DE9405759U1

DE9405759U1 - Beleuchtungseinrichtung für Operationsmikroskope

Info

Publication number: DE9405759U1
Application number: DE9405759U
Authority: DE
Original assignee: MOELLER J D OPTIK
Current assignee: MOELLER J D OPTIK
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2004-04-08

Description

Die Erfindung betrifft eine koaxiale Beleuchtungseinrichtung für binokulare Operationsmikroskope mit einem in einem Gehäuse angeordneten Vergrößerungswechsler-System und einem gemeinsamen Objektiv für beide Beobachtungsstrahlengänge sowie einem Beleuchtungssystem, dessen Beleuchtungsstrahlengang etwa senkrecht zur Objektivachse zugeführt wird.

Während bei Operationen in nichtophthalmologischen Fachrichtungen, insbesondere in der Hals-Nasen-Ohren- und Neurochirurgie das Operationsfeld mit achsnaher Schrägbeleuch-

tung ausgeleuchtet wird, wird bei mikrochirurgischen Eingriffen am Auge, insbesondere bei Katarakt-Operationen angestrebt, das Beleuchtungslicht senkrecht, d.h. in der optischen Achse des Mikroskopobjektivs,auf das Operationsfeld zu richten. 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 Augenlinse abgesaugt werden müssen, kontrastreich sichtbar gemacht.

Um bei ophthalmologischen Operationen das Patientenauge nur zu einem Bruchteil mit senkrecht einfallendem Licht, zum anderen Teil mit achsnahem einfallendem Schräglicht 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 angeordneten 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 gestaltet, 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 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 durchgelassenen Lichtmengen können verstellbare Blenden vorgesehen werden. In einer speziellen Ausführungsform 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 Beobachtungsstrahlengängen liegt.

In der DE-Ul 93 06 412.8 wird zur Verbesserung der Koaxialbeleuchtung des Operationsfeldes vorgeschlagen, durch das Umlenkelement in das Zentrum des Sehstrahlenganges Licht einzustrahlen.

Die DE 36 23 613 beschreibt eine koaxiale Beleuchtungseinrichtung für Operationsmikroskope mit einem Beleuchtungssystem, das außerhalb der optischen Achse des Mikroskopobjektives angeordnet ist und das Beleuchtungslicht senkrecht zu der optischen Achse des Mikroskopobjektives hin abstrahlt, und mit einem eben ausgebildeten Strahlteiler, welcher das von dem Beleuchtungssystem herkommende, senkrecht zu der optischen Achse des Mikroskopobjektives verlaufende Beleuchtungslicht in Objektrichtung in den Beobachtungsstrahlengang einspiegelt, das vom Objekt herkommende, zum Mikroskopobjektiv hin verlaufende Beobachtungslicht dagegen durchläßt. Der Strahlteiler ist dabei zentral zur optischen Achse des Mikroskopobjektives auf dessen Objekt zugewandter Seite angeordnet und gegenüber der optischen Achse des Mikroskopobjektives um einen Winkel geneigt, der eine zum Beobachtungsstrahlengang streng koaxiale Einspiegelung des Beleuchtungslichtes gewährleistet, so daß die

optischen Achsen des Beleuchtungsstrahlenganges und des Beobachtungsstrahlenganges zwischen dem Mikroskopobjektiv und dem Objekt ineinanderfallen. Mit einer derartigen 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 Beleuchtungseinrichtung verbessert werden, zumal eine als regredient bezeichnete Beleuchtung erzielt wird, die darin bestehen soll, daß das von der Aderhaut in die Pupille des Patientenauges diffus reflektierte Licht als roter Reflex erfaßt werden kann.

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

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eine gleichmäßige Ausleuchtung der Pupille des Auges zu erreichen, um einen verbesserten Rotreflex zu erhalten.

Diese Aufgabe wird durch eine koaxiale Beleuchtungseinrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungswesentlich bei einer derartigen koaxialen Beleuchtungseinrichtung ist die Anordnung eines teilverspiegelten Umlenkelementes zwischen dem Vergrößerungswechsler-System und dem Objektiv derart, daß das Umlenkelement von den Beobachtungsstrahlengängen durchsetzt und gleichzeitig der Beleuchtungsstrahlengang an dem Umlenkelement teilreflektiert und in Beobachtungsrichtung durch das Objektiv gelenkt wird,

