SI22179A - Prenosna spranjska svetilka z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko - Google Patents

Abstract

Prenosna spranjska svetilka z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko omogoca hkratno vizualno opazovanje in kakovostno snemanje pregledovanih oci. Zdravnik lahko v teku opazovanja snema oko v obliki posameznih mirujocih posnetkov ali sekvence mirujocih posnetkov ali v obliki gibljivih posnetkov. Posebna osvetlitvena zaslonka projicira na oko osvetlitveno spranjo izbrane oblike, poleg tega pa zagotavlja se povecano kolicino svetlobe pri snemanju. Konstrukcijska resitev omogoca vstavitev osvetlitvene zaslonke v prenosne ali stacionarne izvedbe spranjskih svetilk. Za opazovanje ocesnega ozadja je na spranjsko svetilko pritrjena nekontaktna leca tako, da gorisce nekontaktne lece sovpada z goriscem spranjske svetilke oziroma objektiva mikroskopa in da so svetlobni zarki, ki padajo na pacientovo oko, vzporedni.

Description

PRENOSNA ŠPRANJSKA SVETILKA Z VGRAJENO DIGITALNO KAMERO IN OSVETLITVENO ZASLONKO

Področje tehnike

Izum sodi v področje medicinskih naprav za diagnostiko bolezni oči, natančneje v področje naprav za osvetljevanje in snemanje oči pri pregledovanju.

Tehnični problem

Tehnični problem, ki ga rešuje prenosna špranjska svetilka z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko, je konstrukcija sestava diagnostične svetilke za špranjsko osvetlitev, ki zagotavlja zadostno količino svetlobe v območju opazovanja in s tem omogoči zadovoljivo snemanje pregledovanega očesa. Osvetlitvena zaslonka mora zagotoviti, da je na posnetku jasna slika dela očesa, osvetljenega z ozko svetlobno špranjo, ki sama po sebi običajno ne daje dovolj svetlobe za jasne in razločne posnetke. Konstrukcijska rešitev mora zagotoviti vgradnjo osvetlitvene zaslonke po izumu v prenosne in stacionarne izvedbe špranjskih svetilk ne glede na vrsto svetlobnega izvora.

Drugi tehnični problem, ki ga rešuje prenosna špranjska svetilka po izumu, je rešitev vgradnje nekontaktne leče za opazovanje očesnega ozadja, ki običajno ni integrirana v špranjsko svetilko. V ta namen je treba konstruirati primerno držalo, na katerega je mogoče pritrditi nekontaktno lečo tako, da gorišče nekontaktne leče na držalu sovpada z goriščem špranjske svetilke.

Znano stanje tehnike

Špranjske svetilke se uporabljajo pri preiskovanju oči za osvetlitev izbranega dela očesa s pomočjo osvetlitvene špranje. Pri pregledovanju je zdravniku v veliko pomoč, če lahko opazovane dele očesa sproti tudi posname, saj lahko posnetke naknadno podrobno preuči, lahko pa si sestavi banko podatkov o stanju oči posameznih pacientov.

Količina svetlobe, ki se skozi režo špranjske svetilke projicira na opazovano oko, je, razen pri zelo dragih izvedbah digitalnih kamer, premajhna za kakovostno snemanje. Senzor digitalne kamere namreč pri nezadostni osvetlitvi težko integrira posamezne dele (točke) v celotno sliko, poleg tega je močno zmanjšana tudi hitrost integracije, zato je možnost snemanja zaporednih sekvenc ali snemanja video posnetka reducirana. Rezultat so nekakovostni, nejasni in pogosto tudi za zdravnika neuporabni posnetki, ki ne kažejo dejanske vizualne slike osvetljenega dela očesa. Do sedaj je bilo predlaganih že nekaj rešitev za izboljšanje osvetlitve pri špranjskih svetilkah ali pri napravah za opazovanje oči. Znane rešitve lahko v splošnem strnemo v tri skupine. V prvi skupini so izvedbe špranjskih svetilk z dodatnimi svetlobnimi viri. Takšne izvedbe so opisane na primer v patentih JP2004290461, JP2003299619, JP2002102173, US6072623 in US5196874. V drugi skupini so izvedbe špranjskih svetilk z enim virom svetlobe in razvejanimi svetlobnimi potmi. Primer te izvedbe je podan v patentu US4102565. V tretji skupini so izvedbe s spreminjanjem svetlobne jakosti svetlobnega vira; primer te izvedbe je podan v patentu US6283596. Težava pri prvih dveh zgoraj omenjenih skupinah rešitev so dodatni svetlobni viri oziroma dodatne strukture za svetlobne poti, zaradi katerih je predvsem pri prenosnih izvedbah špranjskih svetilk konstrukcija okornejša, poleg tega je rokovanje s tako špranjsko svetilko težje in manj zanesljivo. Pri tretji skupini rešitev je glavna težava v tem, da ne omogočajo sočasnega snemanja struktur očesa, ki se nahajajo izven območja, osvetljenega le s svetlobno projekcijo ozke špranje.

