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Die
Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung zum Schneiden von Präparaten,
insbesondere ein Mikrotom oder ein Ultramikrotom, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Beim
Betreiben einer Schneidvorrichtung, insbesondere eines Mikrotoms
oder Ultramikrotoms ist es regelmäßig erforderlich, das zu schneidende Präparat positionsgenau
und rasch exakt zum Messer zu positionieren. Außerdem sind während des Betriebes
eine Vielzahl von Bedienvorgängen
zu erledigen, bei denen Betätigungs-
oder Justageeinrichtungen des Mikroskops vom Bediener benutzt werden.
Hierbei ist es oftmals erforderlich, die Bedienelemente „blind" zu betätigen, ohne
dabei das Präparat,
das währenddessen
mit einem Stereomikroskop betrachtet wird, aus den Augen zu lassen.
So muss die Bedienung vielfach ohne Augenkontakt zum Bedienelement
erfolgen.
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Aus
der
DE 40 12 600 ist
beispielsweise eine derartige Schneidevorrichtung mit einem Stereomikroskop
bekannt. Beim Anstellvorgang zwischen Messer und Präparat wird
die Annäherung
zwischen dem Präparat
und dem Messer durch eine Beobachtungseinrichtung, nämlich ein
Stereomikroskop unterstützt. Bei
Verwendung des Stereomikroskops kann auch der Vorgang unterstützt werden,
die verschiedenen erforderlichen Winkeleinstellungen exakt vorzunehmen.
Dabei kann die Justage durch den Benutzer selbst beobachtet werden.
Alternativ hierzu kann auch eine Kamera auf das Stereomikroskop
montiert werden.
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Bei
bekannten Schneideeinrichtungen, wie etwa dem Reichert Ultracut
S der Firma Leica wird ein Stereomikroskop mit einer variabel einstellbaren Vergrö ßerung eingesetzt.
Das Stereomikroskop selbst ist unter einem fixen Winkel von 20° zwischen der
optischen Achse des Stereomikroskops und seiner Senkrechten montiert.
Dies hat den Vorteil, dass für
viele Fälle
eine genaue Justierung von Messer und Präparat erfolgen kann, insbesondere
dann, wenn der Freiwinkel des Messer 10° beträgt. Denn die Unterflurbeleuchtung,
die zum Justieren verwendet wird, hat einen Lichtaustritt senkrecht
unterhalb der Messerschneide. Das Licht wird von der Messerschneide
im doppelten Freiwinkel, also 20° zum
Präparat
und von dort zum Stereomikroskop reflektiert. Unter diesen geometrischen
Bedingungen ist der Abstand zwischen Messer und Präparat als
heller Spalt im Stereomikroskop erkennbar. Die Auflichtbeleuchtung,
die zur Beobachtung der Schnitte dient, ist geometrisch so angepasst,
dass bei dieser Winkelanordnung des Stereomikroskops die Oberfläche des Wasserspiegels
reflektierend wirkt. Bei diesem Mikrotom kann das Stereomikroskop
um die Winkel-Anordnungsachse gedreht werden, eine Linearbewegung
des Stereomikroskops sowie eine Fokuseinstellung kann über Bedienelemente
gesteuert werden. Durch die fixe Anordnung des Stereomikroskops
in einem definierten Winkel ist gewährleistet, dass die angesprochenen
Bewegungen nicht zu einer Kollision führen.
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Demgegenüber ist
es, abhängig
von dem zu schneidenden Präparat,
oftmals erforderlich, den Wasserspiegel im Messer abzusenken. Der
abgesenkte Wasserspiegel allerdings ist gekrümmt, sodass die Reflexion der
Wasseroberfläche
nahe der Messerschneide verloren geht. Um bei möglichst vielen unterschiedlichen
Bedingungen eine optimale Einstellung des Stereomikroskops vornehmen
zu können
wurde daher in verschiedenen Geräten
bereits ein schwenkbares Stereomikroskop eingesetzt. Beispielsweise
besitzen Ultramikrotome der Firma RMC, hier etwa die Modelle MTX
oder MTCL eine Schwenkmöglichkeit.
