 umfasst als wesentliche optische Bestandteile ein einem Objektfeld 3 zuzuwendendes Objektiv 5, das insbesondere als achromatisches oder apochromatisches Objektiv ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Objektiv 5 aus zwei miteinander verkitteten Teillinsen, die ein achromatisches Objektiv bilden. Im Falle eines apochromatischen Objektivs wären mindestens drei Teillinsen vorhanden. Das Objektfeld 3 wird in der Brennebene des Objektivs 5 angeordnet, so dass ein im Objektfeld 3 befindliches Beobachtungsobjekt vom Objektiv 5 nach Unendlich abgebildet wird. Mit anderen Worten, ein vom Objektfeld 3 ausgehendes divergentes Strahlenbündel 7 wird bei seinem Durchgang durch das Objektiv 5 in ein paralleles Strahlenbündel 9 umgewandelt.
Beobachterseitig des Objektivs 5 ist ein Vergrößerungswechsler 11 angeordnet, der entweder wie im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zoom-System zur stufenlosen Änderung des Vergrößerungsfaktors oder als so genannter Galilei-Wechsler zur stufenweisen Änderung des Vergrößerungsfaktors ausgebildet sein kann. In einem Zoom-System, das bspw. aus einer Linsenkombination mit drei Linsen aufgebaut ist, können die beiden objektseitigen Linsen verschoben werden, um den Vergrößerungsfaktor zu variieren. Tatsächlich kann das Zoom-System aber auch mehr als drei Linsen, bspw. vier oder mehr Linsen aufweisen, wobei die äußeren Linsen dann auch fest angeordnet sein können. In einem Galilei-Wechsler existieren dagegen mehrere feste Linsenkombinationen, die unterschiedliche Vergrößerungsfaktoren repräsentieren und im Wechsel in den Strahlengang eingebracht werden können. Sowohl ein Zoom-System, als auch ein Galilei-Wechsler wandeln ein objektseitiges paralleles Strahlenbündel in ein beobachterseitiges paralleles Strahlenbündel mit einem anderen Bündeldurchmesser um.
Der Vergrößerungswechsler 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits Teil des binokularen Strahlengangs des Operationsmikroskops 1, d.h. er weist eine eigene Linsenkombination für jeden stereoskopischen Teilstrahlengang 9A, 9B des Operationsmikroskops 1 auf. Grundsätzlich kann aber auch ein „großer Vergrößerungswechsler“ Verwendung finden, d.h. ein Vergrößerungswechsler, in dem jede Linse von beiden stereoskopischen Teilstrahlengängen durchsetzt wird.
Das Einstellen eines Vergrößerungsfaktors mittels des Vergrößerungs-wechslers 11 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel über ein motorisch angetriebenes Stellglied, das zusammen mit dem Vergrößerungswechsler 11 Teil einer Vergrößerungswechseleinheit zum Einstellen des Vergrößerungs-faktors ist.
An den Vergrößerungswechsler 11 schließt sich beobachterseitig eine optische Schnittstellenanordnung 13A, 13B an, über die externe Geräte an das Operationsmikroskop 1 angeschlossen werden können und die im vorliegenden Ausführungsbeispiel Strahlteilerprismen 15A, 15B umfasst. Grundsätzlich können aber auch andere Arten von Strahlteilern Verwendung finden, bspw. teildurchlässige Spiegel. Die optischen Schnittstellen 13A, 13B dienen im vorliegenden Beispiel zum Auskoppeln eines Strahlenbündels aus dem Strahlengang des Operationsmikroskops 2 (Strahlteilerprisma 15B) bzw. zum Einkoppeln eines Strahlenbündels in den Strahlengang des Operationsmikroskops 2 (Strahlteilerprisma 15A).
Das Strahlteilerprisma 15A in dem Teilstrahlengang 9A dient im vorliegenden Beispiel dazu, mit Hilfe eines Displays 37, bspw. einer Digital Mirror Device (DMD) oder eines LCD-Displays, und einer zugehörigen Optik 39 über das Strahlteilerprisma 15A Informationen oder Daten für einen Betrachter in den Teilstrahlegang 9A des Operationsmikroskops 1 einzuspiegeln. Im anderen Teilstrahlengang 9B ist an der Schnittstelle 13B ein Kamera-adapter 19 mit einer daran befestigten Kamera 21 angeordnet, die mit einem elektronischen Bildsensor 23, bspw. mit einem CCD-Sensor oder einem CMOS-Sensor, ausgestattet ist. Mittels der Kamera 21 kann ein elektronisches und insbesondere ein digitales Bild des Objektfelds 3 aufgenommen werden.
