DE9418864U1 - Device for determining and marking the corneal vertex - Google Patents
Device for determining and marking the corneal vertexInfo
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Description
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Beschreibung: 94075 GDescription: 94075 G
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a device for determining and marking the corneal vertex according to the preamble of claim 1.
Zur Brechkraft-Korrektur eines fehlsichtigen Auges, insbesondere zur Korrektur von Kurzsichtigkeit, ist es bekannt, z.B. mit einem speziellen Skalpell radiale Einschnitte in der Hornhaut des Patienten-Auges vorzunehmen. Ein derartiges Verfahren wird als radiale Keratotomie bezeichnet. Die resultierenden Änderungen der mechanischen Eigenschaften der Hornhaut bewirken eine Abflachung der Hornhaut und damit eine Korrektur eventuell vorliegender Kurzsichtigkeit. Soll ein derartiges Verfahren unter Zuhilfenahme des Operationsmikroskopes durchgeführt werden, so muß der Hornhautseheitel gefunden und für den Chirurgen sichtbar markiert werden. Unter dem Hornhautscheitel wird dabei im folgenden der "Sehachsendurchstoßpunkt" durch die Hornhaut bezeichnet. Nur wenn dieser Punkt exakt erfaßt wird, ist eine zuverlässige Schnittführung gewährleistet.To correct the refractive power of a defective eye, in particular to correct short-sightedness, it is known to make radial incisions in the cornea of the patient's eye, for example with a special scalpel. This type of procedure is called radial keratotomy. The resulting changes in the mechanical properties of the cornea cause the cornea to flatten and thus correct any short-sightedness that may be present. If this type of procedure is to be carried out using the surgical microscope, the corneal vertex must be found and marked so that it is visible to the surgeon. The "point where the visual axis penetrates" through the cornea is referred to below as the corneal vertex. Only if this point is precisely identified can a reliable incision be made.
Die Bestimmung des Hornhautscheitels über einen von der Hornhaut reflektierten Lichtstrahl wird z.B. in der Veröffentlichung "Highlights of Ophthalmology Letter, Vol. XIII, No. 5, 1985" von B.F. Boyd auf den Seiten 1-14 beschrieben. Dieses Verfahren ist desweiteren aus der Veröffentlichung "0. Müller: Möglichkeiten und Grenzen einer Sehachsenmarkierung der Hornhaut mittels Operationsmikroskop", Klin. MbI. Augenheilkunde 191 (1987), S. 74-77" bekannt.The determination of the corneal vertex using a light beam reflected from the cornea is described, for example, in the publication "Highlights of Ophthalmology Letter, Vol. XIII, No. 5, 1985" by B.F. Boyd on pages 1-14. This method is also known from the publication "0. Müller: Possibilities and limits of a visual axis marking of the cornea using an operating microscope", Klin. MbI. Augenheilkunde 191 (1987), pp. 74-77".
Hierbei blickt der Patient in die paraxiale Mikroskop-Beleuchtung und der Chirurg fokussiert auf das Lichtquellenbild, das von der Hornhaut reflektiert wird. Der gesuchte Hornhautscheitel befindet sich bei einer derartigen Beleuchtungs-The patient looks into the paraxial microscope illumination and the surgeon focuses on the light source image that is reflected by the cornea. The corneal vertex sought is located in this type of illumination.
anordnung dann in einer bestimmten, definierten Relativposition zum Lichtquellenbild.arrangement then in a specific, defined relative position to the light source image.
Für eine Beleuchtungs-Einrichtung eines Operationsmikroskopes, die das Beleuchtungslicht zumindest teilweise unter einem definierten Winkel zur optischen Achse des Hauptobjektives in Richtung Hornhaut lenkt, ist ein derartiges Verfahren nicht optimal geeignet, da hierbei eine gewisse Ungenauigkeit resultiert.Such a method is not ideal for an illumination device of a surgical microscope, which directs the illumination light at least partially at a defined angle to the optical axis of the main objective towards the cornea, as this results in a certain inaccuracy.
