DE3105018A1

DE3105018A1 - Operationsmikroskop

Info

Publication number: DE3105018A1
Application number: DE19813105018
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(grad.) 7080 Aalen Biber; Gerhard 7082 Oberkochen Hanemann; Heinz Ing.(grad.) Jakubowski; Ortwin Dipl.-Phys. Müller
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1982-09-02
Also published as: CH652217A5; JPS57150950A; US4448498A; BR8108259A

Description

31 Ü 5 U Ί 8

FIRMA CARL ZEISS, 7920 HEIDENHEIM (BRENZ)

Operat ionsmikroskop

1 P 906 1 G 1064

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Operotionsmikroskpp

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einem Objektiv veränderlicher Brennweite und einem, an einem Tröger befestigten Gehäuse, das Mittel zur Strahlteilung und - Umlenkung sowie mindestens zwei Beobachtungstuben enthält.

Operationsmikroskope haben eine stürmische Ausbreitung auf allen Gebieten der Mikrochirurgie erfahren. Grund hierfür ist einerseits das gestiegene gesellschaftliche Bewußtsein für die Belange der menschlichen Vor- und Fürsorge als auch die Fortschritte in der Medizin insbesondere die Verfeinerung der Operationsmethoden. Die Verfeinerung und Komplizierung der Operaionsmethoden stellt an den Operateur Anforderungen, denen er heute in vielen Fällen nur durch den Einsatz eines weiteren Mitoperateurs sowie technisch leistungsfähiger und hinsichtlich der Anzahl ihrer Funktionen vermehrter Geräte gerecht werden kann. Mit dieser Entwicklung steigt gleichzeitig auch der Umfang und der Aufwand, der für die Ausbildung angehender Operateure zu machen ist.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden sind, insbesondere in den letzten 2 Jahrzehnten die Operationsmikroskope durch Zusätze und/oder durch Abänderungen entsprechend den Erfordernissen der einzelnen Disziplinen ganz wesentlich erweitert worden.

Die einfachste Ausführung eines Operationsmikroskops besteht aus einem Objektiv langer Schnittweite und einem binokularen Beobachtungstubus, die in einem Gehäuse vereinigt sind. Dieses Gehäuse ist an einem Fußboden-, bzw. Wand- oder Deckenstativ befestigt. Ein solches Mikroskop läßt sich schnell und einfach auf das zu beobachtende Objektfeld ausrichten, da keine großen Massen zu bewegen sind und da die Aufhängung zumindest annähernd im Schwerpunkt erfolgen kann.

Entsprechend den Anforderungen sind diese einfachen universellen Operationsmikroskope in den letzten Jahren in ihrer Funktion wesentlich erweitert worden, wodurch auch die Größe und das Gewicht der Geräte stark zugenommen haben.

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Als Beispiel für die Erweiterung der Operationsmikroskope seien Vergras serungswechsler, Beleuchtungseinrichtungen sowie insbesondere Mitbeobachtungs-, Fernseh- und Filmeinrichtungen genannt. Solche Zusatzeinrichtungen sind nach Volumen und Gewicht oft größer als das eigentliche 5 Operationsmikroskop selbst.

Es ist klar, daß alle Zusatzeinrichtungen den Gebrauch der damit ausgerüsteten Operationsmikroskope immer schwerfälliger machen. Da der Operateur beide Hände frei haben muß, wird die erforderliche dreidimensionale Einstellung des Operationsmikroskopes auf dos Objekt rein mechanisch durch entsprechende Bewegung der Aufhängung, d.h. des Stativs vorgenommen. Dabei müssen große Massen bewegt werden, wobei sich erhebliche Schwerpunktsveränderungen ergeben, die von der Aufhängung sicher aufgenommen werden müssen. Die Stative sind daher sehr stabil und notwendigerweise auch sehr aufwendig ausgeführt.

Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Operationsmikroskopen besteht darin, daß bei Jeder durch die Bewegung des gesamten Mikroskops bewirkten Einstellung der Fokussierung und/oder der Beobachtungsrichtung der Operateur und sein Mitbeobachter zu Kopfbewegungen und eventuell sogar zu Bewegungen des gesamten Oberkörpers gezwungen sind.