An die Schnittstelle 13 schließt sich beobachterseitig ein Binokulartubus 27 an. Dieser weist zwei Tubusobjektive 29A, 29B auf, welche das jeweilige parallele Strahlenbündel 9A, 9B auf eine Zwischenbildebene 31 fokussieren, also das Objektfeld 3 auf die jeweilige Zwischenbildebene 31A, 31B abbilden. Die in den Zwischenbildebenen 31A, 31B befindlichen Zwischenbilder werden schließlich von Okularlinsen 35A, 35B wiederum nach Unendlich abgebildet, so dass ein Betrachter das Zwischenbild mit entspanntem Auge betrachten kann. Außerdem erfolgt im Binokulartubus mittels eines Spiegelsystems oder mittels Prismen 33A, 33B eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Teilstrahlenbündeln 9A, 9B, um diesen an den Augenabstand des Betrachters anzupassen. Mit dem Spiegelsystem oder den Prismen 33A, 33B erfolgt zudem eine Bildaufrichtung.
Das Operationsmikroskop 2 ist außerdem mit einer Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet, mit der der das Objektfeld 3 mit Beleuchtungs-licht beleuchtet werden kann. Hierzu weist die Beleuchtungs-vorrichtung im vorliegenden Beispiel eine Weißlichtquelle 41, etwa eine Halogen-glühlampe oder eine Gasentladungs-lampe, auf. Das von der Weiß-lichtquelle 41 ausgehende Licht wird über einen Umlenkspiegel 43 oder ein Umlenkprisma in Richtung auf das Objektfeld 3 gelenkt, um dieses auszuleuchten. In der Beleuchtungs-vorrichtung ist weiterhin eine Beleuch-tungsoptik 45 vorhanden, die für eine gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten beobachteten Objektfeldes 3 sorgt.
Es sei darauf hingewiesen, dass der in 1 dargestellte Beleuchtungs-strahlengang stark schematisiert ist und nicht notwendiger-weise den tatsächlichen Verlauf des Beleuchtungsstrahlengangs wiedergibt. Grund-sätz-lich kann der Beleuchtungsstrahlengang als sogenannte Schräg-beleuchtung ausgeführt sein, die der schematischen Darstellung in 1 am nächsten kommt. In einer solchen Schrägbeleuchtung verläuft der Strahlengang in einem relativ großen Winkel (6° oder mehr) zur optischen Achse des Objektivs 5 und kann, wie in 1 dargestellt, vollständig außerhalb des Objektivs verlaufen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Beleuchtungs-strahlen-gang der Schrägbeleuchtung durch einen Randbereich des Objektivs 5 hindurch verlaufen zu lassen. Eine weitere Möglichkeit zur Ausgestaltung des Beleuchtungsstrahlengangs ist die sogenannte 0°-Beleuchtung, bei der der Beleuchtungsstrahlengang durch das Objektiv 5 hindurch verläuft und zwischen den beiden Teilstrahlengängen 9A, 9B, entlang der optischen Achse des Objektivs 5 in Richtung auf das Objektfeld 3 in das Objektiv 5 eingekoppelt wird. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, den Beleuch-tungsstrahlengang als sogenannte koaxiale Beleuchtung auszuführen, in der ein erster und ein zweiter Beleuchtungsteilstrahlengang vorhanden sind. Die Teilstrahlengänge des Beleuchtungsstrahlengangs werden über einen oder mehrere Strahlteiler parallel zu den optischen Achsen der Beobachtungsteilstrahlengänge 9A, 9B in das Operationsmikroskop eingekoppelt, so dass die Beleuchtung koaxial zu den beiden Beobachtungsteil-strahlen-gängen verläuft.
