DE3902410A1 - Medizinisches geraet zur untersuchung und behandlung des auges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät zur Unter­ suchung und Behandlung des Auges mit einer in das Auge des Patienten gerichteten Beobachtungsvorrichtung sowie einer Lampe und einem Laser, die Strahlung zur Beleuchtung bzw. Behandlung des Auges über eine optische Umlenkein­ richtung in das Auge senden.

Derartige medizinische Geräte werden verwendet, um das Innere des Auges untersuchen zu können. Über eine Lampe, insbesondere eine sogenannte Spaltlampe, wird eine Be­ leuchtungsstrahlung über ein optisches Umlenkelement in das Innere des Auges gelenkt und beleuchtet einen bestimmten Augenbereich so, daß über eine Beobachtungsvorrichtung das Innere des Auges untersucht werden kann. Gleichzeitig kann zusammen mit der Beleuchtungsstrahlung eine von einem Laser erzeugte, in der Regel unsichtbare Behandlungsstrahlung in das Auge gelenkt werden und dort auf das Gewebe einwirken, beispielsweise um eine Koagulation des Gewebes zu erreichen.

Üblicherweise wird die in das Auge fallende Beleuchtungs- und Behandlungsstrahlung über ein optisches Umlenkelement, beispielsweise einen halbdurchlässigen Spiegel, in der Be­ obachtungsrichtung in das Auge gelenkt, so daß der beobach­ tende Arzt in Richtung der in das Auge fallenden Strahlung in das Auge sieht.

Bei bekannten Geräten dieser Art läßt sich das Gerät gegen­ über dem zu untersuchenden Auge in seinem Abstand, in seiner seitlichen Position und gegebenenfalls auch in seiner Höhe verstellen. Es ist darüberhinaus bekannt, die Umlenkelemente, mit denen Beleuchtungs- und Behandlungsstrahlung in das Auge gelenkt werden, derart zu verstellen, daß unterschiedliche Bereiche des Auges mit der Beleuchtungs- und Behandlungs­ strahlung beaufschlagt werden können. Dabei hat es sich bei bekannten Geräten herausgestellt, daß die Genauigkeit und insbesondere die Schnelligkeit, mit welcher unterschied­ liche Bereiche des Auges mit der Strahlung beaufschlagt werden können, unzureichend ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Gerät derart zu verbessern, daß die Genauigkeit und die Schnelligkeit erhöht werden, mit denen Strahlung in ein bestimmtes Zielgebiet im Auge gerichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem medizinischen Gerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die optische Umlenkeinrichtung ein elektrisch ansteuerbares Scannersystem mit Ablenkung entlang zweier senkrecht auf­ einanderstehender Achsen ist.

Derartige Scanner- oder Abtastsysteme ermöglichen es, einen auf sie auftreffenden Lichtstrahl mit hoher Ablenkfrequenz und hoher Ablenkgenauigkeit auf jeden Punkt einer Fläche zu richten. Solche Scannersysteme sind an sich bekannt und werden verwandt beispielsweise zur optischen Abtastung von Drucktypen, zur Belichtung von lichtempfindlichen Lacken auf einer Oberfläche oder zur Markierung von Bestückungs­ positionen auf elektrischen Leiterplatten.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die in ganz anderem Zusammenhang eingesetzten Scannersysteme in besonders vorteilhafter Weise die Bedienung und den Einsatz eines medizinischen Augenuntersuchungsgerätes verbessern, da die in der Regel sehr trägheitsarmen und kleinbauenden Scannersysteme nicht nur eine hervorragende Reproduzier­ barkeit und eine außerordentlich schnelle Veränderung des zu bestrahlenden Augengebietes ermöglichen, sondern auch sehr klein und robust aufgebaut sind, so daß ein wenig störungs­ anfälliges und zuverlässig arbeitendes Gerät geschaffen werden kann.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn dem Scannersystem eine Steuerung zugeordnet ist, die optische Ablenksysteme für die Ablenkung entlang jeder der beiden Achsen getrennt ansteuert, wenn jedes Ablenksystem von der Steuerung um eine Nullage ostzillierend antreibbar ist und wenn die Nullage jedes Ablenkelementes dauerhaft verstellbar ist.

