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Diese Erfindung bezieht sich auf
Abdecktücher
für chirurgische
Mikroskope.
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Chirurgische Mikroskope werden typischerweise
mit einem Einwegtuch abgedeckt, um eine Kontaminierung des Mikroskops
durch den Patienten oder eine Kontaminierung des Patienten durch
das Mikroskop zu verhindern. Das Tuch weist eine flexible Abdeckung
auf, die ein flaches, transparentes Fenster darin, ausgerichtet
zu der Objektivlinse des Mikroskops, besitzt.
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In vielen chirurgischen Mikroskopen überträgt die Objektivlinse
Licht von einer Lichtquelle zu einer chirurgischen Stelle, um die
chirurgische Stelle zu beleuchten, und die Objektivlinse überträgt auch das
Bild der chirurgischen Stelle zu dem optischen Pfad des Mikroskops.
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Das flache Fenster in dem Abdecktuch
ermöglicht,
dass Licht von der Objektivlinse zu der chirurgischen Stelle hindurchführt, und
es ermöglicht, dass
das Bild von der chirurgischen Stelle zu der Objektivlinse hindurchführt. Ein
Problem, das herkömmlichen
Abdecktüchern
zugeordnet ist, ist dasjenige, dass das flache Fenster einiges des
Lichts, das von der Objektivlinse transmittiert wird, zurück zu der
Objektivlinse und in den optischen oder Betrachtungspfads des Mikroskops
reflektieren wird. Das reflektierte Licht beeinträchtigt das
Bild der chirurgischen Stelle aufgrund eines Phänomens, das als Halobildung
bezeichnet wird. Antireflektive Beschichtungen können auf das Fenster aufgebracht
werden, allerdings wird, sogar mit antireflektiven Beschichtungen, ein
wesentlicher Betrag des Lichts in den optischen oder Betrachtungspfad
hinein reflektiert. Das US-Patent Nr. 5,608,574 offenbart ein flaches,
schräg
verlaufendes Fenster. Ein Kippen des Fensters kann auch die Menge
an Licht, reflektiert in den optischen oder Betrachtungspfad hinein,
verringern, allerdings bringt dies eine Verzerrung oder einen Astigmatismus
in das betrachtete Bild hinein. (Ein Astigmatismus ist eine Defokussierung
des Bilds entlang einer Achse). Auch verringert die Schräge der Abdecktuch-Linse
den Freiraum zwischen dem Mikroskop und dem chirurgischen Feld,
was den Chirurgen dazu bringen kann, einen Kompromiss einzugehen
und eine längere
Linse zu verwenden, um einen ausreichenden Arbeitsraum zwischen
dem Mikroskop und dem chirurgischen Feld zu erhalten. Einige Chirurgen entfernen
das Fenster, um diese Probleme zu vermeiden, was die Effektivität des Abdecktuchs
beeinträchtigt.
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Ein anderes Problem, das in Verbindung
mit flachen Fenstern gegeben ist, ist dasjenige, dass, um Kosten
einzusparen, diese Fenster aus einem geformten Kunststoff hergestellt
werden, und flache, geformte Kunststoffteile tendieren dazu, unregelmäßige Erhöhungen und
Vertiefungen auf deren Oberflächen
zu haben. Diese Oberflächenunregelmäßigkeit
führt eine
zusätzliche
Verzerrung in das Bild ein, und da dies im Wesentlichen zufällig ist,
ist es schwierig für
das Auge, dies auszugleichen, was zu einem sehr schlechten Bild
führt.
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Während
sich der Stand der Technik nicht erfolgreich einer Halobildung von
internen Lichtquellen zugewandt hat, sind Versuche vorgenommen worden,
eine Halobildung von Licht von außerhalb des Mikroskops abzuschwächen. Z.
B. offenbart das US-Patent Nr. 3,796,477, herausgegeben für Geraci, ein
halbkugelförmiges,
schützendes
Fenster 362, das eine gekrümmte
Oberfläche
aufweist, die von der Objektivlinse wegweist. Eine flache Oberfläche weist zu
der Objektivlinse des Mikroskops hin. Die flache Oberfläche, die
zu der Objektivlinse hinweist, bewirkt, dass Licht von der internen
Lichtquelle des Mikroskops, das dazu tendiert, durch die Objektivlinse hindurchzuführen, zurück in die
Objektivlinse und in den optischen Pfad des Mikroskops reflektiert
wird. Demzufolge verursacht das Schutzfenster 362, offenbart in
dem US-Patent Nr. 3,796,477, nachteilig eine Halobildung von Licht
innerhalb des Mikroskops, was eines der Probleme ist, denen sich
die vorliegende Erfindung zuwendet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Abdecktuch für
ein chirurgisches Mikroskop geschaffen, wie es in Anspruch 1 definiert
ist.