In der in 1 gezeigten Ausführungsvariante des Operationsmikroskops 2 besteht das Objektiv 5 lediglich aus einer Achromatlinse. Es kann jedoch auch ein Objektiv-linsen-system aus mehreren Linsen Verwendung finden, insbesondere ein so genanntes Varioskopobjektiv, mit dem sich der Arbeitsabstand des Operations-mikroskops 2, d.h. der Abstand der objekt-seitigen Brennebene vom Scheitel der ersten objektseitigen Linsenfläche des Objektivs 5, auch Objektschnittweite genannt, variieren lässt. Auch vom Varioskopobjektiv 50 wird das in der Brennebene angeordnete Objektfeld 3 nach Unendlich abgebildet, so dass beobachterseitig ein paralleles Strahlenbündel vorliegt.
Ein Beispiel für ein Varioskopobjektiv ist schematisch in 2 dargestellt. Das Varioskopobjektiv 50 umfasst ein Positivglied 51, also ein optisches Element mit positiver Brechkraft, das in 2 schematisch als Konvexlinse dargestellt ist. Darüber hinaus umfasst das Varioskopobjektiv 50 ein Negativglied 52, also ein optisches Element mit negativer Brechkraft, das in 2 schematisch als Konkavlinse dargestellt ist. Das Negativglied 52 befindet sich zwischen dem Positivglied 51 und dem Objektfeld 3. Im dargestellten Varioskopobjektiv 50 ist das Negativglied 52 fix angeordnet, wohingegen das Positivglied 51 wie durch den Doppelpfeil 53 angedeutet entlang der optischen Achse OA verschiebbar angeordnet ist. Wenn das Positivglied 51 in die in 2 gestrichelt dargestellte Position verschoben wird, verlängert sich die Schnittweite, so dass sich der Arbeitsabstand des Operationsmikroskops 2 vom Objektfeld 3 ändert.
Obwohl in 2 das Positivglied 51 verschiebbar ausgestaltet ist, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, das Negativglied 52 statt des Positivglieds 51 entlang der optischen Achse OA bewegbar anzuordnen. Das Negativglied 52 bildet jedoch häufig die Abschlusslinse des Varioobjektivs 50. Ein feststehendes Negativglied 52 bietet daher den Vorteil, dass das Innere des Operationsmikroskops 2 leichter gegen äußere Einflüsse abgedichtet werden kann. Weiterhin sei angemerkt, dass, obwohl das Positivglied 51 und das Negativglied 52 in 2 lediglich als Einzellinsen dargestellt sind, jedes dieser Glieder statt in Form einer Einzellinse auch in Form einer Linsengruppe oder eines Kittglieds realisiert sein kann, bspw. um das Varioskopobjektiv achromatisch oder apochromatisch auszubilden.
3 zeigt ein Beispiel für ein digitales Operationsmikroskop 48 in einer schematischen Darstellung. Bei diesem Operationsmikroskop unterscheiden sich das Hauptobjektiv 5, der Vergrößerungswechsler 11 sowie das Beleuchtungssystem 41, 43, 45 nicht von dem in 1 dargestellten Operationsmikroskop 2 mit optischem Einblick. Der Unterschied liegt darin, dass das in 3 gezeigte Operationsmikroskop 48 keinen optischen Binokulartubus umfasst. Statt der Tubusobjektive 29A, 29B aus 1 umfasst das Operationsmikroskop 48 aus 3 Fokussierlinsen 49A, 49B mit denen die binokularen Beobachtungsstrahlengänge 9A, 9B auf digitale Bildsensoren 61A, 61B abgebildet werden. Die digitalen Bildsensoren 61A, 61B können dabei beispielsweise CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren sein. Die von den Bildsensoren 61A, 61B aufgenommenen Bilder werden digital an digitale Displays 63A, 63B gesendet, die als LED-Displays, als LCD-Displays oder als auf organischen Leuchtioden (OLEDs) beruhende Displays ausgebildet seien können. Den Displays 63A, 63B können wie im vorliegenden Beispiel Okularlinsen 65A, 65B zugeordnet sein, mit denen die auf den Displays 63A, 63B dargestellten Bildern nach unendlich abgebildet werden, so dass ein Betrachter sie mit entspannten Augen betrachten kann. Die Displays 63A, 63B und die Okularlinsen 65A, 65B können Teil eines digitalen Binokulartubus sein, sie können aber auch Teil eines am Kopf zu tragenden Displays (head mounted display, HMD) wie etwa einer Datenbrille sein.
