DE4028605C2 - Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist z. B. aus der US 4,783,159 bekannt. Dieses bekannte Beleuchtungssystem beleuchtet das Operationsgebiet entlang der Achse O₅ oder auch entlang der Achse O₄ parallel zur Objektivachse O₁ durch das Mikroskopobjektiv hindurch. Dabei soll der Begriff parallel zur Objektivachse im Sinne der Erfindung bedeuten, daß der oder die Beleuchtungsstrahlengänge vor dem Durchtritt durch das Mikroskopobjektiv im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs verlaufen. Wie es aus der US 4,783,159 ersichtlich ist, soll dieser Begriff parallel zur Objektivachse nicht bedeuten, daß der oder die Beleuchtungsstrahlengänge auch nach seinem bzw. ihrem Durchtritt durch das Mikroskopobjektiv parallel zur Objektivachse verlaufen.

Neben diesem gattungsgemäßen Beleuchtungssystem gibt es eine Reihe weiterer Beleuchtungssysteme.

So ist aus der DE 37 36 179 A1 eine Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung weist ein Beleuchtungssystem auf, welches außerhalb der optischen Achse des Mikroskopobjektivs angeordnet ist und ein zwischen der optischen Achse des Mikroskopobjektivs und dem Beleuchtungssystem angeordnetes Umlenkelement umfaßt, welches Beleuchtungslicht durch das Mikroskopobjektiv hindurch in achsnaher Schrägbeleuchtung zu dem Operationsgebiet umlenkt.

Weiters ist in der DE 35 30 928 A1 ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der ein in seinem Abstand von der optischen Achse des Mikroskopobjektivs einstellbares Prisma in Grenzen eine stufenlose Einstellung des Neigungswinkels gestattet, unter dem das Beleuchtungslicht auf das Operationsgebiet einfällt.

Die US 4,657,357 beschreibt ein Beleuchtungssystem für ein Operationsmikroskop, bei dem der Winkel zwischen der Objektivachse und der Einfallsrichtung des Beleuchtungslichtes auf das Operationsgebiet möglichst klein sein soll, um tief in Körperhöhlen liegende Operationsgebiete gut aus leuchten zu können. Hierzu besitzt die Objektivlinse eine Zentralöffnung, in welche die Lichtaustrittsfläche eines Lichtleitprismas oder eines gebogenen Lichtleiters eingesetzt ist, so daß das außerhalb der Objektivachse erzeugte Beleuchtungslicht zentral aus der Objektivlinse austritt und das Operationsgebiet unter 0° beleuchtet.

Die DE 33 27 672 C2 offenbart eine Auflicht-Hellfeldbeleuchtung für Stereomikroskope. Dabei beleuchtet das unpolarisierte Licht einer Lichtquelle über einen ersten Polarisator die eine Seite des Objektivrandes und von dort aus das Objekt, wobei das durch den ersten Polarisator hindurchgetretene Licht von einer Lambda/2-Platte um 90° gedreht wird und von einem zweiten Polarisator oberhalb der anderen Seite des Objektivrandes her das Objekt beleuchtet. Das Objekt wird bei dieser Druckschrift also von zwei einander gegenüberliegenden Seiten vom Objektivrand her schräg beleuchtet, wobei eine Lambda/4-Platte dafür sorgt, daß das vom Objekt ausgehende Licht die beiden Polarisatoren ungehindert passieren kann.

Die französische Patentanmeldung Nr. 24 33 767 A1 zeigt eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, die einen schnellen Wechsel zwischen Hellfeld- und Dunkelfeld-Beleuchtung gestattet. Diese Beleuchtungseinrichtung weist einen Kegelreflektor auf, der das Licht der Lichtquelle zunächst radial aufspaltet und über zwei plane Ringspiegel mit einem dazwischengeschalteten, divergenzverringernden und transparent sowie ringförmig ausgebildeten Brechungskörper auf einen Ringkondensor und von da in Dunkelfeld-Beleuchtung auf das Objekt reflektiert. Zur Hellfeldbeleuchtung wird der Kegelreflektor aus dem Strahlengang entfernt und das Beleuchtungslicht fällt durch eine divergenzverringernde Linse auf einen Strahlteiler, der das Beleuchtungslicht durch das Objektiv hindurch unter 0° auf das Objekt reflektiert. Diese Beleuchtungseinrichtung erlaubt einen schnellen Wechsel zwischen Hellfeld- und Dunkelfeld-Beleuchtung bei gleichzeitig effektiver Ausnutzung der Lichtquelle und Vermeidung von störendem Falschlicht.