wobei unter "teilverspiegelt" verstanden wird, daß nicht nur ein Teil der Oberfläche verspiegelt ist, sondern daß der betreffende Teil nicht voll- sondern gar nicht, wobei die Spiegelung der Luft-Glasfläche ausgenutzt wird, oder nur schwach verspiegelt ist, wobei im letzteren Fall die Reflexion größer als nur die der Luft-Glasfläche ist. Auf diese Weise wird neben einer achsnahen Ausleuchtung auch eine gleichmäßige Ausleuchtung der Patientenpupille erreicht. Durch die spezielle Ausgestaltung des Umlenkelementes wird eine kompakte Beleuchtungseinrichtung erhalten, die auch in solche Operationsmikroskope einbaubar sind, bei denen wenig Raum zur Anordnung einer koaxialen Beleuchtungseinrichtung zur Verfügung steht. Des weiteren ist vorteilhaft bei der Gesamtanordnung die Parallelität, denn die Achsen des Beobachtungsstrahlenganges und des Beleuchtungsstrahlenganges fallen nicht zusammen, jedoch die Beobachtungsstrahlengänge für das rechte und das linke Auge werden von Teilen der Beleuchtung überdeckt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei besonders vorteilhaft diejenigen Ausführungsform ist, bei der im Beleuchtungsstrahlengang eine schwenkbare Blende so angeordnet ist, daß die Blende in der einen Stellung den teilverspiegelten Bereich des Umlenkelementes für die Beleuchtung abdeckt und den vollverspiegelten Bereich des Umlenkelementes für die Reflexion des Beleuchtungsstrahlenganges freigibt und in der anderen Stellung verhindert, daß vornehmlich der Beleuchtungsstrahlengang des vollverspiegelten Bereiches des Umlenkelementes in Richtung des Beobachtungsstrahlenganges weitergeleitet wird, jedoch das teilreflektierte, zur Richtung des Beoachtungsstrahlenganges koaxiale Licht durch das Objektiv geleitet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt ein Operationsmikroskop mit einem teilverspiegelten Umlenkelement für die Beobachtungsstrahlengänge und den Beleuchtungsstrahlengang,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf das Umlenkelement mit im Bereich der BeobachtungsStrahlengänge ausgebildeten Teilverspiegelung und

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf das teilverspiegelte Umlenkelement in einer weiteren Ausführungsform.

Die koaxiale Beleuchtungseinrichtung für ein binokulares Operationsmikroskop 1 besteht gemäß Fig.l aus einem in einem Gehäuse 100 angeordneten Vergrößerungswechsler-System 2 und einem gemeinsamen Objektiv 6 für die beiden Beobachtungsstrahlengänge 5. Des weiteren umfaßt das Operationsmikroskop 1 ein Beleuchtungssystem 2 0 , dessen Beleuchtungsstrahlengang 25 etwa senkrecht zur Objektivachse geführt ist. Das Vergrößerungswechsler-System 2 kann sowohl ein sogenannter "Zoom" als auch ein Galilei-Wechsler sein. Beide wirken wie Fernrohre mit stufenlos bzw. in Stufen veränderlicher Vergrößerung oder Verkleinerung.

Zwischen dem Vergrößerungswechsler-System 2 und dem Objektiv 6 ist ein teilverspiegeltes Umlenkelement 4 angeordnet. Dieses Umlenkelement 4 weist in dem Gehäuse 100 eine Stellung auf, aufgrund der das Umlenkelement 4 von den Beobachtungsstrahlengängen 5 durchsetzt wird. Der Beleuchtungsstrahlengang 25 wird gleichzeitig an dem Umlenkelement 4 teure-

flektiert und in Beobachtungsrichtung, d.h. in Richtung der Beobachtungsstrahlengänge 5 durch das Objektiv 6 gelenkt.

Das Umlenkelement 4 ist bevorzugterweise nur im Bereich 12 der Beobachtungsstrahlengänge 5 etwa in Kreis- oder Ellipsenform teilverspiegelt, wohingegen der andere Bereich des Umlenkelementes vollverspiegelt ist (Fig.2) Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Tei!verspiegelung 13 des Umlenkelementes 4 in einem Bereich der Beobachtungsstrahlengänge 5 in einfacher geometrischer Form vom Teil des Umlenkelementes 4 mit einer VoI!verspiegelung 14 etwa durch eine Linie 30 getrennt (Fig.3).

