DE3627251A1 - Stereoskopisches ophthalmoskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ophthalmologische Geräte, insbesondere vergrößernde und räumlich darstellende Ophthalmoskope, die zur Beobachtung der menschlichen Netzhaut eingesetzt werden.

Zur Beobachtung der menschlichen Netzhaut sind verschiedene Verfahren bekannt. Erwähnt sei hierbei die direkte Ophthalmoskopie im aufrechten Bild, bei der das Untersuchungsgerät und der Arzt sehr dicht an das Patientenauge herantreten müssen. Eine Untersuchung nach diesem Verfahren ist nur monokular möglich, eine räumliche lnformation fehlt also. Weiterhin ist nur ein kleiner Netzhautausschnitt sichtbar.

Ein weiteres Verfahren stellt die indirekte Ophthal­ moskopie dar. Bei diesem Verfahren wird eine Beobachtungs­ linse per Hand vor das Patientenauge gehalten. Diese Beobachtungslinse dient dazu, Licht zur Beleuchtung des Augenhintergrundes in das Auge zu lenken, weiterhin fokussiert diese Linse ein umgekehrtes und umgedrehtes Bild des Augenhintergrundes in einer Brennebene zwischen Beobachter und Beobachtungslinse. Durch Anwendung von zweiäugigen Geräten, die die Pupillendistanz des Beobachters reduzieren ist eine räumliche Beobachtung des Augenhintergrundes möglich. Die Vergrößerung, die bei diesem Verfahren erreichbar ist, ist abhängig von der Brechkraft der verwendeten Beobachtungslinse.

Zur Erlangung einer weiteren Vergrößerung sind nachgeschaltete Vergrößerungsfernrohre nach dem Prinzip des Keplerschen Fernrohres beschrieben worden (DE 35 06 300 A1 nach Pomerantzeff, Oleg). Da die Kepler′schen Fern­ rohre eine Umkehrung und Umdrehung des beobachteten Bildes herbeiführen, bewirken diese eine Aufrichtung des bei der indirekten Ophthalmoskopie entstehenden Bildes. Bei binokularer Anwendung dieser Fernrohre ist weiterhin neben einer Reduzierung der Pupillendistanz des Beobachters, eine Vertauschung der Achsen der Beobachtungsstrahlengänge von links nach rechts bzw. umgekehrt erforderlich, um ein Bild mit echter Stereopsis zu erhalten. Diese Reduzierung der Pupillendistanz und Vertauschung der Achsen wird in dem Operationsophthalmoskop nach Pomerantzeff durch einen Satz von vier Spiegeln erreicht.

Mit dem Einsatz von vergrößernden Einrichtungen bei der binokularen Ophthalmoskopie wird neben der Vergrößerung des Bildes ebenfalls eine Vergrößerung der räumlichen Tiefe erreicht. Hieraus folgt, daß eine ausreichende Beurteilung der räumlichen Tiefe nun auch mit geringerem Abstand der Beobachtungsstrahlachsen zueinander möglich ist. Dies bedeutet, je stärker die Vergrößerung bei ausreichender Lichtstärke der Vergrößerungseinrichtung gewählt wird, desto näher können die Beobachtungsstrahl­ achsen aneinanderrücken. Hohe Lichtstärke und entsprechende Vergrößerung haben jedoch im Durchmesser relativ große Objektivlinsen zur Folge. Herkömmliche Strahlengangsauf­ spalteinrichtungen in Binokularophthalmoskopen, die lediglich aus Spiegeln bestehen, können ohne Abdeck­ erscheinungen die Beobachtungsstrahlachsen nur auf eine Entfernung, die dem Durchmesser eines Beobachtungs­ strahlenganges unmittelbar vor dem Objektiv entspricht, zusammenbringen. Dies bedeutet, daß große Objektivlinsen entweder nur bei nicht vertretbar großen Abständen der Beobachtungsstrahlachsen eingesetzt werden können, oder bei kleinen Abständen dieser Achsen, bei nicht vertretbar starken Abdeckerscheinungen. Da große Abstände der Beobachtungsstrahlachsen in der Pupillarebene relativ weit voneinander entfernt projeziert werden, stellt die Weite der Iris des Patientenauges eine begrenzende Größe dar. Weiterhin entziehen sich periphere Bezirke des Augenhintergrundes sehr schnell der binokularen Beobachtung, da diese nur unter einem mehr oder weniger großen Winkel zur optischen Achse des Patientenauges beobachtet werden können, und hierdurch die von der Iris freigegebene Fläche sich entsprechend verkleinert.

