DE10336890A1 - Vergrößerungswechsler für Operationsmikroskop - Google Patents
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Abstract
Bei
einem Vergrößerungswechsler
200 für
ein Operationsmikroskop ist eine Halterungsbaugruppe 201 zur Aufnahme
von Linsengruppen vorgesehen, die von einem Beobachtungsstrahlengang
206 und 207 durchsetzt werden. Der Vergrößerungswechsler umfasst eine
Einrichtung 110 zum Wechseln von wenigstens einem optischen Element
in dem Beobachtungsstrahlengang 206, 207. Erfindungsgemäß hat diese
Einrichtung zum Wechseln ein an der Halterungsbaugruppe 201 drehbar
gelagertes Wechselrad 210, 211, in dem das wenigstens eine optische
Element gehalten ist, wobei durch Drehen des Wechselrades 210, 211
das optische Element in den Beobachtungsstrahlengang 206 und 207
ein- und ausgeschwenkt werden kann.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Vergrößerungswechsler für ein Operationsmikroskop sowie ein Operationsmikroskop mit einem solchen Vergrößerungswechsler, bei dem eine Halterungsbaugruppe zur Aufnahme einer oder mehrerer Linsengruppen vorgesehen ist, die von einem Beobachtungsstrahlengang durchsetzt werden und dem eine Einrichtung zum Wechseln von wenigstens einem optischen Element in dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnet ist.
- Ein derartiger Vergrößerungswechsler in einem derartigen Operationsmikroskop ist aus der
JP 4-144 554 - In der WO 01/27659 A2 ist ein Operationsmikroskop beschrieben, bei dem eine erste und eine zweite Blende auf einer objektivabgewandten Seite des Vergrößerungssystems in einen linken und rechten binokularen Beobachtungsstrahlengang ein- und ausgeschwenkt werden können. Den Blenden ist eine motorische Steuerung zugeordnet. In der WO 01/27659 A2 ist vorgeschlagen, für die beiden Blenden einen Kopplungsmechanismus vorzusehen.
- Die
DE 197 02 754 A1 offenbart eine Einrichtung zum Wechseln von Filterelementen im Beobachtungsstrahlengang eines Laser-Scan-Mikroskops. Diese Einrichtung umfasst ein motorisch angetriebenes Filterwechselrad, in dem Aufnahmen für unterschiedliche Aus derEP 1 235 094 A2 ist ein Operationsmikroskop mit stereoskopischem Beobachtungsstrahlengang bekannt, bei der auf einer objektabgewandten Seite des Mikroskop-Hauptobjektivs eine Strahlteileranordnung vorgesehen ist, die dazu dient, eine Displayanzeige dem Bild eines Beobachtungsbereiches zu überlagern, um sie sowohl einem Hauptbeobachter als auch einem Videobildsensor und einem Mitbeobachter zuzuführen. Dabei sind auf einer objektabgewandten und einer objektzugewandten Seite der Strahlteileranordnung steuerbare Blenden vorgesehen, welche in den Beobachtungsstrahlengang ein- und ausgeschwenkt werden können. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operationsmikroskop mit einem kompakt aufgebauten Vergrößerungswechsler bereitzustellen, der es ermöglicht, Filter-, Shutter- und Blendenelemente in den Beobachtungsstrahlengang ein- und auszuschwenken.
- Diese Aufgabe wird durch einen Vergrößerungswechsler und ein Operationsmikroskop der eingangs genannten Art gelöst, indem die Einrichtung zum Wechseln ein an der Halterungsbaugruppe drehbar gelagertes Wechselrad umfasst, in dem das wenigstens eine optische Element gehalten ist, wobei durch Drehen des Wechselrades das optische Element in den Beobachtungsstrahlengang ein- und ausgeschwenkt werden kann. Auf diese Weise können mit einer einzigen Wechseleinrichtung eine Vielzahl von optischen Elementen in einem Beobachtungsstrahlengang ausgetauscht werden. Darüber hinaus wird so eine besonders kompakte und kostengünstige Bauform für ein entsprechendes Operationsmikroskop ermöglicht.
- In Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung zum Wechseln von wenigstens einem optischen Element für das Wechseln von optischen Elementen in einem ersten Beobachtungsstrahlengang und einem zweiten Beobachtungsstrahlengang ausgelegt. Auf diese Weise können in einen stereoskopischen Beobachtungsstrahlengang in einander entsprechenden Abschnitten aufeinander abgestimmte optische Elemente eingebracht werden.
