DE19650773B4

DE19650773B4 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop

Info

Publication number: DE19650773B4
Application number: DE19650773A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Koetke
Original assignee: Moeller Wedel GmbH
Current assignee: Moeller Wedel GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2016-12-07
Also published as: DE29601263U1; US5760952A; DE19650773A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop, die eine außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs (4) angeordnete Lichtquelle (7), ein erstes Umlenkmittel (1) für das Licht, das zwischen der Lichtquelle (7) und dem Beobachtungsstrahlengang (4) des Mikroskops angeordnet ist, und ein weiteres Umlenkmittel (2) für das erste Licht aufweist, das näher bei de Beobachtungsstrahlengan (4) als das erste Umlenkmittel (1) angeordnet ist, wobei das erste Umlenkmittel (1) aus zwei Umlenkelementen (1a, 1b) besteht, von denen ein Umlenkelement (1a oder 1b) feststeht und von denen das andere Umlenkelement (1b oder 1a) bezüglich der optischen Achse (5) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Beobachtungsobjekt (9) näher angeordnete Umlenkelement (1a) auch auf seiner von der Lichtquelle (7) abgewandten Seite mit einer Umlenkeinrichtung versehen ist, die das oder einen Teil des von dem anderen Umlenkelement (1b) in Richtung Beobachtungsobjekt (9) reflektierten Lichtes in Richtung des weiteren Umlenkmittels (2; 2a, 2b, 2c) lenkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop, die eine außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs angeordnete Lichtquelle, ein erstes Umlenkmittel für das Licht, das zwischen der Lichtquelle und dem Beobachtungsstrahlengang des Mikroskops angeordnet ist, und ein weiteres Umlenkmittel für das Licht aufweist, das näher bei dem Beobachtungsstrahlengang als das erste Umlenkmittel angeordnet ist, wobei das erste Umlenkmittel aus zwei Umlenkelementen besteht, von denen ein Umlenkelement fest steht und von denen das andere Umlenkelement bezüglich der optischen Achse bewegbar ist.
Augenchirurgische Operationen stellen besondere Anforderungen an die Beleuchtung. Wichtig ist der Winkel, unter dem das Auge relativ zum Beobachtungsstrahlengang des Operateurs beleuchtet wird. Eine gute Plastizität des Bildes durch die Schattenbildung an Strukturen im Augeninneren wird bei der Beleuchtung des Auges unter einem Winkel von einigen Grad, häufig um 6° zum Beobachtungsstrahlengang erzielt. Wird das Auge dagegen möglichst koaxial zum Beobachtungsstrahlengang beleuchtet (d.h., der Winkel zwischen Beobachtungsstrahlengang und Beleuchtungsstrahlengang ist möglichst gering), führt dieses zur Ausbildung des sogenannten Rotreflexes. Die Pupille des operierten Auges leuchtet durch das von der Netzhaut zurückgestreute Licht rötlich auf. Diese Beleuchtungsart ist bei Katarakt-Operationen sehr vorteilhaft, denn Gewebereste, die beim Entfernen der Linse anfallen und zur Vermeidung von Komplikationen unbedingt zu entfernen sind, lassen sich im Gegenlicht des Rotreflexes gut erkennen. Die Rotreflexerzeugung ist zu einem wichtigen Hilfsmittel moderner Operationstechniken geworden.
Weil bei den zur Rotreflexerzeugung benötigten geringen Winkeln zwischen den Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengängen die erwähnte Plastizität des Bildes nicht zu erzielen ist, ist zusätzlich zur Rotreflexbeleuchtung die gleichzeitige Beleuchtung unter ca. 6° vorteilhaft. Nicht in allen Stadien der Operation ist aber ein Rotreflex erwünscht. Ein optimales Beleuchtungsmodul muß daher zwei Beleuchtungseinstellungen bieten: In der ersten Stellung wird das OP-Feld mit einer Kombination aus der 6°-Beleuchtung und der koaxialeren Beleuchtung zur Rotreflexerzeugung beleuchtet. In der zweiten Stellung wird ausschließlich unter 6° beleuchtet.