Obwohl in 3 wie in 1 lediglich eine Achromatlinse 5 mit einer festen Brennweite dargestellt ist, kann das in 3 gezeigte Operationsmikroskop 48 wie das in 1 dargestellte Operationsmikroskop 2 ein apochromatisches Objektiv oder ein Varioskopobjektiv statt der Achromatlinse 5 umfassen. Weiterhin ist in 3 eine Übertragung der von den Bildsensoren 61A, 61B aufgenommenen Bilder an die Displays 63A, 63B mittels Kabeln 67A, 67B gezeigt. Statt Kabelgebunden können die Bilder jedoch auch drahtlos an die Displays 63A, 63B übertragen werden, insbesondere dann, wenn die Displays 63A, 63B Teil eines head mounted displays sind.
Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops in einer schematischen Darstellung.
Ein Operationsmikroskopsystem 100 umfasst eine Operationsmikroskop 101 eine Lichtquelleneinheit 140 und eine Steuerungseinheit 150. Das Operationsmikroskop umfasst eine Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang 112 und eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Beleuchtungsstrahlengang 113.
Die Beobachtungsvorrichtung umfasst ein Hauptobjektiv 102, einen Vergrößerungswechsler 103, einen ersten Strahlteiler 104 und ein Okular 105, die entlang des Beobachtungsstrahlengangs 112 angeordnet sind. Ein Objektbereich 110 mit einer Objektebene 111 kann von einem Beobachter, dargestellt durch ein schematisch dargestelltes Auge 106 durch das Okular 105 betrachtet werden.
Die Beobachtungsvorrichtung ist schematisch dargestellt. Der Beobachtungsstrahlengang 112 ist stereoskopisch ausgeführt und umfasst zwei nicht dargestellte Teilstrahlengänge.
In dem Beobachtungsstrahlengang 112 ist der erste Strahlteiler 104 angeordnet, der einen Teil des Beobachtungslichtes ausgekoppelt und über den Kamerastrahlengang 107 auf den Sensor einer Kamera 108 abgebildet, so dass der Objektbereich 110 mit der Objektebene 111 durch die Kamera 108 erfassbar ist. Die Kamera 108 kann stereoskopisch ausgebildet sein.
Die Lichtquelleneinheit 140 umfasst eine erste Lichtquelle 141 und eine zweite Lichtquelle 142. Die erste Lichtquelle 141 ist als Leuchtdioden-Lichtquelle ausgebildet und umfasst drei Einzellichtquelle für die Farben rot, grün und blau. Die Leuchtdioden-Lichtquelle wird auch als RGB-Lichtquelle bezeichnet. Die Lichtquelleneinheit 140 ist mit der Steuerungseinheit 150 über eine erste Leitung 151 verbunden, so dass jede Einzellichtquelle separat ansteuerbar ist.
Das von der ersten Lichtquelle 141 abgestrahlte Beleuchtungslicht wird entlang eines Beleuchtungslichtstrahlengangs 144 über einen zweiten Strahlteiler 143 geführt und in einen Lichtleiter 146, beispielsweise eine Glasfaserleitung, eingekoppelt. Über den Strahlteiler 143 wird das Beleuchtungslicht der zweiten Lichtquelle 142 in den Beleuchtungslichtstrahlengang 144 eingekoppelt. Die zweite Lichtquelle 142 kann beispielsweise durch eine violett leuchtende Einzellichtquelle gebildet sein.
Der Lichtleiter 146 ist mit Operationsmikroskop 101 verbunden. Das Beleuchtungslicht wird entlang des Beleuchtungsstrahlengangs 113 zu dem Objektbereich 110 mit der Objektebene 111 geführt. In dem Beleuchtungsstrahlengang 113 ist eine Beleuchtungsoptik 120 angeordnet. Der Beleuchtungsstrahlengang 113 wird über einen Umlenkspiegel 122 umgelenkt und durch das Hauptobjektiv 102 zu der Objektebene 111 geleitet.
