DE19924446A1

DE19924446A1 - Illumination device for medical diagnosis or therapy; has transparent area to allow illuminated area to be viewed by operator and light exit to side of transparent area

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Publication number: DE19924446A1
Application number: DE19924446A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Marka; Soeren Wasow; Joerg Eduard Hartge; Matthias Helten; Helge Hussy
Original assignee: Heraeus Medical GmbH
Current assignee: Marka Rudolf Dr 60320 Frankfurt De Helten Ma
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-09-28

Abstract

The device has a transparent area to allow an operator (25) to view the area (5) illuminated by the device. At least one light exit (4,4') is arranged to the side of the transparent area. The transparent area forms a continuous closed surface, e.g. a planar parallel plate (3), through which radiation from the illuminated field can reach the eye of the operator, may be formed as a magnifier (6) and may have a holder fixed to the edge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem im Sichtfeld eines Operateurs befindlichen transparenten Bereich zur Beobachtung eines beleuchteten Feldes für medizini sche Diagnose oder Behandlungszwecke, wobei zumindest ein auf das Feld gerichteter Lichtaustritt seitlich des transparenten Bereichs angeordnet ist.The invention relates to a lighting device with an operator in the field of vision located transparent area for observing an illuminated field for medical cal diagnosis or treatment purposes, with at least one aimed at the field Light emission is arranged on the side of the transparent area.

Aus der US 53 12 393 ist ein Beleuchtungssystem zur Diagnose oder Mikrochirurgie be kannt, bei dem eine Ringleuchte einen ausreichend großen Durchmesser aufweist, um die Objektive eines chirurgischen Mikroskops räumlich zu umgeben. Durch die Ringleuchte wird ein breites schattenfreies Beleuchtungsfeld über die beleuchtete Fläche erzielt; darüberhin aus sind Regelungsvorrichtungen vorgesehen, um die Intensität der abgegebenen Strahlung einzustellen.From US 53 12 393 a lighting system for diagnosis or microsurgery be knows, in which a ring light has a sufficiently large diameter to To surround lenses of a surgical microscope spatially. Through the ring light achieves a wide shadow-free lighting field over the illuminated area; beyond that Control devices are provided to control the intensity of the radiation emitted adjust.

Es handelt sich hierbei um eine verhältnismäßig aufwendige Vorrichtung, bei deren Einsatz im Operationsbereich aufgrund ihrer komplexen Struktur auch Sterilisationsprobleme auftre ten können.It is a relatively complex device when it is used Due to their complex structure, sterilization problems also arise in the operating area can.

Aus der DE 27 47 615 A1 ist weiterhin eine am Kopf tragbare Beleuchtungs- und Fernseh aufnahmeeinrichtung mit ferneinstellbarer Ausrichtung des Blickwinkels und der Fokussie rung der TV-Aufnahmeeinrichtung in Verbindung mit einem das aufgenommene Bild wieder gebenden TV-Monitor bekannt, wobei die Ausrichtung der im wesentlichen in Blickrichtung des Trägers der Einrichtung strahlenden Beleuchtungseinrichtung von Blickwinkel und Fo kussierung der TV-Aufnahmeeinrichtung unabhängig ist und durch die Ausrichtung des Kopfes bestimmt wird.DE 27 47 615 A1 is also a portable lighting and television on the head Recording device with remotely adjustable alignment of the viewing angle and focus tion of the TV recording device in conjunction with a the captured image again giving TV monitor known, the orientation of which is essentially in the line of sight the wearer of the device radiant lighting device from the angle of view and Fo kissing the TV recording device is independent and by the orientation of the Head is determined.

Als problematisch erweist sich bei einer solchen Einrichtung die Einengung der Beweglich keit des Chirurgen, da zusätzlich mit dem auf den Kopf gesetzten Gerätesatz auch Verbin dungsleitungen zwischen dem Kopfgeschirr und stationären Einrichtungen wie z. B. Monitor zur mangelnden Beweglichkeit des Chirurgen beitragen können. Zudem können andere Per sonen beim Aufblicken des Operateurs durch die Kopflampe geblendet werden. With such a device, the restriction of the mobility proves to be problematic of the surgeon, since the device set is also connected to the head cables between the headgear and stationary facilities such. B. Monitor can contribute to the lack of mobility of the surgeon. In addition, other people when the operator looks up through the head lamp.

Weiterhin ist aus der EP 0 391 287 B1 eine Operationsleuchte mit einer Lichtquelle bekannt, die in Abstrahlrichtung von einem Gegenreflektor abgeschirmt ist. Der Lichtstrom wird von dem Gegenreflektor und einem Reflektor auf ein das Gehäuse in Abstrahlrichtung abschlie ßendes optisches System gebündelt. Um eine homogene Ausleuchtung auch tiefer Operati onswunden zu gewährleisten, ist das optische System als eine Fresnellinse aus Ringprismen ausgebildet, welches einen dioptrischen Zentralbereich und einen katadioptrischen Randbe reich enthält. Die Flankensteigung und die Höhen der Ringprismen sind so bemessen, daß die von der Fresnellinse austretenden Lichtbündel die optische Achse in einem um so größe ren Abstand schneiden, je kleiner der Abstand ist, mit dem die Lichtbündel von der optischen Achse entfernt aus der Fresnellinse austreten.An operating light with a light source is also known from EP 0 391 287 B1, which is shielded in the direction of radiation by a counter reflector. The luminous flux is from the counter reflector and a reflector on the housing in the radiation direction bundled optical system. A homogeneous illumination of deep operations Ensuring ons wounds is the optical system as a Fresnel lens made of ring prisms trained, which has a dioptric central area and a catadioptric Randbe contains rich. The slope and the heights of the ring prisms are dimensioned so that the light bundle emerging from the Fresnel lens makes the optical axis all the larger cut the distance, the smaller the distance with which the light bundle from the optical Exit the axis away from the Fresnel lens.

