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Die
Erfindung betrifft eine medizinische Lichtquelle mit einem Trägerelement
und mehreren Leuchtmitteln sowie ein Verfahren zum Beleuchten eines
Auges.
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Im
Sinne der Erfindung werden als Leuchtmittel sowohl selbstleuchtende
Elemente als auch Lichtleiter, die mit einem selbstleuchtenden Element oder
weiteren Lichtleitern verbindbar oder verbunden sind, angesehen.
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In
der Medizin beruht ein grundlegender Teil der Diagnostik auf der
optischen Untersuchung des Patienten (Inspektion). Für
eine erfolgreiche Inspektion muss das zu untersuchende Körperteil
ausreichend beleuchtet werden. Dabei erfolgt die Untersuchung regelmäßig
anhand des reflektierten Auflichts einer Lichtquelle. Die Lichtquelle
stört jedoch bei der Untersuchung insofern als sie sowohl
die Bewegungsfreiheit des Untersuchers als auch des Patienten einschränkt.
Wenn der Patient sich bewegt, verändert er den beleuchteten
Bereich je nach Art der Lichtquelle möglicherweise erheblich.
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Die
Beleuchtung ist insbesondere in der Ophthalmologie bei der Aufnahme
des Augenhintergrundes problematisch, da das Licht üblicherweise durch
die Pupille eingestrahlt wird. Dies schränkt zum einen
die Möglichkeiten bei der Beobachtung ein, da diese ebenfalls
durch die Pupille erfolgen muss und durch die Lichtquelle der zur
Verfügung stehende Raum begrenzt wird. Zum anderen wird
bei der Verwendung von sichtbarem Licht die Adaption der Pupille
ausgelöst, so dass sich die Pupillenöffnung verkleinert.
Der zur Beleuchtung und Beobachtung verfügbare Raumwinkel
verringert sich dadurch erheblich.
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Es
sind daher im Stand der Technik Maßnahmen unternommen worden,
um diese Nachteile zu vermeiden. Aus
DE 103 49 091 A1 ist beispielsweise eine
ophthalmologische Beleuchtungseinheit bekannt, die eine Beleuchtung
des Augenhintergrundes durch die Lederhaut (Sklera) hindurch ermöglicht.
Zu diesem Zweck werden Lichtleitfasern verwendet, deren Enden das
austretende Licht auf die Lederhaut des zu untersuchenden Auges
projizieren. So steht die Pupillenöffnung vollständig
für die Beobachtung zur Verfügung. Die am Augenhintergrund
erzielbare Lichtintensität ist jedoch begrenzt, zudem ist
die Lichtverteilung im Auge nicht zu beeinflussen. Prinzipbedingt
können die Beobachtung störende Lichtreflexe an
Hornhaut und Augenlinse auftreten. Zudem ist diese Beleuchtungseinheit
nicht an anderen Körperteilen anwendbar.
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In
der Ophthalmochirurgie ist es bekannt, Lichtquellen in Form von
Lichtleitfasern mittels eines invasiven Eingriffs in ein Auge zu
bringen. Dies ist jedoch insbesondere wegen der hohen Sicherheitsanforderungen
aufwendig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Lichtquelle
der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die optische Untersuchung
eines Körperteils ohne räumliche Einschränkung
der Beobachtung durch eine Lichtquelle bei hoher Lichtintensität
am Ort des zu untersuchenden Körperteils und mit geringem
Aufwand ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine medizinische Lichtquelle,
welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch
ein Verfahren, welches die in Anspruch 16 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Trägerelement einen flachen und streifenförmigen Vorderbereich
aufwest und dass die Leuchtmittel auf einer Seite des Vorderbereichs
angeordnet sind, wobei die Lichtquelle zumindest in dem Vorderbereich des
Trägerelements allseitig eine glatte Oberfläche aufweist
und biokompatibel ausgebildet ist.
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Zweckmäßigerweise
ist zum Erreichen der Biokompatibilität zumindest eine äußere
Schicht der glatten Oberfläche des Vorderbereichs biokompatibel.
Zusätzlich kann auch das Trägerelement selbst biokompatibel
sein. Darüber hinaus ist die glatte Oberfläche
zweckmäßigerweise unter Normalbedingungen flüssigkeits-
und/oder gasdicht.
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Durch
diese Ausgestaltung der Lichtquelle ist zumindest der vordere Teil
der Lichtquelle mit geringem Aufwand in einen biologischen Körper
einführ- und wieder entfernbar. So ist eine Hinterleuchtung
des Körpers von innen möglich, wodurch eine hohe
Lichtintensität am Ort des zu untersuchenden Körperteils
genutzt werden kann. Die Erfindung ermöglicht so die Untersuchung
anhand von Durchlicht. Die Lichtquelle schränkt dabei den
für die Beobachtung verfügbaren Raum nicht ein.