Es ist also an ein Ophthalmoskop folgende Anforderung zu stellen:

• A) Geringer Abstand der Achsen der Beobachtungs­ strahlengänge, um auch bei engen Patientenpupillen eine binokulare Beobachtungsmöglichkeit zu haben.
• B) Hinlängliche räumliche Tiefenwirkung bei der Beobachtung.
• C) Hinlängliche Vergrößerung zum Studium feiner Veränderungen.
• D) Geringe Abmessungen und geringes Gewicht, um den Einsatz als mobiles, vor den Augen zu tragendes Ophthalmoskop zu ermöglichen.

Die oben aufgeführten Anforderungen werden erfindungs­ gemäß dadurch erfüllt, daß der von der Beobachtungslinse kommende Strahlengang an einer halbdurchlässigen, halbreflektierenden Fläche in zwei Teilstrahlengänge zerlegt wird. Die Teilstrahlengänge unterscheiden sich durch den Winkel den sie zueinander haben und da ein Strahlengang gespiegelt wurde durch die Seitenlage voneinander. Vom Bildinhalt gibt es bis zu diesem Punkt keine Unterschiede. Der für eine stereoskopische Betrachtung des Augenhintergrundes erforderliche Abstand der Achsen der Beobachtungsstrahlengänge wird erreicht durch eine entsprechende Positionierung der nachfolgenden Kepler′schen Fernrohre innerhalb der jeweiligen Teil­ strahlengänge. Eine Einstellung des Achsenabstandes kann durch Verschiebung des Spiegels M 1 in Richtung der optischen Achse der Objektivlinse L 1 erfolgen. Die Durchmesser der Beobachtungsstrahlengänge haben keinen Einfluß auf die minimale Größe des erreichbaren Achsen­ abstandes. Es ist eine Kongruenz beider Achsen möglich, ohne daß es zu Abdeckerscheinungen, wie es bei dem Bildspaltverfahren durch Spiegel auftreten würde, kommen kann. Die Stellung des Spiegels M 1 bestimmt die Position des nachfolgenden optischen Systems innerhalb des Teil­ strahlenganges. Es ist möglich durch Verschieben des Spiegels M 1 kontinuierlich einen Bereich mit nicht seitengetauschten Beobachtungsstrahlachsen und daraus folgender Pseudostereopsis, einen Punkt mit Kongruenz beider Achsen und daraus folgendem Fehlen eines räumlichen Eindruckes und einen Bereich mit seitengetauschten Achsen und daraus folgender Stereopsis zu durchlaufen. Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung des Abstandes der Beobachtungsstrahlachsen zueinander besteht darin, den Strahlungsteiler im rechten Winkel zu den Beobachtungs­ strahlachsen (bezogen auf die Achsenlage zwischen Ophthalmoskop und Beobachtungslinse) veränderbar anzulegen. Die nachfolgend angeordneten Kepler′schen Fernrohre enthalten zwischen Objektiv und Okular ein System von jeweils drei Spiegeln. Dieses Spiegelsystem hat die Aufgabe, beide Strahlengänge so zu lenken, daß die Okulare in einer Ebene, parallel und in gleicher Höhe von den Beobachtungsstrahlengängen erreicht werden. Weiterhin bewirken die Spiegelsysteme durch mehrfache Faltung der Strahlengänge eine kompakte Bauweise. Durch den oben beschriebenen Seitentausch der Beobachtungs­ strahlachsen und die Wirkung der Kepler′schen Fernrohre, kommt es zu einer seitenrichtigen, aufgerichteten und vergrößerten Abbildung des Augenhintergrundes.