Als problematisch kann sich bei einer solchen Leuchte eine teilweise Beeinträchtigung des Beleuchtungsfeldes durch den zwischen Leuchte und Feld befindlichen Körper des Opera teurs auswirken.A problem with such a lamp can be a partial impairment of the Illumination field through the body of the Opera located between lamp and field impact expensive.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe eine verhältnismäßig einfache Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, die einen transparenten Bereich zum Durchblick eines Operateurs auf ein mög lichst schattenfrei beleuchtetes Feld ohne Einschränkung seiner Beweglichkeit aufweist; weiterhin soll aufgrund einer verhältnismäßig einfachen Struktur auch eine leichte Sterilisier barkeit gegeben sein.The invention has for its object a relatively simple lighting device to create a transparent area for an operator to see through brightly shadowed illuminated field without restriction of its mobility; furthermore, due to a relatively simple structure, a light sterilization should also be carried out availability.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der transparente Bereich eine zu sammenhängende, geschlossene Fläche bildet, durch die vom beleuchteten Feld ausgehen de Strahlung zum Auge des Operateurs gelangt.The object is achieved in that the transparent area has a forms a coherent, closed surface through which the illuminated field extends de radiation reaches the surgeon's eye.

Vorteilhafterweise kann der Operateur mit beiden Augen durch den beabstandeten transpa renten Bereich sehen, so daß eine Raumstruktur im beleuchteten Feld auch als solche er kennbar ist.The surgeon can advantageously with both eyes through the spaced transpa see pension area, so that a spatial structure in the illuminated field as such is recognizable.

Vorzugsweise weist der transparente Bereich an seinem Rand eine Halterung auf.The transparent region preferably has a holder at its edge.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrich tung an einem Tragarmsystem einer stationären Deckenaufhängung befestigt werden kann, so daß eine solche Vorrichtung wahlweise neben herkömmlichen Operationsleuchten be nutzbar ist.It proves to be particularly advantageous that the lighting device according to the invention device can be attached to a support arm system of a stationary ceiling suspension, so that such a device optionally be next to conventional operating lights is usable.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der transparente Bereich über die ge samte Fläche planparallel ausgebildet, wobei dieser zusätzlich eine Vergrößerungsfunktion aufweist; vorzugsweise ist eine Sammel-Linse bzw. Lupe über den transparenten Bereich der Platte einschwenkbar angeordnet. In a preferred embodiment of the invention, the transparent area is over the ge Entire surface is formed plane-parallel, which additionally has a magnification function having; preferably a collecting lens or magnifying glass is over the transparent area the plate pivotally arranged.

Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß der Operateur während der Operation wählen kann, ob er mit oder ohne Vergrößerung arbeiten will. Die Trennung von Lupe und transpa rentem Bereich ermöglicht ein einfacheres Auswechseln der Linsenstärke an die jeweiligen Bedürfnisse des Operateurs.It proves advantageous here that the surgeon choose during the operation can work with or without magnification. The separation of magnifying glass and transpa profitable area makes it easier to change the lens power to the respective one Operator's needs.

Vorteilhafterweise erweist sich der transparente Bereich als Schutz sowohl für den Operateur gegen Blutspritzer, Keime und umherfliegender Splitter z. B. bei Fräsarbeiten am Knochen als auch für den Patienten gegenüber Keimen und Schweiß des Operateurs.The transparent area advantageously proves to be a protection both for the surgeon against blood splashes, germs and flying fragments z. B. when milling on the bone as well as for the patient against germs and sweat of the surgeon.

Vorzugsweise befindet sich der Lichtaustritt zwischen der Unterseite der Ebene des transpa renten Bereichs und dem beleuchteten Feld; dies bedeutet, daß praktisch kein Körperschat ten des Operateurs im beleuchteten Feld stören kann; darüberhinaus wird der Operateur einer zusätzlichen Wärmestrahlung nicht mehr unterworfen. Zudem ist das Ausrichten im Vergleich zu gängigen OP-Leuchten dadurch erleichtert, daß der Operateur stets vor sich greifen kann und keine Verstellelemente im Bereich von Rücken oder Kopf bedienen muß.The light exit is preferably located between the underside of the plane of the transpa pension area and the illuminated field; this means that practically no body chat can disrupt the operator in the illuminated field; furthermore the surgeon no longer subject to additional heat radiation. Alignment is also in the Compared to common surgical lights, this makes it easier that the surgeon is always in front of him can grip and does not have to operate adjustment elements in the area of the back or head.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der transparente Bereich zumindest im Bereich des Lichtaustritts Licht brechende und/oder Licht reflektierende Eigenschaften auf; hieraus ergibt sich vorteilhafterweise eine gleichmäßige Ausleuchtung im beleuchteten Feld.In a preferred embodiment, the transparent area has at least in the area the light exit has light-refracting and / or light-reflecting properties; from here there is advantageously a uniform illumination in the illuminated field.