Bei einer bekannten Beleuchtungsvorrichtung ( DE 40 28 605 A1 ) fällt das Licht auf einen unter 45° geneigten Spiegel, der außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs des Mikroskops angeordnet ist, und wird dort auf das Objekt umgelenkt, so daß der umgelenkte Lichtstrahl unter einem Winkel von ungefähr 6° auf das Objekt auftritt. Dieser Spiegel ist mit einer Ausnehmung versehen, durch die Licht auf einen zweiten Spiegel auftrifft, der nahe dem Beobachtungsstrahlengang bzw. auf demselben angeordnet ist. Der zweite Spiegel ist verschiebbar, so daß der Winkel zwischen Beleuchtungsrichtung und Beobachtungsstrahlengang auf Werte zwischen ungefähr 0 bis 4° eingestellt werden kann. Durch Blenden bei beiden Spiegeln können die Beleuchtungsstärken der beiden Strahlengänge eingestellt werden. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß der entstehende Rotreflex inhomogen ist, was die Sichtbarmachung von Geweberesten beeinträchtigt. Die Inhomogenität ist durch die zu den Beobachtungsstrahlengängen unsymmetrische Anordnung des Spiegels für die Rotreflexerzeugung bedingt. Dieser Spiegel ist beim erwähnten Stand der Technik zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen angeordnet.

Eine weitere bekannte Beleuchtungsvorrichtung ( EP 0 595 788 A2 , 1) weist ein erstes Umlenkmittel für achsferne Beleuchtung mit einer Bohrung auf, durch die das Licht zur achsnahen Beleuchtung hindurchtritt. Das Verhältnis von achsnaher Beleuchtung zu achsferner Beleuchtung ist nicht kontinuierlich einstellbar.

Bei einem weiteren bekannten Mikroskop ( DE 44 17 273 C2 ) wird das Patientenauge daher für einen gleichmäßigen Rotreflex über Strahlteilerplatten absolut koaxial zum Beobachtungsstrahlengang beleuchtet. Da der Operateur durch diese Platten hindurchsehen muß, ist jedoch nur eine geringe Beleuchtungsstärke möglich, so daß die Intensität des Rotreflexes gering ist. Dabei besteht das erste Umlenkmittel aus zwei Umlenkelementen, von denen eines fest steht und von denen das andere bewegbar ist.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß für einen gleichmäßigen intensiven Rotreflex das Auge möglichst koaxial zum Beleuchtungsstrahlengang beleuchtet werden soll. Außerdem muß die Beleuchtungsoptik (Spiegel, Prismen usw.) für gute Homogenität des Rotreflexes möglichst symmetrisch zu den Beobachtungsstrahlengängen angeordnet sein. Das Beleuchtungsmodul muß dem Operateur darüber hinaus die Möglichkeit bieten, durch Umschalten zwischen den beiden oben geschilderten Beleuchtungsarten zu wählen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Operationsmikroskop zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet und das ein besseres Arbeiten mit dem Mikroskop erlaubt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass das zum Beobachtungsobjekt näher angeordnete Umlenkelement auch auf seiner von der Lichtquelle abgewandten Seite mit einer Umlenkeinrichtung versehen ist, die das oder einen Teil des von dem anderen Umlenkelement in Richtung Beobachtungsobjekt reflektierten Lichtes in Richtung des weiteren Umlenkmittels lenkt.

Das Licht für die 0°-Beleuchtung wird vom einen Umlenkelement des ersten Umlenkmittels auf das andere gelenkt und von dessen Rückseite dann zu den weiteren Umlenkmitteln für die 0°-Beleuchtung geführt. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das vom Beobachtungsobjekt weiter entfernte Umlenkelement des ersten Umlenkmittels verschiebbar angeordnet, womit eine ähnliche Wirkung erhalten werden kann. Es ändert sich dabei im wesentlichen nur der Winkelbereich, der mit der 6°-Beleuchtung erzielt werden kann.

Wenn die weiteren Umlenkmittel nicht nur zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen, sondern auch auf beiden Seiten derselben angeordnet sind, müssen die weiteren Umlenkmittel verhältnismäßig großflächig beleuchtet werden. Dies kann wegen der kompakten Bauweise der Mikroskope zu Platzproblemen führen. Vorteilhafterweise sind daher zwischen dem ersten Umlenkmittel und den weiteren Umlenkmitteln zusätzliche Umlenkelemente vorgesehen. Der ursprüngliche Lichtstrahl und das erste Umlenkmittel können daher verhältnismäßig klein ausgebildet werden, wobei dann die Lichtstrahlen für die 0°-Beleuchtung hinter dem ersten Umlenkmittel durch die zusätzlichen Umlenkelemente aufgefächert und auf die verschiedenen Umlenkelemente der weiteren Umlenkmittel gelenkt werden.