Obwohl ein im Verhältnis zu anderen Ophthalmoskopen geringer Abstand der Beobachtungsstrahlengänge vorgesehen ist, ist eine ausreichende räumliche Sicht durch die vergrößernde Wirkung auch auf die räumliche Tiefe, mittels der Kepler′schen Fernrohre möglich.

Da die Durchmesser der Beobachtungsstrahlengänge relativ groß sind, eine Annäherung der Beleuchtungsstrahl­ achse an die Beobachtungsstrahlachsen unmittelbar vor deren Eintritt in das Ophthalmoskop jedoch erforderlich ist, ist für die Beleuchtungseinrichtung eine Spiegel­ vorrichtung vorgesehen, die an einer durchsichtigen, optisch neutralen Platte angebracht ist, die die Beobachtungsstrahlengänge nicht beeinträchtigt und es somit ermöglicht einen Umlenkspiegel mit möglichst geringer Störung der Sicht, den Beobachtungsstrahlengängen anzunähern. Weiterhin ist vorgesehen, die Abmessungen des Spiegels möglichst gering zu halten, wobei Vorkehrungen zur Minimierung des Durchmessers des Beleuchtungsstrahlen­ ganges am Reflexionsort zu treffen sind. Ebenso sind Justierungsmöglichkeiten an der Halterungsplatte des Spiegels vorgesehen, um die Position des Spiegels und somit die Richtung des Beleuchtungsstrahlenganges zu verändern.

Erzielbare Vorteile

• 1) Aufgrund des oben beschriebenen Verfahrens der Bildzerlegung in zwei Strahlengänge ist es möglich, einen geringen Achsenabstand der Beobachtungsstrahlen­ gänge zu erzielen. Dies hat zur Folge, daß diese Achsen relativ nah beieinander in der Pupillarebene projeziert werden, wodurch Abdeckerscheinungen durch die Iris wesentlich leichter vermeidbar sind. Es ist also möglich, auch bei relativ enger Pupille, räumliche Bilder des Augenhintergrundes zu erhalten. Dies hat ebenso zur Folge, daß eine wesentlich eingehendere Diagnostik bei geringerer Belastung des Patienten möglich ist.
• 2) Da oben genanntes Bildzerlegungsverfahren relativ große Objektivlinsen zuläßt, ist dadurch eine hohe Lichtstärke möglich und somit ein relativ helles Bild erzielbar.
• 3) Eine Beobachtung des Augenhintergrundes im räumlichen, vergrößerten, seitenrichtigen und aufrechten Bild ist möglich.
• 4) Durch mehrfache Faltung der Strahlengänge im Vergrößerungssystem ist eine kompakte Baugröße möglich, die einen Einsatz des Ophthalmoskopes als mobiles, vor den Augen zu tragendes Gerät erlaubt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dar­ gestellt. Die Zeichnung zeigt einen Horizontalschnitt durch das Ophthalmoskop. Der Strahlenteiler (S) ist als Würfel ausgelegt, bestehend aus zwei Prismen, die die halbreflektierende und halbdurchlässige Schicht einschließen. Zur Verringerung von Streulicht werden alle Seiten, bis auf die optisch benötigten, mit geschwärzten matten Flächen abgedeckt.

Als Spiegel finden nur an der Oberfläche verspiegelte Gläser Verwendung, in diesem Beispiel haben diese eine einheitliche Größe, jedoch sind im Rahmen weiterer Optimierung auch andere Größen denkbar.

Als Gehäusematerial ist in diesem Beispiel Kunststoff vorgesehen.