Vorzugsweise tritt das Licht aus dem Rahmen in den transparenten Bereich ein, so daß sich ein raumsparender flacher Aufbau ergibt; weiterhin ist es möglich, daß das Licht durch Lichtleiter - wie z. B. Glasfaser - in den Rahmen oder in den transparenten Bereich übertra gen wird. Vorteilhafterweise ist hierzu ein Ankoppelungselement für einen Lichtleiter vorge sehen.Preferably, the light from the frame enters the transparent area so that results in a space-saving flat structure; furthermore it is possible for the light to pass through Light guides - such as B. glass fiber - in the frame or in the transparent area will. For this purpose, a coupling element for a light guide is advantageously provided see.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Licht im Rahmen erzeugt; als Lichtquelle kann wenigstens eine Gasentladungslampe oder eine Halogenlampe vorgesehen sein oder eine Vielzahl von LED eingesetzt werden; der Lichtaustritt befindet sich vorteilhafterweise zwi schen der Ebene der Platte und dem beleuchteten Feld.In a preferred embodiment, the light is generated in the frame; can as a light source at least one gas discharge lamp or a halogen lamp may be provided or a Variety of LED can be used; the light exit is advantageously between between the level of the plate and the illuminated field.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der transparente Bereich wenigstens ei nen Anzeige- bzw. Projektionsbereich zur Einblendung von Abbildungen auf. Der Anzeigebe reich kann dabei zur Einblendung von Patienten-Daten dienen, um kritische Parameter wäh rend einer Operation besser zu kontrollieren; es ist jedoch auch möglich, Röntgenbilder dar zustellen, um die Operation zu erleichtern. Somit können Übersichtlichkeit und Sicherheit verbessert werden.In a further preferred embodiment, the transparent region has at least one NEN display or projection area for displaying images. The display rich can be used to overlay patient data to select critical parameters better control during surgery; however, it is also possible to display x-rays to make the operation easier. This allows clarity and security be improved.

Der Projektionsbereich ist vorzugsweise seitlich des Mittelfeldes der Platte angeordnet, um einen freien Durchblick im mittleren Bereich zu erhalten; vorzugsweise ist ein Lichtaustritt vorgesehen, der die Platte rahmenartig umfaßt, so daß sich eine weitgehend schattenfreie Ausleuchtung erzielen läßt.The projection area is preferably arranged to the side of the central field of the plate to get a clear view in the middle area; a light exit is preferred provided that the plate frame-like, so that there is a largely shadow-free Illumination can be achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der transparente Bereich als planparallele Platte ausgebildet, deren Seitenrand als Ausschnitt aus der Oberfläche eines Rotationsellip soiden gebildet ist; der Ellipsoid ist um die Längsachse einer Ellipse rotiert, wobei der Licht eintrittsbereich bzw. Lichteinkoppelungsbereich sich in einem ersten Brennpunkt F1 des Rotationsellipsoiden befindet, während der andere virtuelle Brennpunkt F2 sich unter dem eigentlichen Beleuchtungsfeld befindet. Ausgehend von dem ersten Brennpunkt F1 breitet sich das Licht in einem Winkel senkrecht zur Ebene der Platte gesehen von 100 bis 170° zum Rand der Platte aus und wird von dort innerhalb der Platte in Richtung des zweiten vir tuellen Brennpunktes F2 reflektiert. Aufgrund der Brechung auf der Lichtaustrittsseite der Platte (Grenzschicht zwischen dem Werkstoff der Platte und der Luft) wird das reflektierte Licht nach Verlassen der Platte in einem oberhalb des zweiten virtuellen Brennpunkts F2 liegenden Brennpunkt F3 gesammelt.In a further preferred embodiment, the transparent area is plane-parallel Plate formed, the side edge as a cutout from the surface of a rotation ellip is formed; the ellipsoid is rotated about the longitudinal axis of an ellipse, the light entry area or light coupling area in a first focal point F1 of the Rotational ellipsoids, while the other virtual focus F2 is below that actual lighting field is located. Starting from the first focal point F1 spreads the light seen at an angle perpendicular to the plane of the plate from 100 to 170 ° to the edge of the plate and from there inside the plate towards the second vir current focus F2 reflected. Due to the refraction on the light exit side of the Plate (boundary layer between the material of the plate and the air) is the reflected Light after leaving the plate in a above the second virtual focus F2 lying focus F3 collected.

Als besonders vorteilhaft erweist sich bei dieser Ausführungsform die rasche und einfache Auswechselbarkeit der Platte zu Sterilisationszwecken bzw. Reinigungszwecken, wobei die Halterung mitsamt der Lichteinkoppelung einen festen Bestandteil der Beleuchtungsvorrich tung bildet. Es ist somit vorteilhafterweise möglich, planparallele Platten unterschiedlicher Formate bzw. unterschiedlicher optischer Eigenschaften einzusetzen, wie beispielsweise Platten mit aufgesetzter Sammellinse zu Vergrößerungszwecken.In this embodiment, the rapid and simple method proves to be particularly advantageous Interchangeability of the plate for sterilization or cleaning purposes, the Bracket together with the light coupling an integral part of the lighting device tung forms. It is thus advantageously possible to have plane-parallel plates of different sizes To use formats or different optical properties, such as Plates with attached collective lens for enlargement purposes.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 22 angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in claims 2 to 22.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 8.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung über einem beleuchteten Feld; Figure 1 is a side view of the lighting device over an illuminated field.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht; Fig. 2 shows a top view;

Fig. 3 ist der transparente Bereich dargestellt, wobei zwecks besserer Übersicht der Rahmen weggelassen ist; Fig. 3, the transparent area is shown, wherein for the purpose of a better overview, the frame is omitted;

Fig. 4 wird eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung gezeigt; Fig. 4 shows a perspective view of the lighting device;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer praxisgerechten Ausführung der Beleuch tungsvorrichtung mit den wichtigsten optischen Elementen; Fig. 5 shows a perspective view of a practical embodiment of the lighting device with the most important optical elements;