Auch ist es prinzipiell möglich, dass der zu untersuchende
Bereich trotz einer Bewegung des Patienten oder des zu untersuchenden
Körperteils beleuchtet bleibt, denn die Lichtquelle bewegt
sich mit. Aufgrund der glatten Oberfläche ist einerseits
das Einführen und rückstandslose Entfernen der
Lichtquelle gewebeschonend möglich. Andererseits kann die
Lichtquelle dadurch nach einer Anwendung mit geringem Aufwand gereinigt
werden.
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Die
erfindungsgemäße Lichtquelle kann insbesondere
in der Endoskopie vorteilhaft verwendet werden, um im Untersuchungsbereich
eine flexible Beleuchtung zu ermöglichen. In solchen Fällen
kann die Erfindung auch zur Beobachtung im Auflicht verwendet werden.
Bei Untersuchungen abseits von Körperhöhlen kann
gegebenenfalls ein Schnitt notwendig sein, um die Lichtquelle einzuführen.
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Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel als organische Leuchtdioden (OLED) ausgebildet.
Dadurch ist die Herstellung der Lichtquelle mit geringem Aufwand
möglich, beispielsweise durch Aufdrucken der Leuchtdioden
auf das Trägerelement. Auch kann durch Verwendung von OLED
eine geringe Dicke der Lichtquelle erreicht werden, so dass das
von der Lichtquelle verdrängte Volumen niedrig ist.
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Auf
diese Weise kann in dem Vorderbereich vorteilhafterweise eine Dicke
des Trägerelements einschließlich der Leuchtmittel
von höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5
mm, weiter insbesondere höchstens 0,25 mm erreicht werden.
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In
einer ersten alternativen Ausgestaltung ist das Trägerelement
zumindest in einem Teil des Vorderbereichs biegsam. Beispielsweise
ist es möglich, für das Trägerelement
ein flexibles Substrat oder eine dünne Folie verwendet
werden. Dadurch kann die Lichtquelle an den biologischen Körper
angepasst werden. Beispielsweise ist es so möglich, die Lichtquelle
zwischen die Lederhaut des Auges und die Augenhöhle entlang
der Oberfläche der Lederhaut zu schieben, wobei sich der
Vorderbereich passiv der Krümmung des Auges anpasst. In
besonderen Ausführungsformen kann das Trägerelement über
die ganze Lichtquelle hinweg biegsam ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
sind in dieser Ausgestaltung Mittel zum Einstellen einer Krümmung
zumindest eines Teils des biegsamen Bereichs des Trägerelements
vorgesehen. Diese endoskopähnliche Gestaltung ermöglicht
die aktive Anpassung der Form der Lichtquelle an die Untersuchung
oder an das zu untersuchende Körperteil. Insbesondere kann
so die Gefahr von Verletzungen verringert werden.
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Zweckmäßigerweise
ist die Krümmung entsprechend einer Krümmung einer
Oberfläche eines Auges einstellbar. Beispielsweise kann
die Lichtquelle vor der Untersuchung auf unterschiedliche Augendurchmesser
verschiedener Patienten eingestellt werden. Es ist aber auch möglich,
die Lichtquelle zunächst mit geradem Vorderbereich einzuführen,
um nach einem gewissen Weg den Vorderbereich oder zumindest einen
Teil davon zu krümmen. Dies kann beispielsweise dazu dienen,
ein Hindernis zu umgehen, oder den Vorderbereich hinter ein Auge
zu schieben.
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In
einer zweiten alternativen Ausgestaltung ist das Trägerelement
zumindest in einem Teil des Vorderbereichs starr gekrümmt.
Die starre Krümmung ist mit geringem Aufwand herstellbar.
Auch in dieser Ausgestaltung ist es denkbar, das Trägerelement über
die gesamte Lichtquelle hinweg gekrümmt zu gestalten.
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Zweckmäßigerweise
entspricht die starre Krümmung einer Krümmung
einer Oberfläche eines Auges. So kann das Auge mit geringem
Aufwand hinterleuchtet werden. Für unterschiedliche Augendurchmesser
sind im Gegenzug verschiedene Lichtquellen erforderlich.
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Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel auf einer konkav krümmbaren oder
gekrümmten Seite des Trägerelements angeordnet.
Dadurch ist eine selektive Beleuchtung mit maximaler Intensität
ohne nach außen hin störende Lichtreflexe möglich.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Vorderbereich des Trägerelements
und/oder die Leuchtmittel in eine lichtdurchlässige Schicht
eingebettet oder mit einer lichtdurchlässigen Schicht überzogen,
wobei die Schicht die glatte Oberfläche bildet. Eine lichtdurchlässige
Schicht schützt einerseits die Leuchtmittel vor äußeren
Einflüssen. Andererseits kann sie als Lichtleiter zur besseren
Lichtverteilung dienen. Sie stellt außerdem eine einfache
Möglichkeit zur Bereitstellung einer glatten Oberfläche
dar. Dabei kann sie zudem die Biokompatibilität des vorderen
Bereichs der Lichtquelle herstellen.