- In Weiterbildung der Erfindung ist in dem drehbar gelagertem Wechselrad als optisches Element eine Blende und/oder ein Shutter und/oder ein Filter vorgesehen. Auf diese Weise wird ein Vergrößerungswechsler bzw. ein Operationsmikroskop mit Vergrößerungswechsler geschaffen, der bzw. das sich insbesondere für ein System mit Dateneinspiegelung eignet, etwa ein System für Fluoreszenzmikroskopie.
- In Weiterbildung der Erfindung sind bei dem Vergrößerungswechsler ein erstes Wechselrad und ein zweites Wechselrad vorgesehen. Vorzugsweise ist dabei dem ersten und zweiten Wechselrad eine Einrichtung zum Koppeln zugeordnet, welche gewährleistet, dass eine definierte Stellung des optischen Elements im ersten Wechselrad einer definierten Stellung des optischen Elements im zweiten Wechselrad entspricht.
- Diese Einrichtung zum Koppeln von erstem und zweitem Wechselrad kann dabei sowohl als mechanische Kopplung als auch als elektronische Kopplung ausgebildet sein.
- Das erste Wechselrad und das zweite Wechselrad können nebeneinander oder auch übereinander angeordnet werden. Eine Übereinanderanordnung von erstem- und zweitem Wechselrad ermöglicht es, eine Vielzahl von Kombinationen verschiedener optischer Elemente in den Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops einzuschwenken.
- Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Wechseln an einer objektivabgewandten Seite des Vergrößerungswechslers vorgesehen. Diese Anordnung der Einrichtung zum Wechseln ermöglicht eine besonders ergonomische Bauform für ein Operationsmikroskop, weil der Grundkörper eines Operationsmikroskops in diesem Fall im Bereich des Mikroskop-Hauptobjektivs unterhalb des Vergrößerungswechslers besonders schlank ausgeführt werden kann. Dies bewirkt, dass ein Operateur auf ein Operationsgebiet am Operationsmikroskop vorbei ein vergleichsweise großes Blickfeld hat. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Einrichtung zum Wechseln an einer objektivzugewandten Seite des Vergrößerungswechslers vorzusehen.
- In Weiterbildung der Erfindung sind Schieberelemente für optische Elemente vorgesehen, welche einem Wechselrad zugeordnet sind und dazu dienen, ein optisches Element in den Beobachtungsstrahlengang und aus dem Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops zu bewegen.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
-
1 schematisch ein Operationsmikroskop mit Vergrößerungswechsler und Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops; -
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang; -
3 eine weitere perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des in der2 gezeigten Vergrößerungswechslers; -
4 eine perspektivischen Ansicht einer zweiten Ausführungsform für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang; -
5 einen Schnitt einer dritten Ausführungsform für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops; und -
6 einen Schnitt einer vierten Ausführungsform für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops. - In
1 ist schematisch ein Operationsmikroskop100 mit einem ersten linken Beobachtungsstrahlengang101 und einem zweiten rechten Beobachtungsstrahlengang102 dargestellt. Mit dem Beobachtungsstrahlengang101 ,102 wird das Bild eines Objektbereichs103 in einem Hauptbeobachtertubus104 und einem Mitbeobachtertubus105 sichtbar gemacht. Dabei durchsetzt der binokulare Beobachtungsstrahlengang101 ,102 ein103 in einem Hauptbeobachtertubus104 und einem Mitbeobachtertubus105 sichtbar gemacht. Dabei durchsetzt der binokulare Beobachtungsstrahlengang101 ,102 ein verstellbares Mikroskop-Hauptobjektiv106 und wird durch einen in einem Operationsmikroskop-Grundkörper120 aufgenommenen Vergrößerungswechsler107 geleitet, der als Pankrat ausgeführt ist. Der Vergrößerungswechsler107 hat für einen jeden Beobachtungsstrahlengang101 ,102 ein einstellbares Galilei-System108 ,109 . - Dem Vergrößerungswechsler
