DE4417273A1 - Beleuchtungseinrichtung für Operationsmikroskope - Google Patents
Beleuchtungseinrichtung für OperationsmikroskopeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine koaxiale Beleuchtungseinrich
tung für binokulare Operationsmikroskope mit einem in
einem Gehäuse angeordneten Vergrößerungswechsler-System
(Zoom) und einem gemeinsamen Objektiv für beide Beobach
tungsstrahlengänge sowie einem Beleuchtungssystem, dessen
Beleuchtungsstrahlengang etwa senkrecht zur Objektivachse
zugeführt wird.
Während bei Operationen in nichtophthalmologischen Fach
richtungen, insbesondere in der Hals-Nasen-Ohren- und
Neurochirurgie, das Operationsfeld mit achsnaher Schrägbe
leuchtung ausgeleuchtet wird, wird bei mikrochirurgischen
Eingriffen am Auge, insbesondere bei Katarakt-Operationen
angestrebt, das Beleuchtungslicht zentrisch in den Beob
achtungsstrahlengängen, die durch das Vergrößerungswechs
ler-System vorgegeben sind, auf das Operationsfeld zu
richten. Diese Beleuchtungsart hat den Vorteil, daß die
koaxial einfallenden Lichtstrahlen von der Netzhaut diffus
reflektiert werden und die Linsenkapsel, das ist die Um
hüllung der Augenlinse, durch das regrediente Licht in
einem gleichmäßigen rötlichen Durchlicht erscheinen las
sen. Dadurch werden Gewebereste, die nach Entfernen der
Augenlinse abgesaugt werden müssen, kontrastreich sichtbar
gemacht.
Um bei ophthalmologischen Operationen das Patienten
auge nur zu einem Bruchteil mit senkrecht einfallendem
Licht, zum anderen Teil mit achsnah einfallendem Schräg
licht zu beleuchten, ist es durch die DE 40 28 605 bekannt,
ein Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung
auszubilden, die über ein erstes vor der optischen Achse
des Mikroskopobjektives angeordnetes Umlenkelement einen
Teil des Beleuchtungslichtes zum Objektpunkt hinlenkt und
den anderen Teil des Beleuchtungslichtes über ein zweites
in oder hinter der optischen Achse des Mikroskopobjektives
angeordnetes, verschiebbares Umlenkelement zum Objektpunkt
lenkt. Dabei ist ein erstes, vor der optischen Achse des
Mikroskopobjektives angeordnetes Umlenkelement so gestal
tet, daß es nur einen Teil des Beleuchtungslichtes in
achsnaher Schrägbeleuchtung zum Objektpunkt hinlenkt und
daß ein zweites Umlenkelement in oder hinter der optischen
Achse des Mikroskopobjektives angeordnet ist, welches
einen anderen Teil des Beleuchtungslichtes senkrecht oder
achsnäher als das erste Umlenkelement zum Objektpunkt
lenkt. Als Neigungswinkel des Lichtes zur optischen Achse
werden beim ersten Umlenkelement und beim zweiten Umlenk
element bis zu 4° angestrebt. Das zweite Umlenkelement
kann senkrecht zur optischen Achse verschiebbar sein. Zur
Variation der durchgelassenen Lichtmengen können verstell
bare Blenden vorgesehen werden. In einer speziellen Aus
führungsform sind die Umlenkelemente dergestalt, daß das
erste als Spiegel ausgebildete Umlenkelement im unteren
Bereich einen mittigen Ausschnitt in Form einer Aussparung
aufweist, durch den das durchgelassene Licht auf einen
zweiten Spiegel fallen kann, der zwischen den beiden durch
die Zoom-Objektive definierten Beobachtungsstrahlengänge
liegt.
In der DE-U1 93 06 412.8 wird zur Verbesserung der Koaxial
beleuchtung des Operationsfeldes vorgeschlagen, durch je
ein kleines Umlenkelement in das Zentrum des Sehstrahlen
ganges Licht einzustrahlen.