Fig. 6 zeigt ebenfalls eine perspektivische Ansicht der praxisgerechten Ausführung der Be leuchtungsvorrichtung mit Halterung und zu- bzw. wegschwenkbarer Lupe; Fig. 6 also shows a perspective view of the practical design of the lighting device Be with holder and a swinging magnifying glass;

Fig. 7 stellt einen um die Längsachse einer Ellipse rotierten Ellipsoiden dar, aus dem die planparallele Platte als transparenter Bereich so ausgeschnitten ist, das sie einen Brenn punkt des Ellipsoiden umfaßt; Fig. 7 shows an ellipsoid rotated about the longitudinal axis of an ellipse, from which the plane-parallel plate is cut out as a transparent area so that it includes a focal point of the ellipsoid;

Fig. 8 zeigt im Ausschnitt A aus Fig. 7 die Reflexion im Randbereich der Platte. FIG. 8 shows in section A from FIG. 7 the reflection in the edge region of the plate.

Gemäß Fig. 1 ist die Beleuchtungsvorrichtung 1 über einen Tragarm 9 mit einem decken- bzw. stativgebundenen Trägersystem für Operationsleuchten in ihrer Position verstellbar verbunden. Solche Trägersysteme sind beispielsweise aus der eingangs genannten EP 0391 287 B1 bekannt.Referring to FIG. 1, the lighting device 1 is connected adjustable via a supporting arm 9 having a ceiling or stand-bound carrier system for surgical lights in position. Such carrier systems are known, for example, from EP 0391 287 B1 mentioned at the beginning.

Am unteren Ende des Tragarmes 9 ist die mit Versorgungsleitungen des Trägersystems ver bundene Beleuchtungsvorrichtung 1 angeordnet, wobei das untere Ende 10 des Tragarms sowohl ein Verbindungsglied 11 zur Befestigung der Beleuchtungsvorrichtung 1 aufweist, als auch ein Gelenk 12 zum Ein- bzw. Ausschwenken einer Vergrößerungs-Lupe 6, die oberhalb einer planparallelen Platte 3 als transparenter Bereich 2 der Beleuchtungsvorrichtung 1 ein schwenkbar ist. Die planparallele Platte 3 ist im wesentlichen rechteckig ausgeführt und we nigstens an jeweils sich gegenüberliegenden Seiten mit einem Lichtaustritt 4, 4' versehen, wobei die Lichtaustrittsfläche sich in bzw. zwischen der Ebene der Platte 3 und der Oberflä che des beleuchteten Feldes 5 befindet. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß weder der Operateur noch das weitere Operationsteam geblendet werden.At the lower end of the support arm 9 , the lighting device 1 connected to supply lines of the support system is arranged, the lower end 10 of the support arm having both a connecting member 11 for fastening the lighting device 1 and a joint 12 for pivoting in or out a magnification Magnifying glass 6 , which can be pivoted above a plane-parallel plate 3 as a transparent region 2 of the lighting device 1 . The plane-parallel plate 3 is substantially rectangular and we at least on opposite sides with a light exit 4 , 4 'provided, the light exit surface being in or between the plane of the plate 3 and the surface of the illuminated field 5 . This ensures that neither the surgeon nor the other surgical team is blinded.

Die transparente Platte 3 ist an ihren vier Außenrändern von einem Rahmen 7 umgeben, an dessen Unterseite die bereits zuvor erwähnten Lichtaustritte 4, 4' angeordnet sind. Um ein möglichst schattenarmes Beleuchtungsfeld hoher Intensität zu erhalten, ist es möglich, die Lichtaustritte 4, 4' durch Verschwenkung oder Verkippen um ihre jeweiligen Längsachsen 13, 13' gemäß Fig. 1 so zu fokussieren, daß sich die austretenden Lichtstrahlen überlagern. Darüberhinaus kann auch eine verschiebbare Fresnel-Optik zur Einstellung einer schatten freien Beleuchtung eingesetzt werden. Das beleuchtete Feld 5 stellt beispielsweise den Teil eines menschlichen oder tierischen Körpers dar, der diagnostiziert oder operativ behandelt werden soll; aufgrund der schattenarmen Beleuchtung ist es möglich, im beleuchteten Feld 5 zu hantieren, ohne daß sich insbesondere Schlagschatten störend auswirken; der symbo lisch dargestellte Kopf des Operateurs ist mit Ziffer 25 bezeichnet.The transparent plate 3 is surrounded on its four outer edges by a frame 7 , on the underside of which the light outlets 4 , 4 'already mentioned are arranged. In order to obtain a high intensity, low-shadow illumination field, it is possible to focus the light outlets 4 , 4 'by pivoting or tilting about their respective longitudinal axes 13 , 13 ' according to FIG. 1 such that the emerging light beams overlap. In addition, a displaceable Fresnel optic can be used to set shadow-free lighting. The illuminated field 5 represents, for example, the part of a human or animal body that is to be diagnosed or treated surgically; due to the low-shadow lighting, it is possible to work in the illuminated field 5 without in particular drop shadows having a disruptive effect; the symboically represented head of the surgeon is designated by number 25 .