In dem Beleuchtungsstrahlengang 113 ist zwischen der Beleuchtungsoptik 120 und dem Umlenkspiegel 121 ein erster Polarisator 130 angeordnet. Der erste Polarisator 130 kann in den Beleuchtungsstrahlengang 113 eingekoppelt und ausgekoppelt werden. Dazu ist der erste Polarisator 130 durch einen ersten Aktuator 132 bewegbar. Der erste Aktuator 132 ist mit der Steuerung 150 verbunden.
In dem Beobachtungsstrahlengang 112 ist zwischen dem Vergrößerungswechsler 103 und dem ersten Strahlteiler 104 ein zweiter Polarisator 131 angeordnet. Der zweite Polarisator 131 kann in den Beobachtungsstrahlengang 112 eingekoppelt und ausgekoppelt werden. Dazu ist der zweite Polarisator 131 durch einen zweiten Aktuator 133 bewegbar. Der zweite Aktuator 133 ist mit der Steuerung 150 verbunden.
In einem Weißlichtmodus, dem zweiten Modus, sind ist der erste Polarisator 130 aus dem Beleuchtungsstrahlengang 113 ausgekoppelt und der zweite Polarisator 131 aus dem Beobachtungsstrahlengang 112 ausgekoppelt. Die erste Lichtquelle 141 strahlt weißes Beleuchtungslicht ab. Dies wird dadurch erreicht, dass all Einzellichtquellen, d. h. die rote, grüne und blaue Einzellichtquellen eingeschaltet sind. In diesem zweiten Modus wird ein in der Objektebene 111 befindlicher Gewebebereich mit weißem Licht beleuchtet. Der Betrachter kann den Gewebebereich in einer normalen Ansicht betrachten, ohne dass bestimmte Strukturen, Kapillaren oder Blutgefäße besonders hervorgehoben sind.
Die Steuerungseinheit 150 ist mit einem Schaltelement 153 verbunden. Bei einer Betätigung des Schaltelements 153 wird durch die Steuerungseinheit 150 der erste Modus, der Multispektralmodus aktiviert. Dazu wird die rote Einzellichtquelle der ersten Lichtquelle 141 ausgeschaltet, während die grüne und blaue Einzellichtquelle eingeschaltet bleiben. Gleichzeitig wird der erste Polarisator 130 durch den ersten Aktuator 132 in den Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt und der zweite Polarisator 131 durch den zweiten Aktuator 132 in den Beobachtungsstrahlengang eingekoppelt. Dieser Multispektralmodus führt somit zu einer guten Visualisierung und einem deutlich verbesserten Kontrast der Kapillaren und Blutgefäße in der Schleimhaut und in dem darunter liegenden Gewebe.
Der Beobachter betrachtet das durch den zweiten Polarisator 131 gefilterte Bild direkt durch die Okulare. Die Kamera 108, die optional ist, nimmt einen einzelnen Kanal oder beide Kanäle des stereoskopischen Bildes auf. Es ist kein zusätzliches digitales Filtern notwendig, um den Kontrast zwischen Gewebe und Blutgefäß in dem Videosignal zu erzeugen. Eine erneute Betätigung des Schaltelements 153 stellt erneut den Weißlichtmodus ein. Dazu wird die rote Einzellichtquelle der ersten Lichtquelle 141 wieder eingeschaltet. Der erste Polarisator 130 wird durch den ersten Aktuator 133 aus dem Beleuchtungsstrahlengang ausgekoppelt und der zweite Polarisator 131 wird durch den zweiten Aktuator 133 aus dem Beobachtungsstrahlengang ausgekoppelt. Diese Vorgänge erfolgen gleichzeitig. In einer alternativen Ausgestaltung können diese auch zeitlich nacheinander ausgeführt werden.
Das Operationsmikroskop 101 kann ein konventionelles optisches Stereo-Operationsmikroskop sein mit Okularen sein oder als rein digitales Operationsmikroskop ausschließlich mit Kameras ausgebildet sein. Das Operationsmikroskop 101 kann als ein Hybrid-System, eine Mischung aus einem konventionellen Operationsmikroskop und einem digitalen Operationsmikroskop mit der Kamera 108, ausgebildet sein.