Pri opazovanju očesnega ozadja zdravnik med oko pacienta in izhodni objektiv mikroskopa špranjske svetilke postavi nekontaktno lečo z visoko dioptrijo, katere gorišče mora sovpadati z goriščem mikroskopa špranjske svetilke. Pri dosedanjih izvedbah špranjskih svetilk je treba to lečo držati z roko, kar otežuje pregled očesa, poleg tega pa je na tak način težko stalno zagotavljati sovpadanje gorišč nekontaktne leče in špranjske svetilke.

Opis rešitve tehničnega problema

Bistvena značilnost prenosne špranjske svetilke z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko po izumu je v tem, da omogoča sočasno vizualno pregledovanje in snemanje izbranega mesta v očesu ter da zagotavlja zadostno osvetljenost očesa za izdelavo kakovostnih in razločnih posnetkov.

Svetlobni snop potuje iz svetlobnega vira najprej skozi kondenzorsko optiko, nato skozi eno izmed rež na osvetlitveni zaslonki, pri čemer je poskrbljeno, da je osvetlitvena špranja na očesu enakomerno osvetljena, kar se zagotovi na primer s pomočjo Koehlerjeve osvetlitve, ter skozi zadnji objektiv in prek prizme ali zrcala na pregledovano oko. Pri snemanju z digitalno kamero je na posnetku tisti predel očesa, ki je osvetljen s svetlobno projekcijo ozke osvetlitvene reže, saj ta slika zdravnika pri pregledu tudi najbolj zanima. Zadostno količino svetlobe za senzor digitalne kamere omogočata dodatni odprtini ob straneh osvetlitvene reže, ki poskrbita za to, da je osvetljeno tudi območje očesa ob osvetlitveni špranji, kar je zdravniku tudi pri opazovanju v dodatno pomoč.

Prenosna špranjska svetilka z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko po izumu je v nadaljevanju podrobneje opisana s pomočjo naslednjih slik:

Slika 1 - Shematski prikaz prenosne špranjske svetilke z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko.

Slika 2 - Shematski prikaz osvelitvene zaslonke, ki vsebuje režo (na sliki 2a) ali odprtino (na sliki 2b) za snemanje očesa z digitalno kamero ter običajne reže za opazovanje očesa.

Slika 3 - Shematski prikaz povečevalnih elementov za pregledovanje in snemanje

- pogled od zgoraj.

Slika 4 - Shematski prikaz povečevalnih elementov za pregledovanje in snemanje

- pogled od strani.

Slika 5 - Shematski prikaz namestitve nekontaktne leče za opazovanje očesnega ozadja na špranjsko svetilko.

Oko se s pomočjo špranjske svetilke (slika 1) osvetli z osvetlitveno špranjo, ki nastane kot slika izbrane reže. V optičnem stolpu 35 se svetlobni snop svetlobnega vira 1, ki je lahko ena ali več belih svetlečih diod ali žarnic, projicira skozi kondenzorsko optiko 3 na zadnji objektiv 12, ki preslika izbrano režo prek prizme 13 na oko, kjer nastane enakomerno osvetljena slika izbrane reže. Na opcijski vrtljivi plošči 20 so različni svetlobni filtri, na primer atenuacijski filter, modri filter, zeleni filter, ter izvrtina brez filtra, ki prepušča belo svetlobo svetlobnega vira

1. Z zasukom vrtljive plošče 20 lahko zdravnik filtrira svetlobo s svetlobnega vira 1 tako, da izbrani filter oziroma izvrtino na vrtljivi plošči 20 postavi nad snop svetlobe s svetlobnega vira 1.