107 ist eine Einrichtung110 zum Wechseln von optischen Elementen111 ,112 in einem jeden binokularen Beobachtungsstrahlengang101 102 des Operationsmikroskops zugeordnet. Diese optischen Elemente sind als Filter, Blenden oder Strahlunterbrecher ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, sie als Linsen, Polarisatoren oder als andere optische Baugruppe zu gestalten. Bei dem Operationsmikroskop100 aus1 ist die Einrichtung110 zum Wechseln auf der Seite des Vergrößerungswechslers107 vorgesehen, welche dem Mikroskop-Hauptobjektiv106 abgewandt ist. Grundsätzlich kann jedoch die Einrichtung zum Wechseln auch auf einer dem Mikroskop-Hauptobjektiv106 zugewandten Seite des Vergrößerungswechslers vorgesehen sein oder auch zwischen Linsenelementen im Vergrößerungswechsler selbst angeordnet werden. - Die Einrichtung
110 zum Wechseln von optischen Elementen umfasst zwei Wechselräder113 ,114 , welchen ein in der1 nicht weiter dargestellter Antrieb zugeordnet ist. Dieser Antrieb erlaubt es, steuerbar verschiedene optische Elemente, wie Filter, Blenden oder Strahlunterbrecher in den binokularen Beobachtungsstrahlengang101 ,102 einzuschwenken. Bei dem Operationsmikroskop100 gibt es weiter ein Strahlteilerelement115 , welches von dem binokularen Beobachtungsstrahlengang101 ,102 durchsetzt wird und den Beobachtungsstrahlengang einem Hauptbeobachtertubus104 und einem Mitbeobachtertubus105 zuführt. - Die
2 und3 zeigen eine erste Ausführungsform200 für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang, bei dem die Einrichtung zum Wechseln ein drehbares Wechselrad umfasst, welches an einer Halterungsbaugruppe des Vergrößerungswechslers gelagert ist. - Der Vergrößerungswechsler
200 hat eine Halterungsbaugruppe201 , in der Linsengruppen202 ,203 sowie204 und205 aufgenommen sind, welche von einem binokularen Beobachtungsstrahlengang206 und207 durchsetzt werden. Die Linsengruppen202 ,203 bzw.204 ,205 sind über einen Antrieb durch einen Elektromotor208 zueinander bewegbar, um unterschiedliche Vergrößerungen einstellen zu können. Die Halterungsbaugruppe201 selbst ist für den Einbau in den Grundkörper eines Operationsmikroskops in einem Gehäuse209 aufgenommen, an dem als Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang ein erstes Wechselrad210 und ein zweites Wechselrad211 drehbar gelagert sind. In jedem Wechselrad210 und211 sind vier Aufnahmen212 ,213 ,214 ,215 , sowie216 ,217 ,218 und219 für verschiedene optische Elemente vorgesehen, welche durch Drehen der Wechselräder210 ,211 in den binokularen Beobachtungsstrahlengang206 ,207 eingeschwenkt werden können. - Zum Antrieb der Wechselräder
210 ,211 ist jeweils ein Elektromotor220 bzw.221 vorgesehen, der über ein Antriebsritzel222 ,223 auf eine Verzahnung224 bzw.225 wirkt, welche auf einer Außenumfangsfläche des Wechselrades210 bzw.211 ausgebildet ist. - Den Elektromotoren
220 und221 ist eine nicht weiter dargestellte Steuereinheit zugeordnet, welche eine elektronische Kopplung einer Drehung des Wechselrades210 mit einer Drehung des Wechselrades211 bewirkt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Steuerung der Elektromotoren220 und221 so auszubilden, dass die optischen Elemente der Wechselräder unabhängig voneinander in den betreffenden binokularen Beobachtungsstrahlengang206 bzw.207 eingeschwenkt werden können. - Die
4 zeigt eine zweite Ausführungsform400 für einen Vergrößerungswechsler mit einer Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops. Wie bei dem anhand der2 und3 erläuterten Vergrößerungswechsler ist bei dem Vergrößerungswechsler400 eine Halterungsbaugruppe401 vorgesehen, in dem eine Linsengruppe402 und eine Linsengruppe403 aufgenommen ist. Die Linsengruppen402 ,403 werden von einem binokularen Beobachtungsstrahlengang406 und407 durchsetzt. Um eine Vergrößerung einstellen zu können, sind die Linsengruppen402 und403 über einen nicht weiter dargestellten Antrieb zueinander bewegbar. Die Halterungsbaugruppe401 selbst ist in einem Gehäuse409 festgelegt, an dem als Einrichtung zum Wechseln von optischen. Elementen im Beobachtungsstrahlengang ein erstes Wechselrad410 und ein zweites Wechselrad411 drehbar gelagert ist. - In dem Wechselrad
410 sind Aufnahmen412 ,413 ,414 ,415 ,416 und417 für verschiedene optische Elemente vorgesehen, wie etwa Blenden, Filter oder Strahlunterbrecher. Auch bei dem zweiten Wechselrad411 sind sechs Aufnahmen418 ,419 ,420 ,421 ,422 und423 für unterschiedliche optische Elemente ausgebildet. - Durch Drehen der Wechselräder