Aufgrund der geringen Trägheit und der dadurch bedingten hohen Ablenkgeschwindigkeit derartiger Scannersysteme ist es möglich, durch sehr hochfrequente oszillierende Ver­ schwenkung der optischen Ablenkelemente um zwei senkrecht zueinanderstehende Achsen Figuren unterschiedlicher Form und Fläche mit der Strahlung, die in der Augenebene an­ nähernd punktförmig fokussiert ist, zu beaufschlagen. So können beispielsweise durch geeignete Frequenz- und Phasenbeziehungen zwischen den Ablenkbewegungen längs der beiden Achsen Kreise, Ellipsen oder Rechtecke flächig von der Strahlung überstrichen werden, wobei die Lage der jeweiligen Flächen durch eine Voreinstellung der Nullage beliebig eingestellt werden kann. Der Arzt kann also bei der Untersuchung entscheiden, wie groß die beispielsweise mit der Laserstrahlung zu beaufschlagende Fläche sein soll, welche Form diese Fläche haben soll und welche Ausrichtung. Allein durch eine entsprechende Wahl der Nullagen, der Oszillationsfrequenzen under Phasenbeziehungen dieser Ab­ lenkbewegungen läßt sich dann das gewünschte Ergebnis erzielen, wobei es zusätzlich möglich ist, die Form und Lage der bestrahlten Fläche zunächst allein durch die sichtbare Beleuchtungsstrahlung zu kontrollieren und erst dann auch durch Einschalten des Laserstrahles für die un­ sichtbare Laserstrahlung einzustellen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Scannersystem zwei getrennte, um senkrecht zueinanderstehende Achsen ver­ schwenkbare Umlenkspiegel umfaßt, an denen die Strahlung nacheinander reflektiert wird.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß das Scannersystem einen um zwei senkrecht zueinanderstehende Achsen ver­ schwenkbaren Umlenkspiegel umfaßt.

Günstig ist es weiterhin, wenn der Antrieb des Scanner­ systems an einem Schwenkarm gehalten ist, der um eine senkrechte, etwa durch das zu untersuchende Auge hindurch­ gehende Achse drehbar an dem Gerät gelagert ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vor­ gesehen, daß ein erster Antriebsmotor des Scannerssystems gerätefest gehalten ist, daß an einem von dem ersten Antriebs­ motor verdrehbaren Halter ein optisches Umlenkelement ange­ ordnet ist und daß an diesem Halter ein zweiter Antriebs­ motor gehalten ist, der das optische Umlenkelement um eine senkrecht zur Drehachse des Halters verlaufende Drehachse verschwenkt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines medizinischen Gerätes zur optischen Untersuchung und Behandlung eines Auges und

Fig. 2 eine Ansicht des in dem Gerät der Fig. 1 ver­ wendeten Scannersystems.

Das in der Zeichnung dargestellte medizinische Gerät umfaßt eine Fußplatte 1, an welcher mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten, in der Horizontebene verschiebbaren Kreuztisches um eine senkrechte Achse 2 verdrehbar zwei Schwenkarme 3 und 4 gelagert ist. Der erste Schwenkarm 3 trägt an einem senkrechten Halter 5 eine Beobachtungseinrich­ tung 6 mit einem Objektiv 7 und einem Okkular 8, durch welches ein Arzt in das Auge 9 eines Patienten blicken kann. Das Auge 9 befindet sich etwa auf der senkrechten Achse 2.

Der andere Schwenkarm 4 trägt ein Gehäuse 10, aus dem ein Halter 11 herausragt, der an seinem freien Ende ein optisches Umlenkelement in Form eines halbdurchlässigen Spiegels 12 trägt. Dieser Spiegel 12 lenkt eine senkrecht von oben kom­ mende Strahlung 13 rechtwinklig um in das zu untersuchende Auge 9. Der Spiegel 12 befindet sich dabei vor dem Objektiv 7, so daß der beobachtende Arzt durch den halbdurchlässigen Spiegel 12 hindurch in das Auge 9 blickt.