Zur exakten Markierung des Hornhautscheitels ist ferner bekannt, z.B. bei Spaltlampen eine separate Lichtquelle im Beobachtungsstrahlengang zu plazieren und diese Lichtquelle auf die Patienten-Hornhaut zu projizieren, um so den erforderlichen Hornhaut-Reflex zu erzeugen.In order to precisely mark the corneal vertex, it is also known, for example in the case of slit lamps, to place a separate light source in the observation beam path and to project this light source onto the patient’s cornea in order to generate the required corneal reflex.
Eine weitere Möglichkeit zum Erzeugen eines Hornhaut-Reflexes und der Bestimmung des Hornhautscheitels ist beispielsweise auch in der US 4,614,411 der Anmelderin beschrieben. Diese Methode ist zwar nicht als hochexakt einzuschätzen, liefert jedoch vielfach ausreichende Ergebnisse. Hierbei wird die Austrittsfläche eines faseroptischen Lichtleiters zwischen den beiden stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen plaziert und die Austrittsfläche auf die Patienten-Hornhaut projiziert; der Chirurg bestimmt aus dem Reflex-Bild die Lage des Hornhautscheitels. Hierbei ist demzufolge ebenfalls eine separate Lichtquelle erforderlich.Another possibility for generating a corneal reflex and determining the corneal vertex is also described, for example, in the applicant's US 4,614,411. Although this method cannot be considered highly precise, it often delivers sufficient results. The exit surface of a fiber optic light guide is placed between the two stereoscopic observation beam paths and the exit surface is projected onto the patient's cornea; the surgeon determines the position of the corneal vertex from the reflex image. A separate light source is therefore also required here.
Für eine Beleuchtungseinrichtung eines Operationsmikroskopes, bei dem Licht auch unter einem definierten Winkel zur optischen Achse auf die Hornhaut trifft, wie etwa aus der DE 40 28 605 der Anmelderin bekannt, sind die erwähnten Möglichkeiten zur Kennzeichnung des Hornhautscheitels ungeeignet oder nicht präzise genug. Das aus der US 4,614,411 bekannte Verfahren würde zwar hinsichtlich der erforderlichen Genauigkeit einen akzeptablen Kompromiß darstellen, erfordert jedoch einen größeren Aufwand wegen der separaten Lichtquelle.For an illumination device of a surgical microscope in which light also hits the cornea at a defined angle to the optical axis, as known from DE 40 28 605 of the applicant, the options mentioned for marking the corneal vertex are unsuitable or not precise enough. The method known from US 4,614,411 would represent an acceptable compromise in terms of the required accuracy, but requires greater effort due to the separate light source.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine möglichst wenig aufwendige Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des HornhautScheitels in einem Operationsmikroskop mit einer Beleuchtungs-Einrichtung zu schaffen, die mindestens einen Teil des Beleuchtungslichtes unter einem definierten Winkel zur optischen Achse des Hauptobjektives auf die Hornhaut treffen läßt, so daß eine sichere Bestimmung und Kennzeichnung des Hornhautseheitels bei Augenoperationen möglich ist.The object of the present invention is therefore to create a device for determining and marking the corneal vertex in a surgical microscope with an illumination device that is as inexpensive as possible and allows at least part of the illumination light to strike the cornea at a defined angle to the optical axis of the main objective, so that a reliable determination and marking of the corneal vertex is possible during eye operations.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.This object is achieved by a device for determining and marking the corneal vertex with the characterizing features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels in einem Operationsmikroskop erlaubt neben der variablen Wahl des Einfallswinkels des Beleuchtungsstrahlenganges nunmehr auch eine Kennzeichnung des Hornhautscheiteis bei Augenoperationen. Die Projektion eines nahezu punktförmigen Lichtquellen-Bildes auf die Patienten-Hornhaut gestattet die Bestimmung und Markierung des Hornhautscheitels mit der Genauigkeit bekannter Methoden bei einem minimalen technischen Mehraufwand.The device according to the invention for determining and marking the corneal vertex in a surgical microscope allows not only the variable choice of the angle of incidence of the illumination beam path but also the marking of the corneal vertex during eye operations. The projection of an almost point-shaped light source image onto the patient's cornea allows the corneal vertex to be determined and marked with the accuracy of known methods with minimal additional technical effort.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren.Further advantages and details of the device according to the invention emerge from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures.