Reže, s pomočjo katerih se lahko oblikujejo osvetlitvene špranje različnih oblik in velikosti, so vrezane v osvetlitveni zaslonki 11, ki je prikazana na sliki 2. Osvetlitvena zaslonka 11 vsebuje posebno oblikovano režo za snemanje z digitalno kamero 2, ki jo sestavljajo tri odprtine, in sicer režna odprtina 22 in dve stranski odprtini 23 in 24. Režna odprtina 22 ima obliko običajne reže, kakršna se uporablja v špranjskih svetilkah (slika 2a), ali pa ima obliko kvadrata ali pravokotnika, ki omogoča osvetljevanje podrobnosti v očesu (slika 2b). Stranski odprtini 23 in 24, ki sta prednostno polkrožne oblike, sta postavljeni simetrično glede na vzdolžno os režne odprtine 22. Stranski odprtini 23 in 24 omogočata, da na senzor 30 digitalne kamere pride z očesa dovolj svetlobe za snemanje, poleg tega pa omogočata tudi osvetlitev delov očesa, ki jih sama projekcija ozke reže oziroma odprtine 22 ne osvetli. Odprtine 22, 23 in 24 med seboj niso povezane. Osvetlitvena zaslonka 11 vsebuje še druge oblike rež, namenjenih za opazovanje očesa, na primer reže 21,36 in 37 (slika 2). Pravokotni reži 21 in 36 sta namenjeni opazovanju ozkega dela očesa. Reža 37 je okrogle oblike in omogoča osvetlitev velike površine očesa. Poleg tega reža 37 omogoča osvetlitev celotnega vidnega polja digitalne kamere 2. Z vrtenjem osvetlitvene zaslonke 11 okoli njene središčne osi lahko zdravnik nad svetlobni vir 1 nastavi želeno obliko reže in s tem doseže, da so osvetljene različno velike površine opazovanega očesa. Osvetlitveno zaslonko 11 je mogoče vgraditi tako v prenosne kot tudi v stacionarne izvedbe špranjskih svetilk.

Za uravnavanje jakosti svetlobnega vira 1 ter vzdrževanje pravilnega razmerja med napetostjo in tokom skozi svetlobni vir 1 skrbi krmilno vezje 14. Z nastavljalnikom 18, ki je vrtljivi gumb ali niz tipk, je mogoče jakost osvetlitve ročno nastavljati. Optični stolp 35 in držalo 6 s pripadajočo optiko sta vrtljiva okrog navpične osi 31, ki gre skozi gorišče 25 špranjske svetilke.

Digitalna kamera 2 se vgradi v ohišje, na primer v držalo 6 in se napaja iz glavne baterije 10 ali iz zunanjega napajalnika. Slika očesa se na digitalno kamero 2 projicira skozi lečje, ki ga lahko tvorijo naslednji optični elementi: objektiv 15 mikroskopa, povečevalnik 8 ter objektiv 19 kamere, kot je prikazano na sliki 1. Zrcalo 7, nameščeno med povečevalnikom 8 in objektivom 19 kamere, usmerja svetlobo, namenjeno digitalni kameri 2, iz horizontalne v vertikalno ravnino (slika 3). Če vzdolžna (vertikalna) os digitalne kamere 2 in os senzorja 30 nista vzporedni (slika 4), je lahko med objektiv 19 kamere in senzor 30 postavljeno še dodatno zrcalo 38, ki omogoča, da svetloba iz vertikalne ravnine pade na senzor 30. Povečava objektiva 19 kamere je lahko enaka povečavi, ki jo ima okular 16. S tem je omogočeno snemanje očesa pri enaki povečavi, kot jo uporablja zdravnik za vizualno pregledovanje pacientovega očesa. Poleg tega prehaja svetloba s pregledovanega očesa na digitalno kamero skozi objektiv 15 mikroskopa, ki služi tudi za vizualno opazovanje očesa prek okularja 16. Zaradi tega sta smeri vizualnega opazovanja in snemanja očesa enaki. Povečavo snemanja je mogoče tudi spremeniti z zamenjavo objektiva 19 kamere. Nekoliko večja povečava snemanja v primerjavi s povečavo vizualnega opazovanja je pogosto zaželena, ker se s tem doseže boljša globinska ostrina posnetkov digitalne kamere 2.