Die DE 36 23 613 beschreibt eine koaxiale Beleuchtungsein
richtung für Operationsmikroskope mit einem Beleuchtungs
system, das außerhalb der optischen Achse des Mikroskopob
jektives angeordnet ist und das Beleuchtungslicht senk
recht zur optischen Achse des Mikroskopobjektives hin
abstrahlt, und mit einem eben ausgebildeten Strahlentei
ler, welcher das von dem Beleuchtungssystem herkommende,
senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopobjektives
verlaufende Beleuchtungslicht in Objektrichtung in den
Beobachtungsstrahlengang einspiegelt, das vom Objekt her
kommende, zum Mikroskopobjektiv hin verlaufende Beobach
tungslicht dagegen durchläßt. Der Strahlenteiler ist dabei
zentral zur optischen Achse des Mikroskopobjektives auf
dessen objektzugewandter Seite angeordnet und gegenüber
der optischen Achse des Mikroskopobjektives um einen Win
kel geneigt, der eine zum Beobachtungsstrahlengang streng
koaxiale Einspiegelung des Beleuchtungslichtes ermöglicht,
so daß die optischen Achsen des Beleuchtungsstrahlenganges
und des Beobachtungsstrahlenganges zwischen dem Mikroskop
objektiv und dem Objekt ineinanderfallen. Mit einer derar
tigen Ausgestaltung soll die Beleuchtungseinrichtung im
Hinblick auf die Beobachtung der Augenkapsel in dem vom
Augenhintergrund des Patienten reflektierten Licht bei
einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Beleuchtungsein
richtung verbessert werden, zumal eine als regredient
bezeichnete Beleuchtung erzielt wird, die darin bestehen
soll, daß das von der Aderhaut in die Pupille des Patien
tenauges diffus reflektierte Licht als roter Reflex erfaßt
werden kann.
In der Praxis werden mit den vorstehend beschriebenen
Beleuchtungseinrichtungen und Anordnungen jeweils teilwei
se Überdeckungen von Beleuchtung und Betrachtung auf der
Netzhaut erreicht, so daß auch die Pupille des beobachte
ten Auges nur teilweise leuchtend (Rotreflex) erscheint.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer gat
tungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eine gleichmäßige
Ausleuchtung der Pupille des Auges zu erreichen, um einen
verbesserten Rotreflex zu erhalten.
Diese Aufgabe wird durch eine koaxiale Beleuchtungsein
richtung gemäß dem Anspruches 1 gelöst.
Erfindungswesentlich bei einer derartigen koaxialen Be
leuchtungseinrichtung ist die Anordnung von zwei teilver
spiegelten reflektierenden Elementen zwischen dem Vergrö
ßerungswechsler-System und dem Objektiv derart, daß die
reflektierenden Elemente von den Beobachtungsstrahlengän
gen durchsetzt und gleichzeitig zwei Teilbündel des aufge
teilten Beleuchtungsstrahlenganges zentrisch zu den Beob
achtungsstrahlengängen an den reflektierenden Elementen
teilreflektiert und in Beobachtungsrichtung durch das
Objektiv gelenkt werden. Dafür wird ein Teil des Beleuch
tungsstrahlenganges nach einer oder drei Reflexionen an
reflektierenden Elementen von einem mit zwei zueinander
geneigten reflektierenden Flächen versehenem Teilerelement
in zwei Teilbündel aufgeteilt und von diesem auf die teil
verspiegelten Umlenkelemente geleitet. Damit lassen sich
die Teilbündel des Beleuchtungsstrahlenganges in die Ach
sen der Beobachtungsstrahlenbündel auch dann zentrisch
einspiegeln, wenn die Beobachtungsstrahlengänge einen
größeren Abstand voneinander als der Durchmesser des Be
leuchtungsstrahlenganges aufweisen.
