DE4417273C2 - Koaxiale Beleuchtungseinrichtung für ein binokulares, ophtalmologisches Operationsmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine koaxiale Beleuchtungsein­ richtung für ein binokulares, ophthalmologisches Ope­ rationsmikroskop mit zwei Beobachtungsstrahlengängen, zwei Zoomsystemen, einem gemeinsamen Objektiv und ei­ nem Beleuchtungssystem, dessen Beleuchtungsstrahlen­ gang zur Objektivachse hin ausgerichtet ist und mit einem ersten, außerhalb der Objektivachse angebrach­ ten Spiegel, der den Großteil des Beleuchtungslichtes zum Objektiv hin parallel zur Objektivachse reflek­ tiert, von wo aus es schräg zur Objektivachse auf das Operationsfeld einfällt, wobei der erste Spiegel eine Aussparung aufweist, durch die hindurch der kleinere Restanteil des Beleuchtungs­ lichtes auf einen zu gleichen Teilen teilenden Reflexi­ onsstrahlenteiler fällt, der den Restanteil zu zwei zwischen den beiden Zoomsystemen und dem Objektiv an­ geordneten Einkoppelelementen reflektiert, die diesen Restanteil koaxial zum Objektiv hin reflektieren.

Eine Beleuchtungseinrichtung für ein ophtalmologisches Operationsmikroskop mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist durch die EP 0 595 788 A1 bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung umfaßt einen ersten, den Groß­ teil des Beleuchtungslichtes unter achsnaher Schrägbe­ leuchtung auf das Operationsfeld reflektierenden Spie­ gel und einen geometrisch teilenden und als Dachkante ausgebildeten Prismenstrahlenteiler, welcher den durch eine Aussparung in dem ersten Spiegel hindurchtretenden Restanteil des Beleuchtungslichtes in Richtung zweier Umlenkspiegel zwischen den beiden Zoomsystemen und der Objektivlinse aufteilt, welche das Beleuchtungslicht zentrisch in Richtung der beiden Sehstrahlen zum Ope­ rationsfeld weiterleitet. Bei dieser Beleuchtungsein­ richtung sind die Merkmale eines zu gleichen Teilen teilenden Reflexionsstrahlenteilers und eines zweiten Spiegels nicht zugleich ausgebildet.

Die DE 40 28 605 A1 beschreibt ein ophthalmologisches Operationsmikroskop, bei dem ein erster, hinsichtlich seiner Lage fest vorgegebener Spiegel einen Anteil des Beleuchtungslichtes achsnah, jedoch schräg auf das Operationsfeld reflektiert und den Restanteil durch eine mittige Ausnehmung hindurch auf einen senkrecht zur Objektivachse verschiebbaren, zweiten Spiegel fal­ len läßt, welcher diesen Restanteil entweder senkrecht oder zumindest steiler als der erste Spiegel auf das Operationsfeld reflektiert, um bei flexibel einstell­ barer Beleuchtung Gewebereste nach einer Katarakt-Operation kontrastreich sichtbar machen zu können.

Während bei Operationen in nicht ophthalmologischen Fachrichtungen, insbesondere in der Hals-, Nasen-, Ohren- und Neurochirurgie das Operationsfeld mit achsnaher Schrägbeleuchtung ausgeleuchtet wird, wird bei mikrochirurgischen Eingriffen am Auge, insbeson­ dere bei Katarakt-Operationen, angestrebt, das Be­ leuchtungslicht senkrecht, d. h. in der optischen Achse des Mikroskopobjektes, auf das Operationsfeld zu rich­ ten. Diese 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 Au­ genlinse abgesaugt werden müssen, kontrastreich sicht­ bar gemacht.

Mit der Beleuchtungseinrichtung nach der DE 40 28 605 A1 wird jedoch das Patientenauge nur zu einem Bruchteil mit senkrecht einfallendem Licht, zum anderen Teil mit achsnah einfallendem Schräglicht beleuchtet. Hierzu wird ein erstes, vor der optischen Achse des Mikros­ kopobjektives angeordnetes Umlenkelement so geschaltet, daß es nur einen Teil des Beleuchtungslichtes in achs­ naher Schrägbeleuchtung zum Objektpunkt hinlenkt und daß ein zweites Umlenkelement in oder hinter der opti­ schen Achse des Mikroskopobjektivs 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 Umlenkelement bis zu 4° angestrebt. Das zweite Umlenkelement kann senkrecht zur optischen Achse verschiebbar sein. Zur Variation der durchgelas­ senen Lichtmengen können verstellbare Blenden vorgese­ hen werden. In einer speziellen Ausführungsform sind die Umlenkelemente dergestalt, daß das erste als Spie­ gel 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. Auch aufgrund dieser Ausgestaltung und beschrie­ benen Anordnung werden auch in diesem Falle teilweise Überdeckungen von Beleuchtung und Betrachtung auf der Netzhaut erreicht, so daß auch hier die Pupille des be­ obachteten Auges nur teilweise leuchtend erscheint. Eine gleichmäßige und achsnahe Ausleuchtung der Pupille ist nicht erreichbar.

