DE3336519C2 - - Google Patents

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DE3336519C2
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Hartmut Dipl.-Ing. 7082 Oberkochen De Gaertner
Klaus Dipl.-Ing. Biber (Fh), 7080 Aalen, De
Peter Dr.Rer.Nat. 7081 Essingen De Greve
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
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Description

Die Erfindung betrifft einen Manipulator zum Auslenken einer Laserstrah­ lung auf einem durch ein Operationsmikroskop beobachteten Operationsfeld, wobei die Laserstrahlung auf einen Planspiegel gelenkt wird, der um zwei verschiedene Achsen drehbar ist.
Aus der DE-OS 27 10 995 ist ein laseroptisches Gerät für Operationen unter einem Mikroskop bekannt, bei dem ein Planspiegel vorgesehen ist, der die Laserstrahlung und eine optische Achse des Mikroskopes ausrichtet, wobei die Stellung des Planspiegels von einem Servomechanismus gesteuert wird.
Aus der DE-PS 7 00 393 ist ein Feinbewegungsmechanismus für Mikromanipula­ toren bekannt, dessen beliebig auslenkbarer Arm an seinem dem Handgriff gegenüberliegenden Ende eine kugelförmige Verdickung mit einer Aussparung aufweist, die ein kugelförmiges Ende eines zweiten Hebels aufnimmt, an dem ein Mikrowerkzeug befestigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bewegungsmechanismus für einen Spiegel zum Auslenken von Laserstrahlen auf einem Operationsfeld anzugeben, der feinfühlig von Hand zu bedienen ist, und der in seiner Empfindlichkeit verstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bewegung des Spiegels ein Hebelgestänge vorgesehen ist, dessen erster Arm als Handgriff mit einem kugelförmigen, derart gelagerten Ende ausgebildet ist, daß zur Bewegung des Spiegels ein Hebelgestänge vorgesehen ist, dessen erster Hebelarm als Handgriff mit einem kugelförmigen, derart gelagerten Ende ausgebildet ist, daß dieser erste Hebelarm um den Mittelpunkt der Kugel nach allen Seiten bewegbar ist, daß das kugelförmige Ende eine zylindrisch geformte Aussparung zur Aufnahme der kugeligen Verdickung eines zweiten Hebelarms aufweist, daß am zweiten Hebelarm zwei weitere, parallel zueinander verlaufende Hebelarme angelenkt und mit dem Spiegel derart verbunden sind, daß sch ein Gelenkviereck ergibt und daß einer der am zweiten Hebelarm angelenkten Hebelarme axial unverschieblich und um seine Achse drehbar in einem Lager geführt ist.
Zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses von Handgriffbewegungen zu Spiegelbewegung ist die Länge des zweiten Hebelarmes zweckmäßigerweise variabel einstellbar.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Länge des zweiten Hebelarmes durch Verschieben der Lage seiner kugeligen Verdickung in der zylindrisch geformten Aussparung einstellbar.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Laserstrahl auf dem Operationsfeld in gleicher Richtung ausge­ lenkt wird wie der Handgriff des Manipulators und daß durch das günstige Übersetzungsverhältnis des Hebels große Wege am Handgriff kleinen Wegen auf dem Operationsfeld entsprechen. Ein weiterer großer Vorteil des Manipulators besteht in der Möglichkeit der Änderung des Übersetzungs­ verhältnisses durch Verändern der Länge des zweiten Hebelarmes, wodurch die Auslenkung des Laserstrahles auf dem Operationsfeld an unterschied­ liche Vergrößerungsverhältnisse im Operationsmikroskop angepaßt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1a-1d eine Prinzipdarstellung des Hebelmechanismus,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Operationsmikroskop mit inte­ griertem Manipulator für Laserstrahlung,
Fig. 3 einen Schnitt durch den in Fig. 2 gezeigten Hebelmechanismus.
In den Prinzipdarstellungen der Fig. 1a-1d ist mit 4 der Handgriff zur Einleitung der Bewegung des den Laserstrahl auslenkenden Spiegels 3 bezeichnet. Der Handgriff 4 hat an seinem unteren Ende eine kugelige Verdickung 5. In dieser kugeligen Verdickung 5 findet sich eine zylindrisch geformte Aussparung 6, in welcher die kugelige Verdickung 7 eines zweiten Hebel­ armes 8 beweglich ist. Bei Auslenkung des Hebelarmes 4 in Y-Richtung um beispielsweise den Winkel α wird der Spiegel 3 über den Winkelarm 9,der beispielsweise in einem Lager 12 mit dem Spiegel 3 verbunden ist, um den Winkel a′ bewegt.
Aus den Prinzipdarstellungen der Fig. 1c und 1d ist die Bewegung des Spiegels 3 bei Auslenkung des Hebels in X-Richtung ersichtlich. Bei einem Verstellbereich des Hebels 4 um den Winkel β wird durch Drehen des Winkelarmes 10 im Lager 24 der Spiegel 3 um den Winkel β′ gedreht. In den Punkten 11 und 11 a ist beispielsweise eine mit dem Winkelarm 10 verbundene Gabel 10 b an den Seiten des Spiegels 3 gelagert.
In den Fig. 2 und 3 sind Teile, welche die gleiche Funktion wie in den Prinzipdarstellungen 1 a-1 d aufweisen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der Darstellung der Fig. 2 ist mit 13 eine Lichtleitfaser für das verwendete Laserlicht 1 bezeichnet. Da die Wellenlänge einer Therapie­ laserstrahlung meist im unsichtbaren Bereich liegt, ist es zweckmäßig der Therapiestrahlung eine Ziellichtlaserstrahlung zu überlagern. Thera­ pie- und Ziellichtlaserstrahlung werden durch die optische Anordnung 15 aufgeweitet. Die optische Anordnung 16 fokussiert die Laserstrahlung auf das im Gesichtsfeld erscheinende Operationsfeld 2. Der Umlenkspiegel 3 ist als Teilerspiegel ausgeführt, der ca. 99% der auftreffenden Laser­ strahlung auf das Operationsfeld lenkt. Zum Schutz des Beobachters ist im Beobachtungsstrahlengang 14 ein Laserschutzfilter 21 eingebracht. Der Beobachtungsstrahlengang 14 trifft auf das Hauptobjektiv 17 und die Beobachtungsoptik 18 eines Operationsmikroskopes. Die Beleuchtungsstrah­ len können über das Umlenkelement 19 eingestellt werden. Zur Verstellung der Brennfleckgröße der Laserstrahlung im Operationsfeld kann die Auf­ weitungsoptik 15 beispielsweise in Pfeilrichtung 22 verschiebbar ange­ ordnet sein. Bei Bewegung des Hebels 4 beispielsweise in X-Richtung wandert auf dem Operationsfeld auch der Brennfleck der Laserstrahlung seitenrichtig in derselben Richtung aus. Bei Bewegung des Hebels 4 in Y-Richtung wandert der Brennfleck der Laserstrahlung auf dem Operations­ feld ebenfalls seitenrichtig in Y-Richtung aus. Zur Übertragung der Bewegung in X-Richtung dient der Winkelarm 10 des Hebelsystems, der mit einem Stift 23 über ein L-förmiges Verbindungsteil 10 a in einem V-Lager gehalten wird und in 24 ebenfalls gelagert ist, so daß er bei Bewegung des Handgriffes 4 in X-Richtung in Pfeilrichtung 25 gedreht wird. Die Verbindung des Winkelarmes 10 mit dem Spiegel 3 kann beispielsweise über eine Gabel 10b hergestellt werden. Der Winkelarm 9 ist an der Stelle 26 mit dem Spiegel 3 verbunden. Bei Bewegung des Hebels 4 in Y-Richtung bewegt sich der Winkelarm 9 in Pfeilrichtung 27 und überträgt seine Bewegung auf den Spiegel 3. Zur Ansteuerung eines beliebigen Punktes im Gesichtsfeld können die Winkelarme 9, 10 ihre Bewegung gleichzeitig aus­ führen.
Aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 ist ein vorteilhaftes Ausfüh­ rungsbeispiel für die Gestaltung des Hebelmechanismus gezeigt. Vor allem geht aus dieser Darstellung hervor, wie die Länge des zweiten Hebelarmes durch Verschieben der Lage der kugeligen Verdickung 7 in der zylindrisch geformten Aussparung 6 der Kugel 5 durch Verstellung eines Stiftes 30 im Handgriff 4 bewirkt wird. Der Stift 30 wird durch den Druck der Feder 31 nach oben gedrückt und kann in seiner Lage durch eine Schraube 28 gehalten und verstellt werden. Die Feder 31 wirkt außerdem als Gegendruck gegen die Kugel 7 bei Bewegung des Handgriffs 4 und hält sie bei Auslenkung des­ selben in ihrer Lage.