Die Achse der Schwenkung stimmt allerdings nicht mit der Richtung
der Messerschneide überein
sondern verläuft
an der Unterseite des Fokustriebes. Diese Konstellation bedingt
allerdings, dass bei den verschiedenen Verstellvorgängen eine
Vielzahl von Kollisionsmöglichkeiten
bestehen. So kann der Präparatarm
während
der Auf- und Ab- Bewegung eine Kollision mit der höhenverstellbaren
Beleuchtung verursachen. Außerdem können das
Stereomikroskop und die Beleuchtung mit dem Gehäuse, insbesondere mit der Haube
des Ultramikrotoms kollidieren, wenn der Mikroskopträger um 90 Grad
geschwenkt wird.
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Bekannte
Schneideeinrichtungen verfügen aus
Gründen
der notwendigen Stabilität über einen massiven
Sockel, auf dem die Messerhalterung und die Präparatarmlagerung aufgebaut
sind. Damit ergibt sich allerdings eine große Dicke des Gerätesockels,
der nach hinten, d. h. von dem Stereomikroskop in Richtung des Präparathalters
hin, ansteigt. Die Dicke des Sockels wiederum bedingt, dass die
Bedienelemente in einer Höhe
angeordnet werden müssen,
die für
den Benutzer unergonomisch, insbesondere zu hoch ist. Ein rasches
Ermüden
ist die Folge. Versuche, dem zu begegnen, indem eine zusätzliche Handstütze angebracht
wird, haben nur bedingt zum Erfolg geführt, da beim Schneiden Berührungen
des Gerätes
vermieden werden müssen.
Zudem sind Handstützen
bei der Justage von Messer und Präparat hinderlich. Dies wiederum
bedingt, dass die Handstützen
mit zusätzlichem
Aufwand klappbar oder leicht entfernbar ausgestaltet werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten, insbesondere
ein Mikrotom oder ein Ultramikrotom vorzuschlagen, bei dem die Möglichkeit
von Kollisionen bei Verstellvorgängen
weitgehend vermieden werden und die Bedienelemente ergonomisch angeordnet
sind.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Schneidevorrichtung zum Schneiden von Präparaten
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Der
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin,
den Gerätesockel der
Schneideeinrichtung so zu modifizieren, dass die Höhe der Bedienelemente
deutlich abgesenkt werden. Da mit der Modifikation des Gerätesockels
ein Absenken erreicht werden soll, kann diese Modifikation mit einem
Absenken der Messerhalterung erreicht werden bzw. einhergehen. Dabei
wird auf die bislang erforderliche Montageplatte für den Linearantrieb
verzichtet und die Montagefläche
für die
Linearführung
direkt am Gerätesockel gefräst.
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Mit
Hilfe von Versteifungsrippen kann die notwendige Stabilität des Gerätes erreicht
werden. Bevorzugt werden diese senkrecht nach oben angebracht, d.
h. sie sind von der Ebene des Gerätesockels noch oben ausgerichtet,
sodass eine niedrigere Bauform erreicht werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Arbeitsabstand des Objektivs vergrößert, so
dass der Arbeitsabstand des Stereomikroskops beibehalten werden
kann.
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Vorteilhafterweise
wird an dem Stereomikroskop eine Schwenkeinrichtung vorgesehen,
die mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Präparates
gekoppelt ist. Damit ist gewährleistet, dass
beim Schwenken des Stereomikroskops die Beleuchtungseinrichtung
mitgeschwenkt und damit der Beleuchtungspunkt beibehalten wird.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, die Bedienknöpfe der
Schneideeinrichtung abgestuft vorzusehen, d. h. die Bedienknöpfe so an
der Schneideeinrichtung anzubringen, dass ihre seitliche Ausdehnung
abgestuft verläuft.