Dabei zeigtThis shows
Figur laFigure la
und Ib ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels in einem Operationsmikroskop in zwei verschiedenen Ansichten;and Ib a first embodiment of the inventive device for determining and marking the corneal vertex in a surgical microscope in two different views;
Figur 2aFigure 2a
und 2b ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren desand 2b a second embodiment of the device according to the invention for determining and marking the
HornhautScheitels in einem Operationsmikroskop in zwei verschiedenen Ansichten;Corneal vertex in a surgical microscope in two different views;
Figur 2cFigure 2c
und 2d je eine Ausführungsform einer geeigneten Blende zur Anordnung im Ausführungsbeispiel der Figur 2b;and 2d each show an embodiment of a suitable aperture for arrangement in the embodiment of Figure 2b;
Figur 3 die Ansicht einer geeigneten Blenden-Vorrichtung innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels in einem Operationsmikroskop.Figure 3 shows a view of a suitable aperture device within the device according to the invention for determining and marking the corneal vertex in a surgical microscope.
In Figur la ist eine schematisierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen und Markieren des Hornhautscheitels in einem Operationsmikroskop dargestellt. Mit (1) wird hierbei das einteilige Hauptobjektiv des Operationsmikroskopes bezeichnet. Die weiteren beobachtungsseitigen optischen Elemente des Operationsmikroskopes wie Vergrößerungswechsler und Binokulartuben sind über die beiden optischen Elemente (5a, 5b) lediglich schematisiert angedeutet und in bekannter Art und Weise ausgeführt. Gemäß der DE 40 28 605 umfaßt die Beleuchtungseinrichtung zwei Umlenkelemente (2, 3), zwischen denen eine ortsvariable Blende (4) angeordnet ist. Die beiden Umlenkelemente (2, 3) erlauben in Verbindung mit dem ortsvariablen Blenden-Element (4) die Beleuchtlang unter wahlweise verschiedenen Winkeln auf das Operationsfeld fallen zu lassen. Beleuchtungsseitig ist ferner ein faseroptischer Lichtleiter (6) mit vorgeordneter Blende (7) und zwei optischen Abbildungselementen (8, 9) vorgesehen, wobei selbstverständlich auch einfachere oder komplexere Abbildungselemente hierbei eingesetzt werden können. Zwischen den beiden optischen Abbildungselementen (8, 9) der Beleuchtungseinrichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß eine Blenden-Vorrichtung (10) angeordnet. Die Blenden-Vorrichtung (10) ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Lochblende ausgeführt, die lediglich einen Teil des Beleuchtungs-Strahlenganges (11) auf eines der beiden Umlenkelemente (2, 3) auftreffen läßt. Hierdurch wird der Markierungs-Strahlengang für die Patienten-Figure la shows a schematic side view of the device according to the invention for determining and marking the corneal vertex in a surgical microscope. (1) here designates the one-piece main objective of the surgical microscope. The other observation-side optical elements of the surgical microscope, such as magnification changers and binocular tubes, are only indicated schematically via the two optical elements (5a, 5b) and are designed in a known manner. According to DE 40 28 605, the lighting device comprises two deflection elements (2, 3), between which a variable-position aperture (4) is arranged. The two deflection elements (2, 3) in conjunction with the variable-position aperture element (4) allow the illumination light to fall on the surgical field at various angles. On the lighting side, a fiber optic light guide (6) with a front diaphragm (7) and two optical imaging elements (8, 9) is also provided, whereby, of course, simpler or more complex imaging elements can also be used here. In the illustrated embodiment, a diaphragm device (10) is arranged between the two optical imaging elements (8, 9) of the lighting device. The diaphragm device (10) is designed as a pinhole diaphragm in the illustrated embodiment, which only allows part of the illumination beam path (11) to strike one of the two deflection elements (2, 3). This creates the marking beam path for the patient.