Auf diese Weise wird neben einer achsnahen Ausleuchtung
auch eine zentrale gleichmäßige Ausleuchtung der Patien
tenpupille erreicht. Durch die spezielle Ausgestaltung der
reflektierenden Elemente wird eine kompakte Beleuchtungs
einrichtung erhalten, die auch in solche Operationsmikro
skope einbaubar ist, bei denen wenig Raum zur Anordnung
einer koaxialen Beleuchtungseinrichtung zur Verfügung
steht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Unteransprüche, wobei besonders vorteilhaft diejenige
Ausführungsform ist, bei der in den Beleuchtungsstrahlen
gängen schwenkbare oder verschiebbare Blenden so angeord
net sind, daß die Blenden in der einen Stellung die teil
verspiegelten Umlenkelemente für die koaxiale Beleuchtung
abdecken und den an dem ersten reflektierenden Element
reflektierten Teil des Beleuchtungsstrahlenganges freigibt
und in der anderen Stellung der Blenden verhindert, daß
vornehmlich der Beleuchtungsstrahlengang des ersten re
flektierenden Elementes in Richtung Objektbeleuchtung
weitergeleitet wird, jedoch der Teil des Beleuchtungs
strahlenganges, der als koaxiales Licht durch das Objektiv
geleitet wird, durchgelassen wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 in einem waagerechten Schnitt ein Operationsmikro
skop mit einem Beleuchtungssystem, einem ersten reflektie
renden Element mit zwei Blenden sowie zwei Teilerplatten
in den Beobachtungsstrahlengängen des Vergrößerungswechs
ler-Systems (Zoom),
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt des Operationsmikroskopes
in einer Ansicht von vorn mit den Achsen der Beobachtungs
strahlengänge im Zoom-System teilverspiegelten Teilerplat
ten in den Beobachtungsstrahlengängen, einem geometrischen
Teilerelement mit zwei geneigten reflektierenden Flächen,
geteilten Strahlenbündeln und einem zweiten reflektieren
den Element,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt in seitlicher Ansicht des
Operationsmikroskopes mit dem Beleuchtungssystem, dem
ersten reflektierenden Element, dem Teilerelement und
einer der zwei Teilerplatten im Beobachtungsstrahlengang,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt des Mikroskopes in einer
Ansicht von vorn entsprechend Fig. 2, jedoch mit ver
tauschter Anordnung des reflektierenden Elementes und des
Teilerelementes,
Fig. 5 in einem senkrechten Schnitt in seitlicher Ansicht
das Operationsmikroskop entsprechend Fig. 3, jedoch mit
vertauschter Anordnung des weiter reflektierenden Elemen
tes und des Teilerelementes und
Fig. 6 in einem senkrechten seitlichen Schnitt das Opera
tionsmikroskop entsprechend Fig. 5, jedoch mit einem
weiteren reflektierenden Element.
Die koaxiale Beleuchtungseinrichtung für ein binokulares
Operationsmikroskop 1 besteht gemäß Fig. 1 bis Fig. 6 aus
einem in einem Gehäuse 100 angeordneten Vergrößerungs
wechsler-System (Zoom) 2 und einem gemeinsamen Objektiv 3
für die beiden Beobachtungsstrahlengänge 4, 4′. Desweiteren
umfaßt das Operationsmikroskop 1 ein Beleuchtungssystem 5,
bestehend aus einer Lichtquelle 6, einem Kondensor 7 und
einem Objektiv 8, dessen Beleuchtungsstrahlengang etwa
senkrecht zur Achse des Objektives 3 geführt ist.
Nach Fig. 1 umfaßt das Operationsmikroskop 1 neben dem
Beleuchtungssystem 6, 7, 8 ein reflektierendes erstes
Element 11 mit zwei Blenden 16, 16′ und zwei teilverspie
gelten Teilerplatten 14, 14′ in den Beobachtungsstrahlen
gängen 4, 4′ des Vergrößterungswechsler-Systems 2, 2′.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist neben den beiden
teilverspiegelten Teilerplatten 14, 14′ in den Beobach
tungsstrahlengängen 4, 4′ ein geometrisches Teilerelement
13 mit zwei geneigten reflektierenden Flächen und ein
zweites reflektierendes Element 12 vorgesehen.
Fig. 3 zeigt das Operationsmikroskop 1 mit dem Beleuch
tungssystem 6, 7, 8 und dem ersten reflektierenden Element
11. Auch hier ist das geometrische Teilerelement 13 mit
zwei geneigten reflektierenden Flächen vorgesehen. In dem
Beobachtungsstrahlengang 4 ist eine der beiden Teilerplat
ten 14, 14′ vorgesehen.
Das Operationsmikroskop 1 entsprechend Fig. 2 ist in Fig.
