DE202007012544U1

DE202007012544U1 - Surgical microscope with a lighting device

Info

Publication number: DE202007012544U1
Application number: DE200720012544
Authority: DE
Original assignee: Moeller Wedel GmbH
Current assignee: Moeller Wedel GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2017-09-08

Abstract

Operationsmikroskop für die Augenchirurgie, dadurch gekennzeichnet, dass der spektrale Anteil des von einer Halogenlampe, Xenonlampe oder Metalldampflampe oder weißen LED kommende Beleuchtungslicht spektral im nicht-blauen Bereich abgesenkt ist und im Bereich 400–450 nm stark abgesenkt ist.surgical microscope for the Eye surgery, characterized in that the spectral component of a halogen lamp, xenon lamp or metal halide lamp or white LED coming illumination light spectrally in the non-blue area is lowered and is greatly lowered in the range 400-450 nm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Minimierung der potentiellen photochemischen Schädigung durch das Beleuchtungslicht eines Operationsmikroskops bzw. eine Optimierung der Parameter Helligkeit, weißes Licht, Farbwiedergabeindex, photochemische Retinagefährdung.The The invention relates to a surgical microscope with a lighting device to minimize the potential photochemical damage by the illumination light of a surgical microscope or an optimization the parameter brightness, white Light, color rendering index, photochemical retinal dangers.

Augenchirurgische Operationen stellen besondere Anforderungen an die Beleuchtung eines Operationsmikroskops. Neben der bekannten Thematik der Winkel zwischen Beobachtungs- und Beleuchtungskanal zur Erzeugung des Rotreflexes insbesondere bei Katarakt-Operationen ist die spektrale Zusammensetzung des Beleuchtungslichtes wichtig, da insbesondere der Wellenlängenbereich zwischen 400 und 500 nm zu einer photochemischen Gefährdung der Retina führen können. Das relative Schädigungspotential der verschiedenen Spektralbereiche ist bekannt und nimmt zum kurzwelligen hin zu. Aus diesem Grunde werden Operationsmikroskope für die Ophthalmologie seit langem mit Filtern ausgerüstet, die der Chirurg während der OP einschwenken und ausschwenken kann und mit denen der Wellenlängenbereich z. B. kleiner 430 nm/kleiner 500 nm aus dem Beleuchtungslicht herausgefiltert werden kann. Diese Befilterung führt aber zu ausgeprägten Farbstichen des Beleuchtungslichtes und wird deshalb von vielen Chirurgen nicht akzeptiert bzw. nur gelegentlich eingesetzt.Ophthalmology Surgeries place special demands on the illumination of a surgical microscope. In addition to the familiar topic of the angle between observation and Illumination channel for generating the red reflex, in particular at Cataract surgery the spectral composition of the illumination light is important because in particular the wavelength range between 400 and 500 nm to a photochemical hazard of Retina lead can. The relative damage potential the different spectral ranges is known and takes the shortwave towards. For this reason, surgical microscopes for ophthalmology equipped with filters for a long time, the surgeon during the surgery can swing in and swing out and with which the wavelength range z. B. less than 430 nm / smaller than 500 nm filtered out of the illumination light can be. This filtering leads but too pronounced color casts of illumination light and therefore is not used by many surgeons accepted or used only occasionally.