Die Vergrößerungseinrichtung ist in diesem Beispiel nur angedeutet. Sie besteht aus einem Objektivlinsen­ system und einem Okularlinsensystem, wobei das Okular­ linsensystem zur Anpassung der Refraktion des Arztes justierbar eingerichtet ist. Als Erweiterung der Vergrößerungseinrichtung sind z. B. Änderungsmöglichkeiten der Vergrößerung denkbar, einerseits stufig durch Umschalten, andererseits stufenlos als Zoomoptik.

In diesem Beispiel ist eine Veränderungsmöglichkeit des Abstandes der Beobachtungsstrahlachsen nicht dargestellt, jedoch ließe sich eine solche durch Verschieblichkeit des Spiegels M 1 durch Zahnstangenantrieb in die Richtung der optischen Achse von L 1 problemlos einrichten. Ebenfalls ist eine Einstellmöglichkeit der Pupillen­ distanz nicht dargestellt. In der Praxis ist eine individuelle Anfertigung mit fester, gegebener Pupillen­ distanz möglich. Dies hat den Vorzug des Wegfalles beweglicher mechanischer Teile, wodurch die Funktions­ sicherheit gesteigert wird.

Claims (8)

1. Ophthalmoskop zur stereoskopischen Beobachtung des Augenhintergrundes im seitenrichtigen und aufrechten Bild nach dem Prinzip der indirekten Ophthalmoskopie, bestehend aus einem linken und einem rechten Okular, einer Beobachtungslinse, die vor das Patientenauge gehalten wird, einer Lichtquelle mit Vorrichtung zur Augenhintergrund­ beleuchtung, gekennzeichnet durch

• A) eine Beobachtungslinse, die ein Abbild des Augen­ hintergrundes des Patienten in einer Brennebene fokussiert, die senkrecht auf einer optischen Achse steht, welche definiert wird durch den Weg des vom Augenhintergrund des Patienten reflektierten Lichtes,
• B) eine Einrichtung, zum Aufspalten des Abbildes mit Hilfe einer halbdurchlässigen Spiegelfläche, wodurch zwei Beobachtungsstrahlengänge entstehen, deren Achsen bei dem Aufspaltungsvorgang die Seiten derart wechseln, daß die in die rechte Seite der Beobachtungslinse eintretenden Bildstrahlen auf das rechte Okular und die von der linken Seite stammenden Bildstrahlen in das linke Okular gerichtet werden, und
• C) eine linke und eine rechte Vergrößerungseinrichtung, die jeweils eine Objektivlinse (L 1, L 2) und eine Okularlinse (L 3, L 4) aufweisen, und die jeweils zwischen der Srahlengangsachsenaustauscheinrichtung und dem jeweiligen Okular gelegen und in optischer Ausrichtung damit angeordnet sind, um das Bild zu vergrößern und die Abbilder zu den jeweiligen Okularen zu übertragen.

2. Ophthalmoskop nach Anspruch 1 ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strahlengangsachsenaustauscheinrichtung aus einer halbdurchlässigen, halbreflektierenden Fläche besteht, die den einfallenden Strahlengang in zwei Teil­ strahlengänge zerlegt. Die Teilstrahlengänge haben jeweils 50% der Helligkeit des Eingangsstrahlenganges und stehen in einem definierten Winkel zueinander, unterscheiden sich jedoch in ihrem Bildinhalt nicht. Der Achsenaustausch erfolgt durch eine entsprechende Positionierung der nachfolgenden Vergrößerungseinrichtungen innerhalb der Teilstrahlengänge.

3. Ophthalmoskop nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Beobachtungsstrahlen­ gänge (Distanz gemessen im rechten Winkel zu den Beobachtungsstrahlengängen zwischen Ophthalmoskop und Beobachtungslinse unmittelbar am Ophthalmoskop) variiert werden kann durch eine Einrichtung, die die Position des Spiegels M1 ändert, welcher die nicht reflektierte Strahlung der halbdurchlässigen Spiegelfläche umlenkt. Hierbei wird der Spiegel M1 in Richtung der optischen Achse der folgenden Objektivlinse bewegt. Die Position des Spiegels auf dieser Achse bestimmt die Distanz, die die Beobachtungsstrahlengänge zueinander haben. Es be­ stehen folgende Einstellungsmöglichkeiten:

• A) Einstellungsbereich mit nicht getauschten Beobachtungs­ strahlachse und daraus folgender Pseudostereopsis.
• B) Einstellungspunkt mit kongruenten Beobachtungs­ strahlengängen und daraus folgendem Fehlen einer räumlichen Information.
• C) Einstellbereich mit getauschten Beobachtungsstrahl­ achsen und daraus folgender Stereopsis.