Das Beleuchtungssystem 20 besteht aus einer Lichtquelle 9 und einem aus den Linsen 10,11 bestehenden optischen Linsensystem. Die optische Achse des Vergrößerungswechsler-Systems 2 ist mit 5' bezeichnet. Die Achse 5' und die Achse des Beobachtungsstrahlenganges 5 weisen dabei einen Versatz auf. Da die Lichtbündel beide parallel sind, ist eine ausreichende Überdeckung der beiden Strahlengänge gegeben, wodurch ein guter Rotreflex erzielt wird. Der Hauptteil des Lichtes aus der Beleuchtungsvorrichtung fällt auf den Bereich des Spiegels - reflektierenden Elementes -, der voll verspiegelt ist; ein ausreichender Teil des Lichtes parallel dazu fällt auf den teilverspiegelten Bereich des Spiegels. Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang überdecken sich bereits auf der Teilerschicht des Umlenkelementes 4, auch wenn die Achsen der beiden Strahlengänge 5,5' versetzt sind. Die Achsen fallen nicht zusammen, aber die Beobachtungsstrahlengänge 5 für das rechte und das linke Auge werden von Teilen der Beleuchtung überdeckt. Wesentlich ist jedoch die Paral-

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lelität des Beleuchtungsstrahlenganges 25 und des Beobachtungsstrahlenganges 5 von der Teilerfläche bis zum Objekt (Auge).

Bei einer weiteren, in Fig.l dargestellten Ausführungsform ist im Beleuchtungsstrahlengang 25 eine schwenkbare Blende 7 so angeordnet, daß die Blende in der einen Stellung A den teilverspiegelten Bereich 12,13 des Umlenkelementes 4 für die Beleuchtung abdeckt und den vollverspiegelten Bereich 14 des Umlenkelementes 4 für die Reflexion des Beleuchtungsstrahlenganges 25 freigibt. Wird die Blende 7 um ihre Schwenkachse 17 von der Stellung A in die Stellung B verschwenkt, dann wird die Reflexion des Beleuchtungsstrahlenganges 25 verhindert. Der Beleuchtungsstrahlengang 25 des vollverspiegelten Bereichs 14 des Umlenkelementes 4 wird in Richtung des Beobachtungsstrahlenganges 5 weitergeleitet, wobei jedoch das teilreflektierte, zur Richtung des Beobachtungsstrahlenganges 5 koaxiale Licht dann durch das Objektiv 6 geleitet wird

Dem Umlenkelement 4 kann eine Lichtfalle 3 nachgeschaltet sein, so daß das durch die teilreflektierende Schicht 12,13 des Umlenkelementes 4 hindurchtretende Licht in der lichtabsorbierenden Schicht dieser Lichtfalle 3 aufgefangen

Claims

Schutzansprüche:

1. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung für binokulare Operationsmikroskope (1) mit einem in einem Gehäuse (100) angeordneten Vergrößerungswechsler-System (2) und einem gemeinsamen Objektiv (6) für beide Beobachtungsstrahlengänge (5) sowie einem Beleuchtungssystem (20), dessen Beleuchtungsstrahlengang (25) etwa senkrecht zur Objektivachse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vergrößerungswechsler-System (2) und dem Objektiv (6) ein teilverspiegeltes Umlenkelement (4) so angeordnet ist, daß das Umlenkelement (4) von den Beobachtungsstrahlengängen (5) durchsetzt und gleichzeitig der Beleuchtungsstrahlengang (25) an dem Umlenkelement (4) teilreflektiert und in Beobachtungsstrahlengangrichtung durch das Objektiv (6) gelenkt wird.

2. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement

(4) ausschließlich im Bereich (12) der Beobachtungsstrahlengänge (5) etwa in Kreis- oder Ellipsenform teilverspiegelt, jedoch im anderen Bereich vollverspiegelt ist.

3. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilverspiegelung (13) des Umlenkelementes (4) in einem Bereich der Beobachtungsstrahlengänge (5) in einfacher geometrischer Form vom Teil des Umlenkelementes (4) mit der Vo11Spiegelung (14) etwa durch eine Linie (30) getrennt ist.

4. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach einem der An-

Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Beleuchtungsstrahlengang (25) eine schwenkbare Blende (7) so angeordnet ist, daß die Blende (7) in der einen Stellung (A) den teilverspiegelten Bereich (12;13) des Umlenkelementes (4) für die Beleuchtung abdeckt und den vollverspiegelten Bereich (14) des Umlenkelementes (4) für die Reflexion des Beleuchtungsstrahlenganges (25) freigibt und in der anderen Stellung (B) verhindert, daß vornehmlich der Beleuchtungsstrahlengang (25) des vollverspiegelten Bereiches (14) des Umlenkelementes (4) in Richtung der Beobachtungsstrahlenganges (5) weitergeleitet wird, jedoch das teilreflektierte, zu der Richtung des Beobachtungsstrahlenganges (5) koaxiale Licht durch das Objektiv (6) geleitet wird.

5. Koaxiale Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die teilreflektierende Schicht (12,13) des Umlenkelementes (4) hindurchtretende Licht in einer lichtabsorbierenden Schicht als Lichtfalle (3) aufgefangen wird.