Traditionell werden zur Beleuchtung in der Ophthalmologie Halologenlampen eingesetzt. Xenonlampen (mit höherer Farbtemperatur und größerer Tageslichtähnlichkeit) wurden aus Gründen der höheren photochemischen Schädigung (anders als in anderen mikrochirurgischen Disziplinen, wo die photochemische Schädigung der Retina keine Rolle spielt) in der Ophthalmologie bis vor wenigen Jahren nicht eingesetzt. Um den Kundenwünschen nach höherer Farbtemperatur und besserer Tageslichtähnlichkeit nachzukommen, kamen dann doch auch Xe-Beleuchtungen auf dem Markt auf. Diese Geräte versuchen einen Kompromiss zu finden: Der Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 435 nm wurde verringert um die photochemische Schädigung des Xenonlichtes zu verringern. Da aber eine zu starke Verringerung des kurzwelligen Wellenlängenbereiches nicht mehr zu der im Verhältnis zum Halogenlicht erhöhten Farbtemperatur führen würde, haben diese Operationsmikroskope bei gleicher Helligkeit ein im Vergleich zu halogenbeleuchteten Operationsmikroskopen ein doppelt so hohes photochemisches Gefährdungspotential.Traditionally Halologic lamps are used for lighting in ophthalmology. Xenon lamps (with higher Color temperature and greater daylight similarity) were for reasons the higher one photochemical damage (unlike in other microsurgical disciplines, where the photochemical damage the retina plays no role) in ophthalmology until a few years ago Years not used. In order to meet the customer's requests for higher color temperature and better daylight similarity After that, Xe lights came on the market on. Try these devices to find a compromise: the wavelength range between 400 nm and 435 nm was reduced by the photochemical damage of the xenon light to reduce. But there is too much reduction of the short-wave Wavelength range no longer in proportion increased to the halogen light Color temperature lead would, have these surgical microscopes at the same brightness in the Double compared to halogen-lit surgical microscopes so high photochemical hazard potential.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verhältnis zwischen hoher Farbtemperatur, ausreichender Weisheit des Lichtes und dem photochemischen Schädigungspotential zu erreichen, als bei den am Markt befindlichen Geräten mit Halogen- oder Xenonbeleuchtung.task The invention is an improved relationship between high color temperature, sufficient wisdom of the light and the photochemical damage potential than with the devices on the market Halogen or xenon lighting.

Dieses geschieht erfindungsgemäß dadurch, dass der spektrale Anteil des von einer Halogenlampe, Xenonlampe oder Metalldampflampe oder weißen LED oder einem anderen Leuchtmittel kommende Beleuchtungslicht spektral im nicht-blauen Bereich abgesenkt ist und im Bereich 400–450 nm stark abgesenkt ist (Anspruch 1). Der Hintergrund für dieses Vorgehen ist die Tatsache, dass blaues Licht kleiner 450 nm ein höheres photochemisches Gefährdungspotential und eine geringere subjektive Helligkeitswahrnehmung erzeugt, als blaues Licht mit Wellenlängen größer 450 nm.This happens according to the invention in that the spectral component of a halogen lamp, xenon lamp or Metal halide lamp or white LED or other illuminant coming illumination light spectrally is lowered in the non-blue region and in the range 400-450 nm is greatly lowered (claim 1). The background for this Procedure is the fact that blue light is less than 450 nm higher photochemical hazard potential and generates less subjective brightness perception than blue light with wavelengths greater 450 nm.