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Das Abdecktuch der vorliegenden Erfindung ist
so angepasst, um über
ein chirurgisches Mikroskop installiert zu werden, um das chirurgische
Mikroskop von dem chirurgischen Feld zu isolieren. Allgemein weist
das Abdecktuch der vorliegenden Erfindung eine Abdeckung zum Abdecken
eines chirurgischen Mikroskops auf, mit einem Fenster darin, das so
angepasst ist, um zu der Objektivlinse des Mikroskops ausgerichtet
zu werden. Allerdings ist das Fenster konvex gekrümmt. Die
konvexe Konfiguration des Fenster verringert die Menge an Licht,
die von dem Fenster zurück
zu der Objektivlinse reflektiert wird.
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Wenn das Abdecktuch der vorliegenden
Erfindung geeignet an dem chirurgischen Mikroskop installiert ist,
isoliert es das Mikroskop von dem chirurgischen Feld. Das Fenster
ermöglicht,
dass Licht von der Objektivlinse zu der chirurgischen Stelle hindurchführt, und
ermöglicht,
dass das Bild von der chirurgischen Stelle zu der Objektivlinse
führt.
Die konvexe Konfiguration des Fensters verringert die Menge an reflektiertem
Licht, aufgenommen durch die Objektivlinse, was eine Halobildung
reduziert.
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Ein anderer Vorteil der konkaven/konvexen, gekrümmten Konfiguration
des Fensters ist derjenige, dass sogar dann, wenn es aus einem geformten Kunststoff
hergestellt wird, irgendwelche Verzerrungen dazu tendieren, dass
sie in der radialen Richtung vorliegen. Dies beeinträchtigt nicht
die bildliche Darstellung der optischen Oberfläche, obwohl dies die Krümmung und
schließlich
den Vergrößerungsgrad beeinflußt. Aberrationen,
die durch diesen Typ einer Form eingeführt werden, liegen in einer
kontrollierten Richtung vor und können leichter durch das Auge aufgenommen
werden.
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Ein noch anderer, möglicher
Vorteil der konkaven/konvexen Konfiguration des Fensters ist derjenige,
dass die Form des Fensters so ausgelegt werden kann, um mit den
Optiken des Mikroskops zusammenzuwirken, um die optische Funktion
des Mikroskops zu erhöhen.
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Damit die Erfindung gut verstanden
wird, werden nun einige Ausführungsformen
davon, anhand eines Beispiels, beschrieben werden, wobei Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen genommen wird, in denen:
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1 zeigt
ein schematisches Diagramm der Lichtpfade in einem chirurgischen
Mikroskop mit einem Abdecktuch mit einem herkömmlichen Fenster;
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2 zeigt
ein schematisches Diagramm der Lichtpfade in einem chirurgischen
Mikroskop mit einer ersten Ausführungsform
eines Abdecktuchs, aufgebaut gemäß den Prinzipien
dieser Erfindung;
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform eines Abdecktuchs,
aufgebaut gemäß den Prinzipien
dieser Erfindung, mit dem Fenster entfernt, um ein Detail darzustellen;
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform des Abdecktuchs;
und
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5 zeigt
ein schematisches Diagramm der Lichtpfade in einem chirurgischen
Mikroskop mit einer zweiten Ausführungsform
eines Abdecktuchs, aufgebaut gemäß den Prinzipien
dieser Erfindung.
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Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende
Teile durch die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg.
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Ein chirurgisches Mikroskop, bezeichnet
allgemein mit 20, ist in 1 mit
einem herkömmlichen Abdecktuch 22 zum
Isolieren des chirurgischen Mikroskops von dem chirurgischen Feld
dargestellt. Wie in 1 dargestellt
ist, umfasst das chirurgische Mikroskop typischerweise eine Objektivlinse 24,
einen optischen oder Betrachtungspfad 26, optisch ausgerichtet
zu der Objektivlinse zum Aufnehmen des Bilds von der chirurgischen
Stelle durch die Objektivlinse, und eine Lichtquelle 28 und
einen Beleuchtungspfad 30, um Licht zu der chirurgischen Stelle
durch die Objektivlinse zu übertragen.
Das Abdecktuch 22 weist eine Abdeckung 32 mit
einem Rahmen 34 auf, mit einem flachen Fenster 35,
das zu der Objektivlinse 24 des Mikroskops 20 ausgerichtet ist.