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In
einer besonderen Ausführungsform ist die lichtdurchlässige
Schicht zumindest bereichsweise als Diffusor ausgebildet. Dadurch
kann eine gleichmäßigere Ausleuchtung erreicht
werden.
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Zweckmäßigerweise
ist ein Radius an einem vorderen Ende der Lichtquelle vorgesehen,
um die Gefahr von Verletzungen beim Einführen der Lichtquelle
zu verringern.
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Vorteilhafterweise
verjüngt sich das Trägerelement zu seinem vorderen
Ende hin. So wird einerseits das Einführen der Lichtquelle
erleichtert und andererseits durch die nur allmählich zunehmende
Verdrängung die Gefahr von Verletzungen verringert.
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Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel individuell schaltbar. Durch individuelles
Schalten der Leuchtmittel kann die Lichtverteilung im Auge beeinflusst
werden.
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Zweckmäßigerweise
ist ein starrer Griff im hinteren Bereich des Trägerelements
angebracht, um die Handhabung der Lichtquelle, insbesondere beim
Einführen und Entfernen, zu vereinfachen. Es sind auch
Ausführungsformen ohne Griff möglich. Diese können
beispielsweise mit einer Zange oder Pinzette appliziert werden.
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Erfindungsgemäß kann
für eine ophthalmologische Untersuchung das Auge beleuchtet
werden, indem eine solche medizinische Lichtquelle zwischen der
Lederhaut des Auges und der Bindehaut der Augenhöhle eingeführt
und die Leuchtmittel eingeschaltet werden. Durch die geringe Entfernung
der Leuchtmittel vom Auge kann im Auge durch die Lederhaut hindurch
eine hohe Lichtintensität erreicht werden. Die Beobachtung
durch die Pupillenöffnung wird nicht eingeschränkt.
Indem der Vorderbereich der Lichtquelle um das Auge herum hinter
die Netzhaut und/oder hinter die Makula geschoben wird, ist die Beleuchtung
des Augenhintergrundes durch die Lederhaut hindurch mit hoher Lichtintensität
und einstellbarer Lichtverteilung möglich.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
erste Lichtquelle mit starrer Krümmung,
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2 die
erste Lichtquelle an einem Auge,
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3 eine
zweite Lichtquelle mit starrer Krümmung,
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4 die
zweite Lichtquelle an einem Auge,
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5 eine
dritte Lichtquelle mit variablem Vorderteil in ungekrümmtem
Zustand und
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6 die
dritte Lichtquelle in gekrümmtem Zustand.
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In
allen Zeichnungen haben übereinstimmende Teile gleiche
Bezugszeichen.
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1 zeigt
eine medizinische Lichtquelle
1 für die Ophthalmologie.
Sie weist ein flaches, streifenförmiges Trägerelement
2 mit
einem sich nach vorne verjüngenden Vorderbereich
2.1 und
einem Hinterbereich
2.2 auf. Das Trägerelement
2 besteht aus
einem starren Substrat, beispielsweise Hartplastik. Im Hinterbereich
2.2 ist
das Trägerelement in einen ergonomischen Griff
3 aus
Gummi eingefasst. Ein Teil des Vorderbereichs
2.1 ist starr
gekrümmt, wobei die Krümmung an eine von mehreren
vordefinierten Größenklassen von Augenaußendurchmessern
angepasst ist. Am vorderen Ende des Vorderbereichs
2.1 sind
auf der konkaven Innenseite des Trägerelements
2 mehrere
OLED als Leuchtmittel
4 aufgedruckt, die einzeln schaltbar
sind. Die elektrischen Leitungen der Leuchtmittel
4 sind
der Übersichtlichkeit halber nicht abgebildet. Sie weisen
im Hinterbereich
2.2 elektrische Anschlüsse auf,
die ebenfalls nicht abgebildet sind. Das vordere Ende des Vorderbereichs
2.1 ist
quer zur Kante und längs zur Kante mit einem jeweiligen
Radius
5 versehen, um die Verletzungsgefahr zu minimieren.
Der Vorderbereich des Trägerelements
2 weist einschließlich
der aufgedruckten Leuchtmittel eine Dicke von lediglich 0,5 mm auf.
Der gesamte Vorderbereich
2.1 ist mit einer biokompatiblen,
lichtdurchlässigen Schicht überzogen, in die die
Leuchtmittel
4 eingebettet sind. Eine solche biokompatible,
lichtdurchlässige Schicht ist beispielsweise aus
US 7,190,051 B2 bekannt.