Claims (3)

1. Manipulator zum Auslenken einer Laserstrahlung (1) auf einem durch ein Operationsmikroskop beobachteten Operationsfeld (2), wobei die Laser­ strahlung (1) auf einen Planspiegel (3) gelenkt wird, der um zwei Achsen drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Spiegels (3) ein Hebelgestänge vorgesehen ist, dessen erster Hebelarm als Handgriff (4) mit einem kugelförmigen, derart gelagerten Ende (5) ausgebildet ist, daß dieser erste Hebelarm (4) um den Mittelpunkt der Kugel (5) nach allen Seiten bewegbar ist, daß das kugelförmige Ende (5) eine zylindrisch geformte Aussparung (6) zur Aufnahme der kugeligen Verdickung (7) eines zweiten Hebelarms (8) aufweist, daß am zweiten Hebelarm (8) zwei weitere, parallel zueinander verlaufende Hebelarme (9, 10) angelenkt und mit dem Spiegel (3) derart verbunden sind, daß sich ein Gelenkviereck ergibt und daß einer der am zweiten Hebelarm (8) angelenkten Hebelarme (10) axial unverschieblich und um seine Achse drehbar in einem Lager (24) geführt ist.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zweiten Hebelarmes (8) variabel ist.
3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zweiten Hebelarmes (8) durch verschieben der Lage seiner kugeligen Verdickung (7) in der zylindrisch geformten Aussparung (6) einstellbar ist.
DE3336519A 1983-10-07 1983-10-07 Monipulator an operationsmikroskopen Granted DE3336519A1 (de)

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GB08424977A GB2149045B (en) 1983-10-07 1984-10-03 Manipulator for use with a surgical microscope
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