410 und411 können diese optischen Elemente in dem Beobachtungsstrahlengang406 bzw.407 eingeschwenkt werden. Um einen Antrieb für ein solches Einschwenken bereitzustellen, ist an der Außenumfangsfläche des Wechselrades410 eine Verzahnung424 ausgebildet, in die ein Antriebsritzel eines nicht weiter dargestellten Elektromotors eingereift. Die Verzahnung424 des Wechselrades410 kämmt mit einer Verzahnung425 an der Außenumfangsfläche des zweiten Wechselrades411 . Dies bewirkt, dass bei einer Drehbewegung des ersten Wechselrades um eine Drehachse426 auch das zweite Wechselrad411 bewegt und sich dabei um eine Drehachse427 im Vergleich zum ersten Wechselrad410 gegenläufig dreht. - Die
5 zeigt eine dritte Ausführungsform 500 für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops. Der Vergrößerungswechsler500 hat Linsengruppen502 und503 , welche in einer Halterungsbaugruppe501 festgelegt sind und von einem Beobachtungsstrahlengang506 und507 durchsetzt werden. Die Linsengruppen502 und503 sind wiederum über einen nicht weiter dargestellten Antrieb zueinander bewegbar, um eine variable Vergrößerung einstellen zu können. - Die Halterungsbaugruppe selbst ist entsprechend den anhand der
2 bis4 erläuterten Vergrößerungswechsler in einem Gehäuse509 angeordnet, an dem mit einem Drehlager530 und einem Drehlager540 ein erstes Wechselrad510 , ein zweites Wechselrad511 , ein drittes Wechselrad512 und ein viertes Wechselrad513 drehbar gelagert sind. Jedes Wechselrad510 bis513 hat drei Aufnahmen für verschiedene optische Elemente, die mittels Elektromotoren514 ,515 ,516 und517 bewegt werden können, welche mit Antriebsritzeln518 ,519 ,520 und521 auf Verzahnungen522 ,523 ,524 und525 an einer Außenumfangsfläche der Wechselräder510 bis514 wirken. Hierdurch können die optischen Elemente steuerbar in den Beobachtungsstrahlengang506 bzw.507 ein- bzw. ausgeschwenkt werden. - Das Wechselrad
511 ist dabei über dem Wechselrad510 auf der Mikroskop-Hauptobjektiv abgewandten Seite des Vergrößerungswechslers500 angeordnet. Entsprechend befindet sich das Wechselrad513 über dem Wechselrad512 auf der Objektiv abgewandten Seite des Vergrößerungswechslers. Es sei bemerkt, dass die Wechselräder510 ,511 ,512 und513 grundsätzlich auch auf derjenigen Seite des Vergrößerungswechslers angeordnet sein könnten, die beim Einbau in ein Operationsmikroskop dem Mikroskop-Hauptobjektiv zugewandt ist. - Die übereinanderliegende Anordnung mehrerer Wechselräder im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops ermöglicht eine Vielzahl von Variationen und Kombinationen optischer Elemente im Beobachtungsstrahlengang.
- Eine weitere Ausführungsform für einen Vergrößerungswechsler mit Einrichtung zum Wechseln von optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops ist in der
6 gezeigt. Soweit Baugruppen dieses Vergrößerungswechslers600 Baugruppen des anhand der5 erläuterten Vergrößerungswechslers entsprechen, sind sie mit im vergleich zur5 um 100 erhöhte Bezugszeichennummern versehen. - Bei dem Vergrößerungswechsler
600 sind im vergleich zum Vergrößerungswechsler500 aus5 anstelle der Wechselräder511 und513 Schieberelemente650 und660 vorgesehen, die wie mit den Pfeilen651 und661 in6 angedeutet bewegt werden können um optische Elemente652 und662 in einen binokularen Beobachtungsstrahlengang606 und607 zu bewegen. Diese optischen Elemente sind beispielsweise als Filter, Blende oder Shutter ausgebildet. Die Funktion der Wechselräder610 und612 entspricht der prinzipiellen Funktionsweise der Wechselräder510 und512 aus5 . Wiederum lässt es die Kombination von einem über einem Wechselrad610 bzw.612 angeordneten Schieberelement630 bzw.640 zu, dass eine Vielzahl von Kombinationen unterschiedlicher optischer Elemente im Beobachtungsstrahlengang eines Operationsmikroskops bei kompakter Mikroskop-Bauform eingebracht werden kann. - Vorzugsweise ist auch den Schieberelementen ein elektrischer Antrieb zugeordnet. Es sei bemerkt, dass alternativ oder zusätzlich zum Verstellen von Vergrößerungswechsler und/oder Wechselrädern und/oder Schieberelementen eine Einrichtung für manuelles Verstellen dieser Baugruppen vorgesehen sein kann.