Durch die CH-PS 04 91 396 ist ein Auflicht-Hellfeld-Beleuch­ tungssystem an einem Stereomikroskop mit zwei Zoomsyste­ men und einer gemeinsamen Objektivlinse bekannt, bei der zwischen den beiden Zoomsystemen und der Objektivlinse ein für beide Zoomsysteme wirksamer Transmissionsstrahl­ teiler angebracht ist, welcher das zu der Objektivachse hin ausgerichtete Beleuchtungslicht zur Objektivlinse hin umlenkt und senkrecht auf das zu beobachtende Objekt aus­ richtet und das Objektlicht passieren läßt. Bei der Ver­ wendung derartiger Auflicht-Hellfeld-Beleuchtungen, ins­ besondere bei Stereomikroskopen, ergeben sich oftmals Raumprobleme, die mit dem Beleuchtungssystem nach der CH-PS 04 91 396 dadurch gelöst werden sollen, daß das ganze Blickfeld des Stereomikroskopes durch ein senkrecht auf­ fallendes Lichtstrahlenbündel gleichmäßig beleuchtet wird, so daß sich ein einwandfreies, gleichmäßig beleuchtetes Hellfeld ergibt. Hiermit wird eine Feldaufhellung erreicht, was jedoch in der Mikrochirurgie auf dem Gebiet der Oph­ thalmologie gerade nicht gewünscht wird, denn hier wird ja angestrebt, das Beleuchtungslicht senkrecht, d. h. in der optischen Achse des Mikroskopobjektivs, auf das Ope­ rationsfeld zu richten, denn diese Beleuchtungsart hat den Vorteil, daß die senkrecht einfallenden Lichtstrah­ len von der Netzhaut diffus reflektiert werden und die Linsenkapsel durch das regrediente Licht in einem röt­ lichen Durchlicht erscheinen lassen. Dies wird mit dem bekannten Auflicht-Hellfeld-Beleuchtungssystem nicht erreicht.

Die DE 36 23 613 C2 beschreibt eine koaxiale Beleuchtungs­ einrichtung für Operationsmikroskope mit einem Beleuch­ tungssystem, das außerhalb der optischen Achse des Mi­ kroskopobjektives angeordnet ist und das Beleuchtungs­ licht senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopobjek­ tives hin abstrahlt, und mit einem eben ausgebildeten Strahlenteiler, welcher das von dem Beleuchtungssystem herkommende, senkrecht zur optischen Achse des Mikros­ kopobjektives verlaufende Beleuchtungslicht in Objek­ tivrichtung in den Beobachtungsstrahlengang einspiegelt, das vom Objekt herkommende, zum Mikroskopobjektiv hin verlaufende Beobachtungslicht 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 Winkel geneigt, der eine zum Beobachtungsstrahlengang streng koaxiale Einspiege­ lung des Beleuchtungslichtes ermöglicht, so daß die op­ tischen Achsen des Beleuchtungsstrahlenganges und des Beobachtungsstrahlenganges zwischen dem Mikroskopobjek­ tiv und dem Objekt ineinanderfallen. Mit einer derarti­ gen 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 beste­ hen soll, daß das von der Aderhaut in die Pupille des Patientenauges diffus reflektierte Licht als roter Re­ flex erfaßt werden kann.

In der Praxis werden mit den vorstehend beschriebenen Beleuchtungseinrichtungen und Anordnungen jeweils teil­ weise Überdeckungen von Beleuchtung und Betrachtung auf der Netzhaut erreicht, so daß auch die Pupille des be­ obachteten Auges nur teilweise leuchtend (Rotreflex) erscheint.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei kompak­ tem baulichen Aufbau eines binokularen, ophthalmologi­ schen Operationsmikroskops eine achsnahe und gleichmäßige Ausleuch­ tung des Operationsgebietes zu gewährleisten, um einen verbesserten Rotreflex zu erhalten.