Die Strahlung 13 stammt dabei von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Beleuchtungslampe, vorzugsweise einer sogenannten Spaltlampe, die sichtbares Licht aussendet. Außerdem ist in aus der Zeichnung ebenfalls nicht ersichtlicher Weise unsichtbare Strahlung eines Behandlungslasers in den Strahlengang eingespiegelt, so daß diese Behandlungs­ strahlung kollinear mit der Beleuchtungsstrahlung über den Spiegel 12 in das Auge 9 gerichtet wird.

Der den Spiegel 12 tragende Halter 11 ist um seine Längsachse drehbar in dem Gehäuse 10 gelagert, in dem sich ein am Gehäuse gehaltener erster Scannermotor 14 befindet, dessen verlängerte Welle 15 den Halter 11 bildet. An der dem Halter 11 gegenüber­ liegenden Seite ist über eine in Fig. 2 nur schematisch dar­ gestellte Halterung 17 ein zweiter Scannermotor 16 angeord­ net, der sich vorzugsweise unmittelbar in der Verlängerung der Welle 15 befindet und dessen Motorwelle 18 senkrecht zur Motorwelle 15 des ersten Scannermotors 14 angeordnet ist. Die zweite Motorwelle 18 ist über ein Gestänge 19, das von der Motorwelle 18 beispielsweise über einen Exzenter parallel zu seiner Längsrichtung auf und ab bewegbar ist, gelenkig mit dem Spiegel 12 verbunden, der seinerseits an dem Halter 11 um eine senkrecht auf der Längsachse des Halters 11 stehende Achse verschwenkbar gelagert ist; diese Drehachse des Spiegels steht in der Darstellung der Fig. 2 senkrecht auf der Zeichen­ ebene.

Beide Scannermotoren 14 und 16 sind über Steuerleitungen 20 bzw. 21 mit einer Steuerung 22 verbunden, welche den Scanner­ motoren jeweils getrennt voneinander unterschiedliche Steuer­ signale zuführt. Diese Steuersignale können einmal eine blei­ bende Verdrehung des Scannermotores um einen bestimmten Winkel hervorrufen, zum anderen können diese Signale oszillierende Drehbewegungen jedes Motors hervorrufen, die der bleibenden Verdrehung überlagert sind. Diese Bewegungen übertragen sich auf den Spiegel 12, der durch die bleibende Verdrehung der Motoren die auf ihn auffallende Strahlung 13 in unterschied­ liche Bereiche des Auges 9 lenkt und somit entsprechend der jeweiligen Verdrehung des Spiegels unterschiedliche Null- Punkte definiert. Um diesen Nullpunkt führt die Strahlung im Auge Oszillationen längs zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen aus, wobei entsprechend der jeweiligen Frequenz dieser Oszillationen und der Phasenbeziehungen derselben unter­ schiedlich geformte Flächen von der Strahlung überstrichen werden, beispielsweise Kreise, Ellipsen oder Rechtecke.

Der beobachtende Arzt kann an der Steuerung durch entsprechen­ de Wahl der Frequenzen und der Phasenbeziehungen ebenso wie durch die Wahl der Amplitude der oszillierenden Bewegung der beiden Scannermotoren Ausdehnung, Form und Größe der überstrichenen Fläche verändern. Außerdem kann die Lage der Fläche durch Veränderung der Nullage beeinflußt werden, dies erfolgt vorzugsweise durch eine um zwei senkrecht ver­ laufende Achsen frei verdrehbar an einem Joy-Stick-artigen Hebel 23 gelagerte Kugel 24, die bei ihrer Verdrehung in den Hebel 23 angeordnete Drehimpulsgeber betätigt, deren Signale ebenfalls der Steuerung zugeführt und zur Veränderung der Nullagen längs der beiden Schwenkachsen des Spiegels ver­ wendet werden. Der Joy-Stick-artige Hebel 23 selbst kann zur Bedienung des in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Kreuztisches dienen, mit dem die relative Position der beiden Schwenkarme 3 und 4 gegenüber dem Auge 9 variierbar ist.

Wenn die Oszillation des Spiegels 12 abgeschaltet ist, kann eine im wesentlichen punktförmig fokussierter Strahl in das Auge gelenkt werden, der mit Hilfe der Kugel 24 im Auge verschoben werden kann, der Arzt ist dann jederzeit in der Lage, an einer beliebigen Stelle durch Zuschaltung der oszillierenden Bewegung den Bestrahlungsfleck in der gewünschten Größe, Form und Orientierung auszudehnen.