Claims (13)
- Vergrößerungswechsler (
107 ,200 ,400 ,500 ,600 ) für Operationsmikroskop – mit einer Halterungsbaugruppe (201 ,401 ,501 ,601 ) zur Aufnahme einer oder mehrerer Linsengruppen (108 ,109 ,202 ,203 ,204 ,205 ,402 ,403 ,502 ,503 ,602 ,603 ), die von einem Beobachtungsstrahlengang (101 ,102 ,206 ,207 ,406 ,407 ,506 ,507 ,606 ,607 ) durchsetzt werden, und – mit einer Einrichtung110 zum Wechseln von wenigstens einem optischen Element in dem Beobachtungsstrahlengang (101 ,102 ,206 ,207 ,406 ,407 ,506 ,507 ,606 ,607 ), dadurch gekennzeichnet, dass – die Einrichtung zum Wechseln ein an der Halterungsbaugruppe (201 ,401 ,501 ,601 ) drehbar gelagertes Wechselrad (113 ,114 ,210 ,211 ,410 ,411 ,510 ,511 ,512 ,513 ,610 ,612 ) umfasst, – in dem das wenigstens eine optische Element (111 ,112 ) gehalten ist, und – durch Drehen des Wechselrades (113 ,114 ,210 ,211 ,410 ,411 ,510 ,511 ,512 ,513 ,610 ,612 ) das optische Element (111 ,112 ), in den Beobachtungsstrahlengang (101 ,102 ,206 ,207 ,406 ,407 ,506 ,507 ,606 ,607 ) ein- und ausgeschwenkt werden kann. - Vergrößerungswechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (
110 ) zum Wechseln von wenigstens einem optischen Element (111 ,112 ) für das Wechseln von optischen Elementen (111 ,112 ) in einem ersten Beobachtungsstrahlengang (101 ) und einem zweiten Beobachtungsstrahlengang (102 ) ausgelegt ist. - Vergrößerungswechsler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem drehbar gelagerten Wechselrad (
210 ,211 ,410 ,411 ,510 ,511 ,512 ,513 ,610 ,612 ) als optisches Element eine Blende und/oder ein Shutter und/oder ein Filter vorgesehen ist. - Vergrößerungswechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Wechselrad (
210 ,410 ) und ein zweites Wechselrad (211 ,411 ) vorgesehen sind. - Vergrößerungswechsler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Koppeln von erstem- und zweitem Wechselrad vorgesehen ist.
- Vergrößerungswechsler, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Koppeln von erstem und zweitem Wechselrad als mechanische Kopplung ausgebildet ist.
- Vergrößerungswechsler, nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Koppeln von erstem und zweitem Wechselrad als elektronische Kopplung ausgebildet ist.
- Vergrößerungswechsler nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselrad (
210 ,410 ) und das zweite Wechselrad (211 ,411 ) nebeneinander angeordnet sind. - Vergrößerungswechsler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselrad (
510 ,511 ) und das zweite Wechselrad (512 ,513 ) übereinander angeordnet sind. - Vergrößerungswechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Wechseln an einer objektivzugewandten Seite des Vergrößerungswechslers vorgesehen ist.
- Vergrößerungswechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Wechseln einer objektivabgewandten Seite des Vergrößerungswechslers vorgesehen ist.
- Vergrößerungswechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (
600 ) zum Wechseln wenigstens eines optischen Elements in dem Beobachtungsstrahlengang (606 ,607 ) ein Schieberelement (630 ,640 ) umfasst, mit dem ein optisches Element (651 ,652 ) in den Beobachtungsstrahlengang (606 ,607 ) und aus dem Beobachtungsstrahlengang (606 ,607 ) bewegt werden kann. - Operationsmikroskop mit einem Vergrößerungswechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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DE10336890A DE10336890A1 (de) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | Vergrößerungswechsler für Operationsmikroskop |
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DE10336890A DE10336890A1 (de) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | Vergrößerungswechsler für Operationsmikroskop |
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