Die Abdeckung 32 ist typischerweise aus einem Kunststoffplattenmaterial
hergestellt. Der Rahmen 34 ist typischerweise aus einem
Gummi oder einem Elastomer so hergestellt, um über die Objektivlinse 24 des
Mikroskops 20 zu passen. Das Fenster 36 ist typischerweise
aus einem transparenten Kunststoff hergestellt. Wie in 1 dargestellt ist, führt Licht von
der Lichtquelle über
den Beleuchtungspfad durch die Objektivlinse 24 hindurch.
Das flache Fenster 35 überträgt das meiste
dieses Lichts LT zu der chirurgischen Stelle,
allerdings reflektiert das flache Fenster einiges dieses Licht LR in den optischen oder den Betrachtungspfad 26.
Während
die Reflektion in zwei Dimensionen in 1 dargestellt
ist, liegt sie dreidimensional vor, was bewirkt, dass inkohärentes Licht
in dem Bild erscheint. Dieses Licht beeinträchtigt das Bild von der chirurgischen
Stelle aufgrund eines Effekts, bekannt als „Halobildung" („halation").
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Eine erste Ausführungsform eines Abdecktuchs,
aufgebaut gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung, ist allgemein mit 100 in den 2, 3 und 4 bezeichnet.
Das Abdecktuch 100 weist eine Abdeckung 102 auf,
die einen Rahmen 104 darin besitzt. Die Abdeckung 102 kann
aus einem flexiblen Kunststoffplattenmaterial hergestellt sein,
und der Rahmen 104 kann aus einem Gummi oder einem elastomeren
Material hergestellt sein. Ein konvex gekrümmtes, kuppelförmiges Fenster 106 ist
in dem Rahmen befestigt, so dass dann, wenn das Abedecktuch 100 an
einem Mikroskop installiert ist, die Kuppel bzw. der Dom zu der
Objektivlinse 22 hin orientiert ist. Das Fenster 106 ist
vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff hergestellt. Wie
in 2 dargestellt ist, überträgt das kuppelförmige Fenster 106 das
meiste des Lichts LT zu der chirurgischen Stelle,
allerdings reflektiert das Fenster einiges des Lichts LR.
Allerdings wird, aufgrund der kuppelförmigen Art des Fensters, weniger
des reflektierten Lichts LR in den optischen
oder Betrachtungspfad 26 als bei flachen Fenstern nach
dem Stand der Technik reflektiert. Demzufolge wird der „Halobildungs-" Effekt verringert
und die Qualität
des Bilds von der chirurgischen Stelle wird verbessert.
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Allerdings kann, aufgrund der konkaven/konvexen
Form des Fensters 106, das Fenster kostengünstig aus
geformtem Kunststoff hergestellt werden. Die konkave/konvexe Form
des Fensters orientiert den Hauptteil der Verzerrungen in den geformten Kunststoff,
so dass das menschliche Auge irgendeine Verzerrung, die eingeführt ist,
besser aufnehmen und „korrigieren" kann, als es dies
für den
Typ einer zufälligen
Verzerrung, eingeführt
durch ein flaches, geformtes Kunststofffenster, aufnehmen und „korrigieren" kann.
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Weiterhin kann, aufgrund der konkaven/konvexen
Form des Fensters 106, dieses so ausgelegt werden, um tatsächlich ein
optisches Element zu sein, das mit den Optiken in dem Mikroskop
zusammenwirkt. Demzufolge kann, im Gegensatz zu einem optisch neutralen,
flachen Fenster, verwendet in Abdecktüchern nach dem Stand der Technik,
das Fenster 106 mit einer optischen Brechkraft ausgestattet werden,
um die Optiken des Mikroskops zu verstärken.
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Eine zweite Ausführungsform eines Abdecktuchs,
aufgebaut entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung,
ist allgemein mit 100 in 5 bezeichnet.
Das Abdecktuch 100' ist ähnlich im
Aufbau zu dem Abdecktuch 100, mit der Ausnahme, dass das
Fenster 106' von
der Objektivlinse des Mikroskops weg orientiert ist, im Gegensatz
dazu, dass es dazu hin, ähnlich
dem Fenster 106 des Abdecktuchs 100, gerichtet
ist. Wie in 5 dargestellt ist, überträgt das kuppelförmige Fenster 106' das meiste
des Lichts LT zu der chirurgischen Stelle,
allerdings reflektiert das Fenster einen Teil des Lichts LR. Allerdings wird, aufgrund der kuppelförmigen Form des
Fensters 106',
weniger Licht in den optischen oder Betrachtungspfad 26 als
bei flachen Fenstern nach dem Stand der Technik reflektiert.