Aus der US 2,357,378 ist eine Dunkelfeld-Beleuchtung für ein Mikroskop bekannt. Bei dieser Beleuchtungseinrichtung wird das Beleuchtungslicht von einem planen Ringspiegel mit einem zentralen Transparentbereich auf einen das Objektivsystem zentral umgebenden Lichtleitkörper reflektiert, aus dem es unter achsferner Schräglichtbeleuchtung zum Objekt hin austritt.

Das Lehrbuch "Bauelemente der Optik" von H. Naumann und G. Schröder, Carl Hanser Verlag München Wien, 4. Ausgabe beschreibt auf Seite 364 eine Auflicht-Dunkelfeld-Beleuchtung für ein Mikroskop. Dabei wird das Beleuchtungslicht von der Seite her über einen planen Ringspiegel mit Zentralbohrung alternativ entweder auf einen Hohlspiegel oder auf eine durchbohrte Linse oder auf einen Spiegelring gerichtet und fällt von dort streifend auf das Objekt ein. Die Zentralbohrung gewährleistet dabei die Beobachtung des Objekts und ermöglicht bei Bedarf einen Wechsel zur Hellfeld-Beobachtung.

Die DE 36 23 613 C2 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung für ein ophthalmologisches Operationsmikroskop, bei dem die Beleuchtungseinheit seitlich von der Objektivachse angebracht ist, und zwar in einer ersten Ausgestaltung auf der objektabgewandten Seite und in einer zweiten Ausgestaltung auf der objektzugewandten Seite der Objektivebene. In der ersten Ausgestaltung fällt das Licht einer Beleuchtungslichtquelle zunächst auf einen ersten Umlenkspiegel und wird von diesem durch das Objektiv hindurch auf einen zweiten Umlenkspiegel reflektiert, der das Beleuchtungslicht seinerseits auf einen in der Objektivachse liegenden Strahlteiler reflektiert, von dem es unter 0° auf das Objekt einfällt. In der zweiten Ausgestaltung wird das Beleuchtungslicht alternativ entweder direkt auf den Strahlteiler gerichtet und beleuchtet das Objekt dann unter 0°, oder aber es fällt über einen klappbaren Spiegel unter einem Winkel auf das Objekt ein, wobei bei Ausführung dieses Klappspiegels als Strahlteiler eine gleichzeitige 0°- und Schräglichbeleuchtung erzielt werden kann.

Beim Einsatz von Operationsmikroskopen in der Chirurgie werden je nach medizinischer Fachrichtung verschiedene Forderungen an die Beleuchtung des Operationsfeldes gestellt. Die Art der Beleuchtung wird im wesentlichen bestimmt durch den Winkel, den die Achse des Beleuchtungsstrahles mit der Achse des Mikroskopobjektives bildet.

Bei Operationen in nichtophthalmologischen Fachrichtungen, beispielsweise in der Hals-Nasen-Ohren- und Neurochirurgie wird das Operationsfeld mit achsnaher Schrägbeleuchtung, in der Fachsprache als "Koaxialbeleuchtung" bezeichnet, ausgeleuchtet, wobei der Leuchtfelddurchmesser zur Einspiegelung der Beleuchtung in enge, tiefe Körperhöhlen zur sogenannten Spotbeleuchtung verkleinert wird.