4 wiedergegeben, doch ist bei dieser Ausführungsform eine
vertauschte Anordnung des zweiten reflektierenden Elemen
tes 12 und des Teilerelementes 13 vorgesehen.
Bei dem Operationsmikroskop 1 entsprechend Fig. 6 ist ein
weiteres reflektierendes Element 15 vorgesehen.
Der Beleuchtungsstrahlengang wird zum größten Teil von
einem reflektierenden Element 11 umgelenkt und durch das
Objektiv 3 zum Objektpunkt auf der Objektivachse 10 ge
lenkt. Ein Teil des Beleuchtungsstrahlenganges wird von
dem reflektierenden Element 11 nicht abgelenkt, sondern
durch einen Ausschnitt 19 zu einem weiteren reflektieren
den Element 12 geführt. In einer anderen Ausführungsform
(Fig. 6) spiegelt ein reflektierendes Element 15 einen
Teil des vom reflektierenden Element 11 umgelenkten Be
leuchtungsstrahlenganges aus und lenkt diesen Teil unter
einem Winkel von 50° bis 90° zur Objektivachse 10 auf das
reflektierende Element 12, das als Spiegel oder Prisma
ausgebildet sein kann. Das reflektierende Element 12 lenkt
den Teil des Beleuchtungsstrahlenganges auf ein geometri
sches Teilerelement 13, das mit zwei zueinander so geneig
ten reflektierenden Flächen ausgestattet ist, daß es den
Teil des Beleuchtungsstrahlenganges in zwei Teilbündel
18, 18′ aufteilt und diese Teilbündel nach Fig. 2 oder Fig.
4 auf die beiden so angeordneten Teilerplatten 14, 14′
lenkt, daß die Beleuchtungsbündel zentral in die Beobach
tungsstrahlengänge 4, 4′ eingespiegelt und koaxial durch
das Objektiv 3 zum Objekt gelenkt werden.
Nach einer weiteren in Fig. 1 bis Fig. 6 dargestellten
Ausführungsform sind im Beleuchtungsstrahlengang Blenden
16 vorgesehen, die so schwenk- oder verschiebbar angeord
net sind, daß sie den vom reflektierenden Element 11 umge
lenkten Beleuchtungsstrahlengang unterbrechen oder freige
ben können.
Desweiteren zeigen
Fig. 2 bis Fig. 6 eine Ausführungsform,
nach der zwischen den reflektierenden Elementen 12 und 13
eine Blende vorgesehen ist, die so verschiebbar angeordnet
ist, daß sie die koaxiale Beleuchtung in der einen Stel
lung freigibt und in der anderen unterbricht.
Nach einer weiteren in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist
das reflektierende Element 15 im wesentlichen rechtwinklig
zur Objektivachse 10 so verschiebbar angeordnet, daß es
aus dem umgelenkten Beleuchtungsstrahlengang des reflek
tierenden Elementes 11 dadurch ausgekoppelt werden kann,
daß es in einen Ausschnitt 19 (Fig. 1) des reflektierenden
Elementes 11 geschoben und damit die koaxiale Beleuchtung
unterbrochen wird. Dabei kann entweder nur das reflektie
rende Element 15 an einer mechanischen Anordnung zur Ver
schiebung oder mit diesem zusammen das reflektierende
Element 12 und/oder das Teilerelement 13 befestigt sein.