4. Ophthalmoskop nach den Ansprüchen 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Baugröße für beide Beobachtungsstrahlengänge jeweils zwischen Okular und Objektiv ein System von Spiegeln angebracht ist, die durch mehrfache Faltung der Strahlengänge eine kompaktere Bauweise ermöglichen.

5. Ophthalmoskop nach den Ansprüchen 1 bis 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß trotz eines kleinen Abstandes der Beobachtungsstrahlachsen durch den Vergrößerungseffekt der Vergrößerungseinrichtungen eine ausreichende räumliche Wirkung erreicht wird.

6. Ophthalmoskop nach den Ansprüchen 1 bis 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellung der individuellen Pupillendistanz durch einen Einstellmechanismus erfolgt, der den gesamten Vergrößerungssatz einer Seite, bestehend aus Objektiv, Spiegelsystem und Okular gemeinsam parallel verschiebt zu dem Strahlengang zwischen dem Ophthalmoskop und der Beobachtungslinse.

7. Ophthalmoskop nach den Ansprüchen 1 bis 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung des Augenhintergrundes eine Lichtquelle vorgesehen ist, die ca. im rechten Winkel zu den Beobachtungsstrahlengängen angebracht ist, wobei der Beleuchtungsstrahlengang durch einen Spiegel zu den Beobachtungsstrahlengängen annähernd parallel ausgerichtet wird. Zur minimalen Einschränkung der Beobachtungsstrahlen­ gänge, ist zur Befestigung und zur Justierung dieses Spiegels eine durchsichtige, optisch neutrale Platte vorgesehen. Weiterhin sind Mittel vorgesehen zur Ein­ stellung des Winkels des Beleuchtungsstrahlenganges zu den Beobachtungsstrahlengängen, sowie Mittel zur Parallelverschiebung des Beleuchtungsstrahlenganges.

8. Verfahren zum Untersuchen des Augenhintergrundes eines Patienten mit Hilfe einer Lichtquelle und einer Beobachtungslinse ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• A) Lenken des von der Lichtquelle kommenden Lichtes in das Patientenauge.
• B) Betrachten eines Abbildes des Augenhintergrundes in einer Brennebene, die senkrecht auf einer optischen Achse steht, welche durch die vor dem Patienten befindliche Beobachtungslinse definiert wird.
• C) Aufteilen des von der Beobachtungslinse kommenden Bildes in zwei Beobachtungsstrahlengänge mit jeweils eigenen optischen Achsen.
• D) Vertauschen der Seitenlage der beiden optischen Achsen von rechts nach links, bzw. umgekehrt mit Hilfe der Strahlengangsaufteilungseinrichtung, wobei die Summe der Querschnittsflächen der Teil­ strahlengänge annähernd doppelt so groß ist, wie wie die Querschnittsfläche des Strahlenganges vor der Aufteilung, bezogen auf die optisch nutzbaren Anteile der Strahlengänge.
• E) Vergrößern der seitengetauschten Teilbilder in einem Paar von Vergrößerungseinrichtungen, die jeweils eine Objektivlinse und eine Okularlinse aufweisen und entsprechend nach dem Prinzip des Kepler′schen Fernrohres zu einer Bilddrehung und Bildumkehrung führen.
• F) Fokussieren von Bildern mit Hilfe der Vergrößerungs­ einrichtung in einer Bildebene, wobei die Bilder eine räumliche, seitenrichtige, aufrecht stehende und vergrößerte Ansicht des Augenhintergrundes bilden.