Diese Aufgabe wird durch eine koaxiale Beleuchtungsein­ richtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungswesentlich bei einer derartigen koaxialen Be­ leuchtungseinrichtung ist, daß die beiden Einkoppelele­ mente als Transmissionsstrahlteiler ausgebildet sind, die das Beleuchtungslicht reflektieren und das Objektlicht passieren lassen und daß zwischen dem ersten Spiegel und dem Objektiv ein Reflexionsspiegel angebracht ist, wel­ cher einen Teil des von dem ersten Spiegel in Objektiv­ richtung reflektierten Beleuchtungslichtes unter einem Winkel zwischen 50 und 90 Grad gegenüber der Objektiv­ achse auf einen zweiten Spiegel reflektiert, von dem aus dieser Teil über den Reflexionsstrahlteiler zu den beiden Einkoppelelementen und von da zum Objektiv re­ flektiert wird.

Aufgrund dieser Ausgestaltung lassen sich die Teilbün­ del des Beleuchtungsstrahlenganges in die Achsen der Beobachtungsstrahlenbündel auch dann zentrisch einspie­ geln, wenn die Beobachtungsstrahlengänge einen größeren Abstand voneinander als der Durchmesser des Beleuchtungs­ strahlenganges 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 Beleuch­ tungseinrichtung erhalten, die auch in solche Operations­ mikroskope einbaubar ist, bei denen wenig Raum zur Anord­ nung einer koaxialen Beleuchtungseinrichtung zur Verfü­ gung steht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 in einem waagerechten Schnitt ein Operations­ mikroskop mit einem Beleuchtungssystem, zwei Einkoppelelementen, einem Objektiv und einem Kondensor,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt des Operationsmikros­ kops mit zwei Beobachtungsstrahlengängen, zwei Zoomsystemen und einem gemeinsamen Objektiv, und

Fig. 3 in einem senkrechten seitlichen Schnitt das Ope­ rationsmikroskop mit einem ersten und einem zwei­ ten Spiegel und einem zwischen dem ersten Spiegel und dem Objektiv angebrachten Reflexionsspiegel.

Die koaxiale Beleuchtungseinrichtung für ein binokulares Operationsmikroskop 1 besteht gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 aus einem in einem Gehäuse 100 angeordneten Vergrößerungs­ wechsler-System (Zoom) 2, 2′ und einem gemeinsamen Objek­ tiv 3 für die beiden Beobachtungsstrahlengänge 4, 4′. Des weiteren umfaßt das Operationsmikroskop 1 ein Beleuch­ tungssystem 5, bestehend aus einer Lichtquelle 6, einem Kondensor 7 und einem Objektiv 8, dessen Beleuchtungs­ strahlengang etwa senkrecht zur Achse des Objektives 3 geführt ist.

Nach Fig. 1 umfaßt das Operationsmikroskop 1 neben dem Beleuchtungssystem 6, 7, 8 einen ersten, außerhalb der Objektivachse 10 befindlichen Spiegel 11 mit zwei Blen­ den 16, 16′ und zwei Einkoppelelementen 14, 14′ in den Beobachtungsstrahlengängen 4, 4′ des Vergrößerungswechs­ ler-Systems 2, 2′.

Bei dem Operationsmikroskop 1 entsprechend Fig. 3 ist ein zweiter Spiegel 12 und ein Reflexionsspiegel 15 vor­ gesehen.

Der Beleuchtungsstrahlengang wird zum größten Teil von dem ersten Spiegel 11 umgelenkt und durch das Objektiv 3 zum Objektpunkt auf der Objektivachse 10 gelenkt. Ein Teil des Beleuchtungsstrahlenganges wird von dem Spiegel 11 nicht abgelenkt, sondern durch eine Aussparung 19 zu dem zweiten Spiegel 12 geführt. Der Reflexionsspiegel 15 spiegelt einen Teil des von dem Spiegel 11 umgelenkten Beleuchtungsstrahlenganges aus und lenkt diesen Teil un­ ter einem Winkel von 50° bis 90° zur Objektivachse 10 auf den Spiegel 12, der auch als Prisma ausgebildet sein kann. Der Spiegel 12 lenkt den Teil des Beleuchtungsstrahlen­ ganges auf einen Reflexionsstrahlenteiler 13, der mit zwei zueinander so geneigten reflektierenden Flächen aus­ gestattet ist, daß er den Teil des Beleuchtungsstrahlen­ ganges in zwei Teilbündel 18, 18′ aufteilt und diese Teil­ bündel nach Fig. 2 auf die beiden Einkoppelelemente 14, 14′ so lenkt, daß die Beleuchtungsbündel zentral in die Beob­ achtungsstrahlengänge 4, 4′ eingespiegelt und koaxial durch das Objektiv 3 zum Objekt gelenkt werden.