Die 5 zeigt ein Diagramm 200, das ein Ausführungsbeispiel einer Abstrahlungscharakteristik der Einzellichtquellen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle gemäß 4 darstellt.
Eine Abszisse 201 bezeichnet den Wellenlängenbereich des emittierten Lichtes zwischen 200 nm und 800 nm. Auf einer Ordinate 202 ist eine Intensität angegeben.
Eine erste Kurve 210 zeigt die Abstrahlcharakteristik der zweiten Lichtquelle 142 bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4.
Eine zweite Kurve 211 zeigt die Abstrahlcharakteristik der blauen Einzellichtquelle der ersten Lichtquelle 141 bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4. Das emittierte Licht der ersten blauen Einzellichtquelle wird in einem Wellenlängenbereich zwischen 420 nm und 480 nm abgestrahlt.
Eine dritte Kurve 212 zeigt die Abstrahlcharakteristik der grünen Einzellichtquelle der ersten Lichtquelle 141 bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4. Das emittierte Licht der grünen Einzellichtquelle wird in einem Wellenlängenbereich zwischen 480 nm und 600 nm abgestrahlt.
Eine vierte Kurve 213 zeigt die Abstrahlcharakteristik der roten Einzellichtquelle der ersten Lichtquelle 141 bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4. Das emittierte Licht der roten Einzellichtquelle wird in einem Wellenlängenbereich zwischen 600 nm und 640 nm abgestrahlt.
Die 6 zeigt einen Gewebebereich, der mit einer konventionellen Weißlichtbeleuchtung beleuchtet wird. Das Operationsmikroskop gemäß 4 ist in einem zweiten Modus eingestellt.
Die 7 zeigt den Gewebebereich gemäß 6, der im Multispektralmodus beleuchtet wird. Die Figur zeigt den verbesserten Kontrast zwischen Gewebe und Blutgefäßen im Multispektralmodus.
Bezugszeichenliste

2: Operationsmikroskop
3: Operationsfeld
5: Objektiv
7: divergentes Strahlenbündel
9: Strahlenbündel
9A, 9B: stereoskopischer Teilstrahlengang
11: Vergrößerungswechsler
13A, 13B: Schnittstellenanordnung
15A, 15B: Strahlteilerprisma
19: Kameraadapter
21: Kamera
23: Bildsensor
27: Binokulartubus
29A, 29B: Tubusobjektiv
31A, 31B: Zwischenbildebene
33A, 33B: Prisma
35A, 35B: Okularlinse
37: Display
39: Optik
41: Weißlichtquelle
43: Umlenkspiegel
45: Beleuchtungsoptik
49A, 49B: Fokussierlinse
50: Vario-Objektiv
51: Positivglied
52: Negativglied
53: Verschiebeweg
100: Operationsmikroskopsystem
101: Operationsmikroskop
102: Hauptobjektiv
103: Vergrößerungswechsler
104: Erster Strahlteiler
105: Okular
106: Auge eines Beobachters
110: Objektbereich
111: Objektebene
112: Beobachtungsstrahlengang
113: Beleuchtungsstrahlengang
120: Beleuchtungsoptik
121: Umlenkspiegel
130: Erster Polarisator
131: Zweiter Polarisator
132: Erste Aktuator
133: Zweiter Aktuator
140: Lichtquelleneinheit
141: Erste Lichtquelle
142: Zweite Lichtquelle
143: Zweiter Strahlteiler
144: Beleuchtungslichtstrahlengang
146: Lichtleiter
150: Steuerungseinheit
151: Erste Leitung
152: Zweite Leitung
153: Schaltelement
200: Diagramm
201: Abszisse
202: Ordinate
210: Erste Kurve
211: Zweite Kurve
212: Dritte Kurve
213: Vierte Kurve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2002/0109912 A1 [0004]
DE 102014114013 A1 [0005]

Claims

Operationsmikroskop zur Visualisierung eines Gewebebereiches, umfassend - eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle (141) und einem Beleuchtungsstrahlengang (113, 144) zur Beleuchtung eines Objektbereiches (110) mit einer Objektebene (111), - eine Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang (113) zur Abbildung des Objektbereiches (112) mit der Objektebene (111) in eine Beobachtungsebene, - ein erstes Polarisationselement (130), das in den Beleuchtungsstrahlengang (113) einkoppelbar ist und das zu einer Polarisation des Beleuchtungslichtes in einer ersten Orientierung ausgebildet ist, - ein zweites Polarisationselement (131), das in den Beobachtungsstrahlengang (112) einkoppelbar ist