Würde aber bei bekannten Leuchtmitteln (Halogenlampen Xenonlampen etc.) einfach nur Licht kleiner 450 nm herausgefiltert, entstünde ein starker Gelbstich. Insofern muss zur Vermeidung des Gelbstiches der Lichtanteil im Bereich des blauen Lichtes größer 450 nm erhöht werden (Anspruch 5). Alternativ kann eine gleichwertiges Ergebnis erzielt werden, wenn das Licht des Leuchtmittels im spektral im nicht-blauen Bereich abgesenkt ist und im Bereich 400–450 nm ebenfalls stark abgesenkt wird (Anspruch 1). Ob in der jeweiligen Realisierung eine scharfe oder weiche Grenze zwischen Blockung und Anhebung des blauen Spektralbereiches realisiert wird, ist nach den oben beschriebenen Argumenten nicht von zentraler Bedeutung. Ebenfalls ist nicht von zentraler Bedeutung, ob diese Grenze im konkreten bei 440, 450 oder 460–465 nm liegt. Ausschlaggebend für das konkrete Design ist der Sachverhalt, dass je langwelliger diese Grenze gewählt wird, zur Erzeugung von einer bestimmten Intensität von weißem Licht im Operationsfeld beim Vorgehen nach Anspruch 1 eine immer höhere Lichtmenge des Leuchtmittels benötigt wird.But would in known bulbs (halogen lamps xenon lamps, etc.) easy only light smaller than 450 nm filtered out, would result in a strong yellow cast. In this respect, to avoid the yellowness of the light in the Area of blue light greater 450 nm increased be (claim 5). Alternatively, an equivalent result be achieved when the light of the bulb in the spectral in the non-blue range is lowered and in the range 400-450 nm is also greatly lowered (claim 1). Whether in the respective Realization a sharp or soft boundary between blocking and raising the blue spectral range is realized after the above arguments are not central. Also is not central, whether this limit in concrete at 440, 450 or 460-465 nm is located. Crucial for the concrete design is the fact that the longer-wave this Boundary chosen is used to generate a certain intensity of white light in the surgical field in the procedure of claim 1 an ever higher amount of light of the bulb needed becomes.

In dem in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das von einem Leuchtmittel mit Reflektor kommende parallele Licht auf die dichroitischen Teilderschichten 2a–5a und 2b–5b gegeben. Das Licht, welches durch die Abschwächer nc (2c–5c) tritt, enthält jeweils einen spezifischen Spektralbereich, welcher gegeben ist durch die Reflektivitäten der dichroitischen Teilerschicht na und aller davorliegenden Teilerschichten und die Reflektivitäten der dichroitischen Teilerschicht nb und aller dahinterliegenden Teilerschichten. Zweckmäßig sind mindestens zwei Gruppen (1a, 1b; 2a; 2b).In the in 1 According to the embodiment of the invention shown, the parallel light coming from a reflector lamp is applied to the dichroic sub-layers 2a - 5a and 2 B - 5b given. The light passing through the attenuators nc ( 2c - 5c ), each contains a specific spectral range, which is given by the reflectivities of the dichroic splitter layer na and all preceding splitter layers and the reflectivities of the dichroic splitter layer nb and all the underlying splitter layers. At least two groups ( 1a . 1b ; 2a ; 2 B ).

Ein Ausführungsbeispiel mit drei Gruppen kann z. B. spektral für die drei Grundfarben der additiven Farbmischung (Rot, Grün, Blau) ausgelegt sein. Diese kann z. B. erreicht werden durch 2a/2b: ausschließlich reflektiv für rot, 3a, 3b ausschließlich reflektiv für grün, 4a, 4b ausschließlich reflektiv für blau. Mit den Abschwächern 2c, 3c, 4c kann dann die relative Gewichtung der Grundfarben eingestellt werden. Nach Durchtritt des Lichtes durch die Gruppen der dichroitischen Strahlenteiler kann das Licht z. B. über eine Linse (6) in eine Faser (7) eingekoppelt werden. Ebenso kann das Licht z. B. direkt in einen Beleuchtungskanal eines Operationsmikroskops eingekoppelt werden. Anstelle des Leuchtmittels (1) kann auch ein Lichtleiter-Lichtaustrittsende mit Kollimationsoptik verwendet werden.An embodiment with three groups can, for. B. spectrally for the three primary colors of the additive color mixture (red, green, blue) to be designed. This can, for. B. can be achieved by 2a / 2 B : exclusively reflective for red, 3a . 3b exclusively reflective for green, 4a . 4b exclusively reflective for blue. With the attenuators 2c . 3c . 4c then the relative weight of the primary colors can be adjusted. After passage of the light through the groups of dichroic beam splitters, the light z. B. via a lens ( 6 ) into a fiber ( 7 ) are coupled. Likewise, the light z. B. can be coupled directly into a lighting channel of a surgical microscope. Instead of the light bulb ( 1 ) can also be a light guide light exit end with collimation optics are used.