Claims (9)
1. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung für binokulare Ope
rationsmikroskope (1) mit einem Vergrößerungswechs
ler-System (Zoom) (2, 2′) und einem gemeinsamen Objek
tiv (3) für beide Beobachtungsstrahlengänge (4, 4′)
sowie einem Beleuchtungssystem (5), bestehend aus
einer Lichtquelle (6), einem Kondensor (7) und einem
Objektiv (8), dessen Beleuchtungsstrahlengang etwa
senkrecht zur Objektivachse (10) zugeführt und entwe
der teilweise an einem ersten reflektierenden Element
(11) in Richtung der Objektivachse (10) zum Objekt
hin umgelenkt wird und zum anderen Teil auf ein zwei
tes reflektierendes Element (12) gelangt oder von dem
aus dem vom ersten reflektierenden Element (11) in
Richtung Objektivachse gelenkten Beleuchtungsstrah
lengang mit einem weiteren reflektierenden Element
(15) einen Teil ausgekoppelt und auf das zweite re
flektierende Element (12) gelenkt wird, wobei das
zweite reflektierende Element (12) so angeordnet ist,
daß es den Teil des Beleuchtungsstrahlenganges auf
ein drittes reflektierendes Element (13) lenkt, das
so mit zwei gegeneinander geneigten reflektierenden
Flächen ausgestattet ist, daß es dieses Lichtbündel
in zwei Teilbündel (18, 18′) aufteilt, und wobei zwei
Teilerplatten (14) vor den Zoomeingängen des Vergrö
ßerungswechsler-Systems (2, 2′) so angeordnet sind,
daß sie die Lichtbündel jeweils zentrisch in die
Betrachtungsstrahlengänge (4, 4′) einspiegeln.
2. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von dem zwei
ten reflektierenden Element (12) in die objektabge
wandte Richtung auf das dritte reflektierende Element
(13) gelenkt wird und die Lichtbündel von diesem
unter flachen Winkeln auf die Teilerplatten (14)
gelenkt werden, die zu den Sehachsen (4, 4′) entspre
chend große Winkel bilden, damit die Lichtbündel in
den Sehachsen weitergeleitet werden.
3. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von dem reflek
tierenden Element (12) in die objektzugewandte Rich
tung auf das dritte reflektierende Element (13) ge
lenkt wird und die Lichtbündel von diesem unter stei
len Winkeln auf die Teilerplatten (14) gelenkt wer
den, die zu den Sehachsen (4, 4′) entsprechend kleine
Winkel bilden, damit die Lichtbündel in den Sehachsen
weitergeleitet werden.
4. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
zusätzliche reflektierende Element (15) so angeordnet
ist, daß das aus dem Beleuchtungsbündel ausgespiegel
te Licht unter einem Winkel zwischen 50° bis 90° mit
der Objektivachse (10) zum zweiten reflektierenden
Element (12) gelenkt wird, um störende Reflexe auf
den reflektierenden Flächen des dritten reflektieren
den Elements (13) zu vermeiden und die Bauhöhe der
Anordnung zu optimieren.
5. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Be
leuchtungsstrahlengang unter dem ersten reflektieren
den Element (11) schwenkbare Blenden (16) so angeord
net sind, daß sie in der einen Stellung den Bereich
des ersten reflektierenden Elementes (11) für die
Beleuchtung abdecken und in der anderen Stellung
diesen freigeben.
6. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im
Beleuchtungsstrahlengang zwischen den zweiten reflek
tierenden Elementen (12) und dem dritten reflektie
renden Element (13) eine verschiebbare Blende (17) so
angeordnet ist, daß sie den Lichtweg öffnet oder
unterbricht.
7. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
zusätzlich reflektierende Element (15) im wesentli
chen senkrecht zur Objektivachse (10) so verschiebbar
angeordnet ist, daß seine reflektierende Fläche aus
dem vom Element (11) reflektierten Lichtstrom heraus
bewegt und damit die Weiterleitung des Lichtes un
terbrochen wird.
8. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
reflektierenden Elemente (15) und (12) eine Einheit
bilden, die aus einem Rhombusprisma oder mechanisch
verbundenen Spiegeln besteht und daß diese im wesent
lichen senkrecht zur Objektivachse (10) so verschieb
bar angeordnet ist, daß die reflektierende Fläche des
zusätzlichen Elementes (15) aus dem vom ersten re
flektierenden Element (11) reflektierten Lichtstrom
herausbewegt und damit die Weiterleitung des Lichtes
unterbrochen wird.
9. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
reflektierenden Elemente (15), (12) und (13) eine
Einheit bilden, die aus mechanisch verbundenen Spie
geln besteht und daß diese im Wesentlichen senkrecht
zur Objektivachse (10) so verschiebbar angeordnet
ist, daß die reflektierende Fläche des zusätzlichen
Elementes (15) aus dem vom ersten reflektierten Ele
ment (11) reflektierten Lichtstrom herausbewegt und
damit die Weiterleitung des Lichtes unterbrochen
wird.
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