und eine zweite Orientierung in einem Winkel zwischen 80° und 100° relativ zu der ersten Orientierung aufweist, wobei in einem ersten Modus die Lichtquelle (141) Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, bevorzugt zwischen 430 nm bis 570 nm abstrahlt, und in dem ersten Modus der erste Polarisationsfilter (130) in den Beleuchtungsstrahlengang (113) eingekoppelt ist und der zweite Polarisationsfilter (131) in den Beobachtungsstrahlengang (112) eingekoppelt ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 1, wobei in einem zweiten Modus die Lichtquelle (141) weißes Beleuchtungslicht abstrahlt, wobei das erste Polarisationselement (130) aus dem Beleuchtungsstrahlengang (113) ausgekoppelt ist und das zweite Polarisationselement (132) aus dem Beobachtungsstrahlengang (112) ausgekoppelt ist.
Operationsmikroskop nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Orientierung des ersten Polarisationselements (130) und die zweite Orientierung des zweiten Polarisationselements (131) orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
Operationsmikroskop nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Lichtquelle (141) als Leuchtdioden-Lichtquelle ausgebildet ist und mindestens drei Einzellichtquellen aufweist, wobei eine erste Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem roten Wellenlängenbereich mindestens zwischen 600 nm und 640 nm abzustrahlen, eine zweite Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem grünen Wellenlängenbereich mindestens zwischen 500 nm und 570 nm abzustrahlen, und eine dritte Einzellichtquelle ausgebildet ist, Beleuchtungslicht in einem blauen Wellenlängenbereich mindestens zwischen 430 nm und 480 nm abzustrahlen.
Operationsmikroskop nach Anspruch 4, wobei die Leuchtdioden-Lichtquelle in dem ersten Modus nur Beleuchtungslicht von der zweiten Einzellichtquelle und der dritten Einzellichtquelle abstrahlt und in dem zweiten Modus Beleuchtungslicht von der ersten Einzellichtquelle, der zweiten Einzellichtquelle und der dritten Einzellichtquelle abstrahlt.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichtquelle (141) als Weißlichtquelle ausgebildet ist, welche Beleuchtungslicht in einem Wellenlängenbereich zwischen mindestens 450 nm und 620 nm abstrahlt, wobei in dem ersten Modus ein Rotfilter in dem Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt ist, der für Wellenlängen größer als 620 nm, bevorzugt größer als 600 nm , besonders bevorzugt größer als 570nm eine Abschwächung größer als 90%, bevorzugt größer als 95% bewirkt.
Operationsmikroskop nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Umschalten zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus durch ein einzelnes Schaltelement (153) bewirkbar ist.
Operationsmikroskop nach Anspruch 7, wobei das Schaltelement (153) als Element einer grafischen Benutzeroberfläche oder als Schalter in einem Fuß-Schaltpult ausgebildet ist.
Operationsmikroskop nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Objektebene von mindestens einer Kamera (108) aufnehmbar ist, die in dem Beobachtungsstrahlengang (107) angeordnet ist.
Verfahren zum Visualisieren eines Objektbereiches (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Objektbereich (110) mit einer Objektebene (111) in einem ersten Modus mit in einer ersten Orientierung polarisiertem Beleuchtungslicht in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 550 nm, bevorzugt zwischen 430 nm und 570 nm, beleuchtet wird und der beleuchtete Objektbereich (110) mit einer Beobachtungsvorrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang (112) zur Abbildung des Objektebene in eine Beobachtungsebene, beobachtet wird, wobei in dem Beobachtungsstrahlengang (112) ein zweites Polarisationselement (132) eingekoppelt wird, das eine zweite Orientierung in einem Winkel zwischen 80° und 100° relativ zu der ersten Orientierung aufweist.