In dem in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird das von den LEDs 1, 2a–5a kommende Licht mit einer Kollimationsopti 6 kollimiert und auf dichroitische Teilerschichten 2b bis 5b gegeben. Zweckmäßig kann die Reflektivität der Teilerschichten 2b bis 5b so gewählt werden, dass diese Teilerschichten nur reflektiv für die Emissionswellenlängen der jeweils zugeordneten LED sind. Eine sinnvolle Auswahl der LED-Emissionsbereiche ist z. B. Blau (bei 470 nm), Blau-Grün, Gelb-Grün, Gelb, Amber, Rot, Tiefrot. Das koaxial überlagerte Licht dieser LEDs kann optional durch einen Strahlhomogenisierer (z. B. Fly's eye – Mikrolinsengruppen) gegeben werden und nachfolgend in den Beleuchtungskanal eines Operationsmikroskopes (8, 9) gegeben werden. Ebenso kann das Licht anstelle von 7, 8, 9 mit einer Linse in eine Lichtleitfaser eingekoppelt werden.In the in 2 shown embodiment of the invention is that of the LEDs 1 . 2a - 5a coming light with a Kollimationsopti 6 collimated and on dichroic divider layers 2 B to 5b given. Suitably, the reflectivity of the splitter layers 2 B to 5b be chosen so that these splitter layers are only reflective of the emission wavelengths of the associated LED. A sensible selection of the LED emission ranges is z. Blue (at 470 nm), blue-green, yellow-green, yellow, amber, red, deep red. The coaxially superimposed light of these LEDs can optionally be passed through a beam homogenizer (eg Fly's eye - microlens groups) and subsequently into the illumination channel of a surgical microscope ( 8th . 9 ) are given. Likewise, the light can be used instead of 7 . 8th . 9 be coupled with a lens in an optical fiber.

Claims

Surgical microscope for eye surgery, characterized in that the spectral component of the coming of a halogen lamp, xenon lamp or metal halide lamp or white LED illumination light is spectrally lowered in the non-blue region and is greatly lowered in the range 400-450 nm.

Surgical microscope according to claim 1, characterized in that that these spectral subsidence by one or more optical Filter brought about becomes.

Surgical microscope according to claim 1, characterized in that that these spectral subsidence by splitting into geometric separated beams of different spectral ranges happens and, these geometrically separate beams individually fixed or variable attenuated be geometrically superimposed again below.

Surgical microscope according to Claim 3, characterized that this splitting into geometrically separated rays and subsequent superposition happens through dichroic layers.

Surgical microscope for eye surgery, by characterized in that the spectral component of a halogen lamp, Xenon lamp or metal halide lamp or white LED coming illumination light spectral in the range between 450 and 500 nm is increased by the superposition of said light with the light of a blue LED in this Spectral range radiates and at the same time the illumination light is greatly lowered in the spectral range between 400-450 nm.

Surgical microscope for eye surgery, by characterized in that for generating the illumination light colored LEDs are used, and of the LEDs in the range between 400 and 450 nm either no light is emitted, or this light is removed from the illumination light.

Surgical microscope for eye surgery according to claim 6, characterized in that this superposition of different colored LEDs using dichroic layers happens.

Surgical microscope for eye surgery according to claim 6, characterized in that this superposition of different colored LEDs by means of light pipes happens.

Surgical microscope for eye surgery according to claim 6, characterized in that this superposition of different colored LEDs by means of optical fiber optic cables and / or fluid light guides and / or diffusers happens.

Surgical microscope according to one of the above Claims, characterized in that the aging-related decrease in brightness the lighting used is compensated.

Surgical microscope according to one of the above Claims, characterized in that the dependence of the spectral emission and the brightness of the lamps balanced from the operating temperature become.

Surgical microscope according to claim 9 and / or 10, characterized in that this adaptation by variation of Power consumption of the bulbs happens.