Objektiv 15 mikroskopa in okular 16 oziroma objektiv 15 mikroskopa in objektiv 19 kamere 2, definirata srednjo povečavo špranjske svetilke. S pomočjo povečevalnika 8 je mogoče skupno povečavo opazovanja in snemanja zmanjšati ali povečati. Učinkovanje povečevalnika 8 kot povečevala ali pomanjševala je odvisno od njegove lege - to je lahko realizirano kot afokalni Galilejev sistem, kakršen je prikazan na slikah, kjer se uporabljajo pari leč, nameščenih v vrtljivem bobnu, ali pa kot zoom sistem, kjer se spreminja položaj povečevalnih leč.

Krmiljenju digitalne kamere 2 in interakciji med digitalno kamero 2 in zdravnikom so namenjeni zaslon 9, gumbi 5 za upravljanje digitalne kamere 2, standardni izhod 4, ki omogoča povezavo digitalne kamere 2 z računalnikom, ter izhod 17 za priključitev opcijskega nožnega stikala 33 za proženje digitalne kamere 2. Digitalna kamera 2 lahko deluje v foto načinu, pri katerem snema posamezne posnetke ali sekvence posameznih posnetkov, ali v video načinu, za snemanje gibljivih posnetkov. Digitalna kamera 2 ima lahko vgrajen pomnilnik za shranjevanje posnetkov.

Slika 5 prikazuje pritrditev dodatne nekontaktne leče 26 za opazovanje očesnega ozadja. Na mesto na špranjski svetilki, kamor se običajno vstavlja palica za umerjanje špranjske svetilke, je vstavljena posebna palica 27. Le-ta omogoča namestitev nekontaktne leče 26 med objektiv 15 mikroskopa špranjske svetilke in oko 28 pacienta tako, da je gorišče nekontaktne leče 26 natanko v gorišču 25 špranjske svetilke oziroma objektiva 15 mikroskopa. Zaradi tega so svetlobni žarki 29, ki prehajajo z nekontaktne leče 26 na pacientovo oko 28, vzporedni. Vzporedni svetlobni žarki 29 se zaradi roženice in leče 32 v pacientovem očesu 28 fokusirajo v točko na očesni mrežnici 34, ki jo lahko zdravnik natančno opazuje in snema. Rešitev pritrditve nekontaktne leče 26 na ta način razbremeni zdravnika, saj mu leče 26 ni treba držati z roko, obenem pa je ves čas opazovanja zagotovljena najbolj optimalna oddaljenost leče 26 od gorišča 25 špranjske svetilke.

Claims (4)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Prenosna špranjska svetilka z vgrajeno digitalno kamero in osvetlitveno zaslonko, za katero je značilno, da svetlobni vir (1) pošilja svetlobni snop skozi kondenzorsko optiko (3), vrtljivo ploščo (20) s filtri, osvetlitveno zaslonko (11), zadnji objektiv (12) ter prek prizme (13) na oko, kjer nastane slika reže; da vsebuje osvetlitvena zaslonka (11) poleg rež (21), (36) in (37) različnih oblik, izmed katerih si zdravnik enostavno izbere režo želene oblike, ki tvori osvetlitveno špranjo na opazovanem očesu, tudi snemalno režo, ki vsebuje režo (22) z obliko ozkega pravokotnika in dve stranski odprtini (23) in (24) z obliko krožnega odseka, tako da osvetlitvena zaslonka (11) zagotavlja zadostno osvetlitev za snemanje z digitalno kamero (2), integrirano v držalo (6) špranjske svetilke, v teku opazovanja očesa.
2. 2. Osvetlitvena zaslonka po zahtevku 1, pri čemer ima reža (22) obliko kvadrata ali pravokotnika.
3. 3. Osvetlitvena zaslonka (11) po zahtevku 1, za katero je značilno, da je lahko vgrajena v prenosne ali stacionarne izvedbe špranjskih svetilk.
4. 4. Pritrditev dodatne nekontaktne leče za opazovanje očesnega ozadja na špranjsko svetilko, za katero je značilno, da je nekontaktna leča (26) pritrjena na snemljivi palici (27) na špranjski svetilki tako, da gorišče nekontaktne leče (26) sovpada z goriščem (25) špranjske svetilke oziroma objektiva (15) mikroskopa; da so svetlobni žarki (29), ki prehajajo z nekontaktne leče (26) na pacientovo oko (28), vzporedni.