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht die Beleuchtungsvorrichtung 1, welche mit dem Tragarm 9 des Trägersystems elektrisch und mechanisch verbunden ist. Bei der Draufsicht ist wieder um das Verbindungsglied 11 zum Rahmen 7 erkennbar, wobei weiterhin das Gelenk 12 für die ein- und ausschwenkbare Lupe 6 von oben zu sehen ist. Weiterhin ist anhand Fig. 2 ein Anzeige- bzw. Projektionsbereich 16 erkennbar, welcher Patientendaten anzeigt, um bei spielsweise bei Störungen im Narkosezustand eines Patienten sofortige Reanimationsver fahren anzuwenden; weiterhin bildet Anzeige- bzw. Projektionsbereich 15 auf der planparal lelen Platte 3 ein Anzeigesystem für Röntgenbilder, um dem Chirurgen ein rasches und zü giges Arbeiten ohne Rückblick auf separate Leuchttafeln zu ermöglichen. Rahmen 7 bzw. der Eckbereich der planparallelen Platte 3 weist darüberhinaus im Eckbereich ein Bedie nungselement 14 auf, welches beispielsweise Schalter/Dimmerschalter enthält, um neben der Ein- und Ausschaltfunktion auch eine Optimierung der abgestrahlten Intensität zu ermög lichen. Weiterhin ist es möglich, Intensität und Position der Ausleuchtung und Anzeige über ein Spracherkennungs/Steuer system zu regeln, wie es beispielsweise aus der US-PS 5,695,500 bekannt ist. Fig. 2 shows a plan view of the lighting device 1, which is electrically and mechanically connected to the support arm 9 of the carrier system. The plan view again shows the connecting member 11 to the frame 7 , the joint 12 for the magnifying glass 6 which can be pivoted in and out being seen from above. Furthermore, a display or projection area 16 can be seen on the basis of FIG. 2, which displays patient data in order to use immediate resuscitation procedures in the case of disorders in the anesthetic state of a patient, for example; Furthermore, the display or projection area 15 on the plane-parallel plate 3 forms a display system for x-ray images in order to enable the surgeon to work quickly and quickly without looking back at separate light panels. Frame 7 or the corner region of the plane-parallel plate 3 also has a control element 14 in the corner region, which contains, for example, switches / dimmer switches in order to enable optimization of the emitted intensity in addition to the on and off function. Furthermore, it is possible to regulate the intensity and position of the illumination and display via a speech recognition / control system, as is known, for example, from US Pat. No. 5,695,500.

In Fig. 3 ist schematisch der Strahlengang 17 vom beleuchteten Feld 5 durch den transpa renten Bereich 2 der Platte 3 zum Auge 18 des Operateurs dargestellt; hierbei sind auch die Anzeige- 16 und Bedienungselemente 14 schematisch dargestellt.In Fig. 3, the beam path 17 from the illuminated field 5 through the transparent area 2 of the plate 3 to the eye 18 of the surgeon is shown schematically; the display 16 and control elements 14 are also shown schematically here.

In Fig. 4 ist die in einem dreiseitig umlaufenden Rahmen 7 einzusetzende Platte 3 mit ihrem transparenten Bereich 2 zu sehen, wobei die Platte 3 in eine nach innen gerichtete Schiene 23 des sterilisierbaren Rahmens 7 einführbar ist; auf der nach unten (zum Beleuchtungsfeld hin) gerichteten Seite ist eine separate, transparente sterilisierbare Unterseite 19 vorgese hen, die den transparenten Bereich 2 gegen eventuelle Verschmutzungen z. B. durch aus tretendes Blut schützt und beispielsweise im Rahmen 7 integriert ist, wobei beide gemein sam sterilisiert werden können. Nach Einschieben von Platte 3 zusammen mit Unterseite 19 ist die Platte 3 von drei Seiten des sterilisierbaren Kunststoff-Rahmens 7 umgeben; weiterhin ist im Rahmen 7 eine Aussparung 20 zur Aufname des Tragarms 9 erkennbar.4 shows the plate 3 to be inserted in a frame 7 encircling three sides with its transparent area 2 , the plate 3 being insertable into an inwardly directed rail 23 of the sterilizable frame 7 ; on the downward side (towards the illumination field), a separate, transparent sterilizable underside 19 is provided, which covers the transparent area 2 against possible contamination, e.g. B. protects from leaking blood and is integrated for example in the frame 7 , both of which can be sterilized together. After inserting the plate 3 together with the underside 19 , the plate 3 is surrounded by three sides of the sterilizable plastic frame 7 ; furthermore, a recess 20 for receiving the support arm 9 can be seen in the frame 7 .

Der Rahmen 7 überlappt die Platte 3 zur Tragarmseite soweit, daß beim Anfassen des Rah mens 7 am Steg 21 die unsterile Platte 3 nicht berührt werden kann. Der Rahmen 7 dient somit als umlaufende Griffleiste zum Verstellen und Ausrichten der Beleuchtungsvorrichtung als Lichtplatte.The frame 7 overlaps the plate 3 to the support arm side so far that the non-sterile plate 3 cannot be touched when touching the frame 7 on the web 21 . The frame 7 thus serves as a circumferential handle bar for adjusting and aligning the lighting device as a light plate.

Dabei ist es auch möglich, auf eine Platte zu verzichten und den transparenten Bereich allein durch eine transparente sterile Umhüllung des Rahmens zumindest an seiner Unterseite bzw. allein durch eine transparente sterilisierbare Unterseite 19 zu bilden.It is also possible to dispense with a plate and to form the transparent area solely by means of a transparent sterile covering of the frame at least on its underside or solely by a transparent sterilizable underside 19 .