Bei mikrochirurgischen Eingriffen am Auge wurde angestrebt, das Beleuchtungslicht senkrecht, d. h. in der optischen Achse des Mikroskopobjektives auf das Operationsfeld zu richten. Diese, als "0°-Beleuchtung" bekannt gewordene Beleuchtungsart hat den Vorteil, daß die senkrecht einfallenden Lichtstrahlen von der Netzhaut diffus reflektiert werden und die Linsenkapsel, das ist die Umhüllung der Augenlinse, durch das regrediente Licht in einem rötlichen Durchlicht erscheinen lassen. Dadurch werden Gewebereste, die nach Entfernen der Augenlinse abgesaugt werden müssen, kontrastreich sichtbar gemacht.

In der Praxis hat sich das Bedürfnis herausgestellt, bei ophthalmologischen Operationen das Patientenauge nur zu einem Bruchteil mit senkrecht einfallendem Licht, zum anderen Teil mit achsnah einfallendem Schräglicht zu beleuchten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine achsnahe Schräglicht­ beleuchtung für ein ophthalmologisches Operationsmikroskop zu schaffen, bei der eine regrediente Beleuchtung der Patientenpupille durch Reflexlicht von der Netzhaut eine zuverlässige Erkennung von Linsenresten bei einer Kataraktoperation gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche 2-6 stellen besonders vorteilhafte Ausführungsformen dieser Erfindung unter Schutz.

Vorteilhafterweise sind zwischen dem Beleuchtungssystem und den Umlenkelementen variierbare Blenden vorgesehen, somit können die Lichtanteile über die Umlenkspiegel variabel eingestellt oder jeweils ganz ausgeblendet werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung in der Anordnung vor dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskops;

Fig. 1a eine Schnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungseinrichtung entlang der Linie I-I;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in der Anordnung vor dem Hauptobjektiv eines Operations­ mikroskopes;

Fig. 2a eine Schnittdarstellung der in Fig. 2 darge­ stellten Beleuchtungseinrichtung entlang der Linie II-II.

In den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen (1) ein Beleuchtungssystem an sich bekannter Bauart bezeichnet. Zwischen dem Beleuchtungssystem (1) und dem Hauptobjektiv (3) mit der optischen Achse (2a) des Operationsmikroskopes ist als Reflexionselement ein Umlenkspiegel (4, 5) angeordnet, der das Beleuchtungslicht unter dem Winkel α zur optischen Achse (2) des Beobachtungssystems auf den Objektpunkt (10) wirft. Vorzugsweise beträgt der Winkel α 6°. Der Umlenkspiegel (4) weist eine Ausnehmung (4a) auf, durch die ein Teil des Beleuchtungslichtes auf das als verschiebbarer Umlenkspiegel (6, 7) ausgebildete Umlenkelement treffen kann. Je nach Lage dieses Umlenkelements (6, 7) trifft der auf ihn fallende Teil des Beleuchtungslichtes unter einem Winkel von 0° bis 6° auf den Objektpunkt (10). Durch einen Blendenmechanismus (11) kann der über das Reflexionselement (4) auf den Objektpunkt (10) gelenkte Beleuchtungskegel zur Kontraststeigerung kontinuier­ lich abgedunkelt werden. Der Blendenmechanismus (12) dient außerdem dazu, die über das Umlenkelement (6, 7) senkrecht auf das Patientenauge fallende Beleuchtung vollkommen auszu­ blenden, wenn nur achsnahe Schrägbeleuchtung gewünscht wird. Die binokulare Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes ist in der Zeichnung mit den Bezugszeichen (8a) und (8b) gekennzeichnet.

In der Darstellung der Fig. 2 und 2a sind für identische Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in der Darstellung der Fig. 1 und 1a. Das Reflexionselement für das in dieser Darstellung gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist mit (5) und das Umlenkelement mit (7) bezeichnet, wobei die untere Kante des Reflexionselements (5) den auf den Umlenkspiegel (7) fallenden Beleuchtungsstrahlenkegel nach oben begrenzt. Der Beleuchtungsstrahlengang in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft unterhalb des Hauptobjektivs (3) identisch wie in Fig. 1 zum Beobachtungspunkt (10). Er ist aus Vereinfachungsgründen nicht vollständig eingezeichnet.