Wesentlich ist dabei, daß die Scannermagnete sehr trägheits­ arm und daher außerordentlich schnell bewegbar sind, so daß der Spiegel 12 mit hohen Frequenzen um die beiden Drehachsen oszilliert werden kann. Dadurch ist es möglich, die Bestrahlung im Auge 9 so schnell eine Fläche überstreichen zu lassen, daß dem Auge des beobachtenden Arztes die Fläche gleichmäßig beleuchtet erscheint, daß also die Bewegungen des im wesentlichen punktförmig fokussierten Lichtstrahles nicht mehr zeitlich aufgelöst werden können.

Die mechanische Anordnung der Scannermotoren im Gehäuse 10 und des Halters 11 sowie des Gestänges 19 ist im Ausführungs­ beispiel im wesentlichen schematisch gezeigt, es ist hier selbstverständlich möglich, andere mechanische Ausgestaltungen zu finden, mit denen mit Hilfe von zwei separat ansteuer­ baren Scannermotoren feste Winkelverstellungen und oszillieren­ de Bewegungen um die zwei senkrecht aufeinanderstehenden Achsen auf den Umlenkspiegel 12 übertragen werden. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel wäre es auch möglich, statt des einen Spiegels 12 zwei unmittelbar hintereinander geschaltete Spiegel zu verwenden, die jeweils um eine Achse verschwenkbar sind und jeweils von einem Scannermotor ent­ sprechend angetrieben werden, wobei die Bestrahlung dann nacheinander an den beiden Umlenkspiegeln umgelenkt wird. Die Verwendung der dargestellten Lösung mit nur einem Spiegel hat den Vorteil, daß weniger optische Fehler bei der Reflexion an nur einem Spiegel auftreten und daß die Ablenkungen in beiden Richtungen bei einer gleich großen Verschwenkung des Spiegels gleich groß sind, während bei der Verwendung von zwei Spiegeln durch den unterschied­ lichen Abstand der jeweiligen Reflexionsstelle vom Auge bei gleicher Schwenkbewegung der Spiegel unterschiedliche Ablenkungen auftreten.

Claims (6)

1. Medizinisches Gerät zur Untersuchung und Behandlung des Auges mit einer in das Auge des Patienten gerichteten Beobachtungsvorrichtung, einer Lampe und einem Laser, die Strahlung zur Beleuchtung bzw. Behandlung des Auges über eine optische Umlenkeinrichtung in das Auge senden, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Umlenkeinrichtung ein elektrisch ansteuer­ bares Scannersystem (12, 14, 16) mit Ablenkung entlang zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen ist.

2. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Scannersystem (12, 14, 16) eine Steuerung (22) zugeordnet ist, die optische Ablenkelemente (12) für die Ablenkung entlang jeder der beiden Achsen getrennt an­ steuert, daß jedes Ablenkelement (12) von der Steuerung (22) um eine Nullage oszillierend antreibbar ist und daß die Nullage jedes Ablenkelementes (12) dauerhaft verstellbar ist.

3. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Scannersystem zwei getrennte, um senkrecht zu­ einanderstehende Achsen verschwenkbare Umlenkspiegel umfaßt, an denen die Strahlung nacheinander reflektiert wird.

4. Medizinisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Scannersystem einen um zwei senkrecht zueinander stehender Achsen verschwenkbaren Umlenkspiegel (12) um­ faßt.

5. Medizinisches Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (14, 16) des Scannersystems an einem Schwenkarm (4) gehalten ist, der um eine senkrechte, etwa durch das zu untersuchende Auge (9) durchgehende Achse drehbar an dem Gerät gelagert ist.

6. Medizinisches Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Antriebsmotor (14) des Scannersystems gerätefest gehalten ist, daß an einem von dem ersten Antriebsmotor (14) verdrehbaren Halter (11) ein opti­ sches Umlenkelement (12) angeordnet ist, und daß an diesem Halter (11) ein zweiter Antriebsmotor (16) gehalten ist, der das optische Umlenkelement (12) um eine senkrecht zur Drehachse des Halters (11) verlau­ fende Drehachse verschwenkt.