Grundgedanke der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist es, das Licht außerhalb und örtlich entfernt von der Platte zu erzeugen, um die bei Lichterzeugung entstehende Wärme nicht in der Nähe des beleuchteten Feldes oder des Kopfes des Operateurs zu haben. Zudem soll die Platte keine eigenen elektrischen Komponenten aufweisen, um sie zu Reinigungszwec ken oder zum Austausch bei Beschädigungen einfach vom Tragsystem entnehmen zu kön nen.The basic idea of the embodiment according to FIGS. 5 and 6 is to generate the light outside and locally away from the plate in order not to have the heat generated during light generation close to the illuminated field or the head of the operator. In addition, the plate should not have its own electrical components so that it can be removed from the support system for cleaning purposes or for replacement in the event of damage.

Das Licht wird dabei mittels einer hier (nicht dargestellten) Kaltlichtquelle (Halogen- oder Entladungslampe mit optischen Filtern), die sich am Tragsystem oder an der Decke befindet, erzeugt und in einen Lichtleiter 24 eingespeist. Der Lichtleiter 24 kann am oder durch das Tragsystem 9 - ähnlich wie Fig. 1 - zur Platte 31 geführt werden.The light is generated by means of a cold light source (not shown) (halogen or discharge lamp with optical filters), which is located on the support system or on the ceiling, and is fed into a light guide 24 . The light guide 24 can be guided on or through the support system 9 - similar to FIG. 1 - to the plate 31 .

Der mit einem Öffnungswinkel von ca. 60° - im seitlichen Profil der Platte gesehen - aus dem Lichtleiter 24 austretende Lichtkegel wird durch eine asphärisch plankonvex geformte Zylin derlinse 27 in vertikaler Richtung so fokussiert, daß das Licht quasi parallel aus der Zylinder linse 27 austritt. Um den Lichtkegel in horizontaler Richtung aufzuweiten, wird das Licht durch eine konkav-konvexe Streulinse auf einen Winkel senkrecht zur Ebene der Platte 3 gesehen von ca. 120° aufgeweitet. Der Strahlengang durch die Linsen 26, 27 und die Platte 31 ist hier gemäß Fig. 5 schematisch mit Strahlen 29 dargestellt.The with an opening angle of about 60 ° - seen in the side profile of the plate - emerging from the light guide 24 light cone is focused by an aspherically plano-convex shaped cylindrical lens 27 in the vertical direction so that the light exits quasi-parallel from the cylinder lens 27 . In order to expand the light cone in the horizontal direction, the light is expanded by a concave-convex scattering lens to an angle perpendicular to the plane of the plate 3 of approximately 120 °. The beam path through the lenses 26 , 27 and the plate 31 is shown here schematically with beams 29 according to FIG. 5.

Das Licht gelangt dann über eine sphärisch polierte Kante 32 in die aus einem transparenten Material bestehenden Platte 31; die Platte 31 besteht vorzugsweise aus transparentem Kunststoff, insbesondere Polymethacrylat. Sie ist so geformt, daß sie schräg aus einem El lipsoiden geschnitten ist. Ihre äußere (periphere) Kontur ist somit elliptisch. Der Ellipsoid ist gemäß Fig. 7 so orientiert, daß sein erster Brennpunkt 40 im Brennpunkt der Streulinse 26 und sein zweiter virtueller Brennpunkt 41' auf der Linie 35 senkrecht unterhalb des beleuch teten Feldes 5 liegt. Der zweite, virtuelle Brennpunkt liegt deshalb unter dem beleuchteten Feld 5, da das Licht beim Austritt aus der Platte vom Lot weggebrochen wird und sich das tatsächlich beleuchtete Feld 5 somit oberhalb des eigentlichen (virtuellen) Brennpunktes des Ellipsoiden befindet.The light then passes through a spherically polished edge 32 into the plate 31 ; the plate 31 is preferably made of transparent plastic, in particular polymethacrylate. It is shaped so that it is cut obliquely from an El lipoid. Their outer (peripheral) contour is thus elliptical. The ellipsoid is oriented according to FIG. 7 so that its first focal point 40 is at the focal point of the diffusing lens 26 and its second virtual focal point 41 'on the line 35 is perpendicular to the illuminated field 5 . The second, virtual focal point is therefore below the illuminated field 5 , since the light is broken away from the plumb line as it exits the plate and the actually illuminated field 5 is thus above the actual (virtual) focal point of the ellipsoid.

Der in Fig. 5 dargestellte Randbereich 28 der Platte 31, welcher von einem Lichtkegel mit einem Azimuthwinkel von 120° angestrahlt wird, ist mit einer Facettenstruktur versehen, die das Licht streut und somit des Leuchtfeld 5 vergrößert. Die Facetten können mit einer streu enden Struktur im Randbereich der Unterseite der Platte ergänzt oder ersetzt werden. Der Randbereich mit den Facetten ist mit einer reflektierenden Beschichtung versehen, um das Licht in Richtung Feld 5 umzulenken. Alle anderen Flächen der Platte 31 sind hoch transpa rent. Die Beleuchtung des Feldes 5 mittels eines großen Randbereichs 28 der Platte 31 er möglicht eine nahezu schattenfreie Ausleuchtung des zu betrachtenden Bereichs.The edge region 28 of the plate 31 shown in FIG. 5, which is illuminated by a light cone with an azimuth angle of 120 °, is provided with a facet structure that scatters the light and thus enlarges the illuminated field 5 . The facets can be supplemented or replaced with a scattering structure in the edge area of the underside of the plate. The edge area with the facets is provided with a reflective coating in order to deflect the light in the direction of field 5 . All other areas of the plate 31 are highly transparent. The illumination of the field 5 by means of a large edge area 28 of the plate 31 enables an almost shadow-free illumination of the area to be viewed.