Mit dem beschriebenen Beleuchtungssystem können somit drei verschiedene Beleuchtungsarten eingestellt werden. Bei voller Wirksamkeit beider Umlenkspiegel (4) und (6) bzw. (5) und (7) kann eine achsnahe Schrägbeleuchtung in Zusammenwirkung mit einer senkrechten (0°-Beleuchtung) eingestellt werden. Bei Ausblendung der achsnahen Schrägbeleuchtung ist nur die 0°-Beleuchtung wirksam. Bei Ausblendung der 0°-Beleuchtung ist nur die achsnahe Schrägbeleuchtung wirksam. Zwischenstufen der Beleuchtungsarten durch kontinuierlich veränderliche Ausblendung von Beleuchtungsstrahlen sind ebenfalls möglich. Die Umlenkelemente (6, 7) und die Blenden (11, 12) sind in den angegebenen Pfeilrichtungen verschiebbar. Das Hauptobjektiv (3) kann zentriert oder wie in Fig. 1 dargestellt, dezentriert zur Achse des Beobachtungssystems angeordnet sein.

Claims (6)

1. Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop,

• - mit einem Beleuchtungssystem (1), das außerhalb der optischen Achse (2a) des Mikroskopobjektivs (3) angeordnet ist, und das Operationsgebiet (10) parallel zur Objektivachse (2a) durch das Mikroskopobjektiv (3) hindurch beleuchtet,
• - und mit einem Umlenkelement (6, 7) auf der objektabgewandten Seite des Mikroskopobjektivs (3), welches das Operationsgebiet (10) mit einem Bruchteil des Beleuchtungslichtes entlang der Objektivachse (2a) beleuchtet, dadurch gekennzeichnet,
• - daß das Beleuchtungssystem (1) objektivseitig mit einem Reflexionselement (4, 5) ausgestattet ist, welches das Beleuchtungslicht parallele, zur Objektivachse (2a) zum Mikroskopobjektiv (3) hin reflektiert,
• - und daß das Umlenkelement (6, 7, ) das Operationsgebiet (10) unter einem Neigungswinkel (α′) gegenüber der Objektivachse (2a) beleuchtet, der kleiner ist als der Neigungswinkel (α), unter dem das Reflexionselement (4, 5) das Operationsgebiet (10) beleuchtet.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionselement (4, 5) das Operationsgebiet (10) unter einem Neigungswinkel (α) von sechs Grad gegenüber der Objektivachse (2a) beleuchtet.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Umlenkelementes (6, 7) von der Objektivachse (2a) einstellbar ist und durch Änderung dieses Abstandes der dem Umlenkelement (6, 7) zugeordnete Neigungswinkel (α′) auf einen Wert zwischen null Grad und sechs Grad einstellbar ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (6, 7) und das Reflexionselement (4, 5) als ebene, Spiegel ausgebildet sind und daß das Reflexionselement (4, 5) objektivseitig eine Ausnehmung (4a) aufweist, durch die hindurch der dem Umlenkelement (6, 7) zugeordnete Bruchteil des Beleuchtungslichtes auf das Umlenkelement (6, 7) einfällt.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (6, 7) und das Reflexionselement (4, 5) als ebene Spiegel ausgebildet sind und daß der dem Umlenkelement (6, 7) zugeordnete Bruchteil des Beleuchtungslichtes an der objektivseitigen Unterkante (5a) des Reflexionselementes (4, 5) vorbei auf das Umlenkelement (6, 7) einfällt.

6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Beleuchtungssystem (1) und dem Umlenkelement (6, 7) und dem Reflexionselement (4, 5) jeweils eine Blende (11, 12) einschiebbar ist, mit der zur Kontraststeigerung der Anteil des umgelenkten Beleuchtungslichtes kontinuierlich abdunkelbar ist.