Im Beleuchtungsstrahlengang sind Blenden 16, 16′ vorgesehen, die so schwenk- oder verschiebbar angeordnet sind, daß sie den von dem ersten Spiegel 11 umgelenkten Beleuch­ tungsstrahlengang unterbrechen oder freigeben können.

Zwischen dem zweiten Spiegel 12 und dem Reflexionsstrah­ lenteiler 13 ist eine Blende 17 vorgesehen, die so ver­ schiebbar angeordnet ist, daß sie die koaxiale Beleuch­ tung in der einen Stellung freigibt und in der anderen unterbricht. Dem Spiegel 11 ist eine verschiebbare Blen­ de 16 nachgeschaltet.

Der Reflexionsspiegel 15 ist im wesentlichen rechtwink­ lig zur Objektivachse 10 so verschiebbar angeordnet, daß er aus dem umgelenkten Beleuchtungsstrahlengang des Spie­ gels 11 dadurch ausgekoppelt werden kann, daß er in die Aussparung 19 des Spiegels 11 geschoben und damit die koaxiale Beleuchtung unterbrochen wird. Dabei kann ent­ weder nur der Reflexionsspiegel 15 an einer mechanischen Anordnung zur Verschiebung, oder mit dieser zusammen der Spiegel 12 und/oder der Reflexionsstrahlenteiler 13 be­ festigt sein.

Claims (5)

1. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung für ein binoku­ lares, ophthalmologisches Operationsmikroskop,

• - mit zwei Beobachtungsstrahlengängen (4, 4′), zwei Zoomsystemen (2, 2′), einem gemeinsamen Objektiv (3)
• - und einem Beleuchtungssystem (5), dessen
• - Beleuchtungsstrahlengang zur Objektivachse (10) hin ausgerichtet ist,
• - und mit einem ersten, außerhalb der Objektivachse (10) angebrachten Spiegel (11), der den Großteil des Beleuchtungslichtes zum Objektiv (3) hin pa­ rallel zur Objektivachse (10) reflektiert, von wo aus es schräg zur Objektivachse (10) auf das Ope­ rationsfeld einfällt,
• - wobei der erste Spiegel (11) eine Aussparung (19) aufweist, durch die hindurch der kleinere Restan­ teil des Beleuchtungslichtes auf einen zu gleichen Teilen teilenden Reflexionsstrahlenteiler (13) fällt,
• - der den Restanteil zu zwei zwischen den beiden Zoomsystemen (2, 2′) und dem Objektiv (3) angeordne­ ten Einkoppelelementen (14, 14′) reflektiert, die diesen Restanteil koaxial zum Objektiv (b) hin re­ flektieren,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beiden Einkoppelelemente (14, 14′) als Trans­ missionsstrahlteiler ausgebildet sind, die das Be­ leuchtungslicht reflektieren und das Objektlicht passieren lassen,
• - und daß zwischen dem ersten Spiegel (11) und dem Objektiv (3) ein Reflexionsspiegel (15) angebracht ist, welcher einen Teil des von dem ersten Spiegel (11) in Objektivrichtung reflektierten Beleuchtungs­ lichtes unter einem Winkel zwischen 50 und 90 Grad gegenüber der Objektivachse (10) auf einen zweiten Spiegel (12) reflektiert, von dem aus dieser Teil über den Reflexionsstrahlenteiler (13) zu den beiden Einkoppelelementen (14, 14′) und von da zum Objektiv (3) reflektiert wird.

2. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Spiegel (11) eine verschiebbare Blende (16) nachgeschaltet ist, welche eine Unterbrechung des von dem ersten Spiegel (11) reflektierten Beleuchtungs­ lichtes gestattet.

3. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Spiegel (12) und dem Reflexi­ onsstrahlenteiler (13) eine verschiebbare Blende (17) vorgesehen ist, welche eine Unterbrechung des von den beiden Einkoppelelementen (14, 14′) reflektierten Be­ leuchtungslichtes gestattet.

4. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsspiegel (15) zusammen mit dem zwei­ ten Spiegel (12) und/oder mit dem Reflexionsstrahlen­ teiler (13) eine bauliche Einheit bildet und diese Einheit als Ganzes senkrecht zur Objektivachse ver­ schiebbar ist.