Fig. 6 zeigt eine Halterung 30, in welche die Platte 31 eingeschoben bzw. herausgenom men werden kann. Die Halterung 30 ist an das Tragsystem 9 angekoppelt. Zudem ist in Fig. 6 die über den Schwenkmechanismus 8 und das Gelenk 12 zu- bzw. wegschwenkbare Lupe 6 dargestellt. Fig. 6 shows a bracket 30 into which the plate 31 can be inserted or removed men. The bracket 30 is coupled to the support system 9 . Moreover, in Fig. 6 moving on the swing mechanism 8 and the joint 12 or be pivoted away magnifying glass 6 shown.

Die schwenkbare Lupe 6 ermöglicht dem Operateur den zu behandelnden Bereich vergrö ßert und gleichzeitig schattenfrei ausgeleuchtet durch den transparenten Bereich 2 zu sehen. Wird die Lupe 6 weggeschwenkt, hat der Operateur die Möglichkeit über den transparenten Bereich 2 die Operationsstelle im Maßstab 1 : 1 mit einer schattenfreien Ausleuchtung durch die Platte zu sehen. In beiden Fällen ist der Operateur durch die massive Platte 31 gegen umherfliegende feste oder flüssige Teilchen geschützt. Der Patient wiederum ist gegen her abfallende Schweißtropfen des Arztes geschützt.The swiveling magnifying glass 6 enables the surgeon to see the area to be treated enlarged and at the same time illuminated through the transparent area 2 in a shadow-free manner. If the magnifying glass 6 is pivoted away, the surgeon has the opportunity to see the surgical site on a scale of 1: 1 with a shadow-free illumination through the plate via the transparent area 2 . In both cases, the operator is protected against flying solid or liquid particles by the solid plate 31 . The patient, in turn, is protected against drops of perspiration from the doctor.

Die Platte 31 kann zum Schutz mit einer aufschiebbaren, sterilisierbaren Hülle - wie anhand der Fig. 4 erläutert - mit entsprechend elliptischer Form versehen werden. Besteht die Platte aus einem sterilisierbaren transparenten Material, kann sie aus der Halterung 30 her ausgezogen und anschließend sterilisiert werden.For protection, the plate 31 can be provided with a slide-on, sterilizable cover - as explained with reference to FIG. 4 - with a correspondingly elliptical shape. If the plate consists of a sterilizable, transparent material, it can be pulled out of the holder 30 and then sterilized.

Die elliptische Form der Platte besitzt gegenüber rechteckigen Formen den Vorteil, daß sie keine Ecken aufweist, an denen sich der Benutzer stoßen könnte; somit wird dem Operateur bzw. untersuchenden Arzt mehr Bewegungsfreiheit für seine Arme geboten. Es ist weiterhin möglich, auf der Halterungsplatte 30 ein Display und/oder Bedienungselemente so anzubrin gen, daß sie den transparenten Bereich der Platte 2 nicht einschränken.The elliptical shape of the plate has the advantage over rectangular shapes that it has no corners at which the user could bump; thus the surgeon or examining doctor is offered more freedom of movement for his arms. It is also possible to mount a display and / or controls on the mounting plate 30 so that they do not restrict the transparent area of the plate 2 .

Die Verwendung eines Lichtleiters der aus einer entfernt angebrachten Kaltlichtquelle ver sorgt wird, bietet zudem den Vorteil, daß in die Platte außer der Energie des sichtbaren Lichts keine Wärme eingeleitet wird; somit bleibt der Kopfbereich des Operateurs kühl und er erfährt daher auch keine Beeinträchtigung seiner Kondition und Konzentration. Weiterhin ist es möglich zwecks besserer Erkennbarkeit von Details im Beleuchtungsfeld, die Farbtempe ratur der Beleuchtungsvorrichtung zu variieren.The use of a light guide from a remote cold light source ver is also provides the advantage that in addition to the energy of the visible in the plate Light no heat is introduced; thus the head area of the surgeon remains cool and he therefore does not experience any impairment of his condition and concentration. Still is it is possible to make details of the lighting field more recognizable, the color temperature rature of the lighting device to vary.

Gemäß Fig. 7 stellt die Platte 3, 31 einen Ausschnitt aus dem Ellipsoiden dar, wobei die Rotationsachse bzw. Hauptachse des Ellipsoiden mit Ziffer 34 bezeichnet ist. Die Platte 3, 31 ist dabei so geschnitten, daß sie den ersten Brennpunkt 40 des Ellipsoiden umfaßt. Das über einen Lichtleiter bzw. Lichtkegel 38 eingebrachte Licht breitet sich in horizontaler Richtung unter einem Azimut-Winkel von 120° aus, während das seitlich zur Ausbreitungsrichtung gesehene Winkelprofil ca. 60° beträgt. Der in Fig. 8 schematisch dargestellte parallele Strahlengang von drei Strahlen 42 innerhalb der Platte 3, 31 wird im reflektierenden Randbe reich 28 mittels einer Facettenstruktur unter Vernachlässigung der Brechung in den virtuellen Brennpunkt 41' gemäß Fig. 7 reflektiert. Beim Austreten aus der aus transparentem Kunst stoff bestehenden Lichtleiterplatte entsteht jedoch ein realer Strahlengang mit Brechung im Grenzbereich Kunststoff/Luft, so daß ein zuvor mit F3 bezeichneter realer Brennpunkt 41 im beleuchteten Feld 5 entsteht, während der virtuelle Brennpunkt F2 des Ellipsoiden ohne Bre chung mit Bezugszeichen 41' versehen ist.According to FIG. 7, the plate 3 , 31 represents a section of the ellipsoid, the axis of rotation or main axis of the ellipsoid being designated by the number 34 . The plate 3 , 31 is cut so that it includes the first focal point 40 of the ellipsoid. The light introduced via a light guide or light cone 38 propagates in the horizontal direction at an azimuth angle of 120 °, while the angle profile seen laterally to the direction of propagation is approximately 60 °. The parallel beam path shown schematically in FIG. 8 of three beams 42 within the plate 3 , 31 is reflected in the reflecting edge region 28 by means of a facet structure, neglecting the refraction into the virtual focal point 41 'according to FIG. 7. When emerging from the transparent plastic light guide plate, however, a real beam path with refraction occurs in the plastic / air border area, so that a previously designated F3 real focal point 41 arises in the illuminated field 5 , while the virtual focal point F2 of the ellipsoid without breaking Reference numeral 41 'is provided.