Normalerweise wird man zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen und auf der Außenseite dieser Strahlengänge je ein Umlenkelement der weiteren Umlenkmittel vorsehen. Die weiteren Umlenkmittel können aber auch einstückig sein und beide Strahlengänge umgeben, z.B. ein Spiegel mit zwei Bohrungen für die Beobachtungsstrahlengänge.

Um die Helligkeit der 6°-Beleuchtung (der Winkel dieser seitlichen Beleuchtung muß natürlich nicht genau 6° sein) zu verändern, kann zusätzlich zu der Tatsache, daß ein Umlenkelement des ersten Umlenkmittels verschiebbar ist, eine Blende im Strahlengang des ersten Umlenkmittels vorgesehen sein.

Die Beleuchtungseinrichtung kann eine oder mehrere Lichtquellen aufweisen. Als Umlenkmittel können Prismen verwendet werden. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind die Umlenkmittel dagegen Spiegel.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch in seitlicher Ansicht den Strahlengang bei einer Ausführungsform;
2 den Strahlengang der Ausführungsform der 1 bei einer anderen Arbeitsstellung;
3 in Draufsicht die optischen Elemente in der Stellung der 1;
4 in Draufsicht die optischen Elemente in der Stellung der 2; und
5 und 6 alternative Ausführungsformen in Draufsicht der optischen Elemente.
In den Figuren (es wird zunächst auf die 1 und 2 Bezug genommen) ist das Objektiv eines Operationsmikroskops mit 3 bezeichnet. Der Beobachtungsstrahlengang 4 verläuft ein wenig außerhalb der optischen Achse 5. Der Beobachtungsstrahlengang 4 geht dabei durch weitere Linsen 6 hindurch. Da die Darstellung von der Seite ist, ist nur einer der beiden Beobachtungsstrahlengänge 4 des Stereomikroskops zu sehen; der andere liegt hinter dem gezeigten Beobachtungsstrahlengang.
Rechts in den 1 und 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 gezeigt, die Licht auf ein erstes Umlenkmittel 1 lenkt, das aus zwei Spiegeln 1a, 1b besteht. Durch diese Spiegel 1a und 1b wird das Licht in Form von Lichtbündeln 8a, 8b unter einem mittleren Winkel von ungefähr 6° auf das Objekt 9 gelenkt. Bei der in 2 gezeigten Stellung ist der dem Objekt 9 näher gelegene Spiegel 1a in Richtung auf die Lichtquelle 7 bewegt worden und erzeugt nunmehr ein Lichtbündel, das dem Lichtbündel 8b der 1 entspricht und die 6°-Beleuchtung bewirkt. Das auf den Spiegel 1b fallende Licht wird auf die Rückseite des Spiegels 1a und von dort auf die weiteren Umlenkmittel 2 umgelenkt, um dann als achsnahes Lichtbündel 10 (0°-Beleuchtung) auf das Objekt 9 gelenkt zu werden. Die relative Intensität der beiden Lichtbündel 8b und 10 kann einerseits durch Verschiebung des Spiegels 1a in Richtung des Doppelpfeiles 11 und andererseits durch eine verschiebbare Blende 12 geregelt werden, mit der das Lichtbündel 8b teilweise abgedunkelt werden kann.
Wie dies aus 3 ersichtlich ist, bestehen die weiteren Umlenkmittel 2 aus drei Spiegeln 2a, 2b, 2c, die beidseitig der Beobachtungsstrahlgänge 4a, 4b angeordnet sind. Bei der Stellung der 4 wird das Licht auf den mittleren Spiegel 2b direkt von den Spiegeln 1a, 1b gelenkt, während es auf die beiden äußeren Spiegel 2a, 2c über zusätzliche Umlenkspiegel 13 bis 16 gelenkt wird.
Bei der Ausführungsform der 5 sind die zusätzlichen Spiegel 13 bis 16 anders positioniert. Diese Ausführungsform ist gegenüber derjenigen der 3 und 4 weniger kompliziert, kann in der Praxis aber aus Platzgründen scheitern, weil nun zwischen den Beobachtungsstrahlgängen 4a, 4b und dem Spiegel 1a die Spiegel 13 und 15 angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform der 6 umschließt der einstückig ausgebildete Spiegel 2 die Beobachtungsstrahlengänge 4a und 4b und ist zu diesem Zweck mit Bohrungen versehen, durch die die Beobachtungsstrahlengänge hindurchgehen.