Aus der DE-OS 24 39 820 ist ein Operationsmikroskop bekannt, bei dem das Mikroskop selbst zur Fokussierung nicht mehr bewegt muß. Es ist ein Objektiv mit veränderlicher Schnittweite vorgesehen, das aus einem feststehenden Negativglied und einem zum Zwecke der Fokussierung axial verstellbaren Positivglied besteht. Dieses Mikroskop vermeidet jedoch nicht den Nachteil, daß zur Einstellung der Beobachtungseinrichtung das gesamte Mikroskop verschwenkt werden muß, so daß nach wie vor Bewegungen des Operateurs erzwungen werden.

Aus der DE-OS 24 40 958 ist ein Operationsmikroskop bekannt, das in einer Aufhängung derart schwenkbar gelagert ist, daß die Mikroskopschwenkachse in der Austrittsachse der zu Mitbeobachtereinrichtungen bzw. zu einer Photo-, Film- oder Fernsehkamera führenden Teilstrahlen liegt. Diese Zusatzeinrichtungen können dadurch fest mit der Mikroskopaufhän-

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gung bzw. dem Stativ verbunden oder schwenkbor mit dem Mikroskop verbunden werden. Sie stellen damit keine Behinderungen des Operateurs dar, wenn das Operationsmikroskop verschwenkt wird. Der Operateur ist jedoch nach wie vor zu Kopf- bzw. Oberkörperbewegungen gezwungen wenn das Mikroskop verschwenkt oder zur Fokussierung verstellt wird.

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Operationsmikroskop zu schaffen, bei dem die Austrittspupillen für alle Beobachter bewegungsinvariant sind. Damit ist es nicht mehr notwendig, die Einblicköffnungen bei einer Fokussierung und/oder bei einer Einstellung der Beobachtungsrichtung zu bewegen, d.h. der Operateur und der oder die Mitbeobachter sind nicht zu störenden Bewegungen gezwungen wenn die Einstellung des Mikroskops auf das Operationsfeld geändert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Operationsmikroskops nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Objektiv zusammen mit Mitteln zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges in zwei Koordinaten-Richtungen in einem, vor dem Mikroskopgehäuse angeordneten Gehäuse untergebracht sind.

Damit ergibt sich der ganz wesentliche Vorteil, daft die Fokussierung und die Einstellung der Beobachtungsrichtung durch Bewegungen des Objektivgehäuses bzw. durch Bewegen der in diesem angeordneten Elemente bewirkt wird; in jedem Falle ist nur ein Minimum an Massenbewegungen erforderlieh, so daß ein relativ einfach aufgebautes Stativ verwendet werden kann.

Es ist vorteilhaft das Operationsmikroskop so ouszubilden, daß das Objektivgehäuse gegenüber dem feststehenden Mikroskopgehäuse drehbar ist und ein Strahlumlenkelement enthält, das ober ein Getriebe mit dem Objektivgehäuse so gekoppelt ist, daß unabhängig von dessen Winkelstellung die Richtung der aus dem Objektivgehäuse austretenden Strahlung konstant bleibt. Als Strahlenumlenkelement kann dabei ein ebener Spiegel oder ein Prisma Verwendung finden.

Zur Einstellung der Lateralverschiebung des Beobachtungsstrahlenganges enthält das Objektivgehäuse zweckmäßig auch ein Drehkeilpaar.

Das Operationsmikroskop nach der Erfindung ermöglicht es in einfacher Weise die Drehung des Objektivgehäuses, die Einstellung des Drehkeilpaares und die Schnittweitenverstellung des Objektivs fernbedienbar auszubilden. Damit ist jede Einstellbewegung schnell, einfach und präzise auszuführen, wobei der Operateur stets beide H$nde frei behält.

■ Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1-6 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung aufgebauten Operationsmikroskopes in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 die optischen Einstellelemente in einer zum Blick auf einen seitlichen Bereich des Objektes dienenden Stellung;

Fig. 5 die optischen Elemente in einer anderen, ebenfalls zum Blick auf einen seitlichen Objektbereich dienenden Stellung;

Fig. 6 die optischen Einstellelemente in einer zum Blick auf ein näher gelegenes Objekt dienenden Stellung.

3Q In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines Operationsmikroskops bezeichnet, an dem zwei Binokulartuben 2 und 3 befestigt sind. Diese Tuben ermöglichen eine Beobachtung des Operationsfeldes durch den Operateur und durch einen Mitbeobachter. Seitlich am Gehäuse 1 ist ein Mitbeobachtertubus 4 angeordnet, welcher beispielsweise einem auszubildenden Operateur zur Verfügung steht. Das Gehäuse 1 ist fest mit dem Arm 5 eines Stativs verbunden. Zum Gehäuse 1 gehört auch ein zylindrischer Teil la, der z.B.

einen Knopf 6 zur Betätigung eines Vergrößerungswechslers trägt, mit dem die Vergrößerung stufenweise geändert werden kann. Es ist auch möglich im Gehäuseteil la ein pankratisches System zur kontinuierlichen Änderung der Vergrößerung vorzusehen. Dieses System kann manuell mittels des Knopfes 6 bedient werden; es ist jedoch auch eine motorische Verstellung möglich, wobei z.B. eine Fernbedienung vorgesehen werden kann.

Mit 7 ist ein Objektivgehäuse bezeichnet, das gegenüber dem Gehäuse 1, la schwenkbar ist und das alle zur dreidimensionalen Einstellung des Operationsmikroskops auf das Objekt dienenden Elemente enthält. Die Teile 1-6 sind also bewegungsinvariant und sind deshalb mit dem Stativarm 5 fest verbunden.

Bei dem Operationsmikroskop der Erfindung befinden sich alle Einblicke 2, 3, 4 immer an der gleichen Stelle, d.h. auch bei einer Lateralverschiebung der Beobachtungsrichtung ändert sich deren Lage nicht. Der Operateur kann also vor der Operation den Einblick durch Bewegen des gesamten Geräts mittels des Stativs im Dezimeter- und Zentimeterbereich an die für ihn günstigste Stelle legen. Danach wird das Stativ arretiert und sämtliche während der Operation erforderlichen Einstellbewegungen erfolgen mittels des Objektivgehäuses 7 bzw. der in ihm enthaltenen
Einstellelemente.

Es ist ersichtlich, daß bei einem Operationsmikroskop nach der Erfindung die schweren Mitbeobachtereinrichtungen an definierte optische geeignete Stellen gelegt werden können, da eine Rücksichtnahme auf eine günstige Schwerpunktslage nicht mehr erforderlich ist.

Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel tritt on das vom Objekt 8 kommende Licht in das Objektivgehäuse 7, das ein als Fernrohrlupe wirkendes Objektiv enthält. Dieses besteht aus den beiden Gliedern 9 und 10, wobei eine Änderung der Schnittweite durch Axialverschiebung des Negativgliedes 9 bewirkt wird. Im Objektivgehäuse 7 ist ferner ein Drehkeilpaar 11 und ein Umlenkspiegel 12 angeordnet. Das Gehäuse 7 ist gegenüber dem Mikroskopgehäuse 1 um eine Achse 13 drehbar. Dabei ist über ein Getriebe 14, 15 dafür gesorgt, daß bei einer Drehung

des Gehäuses 7 um die Achse 13 der Spiegel 12 eine Ausgleichsdrehung um den halben Winkelbetrag ausführt, so daß die Richtung der aus dem Gehäuse 7 austretenden Strahlung stets konstant bleibt.

Das aus dem Objektivgehäuse 7 austretende Licht wird mittels eines Prismas 16 umgelenkt und tritt durch zwei Systeme 17, 18 die zum Vergrößerungswechsel dienen. Zweckmäßig sind mehrere solcher Systeme in einem Zylinder angeordnet, der mittels des Knopfes 6 drehbar ist, so daß die vergrößerung stufenweise geändert werden kann.