Hornhaut definiert. Die Blenden-Vorrichtung (10) weist an einer Stelle im Strahlengang hierzu eine Blenden-Öffnung (15) auf, die einen Markierungs-Strahlengang (11) definiert, der weder mit einer Symmetrieachse des Beleuchtungsstrahlenganges noch mit einer Symmetrieachse der stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge zusammenfällt.Cornea. The aperture device (10) has an aperture opening (15) at a point in the beam path, which defines a marking beam path (11) that neither coincides with an axis of symmetry of the illumination beam path nor with an axis of symmetry of the stereoscopic observation beam paths.
In Figur Ib ist eine Draufsicht auf das Hauptobjektiv (1) inklusive der beiden Umlenkelemente (2, 3) aus Fig. la dargestellt. Ferner sind die beiden stereoskopischen Beobachtungspupillen (13a, 13b) erkennbar. Ebenfalls dargestellt ist die auf dem Umlenkelement (2) vom Markierungs-Strahlengang beaufschlagte Fläche (14).Figure 1b shows a top view of the main objective (1) including the two deflection elements (2, 3) from Fig. 1a. The two stereoscopic observation pupils (13a, 13b) can also be seen. The surface (14) on the deflection element (2) exposed to the marking beam path is also shown.
Die - nicht dargestellte - Lichtquelle, deren Strahlung in den faseroptischen Lichtleiter (6) eingekoppelt wird, ist vorteilhafterweise intensitätsmäßig regelbar, um somit eine optimale Anpassung an verschiedenste Operations-Bedingungen zu ermöglichen. Desweiteren ist die Blenden-Vorrichtung (10) wahlweise in den Beleuchtungsstrahlengang einschwenkbar, da nicht für alle augenchirurgischen Eingriffe eine derartige Markierung erforderlich ist.The light source (not shown), whose radiation is coupled into the fiber optic light guide (6), is advantageously adjustable in terms of intensity in order to enable optimal adaptation to a wide variety of operating conditions. Furthermore, the aperture device (10) can be optionally pivoted into the illumination beam path, since such a marking is not required for all eye surgical procedures.
Ferner ist es möglich, mehrere derartige Blenden-Vorrichtungen mit unterschiedlich angeordneten bzw. dimensionierten Blenden-Öffnungen (15) auf einem Blendenrevolver vorzusehen und je nach Anwendung eine geeignete Blendenvorrichtung in den Beleuchtungs-Strahlengang einzuschwenken. Desweiteren ist es zur Optimierung des Lichtquellenbildes auf dem Patientenauge möglich, in die Blenden-Öffnung (15) optisch wirksame Elemente einzusetzen, wie etwa eine geeignete Linse oder eine Streuscheibe etc .It is also possible to provide several such aperture devices with differently arranged or dimensioned aperture openings (15) on an aperture turret and to swing a suitable aperture device into the illumination beam path depending on the application. Furthermore, in order to optimize the light source image on the patient's eye, it is possible to insert optically effective elements into the aperture opening (15), such as a suitable lens or a diffuser, etc.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist in Figur 2a und 2b dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur la und Ib vorgeschlagenen Anordnung lediglich in der unterschiedlichen Ausgestaltung der beiden Umlenkelemente (22,An alternative embodiment of the lighting device according to the invention is shown in Figures 2a and 2b. This embodiment differs from the arrangement proposed in Figures 1a and 1b only in the different design of the two deflection elements (22,
23) im Beleuchtungs-Strahlengang. Eines der beiden Umlenkelemente (22, 23) das einen Teil des Beleuchtungs-Lichtes achsriah auf das Operationsfeld treffen läßt, ist nunmehr in Richtung Hauptobjektiv-Mitte dreieckförmig gestaltet. Die Blenden-Vorrichtung (3 0) im Beleuchtungsstrahlengang ist so dimensioniert bzw. angeordnet, daß dieses Umlenkelement (22) im dreieckigen bzw. spitzen Teil vom Markierungs-Strahlengang (31) beaufschlagt wird.23) in the illumination beam path. One of the two deflection elements (22, 23) that allows a portion of the illumination light to strike the surgical field axially is now triangular in the direction of the center of the main objective. The aperture device (30) in the illumination beam path is dimensioned or arranged in such a way that this deflection element (22) is exposed to the marking beam path (31) in the triangular or pointed part.