Damit ist es möglich,
den jeweiligen Bedienknopf alleine schon aufgrund seiner seitlichen
Position zu identifizieren, was eine Bedienung ohne Blickkontakt
zum Bedienknopf erleichtert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird die Gerätehaube
der Schneideeinrichtung so ausgestaltet, dass beim Schwenken des
Stereomikroskops um seine Schwenkachse die Beleuchtungseinrichtung
und das Stereomikroskop an der Gerätehaube berührungsfrei aneinander vorbeibewegt
werden können,
so dass Kollisionen vermieden werden können.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren
Beschreibungen.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1 eine Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten
nach dem Stand der Technik in Seitenansicht
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2 eine Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten
nach dem Stand der Technik in Aufsicht
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3 eine Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Seitenansicht
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4 eine Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Frontansicht
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5 eine Vorrichtung zum Schneiden
von Präparaten
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Aufsicht
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1 zeigt eine Schneideeinrichtung
nach dem Stand der Technik in Seitenansicht. Die Schneidevorrichtung 10 ist
dabei als Ultramikrotom ausgeführt.
Diese weist ein Stereomikroskop 12 auf, das über die
Bedienelemente 19, für
die Vergrößerungseinstellung, 15 für den Fokusweg
F und 17 für
eine Linearbewegung L vorgesehen sind. Eine Justiereinrichtung 16 ist
auf dem Messerträger 21 vorgesehen. Eine
Präparatjustiereinrichtung 18 ist
auf dem Präparathalter 23,
der mit dem Segmentbogen 24 in Verbindung steht vorgesehen.
Um die Zugänglichkeit zum
Präparathalter 23 und
zum Messer zu verbessern ist der Stereomikroskopträger 30 um
die Achse 13 drehbar. Der Stereomikroskopträger 30 ist
von einer Abdeckhaube 25 abgedeckt. Die Komponenten des
Ultramikrotoms sind auf einem relativ dicken Sockel 22 angebracht,
dessen Dicke nach hinten, d. h. vom Stereomikroskop in Richtung
des Präparathalters 23 zunimmt.
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Wie
aus 2 zu entnehmen ist,
sind die Bedienelemente 15 und 17 zu beiden Seiten
des Stereomikroskops 12 vorgesehen. Die Verschiebung L kann
in Richtung des Doppelpfeils erfolgen. Ebenfalls eingezeichnet ist
die Rotationsachse 13 sowie das Handrad 14. Insbesondere
die Bedienelemente 15 und 17 sind senkrecht zur
Verschiebungsrichtung L im Wesentlichen gleich dimensioniert.
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Derartige
Geräte,
die aus dem Stand der Technik bekannt sind, haben verschiedene Nachteile.
Die Schwenkung des Mikroskopträgers
kann zu Kollisionen mit dem Gehäuse
führen.
Dies ist jedoch bei der Herstellung von Dünnschnitten unbedingt zu vermeiden.
Wie aus den 1 und 2 zu erkennen ist, sind die
wesentlichen Bedienelemente in ergonomisch ungünstiger Position angeordnet.
Da diese für den
Benutzer zu hoch vorgesehen sind, ist eine schnelle Ermüdung des
Benutzers oftmals die Folge. Bei diesen Bedienelementen handelt
es sich im Wesentlichen um das Handrad 14, die Justiereinrichtungen
auf dem Messerträger 16 und
die Justiereinrichtung auf dem Segmentbogen mit Präparathalter 18. Ebenso
ergonomisch ungünstig
angeordnet sind die Bedienelemente für die Positionierung und Fokuseinstellung
des Stereomikroskops 12, also die Bedienelemente 15, 17,
und 19.
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In
den 3–5 ist die erfindungsgemäß verbesserte
Schneideeinrichtung in verschiedenen Ansichten dargestellt. In der
Seitenansicht der 3 ist klar
zu erkennen, dass der Gerätesockel 22 modifiziert,
d. h. abgeflacht ist. Diese Modifikation wurde dadurch erreicht,
dass die Höhe
des X-Y-Tisches 26, auf dem der Messerhalter fixiert ist,
verringert wurde. Hierzu wurde Montageflächen für die Linearführung direkt
am Gerätesockel 22 gefräst. Damit
kann auf eine zusätzliche
Montageplatte am Gerätesockel 22 verzichtet
werden. Außerdem
können
weiterhin Verstärkungsrippen
vorgesehen werden, die bevorzugt nach oben stehen und damit die
notwendige Stabilität gewährleisten.