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In
einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt)
können die Leuchtmittel 4 als Lichtleiter ausgebildet
sein, die im Vorderbereich 2.1 enden. Dadurch können
die eigentlichen leuchtenden Elemente vom Vorderbereich 2.1 entfernt
angeordnet sein, falls diese eine zu große Dicke aufweisen.
Beispielsweise können die leuchtenden Elemente im Hinterbereich 2.2 angeordnet
sein. Alternativ ist es denkbar, die Lichtleiter im Hinterbereich 2.2 über Koppelanschlüsse
herauszuführen. Über weitere Lichtleiter können
dann externe leuchtende Elemente angeschlossen werden. In allen
Fällen führen die Lichtleiter das Licht von den
leuchtenden Elementen zu ihren Enden im Vorderbereich 2.1.
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In 2 ist
die medizinische Lichtquelle 1 der 1 schematisch
im eingeführten Zustand an einem Auge 6 gezeigt.
Der gekrümmte Teil des Vorderbereichs 2.1 ragt
hinter das Auge 6, von wo aus die Leuchtmittel 4 im
eingeschalteten Zustand durch die Lederhaut 7 hindurch
die Netzhaut 8 hinterleuchten. Durch die Pupillenöffnung 9 kann
somit ohne störende Lichtreflexe die Netzhaut 8 beobachtet
und gegebenenfalls mittels einer Funduskamera fotografiert werden.
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3 zeigt
eine abgewandelte medizinische Lichtquelle 1. Sie entspricht
im wesentlichen der Lichtquelle 1 der 1 und 2,
der Hinterbereich 2.2 einschließlich des Griffs 3 ist
jedoch abgewinkelt, so dass er seitlich absteht. Dies vereinfacht
insbesondere die Handhabung.
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In 4 ist
die Lichtquelle 1 der 3 schematisch
im eingeführten Zustand an einem Auge 6 gezeigt.
Dadurch, dass der Hinterbereich 2.2 mit dem Griff 3 seitlich
absteht, stört er nicht bei der Beobachtung der Netzhaut 8 durch
die Pupillenöffnung 9. Die abgewinkelte Form erleichtert
zudem das Einführen der Lichtquelle 1 zwischen
Lederhaut 7 und Bindehaut (nicht gezeigt).
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5 zeigt
eine medizinische Lichtquelle 1, bei der der vordere Teil
des Vorderbereichs 2.1 des Trägerelements 2 aus
einem flexiblen Substrat, beispielsweise einer dünnen Folie,
besteht. Dadurch ist dieser vordere Teil biegsam. In einem mittleren
und hinteren Teil ist das Trägerelement 2 hingegen
starr ausgeführt. Die Krümmung des vorderen Teils
des Vorderbereichs 2.1 kann mittels verschieblich eingelassener
Bowdenzüge 10, die nur am vorderen Ende des Trägerelements 2 an
dieses gekoppelt sind, kontrolliert werden. Die Bedienung der Bowdenzüge funktioniert
in ähnlicher Weise wie bei bekannten Endoskopen. Sie ermöglichen
es, die Krümmung an den individuellen Außendurchmesser
des Auges 6 anzupassen. In 5 ist der
vordere Teil des Vorderbereichs 2.1 in ungekrümmtem
Zustand dargestellt, in 6 hingegen nach Bewegung der
Bowdenzüge 10 in gekrümmtem Zustand.
Je nach Anzahl und Kopplungsarten der Bowdenzüge sind über
eine einfache Krümmung hinaus auch komplexere Formgebungen
möglich.
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Durch
individuelles Schalten der Leuchtmittel 4 kann die örtliche
und räumliche Lichtverteilung auf der Netzhaut 8 vorgegeben
werden. Insbesondere kann die Beleuchtungssituation der Netzhaut 8 auf dynamische
Weise spektral und/oder zeitlich verändert werden, insbesondere,
um eine Folge von Bildern unter verschiedenen Beleuchtungssituationen aufzunehmen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lichtquelle ist neben der
Netzhaut auch die Makula hinterleuchtbar, hierbei ist beim Einführen
lediglich die Lage der Blutgefäße und Muskeln
zu beachten. Die Erfindung kann beispielsweise für chirurgische
Eingriffe bei retinalen Pigmentepitheldefekten oder Netzhautlöchern
verwendet werden.
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- 1
- Medizinische
Lichtquelle
- 2
- Trägerelement
- 3
- Griff
- 4
- Leuchtmittel
- 5
- Radius
- 6
- Auge
- 7
- Lederhaut
- 8
- Netzhaut
- 9
- Pupillenöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10349091
A1 [0005]
- - US 7190051 B2 [0038]