Ferner ist eine, entlang des Pfeiles verschiebbare Blende (37) im Beleuchtungsstrahlengang vor dem Umlenkelement (22) angeordnet, über die wahlweise bestimmte Anteile des Beleuchtungslichtes ausgeblendet werden können. Hierbei sind verschiedene Blendenformen realisierbar, wie die beiden Draufsichten auf mögliche Ausführungsformen der Blende (3 7) in den Figuren 2c und 2d veranschaulichen.Furthermore, a diaphragm (37) that can be moved along the arrow is arranged in the illumination beam path in front of the deflection element (22), via which certain parts of the illumination light can be selectively blocked out. Various diaphragm shapes can be implemented here, as the two top views of possible embodiments of the diaphragm (37) in Figures 2c and 2d illustrate.
Desweiteren besteht in diesem Ausführungsbexspiel die Möglichkeit, das Umlenkelement (22) verschiebbar mindestens in einer Ebene anzuordnen, wie durch den zugeordneten Pfeil veranschaulicht werden soll. Durch entsprechendes Positionieren des Umlenkelementes (22) läßt sich hierbei eine exakte Überlappung des Beleuchtungs- und eines Beobachtungsstrahlenganges erreichen. Gleichzeitig wird dabei die Blenden-Vorrichtung (3 0) um einen Winkel &agr; um die optische Achse (32) des Beleuchtungsstrahlenganges verdreht, so daß die Blendenöffnung schließlich zentriert zum Beobachtungsstrahlengang orientiert ist. In dieser Ausführungsform ist das HornhautreflexbiId bei monokularer Betrachtung durch lediglich einen der beiden stereoskopischen Beobachtungsstrahlengänge exakt identisch mit dem Hornhaut s ehe i t elpunkt.Furthermore, in this embodiment, it is possible to arrange the deflection element (22) so that it can be moved at least in one plane, as is illustrated by the associated arrow. By positioning the deflection element (22) accordingly, an exact overlap of the illumination and observation beam paths can be achieved. At the same time, the diaphragm device (30) is rotated by an angle α around the optical axis (32) of the illumination beam path, so that the diaphragm opening is ultimately oriented in a centered manner to the observation beam path. In this embodiment, the corneal reflex image is exactly identical to the corneal viewing point when viewed monocularly through just one of the two stereoscopic observation beam paths.
Eine Ansicht der Lochblende (30) auf Figur 2a ist in Figur 3 dargestellt. Deutlich erkennbar ist hierbei die Anordnung der Blenden-Öffnung (45), die nicht mit der optischen Achse des Beleuchtungsstrahlenganges (.32) zusammenfällt.A view of the pinhole diaphragm (30) in Figure 2a is shown in Figure 3. The arrangement of the diaphragm opening (45) is clearly visible, which does not coincide with the optical axis of the illumination beam path (.32).
Die Bestimmung des eigentlichen Hornhautscheitels aus dem punktförmigen Reflexbild erfolgt bei bekannten optischen Daten durch den Chirurgen schließlich in der gleichen Art und Weise wie in den zitierten Veröffentlichungen beschrieben.The determination of the actual corneal vertex from the point-like reflex image is finally carried out by the surgeon in the same way as described in the cited publications, provided the optical data are known.
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