Fig. 8 zeigt Ausschnitt A der Fig. 7 in vergrößertem Maßstab, wobei hier ebenfalls der parallele Strahlengang in der Platte 3, 31 erkennbar ist; dabei wird die Lichtstrahlung im re flektierenden Randbereich 28 der Platte so reflektiert, daß zunächst ein mit Bezugszeichen 37 versehener virtueller Strahlengang ohne Brechung innerhalb der Platte entsteht, während nach Verlassen der Platte 3, 31 der reale Strahlengang aus der Platte austritt, der mit Be zugszeichen 36 bezeichnet ist. Der reale Strahlengang entsteht durch die Brechung der Lichtstrahlen beim Übergang von transparentem Material der Platte 3, 31 in den mit Luft er füllten Operationsraum. FIG. 8 shows section A of FIG. 7 on an enlarged scale, the parallel beam path in plate 3 , 31 also being recognizable here; the light radiation is reflected in the reflective edge region 28 of the plate so that first a reference number 37 provided a virtual beam path without refraction within the plate, while after leaving the plate 3 , 31 the real beam path emerges from the plate, with reference numerals 36 is designated. The real beam path is created by the refraction of the light rays during the transition from transparent material of the plate 3 , 31 into the operating room filled with air.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Beleuchtungsvorrichtung bei der Oberflächenbe handlung von menschlichen und tierischen Patienten, beispielsweise bei Hautverletzungen oder auch bei kiefernchirurgischen Eingriffen.The lighting device proves to be particularly advantageous for surface treatment treatment of human and animal patients, for example in the case of skin injuries or also during jaw surgery.

Claims

1. Illumination device with a transparent area located in the field of vision of the surgeon's eyes for observing an illuminated field for medical diagnosis or treatment purposes, at least one light directed onto the field being arranged at the side of the transparent area, characterized in that the transparent area ( 2 ) forms a coherent, closed surface through which radiation emanating from the illuminated field reaches the surgeon's eye.

2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the transparent region ( 2 ) has a holder at its edge.

3. Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the transparent region ( 2 ) is formed at least in its edge region as a plane-parallel plate.

4. Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transparent area has an optical enlargement possibility.

5. Lighting device according to claim 4, characterized in that the transparent area ( 2 ) is formed over its entire surface as a plane-parallel plate, where a magnifying glass ( 6 ) can be pivoted in via the transparent area ( 2 ).

6. Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light exit ( 4 ) is in the plane of the transparent area ( 2 ).

7. Lighting device according to claim 6, characterized in that light emerges from the side of the transparent region ( 2 ) directed towards the illuminated field ( 5 ).

8. Lighting device according to claim 7, characterized in that the transparent region ( 2 ) at least in the region of the light exit ( 4 ) has light-refracting and / or light-reflecting properties.

9. Lighting device according to one of claims 6 to 8, characterized in that light from a frame ( 7 ) or a holder enters the transparent area ( 2 ) and is passed on to the light exit in the transparent area.

10. Lighting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that light is transmitted through optical fiber in the frame ( 7 ) or in the transparent area ( 2 ).

11. Lighting device according to claim 10, characterized in that the transparent region ( 2 ) has a coupling element for an optical fiber.

12. Lighting device according to claim 9, characterized in that the light is generated in the frame ( 7 ).

13. Lighting device according to claim 12, characterized in that as a light source at least one gas discharge lamp or a halogen lamp is provided or that a variety of LEDs is used.

14. Lighting device according to claim 3, characterized in that the light emerges ( 4 ) between the plane of the plate ( 3 ) and the illuminated field ( 5 ).

15. Lighting device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the transparent plate ( 3 ) has at least one display area ( 15 , 16 ) for inserting images.

16. Lighting device according to claim 15, characterized in that the Display area for overlaying patient data is provided.

17. Lighting device according to claim 16, characterized in that the Display area is arranged to the side of the center of the plate.

18. Lighting device according to one of claims 1 to 17, characterized in that at least one light source comprises the plate ( 3 ) frame-like.

19. Lighting device according to one of claims 3 to 18, characterized in that the transparent area is designed as a plane-parallel plate, the side edge of which is formed as a cutout from the surface of an ellipsoid of revolution, the light entry area or light coupling area being in a first focal point ( 40 ) of the ellipsoid of revolution, while the second focal point ( 41 ') of the ellipsoid of revolution is the virtual focal point below the illumination field.

20. Lighting device according to claim 19, characterized in that the light starting from focal point ( 40 ) perpendicular to the plane of the plate ( 3 ) seen at an angle greater than 100 ° to the edge of the plate and from there within the plate in the direction of second focal point ( 41 ') is reflected.

21. Lighting device according to claim 20, characterized in that the angle is a maximum of 170 °.

22. Lighting device according to claim 20 or 21, characterized in that the reflected light is collected after leaving the plate due to refraction in a real second focus ( 41 ).