Gleichzeitig ermöglicht
dies eine niedrige Bauhöhe.
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Trotz
dieser geänderten
konstruktiven Ausgestaltung kann die Einblicklage des Stereomikroskops 12 beibehalten
werden. Hierzu wird der Arbeitsabstand des Objektivs 27 vergrößert. In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann hierzu statt eines Arbeitsabstandes von 90 mm ein Arbeitsabstand
von 110 mm gewählt
werden. Dies führt
unmittelbar dazu, dass für
alle Manipulationen, die im Messer/Präparatbereich vorgenommen werden
sollen, mehr Platz zur Verfügung
steht.
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Um
das Stereomikroskop 12 an die Erfordernisse unterschiedlicher
Präparate
anpassen zu können
ist üblicherweise
eine Schwenkmöglichkeit
in Sehwenk richtung S vorgesehen. Um beim Schwenken um die Messerschneide
weiterhin eine gute Beleuchtung gewährleisten zu können, ist
die Auflichtbeleuchtung 28 so konzipiert, dass sie bei
einer Schwenkung des Stereomikroskops um einen bestimmten Weg in
Richtung S mitbewegt wird. Somit entfällt die sonst erforderliche
zusätzliche
Schwenkung der Beleuchtungseinrichtung 28.
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Wie
in der Aufsicht der 4 und
in der Frontansicht der 5 gezeigt
ist, sind die Bedienelemente 19, 29, 15 und 17 in
ihrer Länge,
d. h. in ihrer seitlichen Lage, abgestuft angeordnet, um eine Bedienung
auch ohne Sichtkontakt zu den Bedienelementen einfach zu ermöglichen.
Durch einfaches Tasten der Bedienelemente kann festgestellt werden, welches
von ihnen gerade ergriffen wurde. Somit ist es auf einfache Weise
möglich,
gezielt Manipulationen an der Position des Stereomikroskops oder
an dessen Fokus vorzunehmen. Mit der abgestuften Anordnung der Bedienelemente
wird darüber
hinaus ein Beitrag zur ergonomischen Verbesserung geleistet, da
knapp nebeneinander liegende Bedienelemente nun einfach und besser
betätigbar
sind. Ein Einklemmen der Finger des Benutzers ist weitgehend ausgeschlossen.
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Eine
Abdeckhaube 25 des Mikrotoms hat Ecken 20, die
in ihrer Form so angepasst sind, dass Kollisionsmöglichkeiten
mit dem Stereomikroskop 12 oder der Beleuchtung 28 vermieden
werden. Die Ecken 20 wurden daher weitgehend entfernt.
Hierzu wurde die Haube Abdeckhaube 25 an den Eckestellen 20 so
ausgenommen, dass auch beim Schwenken des Stereomikroskopträgers 30 um
die Achse 13 in keiner Schwenkposition 9 des Stereomikroskops 12 eine
Kollision der Beleuchtung 28 eintreten kann. Die Ecke 20 links
und rechts an der Abdeckhaube 25 ist jeweils als Hohlkehle
ausgebildet. Durch die Hohlkehle ist ein um Kollisionen mit der
Beleuchtung 28 beim Schwenken um die Achse 13 vermieden.
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- 10
- Schneidevorrichtung
- 12
- Stereomikroskop
- 13
- Rotationsachse
- 14
- Handrad
- 15
- Bedienelement
Fokusweg
- 16
- Justiereinrichtung
Messerträger
- 17
- Bedienelement
Linearschub
- 18
- Justiereinrichtung
Segmentbogen
- 19
- Bedienelement
Schärfe
- 20
- Ecke
der Haube
- 21
- Messerträger
- 22
- Sockel
- 23
- Präparathalter
- 24
- Segmentbogen
- 25
- Abdeckhaube
- 26
- X-Y-Tisch
- 27
- Objektiv
- 28
- Beleuchtung
- 29
- Bedienelement
- 30
- Stereomikroskopträger
- F
- Fokusweg
- L
- Linearbewegung
- S
- Schwenkrichtung
des Stereomikroskops