Durch alle diese Ausführungsformen kann die relative Intensität der Beleuchtung für den Rotreflex und die die Plastizität erhöhende 6°-Beleuchtung variiert werden, um optimale Operationsbedingungen zu erhalten.
Die größtmögliche Lichtmenge von 50 % der gesamten Lichtmenge kann bei einem Flächenverhältnis der Spiegel 1a und 1b von 1 : 1 auf die Umlenkelemente 2a bis 2c zur Rotreflexerzeugung gelenkt werden. Die kontinuierliche Dosierung der Beleuchtungsintensität für die Rotreflexerzeugung ist über das Verfahren des Spiegels 1a möglich, so daß ein vom Arzt individuell bevorzugtes Intensitätsverhältnis der Strahlen eingestellt werden kann.
Die drei Spiegel 2a, 2b und 2c sind relativ zu den Beobachtungsstrahlengängen 4a, 4b mit maximaler Symmetrie angeordnet, damit der Rotreflex für den Betrachter möglichst homogen über den gesamten Pupillenbereich aufleuchtet. Jeder der beiden Beobachtungsstrahlengänge 4a, 4b wird dazu jeweils von zwei Spiegelelementen 2a, 2b oder 2c flankiert. Mit der erfindungsgemäßen Spiegelanordnung wird die vom Spiegel 1a kommende Lichtmenge vollständig zur Rotreflexerzeugung genutzt, d.h. es kann also die hohe Intensität von 50 % des Lichtes der Lichtquelle zur Rotreflexerzeugung eingesetzt werden.
Eine ähnliche Funktion würde sich ergeben, wenn bei der Anordnung der 1 der Spiegelteil 1a fest montiert wäre und der Spiegelteil 1b senkrecht zum Beobachtungsstrahlengang verschoben würde. Diese Lösung hätte zur Konsequenz, daß der feststehende Spiegel 1a nahe den Beobachtungsstrahlengängen zusätzlich zu den Spiegeln 2a, 2b, 2c zur Rotreflexerzeugung beiträgt. Gleichzeitig würde aber die Plastizität des Bildes vermindert.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop, die eine außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs (4) angeordnete Lichtquelle (7), ein erstes Umlenkmittel (1) für das Licht, das zwischen der Lichtquelle (7) und dem Beobachtungsstrahlengang (4) des Mikroskops angeordnet ist, und ein weiteres Umlenkmittel (2) für das erste Licht aufweist, das näher bei de Beobachtungsstrahlengan (4) als das erste Umlenkmittel (1) angeordnet ist, wobei das erste Umlenkmittel (1) aus zwei Umlenkelementen (1a, 1b) besteht, von denen ein Umlenkelement (1a oder 1b) feststeht und von denen das andere Umlenkelement (1b oder 1a) bezüglich der optischen Achse (5) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Beobachtungsobjekt (9) näher angeordnete Umlenkelement (1a) auch auf seiner von der Lichtquelle (7) abgewandten Seite mit einer Umlenkeinrichtung versehen ist, die das oder einen Teil des von dem anderen Umlenkelement (1b) in Richtung Beobachtungsobjekt (9) reflektierten Lichtes in Richtung des weiteren Umlenkmittels (2; 2a, 2b, 2c) lenkt.
Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Umlenkmittel weitere Umlenkelemente (13–16) vorgesehen sind.
Operationsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Umlenkmittel (2) einstückig ist und die Beobachtungsstrahlengänge (4, 4a, 4b) umschließt.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das näher zum Beobachtungsobjekt (9) angeordnete Umlenkelement (1a) des ersten Um lenkmittels (1) in Richtung zur Lichtquelle (7) und von derselben wegbewegbar ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weiter vom Beobachtungsobjekt (9) entfernte Umlenkelement (1b) des ersten Umlenkmittels (1) in Richtung zur Lichtquelle (7) und von derselben wegbewegbar ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des ersten Umlenkmittels (1) eine Blende (12) angeordnet ist.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtquellen vorgesehen sind.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Prismen als Umlenkmittel (1, 2, 13–16) vorgesehen sind.
Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Spiegel als Umlenkmittel (1, 2, 13–16) vorgesehen sind.