Von den Systemen 17, 18 gelongt das Licht zu zwei Teilungswürfeln 19, 20 (von denen in Fig. 2 nur einer sichtbar ist). Der durch diese Würfel hindurchtretende Lichtanteil gelangt in den Binokulartubus 3. Der von den Würfeln 19, 20 reflektierte Lichtanteil gelangt über zwei Umlenkspiegel 21 in den Binokulartubus 2.

Zwischen den Teilungswürfeln 19, 20 und den Umlenkspiegeln 21 sind zwei weitere Teilungswürfel 22, 23 angeordnet, die Teilstrahlung ober Umlenkprismen 24, 25 und Linsensysteme 26, 27 in zwei, seitlich des Gehäuses 1 gelegene Bildebenen 28, 29 abbilden. An diesen Stellen können Dokumentationssysteme z. B. Photo-, Film- oder Fernsehkameras angeordnet sein.

Im Gehäuse 1 ist ein Motor 30 vorgesehen, da ober hier nicht dargestellte Schaltelemente dazu dient das Objektivgehäuse zu verschwenken, das Negativglied 9 des Objektivs 9, 10 axial verschieben und/oder das Drehkeilpaar 11 einzustellen.

In der Darstellung der Fig. 4 ist das Objektivgehäuse 7 so geschwenkt, daß das von einem seitlichen Bereich 8' des Objektes 8 kommende Licht in 3Q das Gehäuse 7 gelangt, über das Getriebe 14, 15 ist der Spiegel 12 so gedreht, daß die Richtung des austretenden Lichtes konstant geblieben ist, d.h. dob das Licht genauso wie in der Darstellung der Fig. 2 in das Umlenkprisma 16 gelangt.

FIg. 5 zeigt eine Stellung in der durch eine entsprechende Einstellung des Drehkeilpaares 11 erreicht ist, daß der seitliche Bereich 8" des

	-	- -	i.	gegenüber dem	liegt als das	3105018	bewegt, während das
		- &- J	In Fig. 6 ist das Negativglied 9	daß ein Objektbereich 8		und Dokumentationssy-
	Objektes 8 beobachtet wire	glied 10 so verschoben,	Mikroskop
		werden kann, der näher am	. 5 und 6	feststehenden Positiv-
	Die Einstellungen der Fig	nur sehr	'" scharf beobachtet
	bewirkt. Es werden stets	Objekt 8.
5	schwere Mikroskopgehäuse	werden durch Betätigen des Motors 30
	stemen bewegungsinvariant	kleine Massen
		1 mit allen Einblicken
		bleibt.
10
15
20
25
30
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Claims

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Patentansprüche:

\1yOperationsmikroskop mit einem Objektiv veränderlicher

Schnittweite und einem, an einem Träger befestigten Gehäuse, das Mittel zur Strahlteilung und -Umlenkung sowie zwei Beobachtungstuben enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dos Objektiv (9,10) zusammen mit Mitteln (11,12) zur Umlenkung des Beobachtungsstrahlenganges in zwei Koordinatenrichtungen in einem, vor dem Mikroskopgehäuse (1) angeordneten Gehäuse (7) untergebracht ist. 10
2. Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Objektivgehäuse (7) gegenüber dem feststehenden Mikroskopgehäuse (1) drehbar ist und ein Strahlumlenkelement (12) enthält, das über ein Getriebe (14,15) mit dem Objektivgehäuse (7) so gekoppelt ist, daß unabhängig von dessen Winkelstellung die Richtung der aus dem Gehäuse (7) austretenden Strahlung konstant bleibt.
3. Operationsmikroskop nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektivgehäuse (7) ein Drehkeilpaar (11) zur Ein- stellung der Lateralverschiebung des Beobachtungsstrahlenganges enthält.
4. Operationsmikroskop nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Objektivgehäuses (7), die Einstellung des Drehkeilpaares (11) und die Schnittweitenverstellung des Objektivs (9,10) fernbedienbar über einen Motor (30) erfolgt.