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Die Erfindung betrifft eine optische
Vorrichtung zur lösbaren
Befestigung an einem zur kontaktfreien Beobachtung eines Auges geeigneten
Mikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der Augenheilkunde und dabei insbesondere
bei der Glaskörperchirurgie
werden gattungsgemäße Vorrichtungen
in Kombination mit entsprechend geeigneten Mikroskopen benutzt,
um eine kontaktfreie Weitwinkel-Beobachtung des Auges zu ermöglichen.
Insbesondere bei Operationen am Auge werden gattungsgemäße optische
Vorrichtungen verwendet, damit der Operateur seine mit den Operationswerkzeugen
durchgeführten
Bewegungen beobachten kann, wobei durch die Verstellung der Linse
im Bereich zwischen dem Objektiv des Mikroskops und dem Auge die
Fokussierung in unterschiedlichen Ebenen ermöglicht wird.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise
aus der
EP 11 99 591
A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung kann die Antriebsbewegung
eines am Mikroskop vorgesehenen Antriebsmotors mit Hilfe einer flexiblen
Antriebswelle auf ein an der Vorrichtung vorgesehenes Lineargetriebe übertragen
werden.
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Da mit gattungsgemäßen Vorrichtungen
in unmittelbarer Nähe
zum Operationsgebiet im Auge gearbeitet wird, ist die Sterilisation
der Vorrichtungen, beispielsweise durch Erhitzen und Begasen im
Autoklaven, von allergrößter Bedeutung.
Nachteilig an der aus der
EP
11 99 591 A1 bekannten Vorrichtung ist es, dass zur Übertragung
der Antriebsbewegung eine relativ steife Antriebswelle erforderlich
ist. Aufgrund der Steifheit der Antriebswelle kann diese nämlich nur
unzureichend flexibel entlang geeigneter Befestigungspunkte fixiert
werden, so dass es zu ungewollten Verunreinigungen der Welle durch
den Kontakt mit nichtsterilisierten Gegenständen, beispielsweise dem Gehäuse des
Mikroskops, kommen kann. Weiter nachteilig an dem Antrieb mittels
einer Antriebswelle ist es, dass die Vorrichtung relativ zum Mikroskop
nur innerhalb bestimmter Grenzen verschwenkt werden kann, da die
Antriebswelle dadurch leicht abknicken kann. Außerdem ist der maximale Abstand
zwischen Antriebsmotor und Vorrichtung durch die Antriebswelle begrenzt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist deshalb ausgehend von diesem Stand der Technik eine neue optische
Vorrichtung zur lösbaren
Befestigung an einem Mikroskop vorzuschlagen, deren Handhabung und
hygienischen Eigenschaften gegenüber den
bekannten Vorrichtungen verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß der Lehre
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor zur ferngesteuerten
Verstellung der Linse im Bereich zwischen Auge und Objektiv des
Mikro skops in die Vorrichtung integriert, so dass die Vorrichtung
insgesamt zusammen mit dem Antriebsmotor vom Mikroskop gelöst werden
und durch geeignete Verfahren sterilisiert werden kann. Durch die
Integration des Antriebsmotors in die Vorrichtung wird erreicht,
dass die Antriebswelle zur Übertragung
des Antriebsmoments vom Antriebsmotor auf die Vorrichtung entfallen
kann. Vielmehr wird die zur Verstellung der Linse erforderliche
Antriebsbewegung innerhalb der Vorrichtung durch Umwandlung elektrischer
Energie in mechanische Energie erzeugt.
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Um eine ausreichende Sterilisation
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu erreichen, werden bekannte Verfahren, wie beispielsweise das
Autoklavieren unter Druck und Temperatureinfluss oder das Bedampfen
eingesetzt. Diese Sterilisationsverfahren stellen für die elektromechanischen
Komponenten des Elektromotors eine potentielle Beschädigungsgefahr
dar. Insbesondere kann es durch thermische Belastungen und Korrosion
zu Beschädigungen
im Antriebsmotor kommen. Um derartige Beschädigungen durch die Sterilisationsverfahren über lange
Nutzungsdauern zuverlässig
ausschließen
zu können, ist
der Antriebsmotor nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in
einem gas- und feuchtigkeitsdichten Gehäuse gekapselt. Im Ergebnis
wird dadurch erreicht, dass der Antriebsmotor gegenüber der
Umgebungsatmosphäre
abgeschottet ist, so dass im Rahmen der üblichen Sterilisationsverfahren keine
Gase oder Feuchtigkeit zu den elektromechanischen Komponenten des
Antriebsmotors gelangen können.
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Jede Öffnung im Gehäuse zur
gekapselten Aufnahme des Antriebsmotors stellt eine potentielle Störungsquelle
dar, die den Einsatz entsprechend geeigneter Abdichtungsmaßnahmen
erfordern, so dass auch bei längeren
Nutzungsdauern Gase oder Feuchtigkeit nicht ins Innere des Gehäuses eintreten können. Besonders
schwierig abzudichten sind dabei Gehäusedurchtritte, durch die eine
Antriebsbewe gung, beispielsweise unter Verwendung einer am Antriebsmotor
vorgesehenen Antriebswelle, aus dem Inneren des Gehäuses nach
außen übertragen
wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann dieses Problem
durch Einsatz einer berührungslos
wirkenden Kupplung, insbesondere einer Magnetkupplung, gelöst werden.
Derartige berührungslos
wirkende Kupplungen weisen einen Antriebsteil und einen Abtriebsteil
auf, wobei die Antriebsbewegung zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil
berührungslos, beispielsweise
durch Magnetfelder, übertragen
wird. Um einen Gehäusedurchtritt
zur Übertragung
der Antriebsbewegung des Antriebsmotors vom Inneren des Gehäuses nach
außen
zu vermeiden, wird der Antriebsteil der berührungslos wirkenden Kupplung zusammen
mit dem Antriebsmotor im Gehäuse
gekapselt. Das Abtriebsteil der berührungslos wirkenden Kupplung
wird dagegen außerhalb
des Gehäuses
angeordnet und stellt dadurch die vom Antriebsmotor auf das Antriebsteil
der Kupplung übertragende
Antriebsmomente außerhalb
des Gehäuses
zur Verfügung.
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Um den Antriebsmotor mit elektrischer
Energie versorgen zu können,
kann ein elektrisches Kabel vorgesehen sein, das durch eine Öffnung im
Gehäuse
durchtritt und elektrisch leitend an den Antriebsmotor angeschlossen
ist. Da das elektrische Kabel selbst keine Bewegungen überträgt, kann
die Durchtrittsöffnung
zum Durchtritt des elektrischen Kabels relativ einfach durch geeignete
Dichtmittel gas- und feuchtigkeitsdicht abgedichtet werden. Außerdem können elektrische
Kabel aufgrund ihrer hohen Biegsamkeit in einfacher Weise entlang
prinzipiell beliebiger Verlegewege fixiert werden. Auch das Verschwenken
der Vorrichtung relativ zum Mikroskop wird durch die hohe Flexibilität der elektrischen
Kabel nicht behindert. Zur Abdichtung des Dichtspaltes zwischen
Gehäuse
und elektrischem Kabel kann ein Dichtring vorgesehen werden, der
beispielsweise durch eine geeignete Quetschmutter fixiert wird.
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Alternativ bzw. additiv zur Verwendung
eines Dichtrings kann zur gekapselten Abdichtung des Antriebsmotors
im Gehäuse
auch eine aushärtbare
Vergussmasse verwendet werden, mit der Hohlräume im Inneren des Gehäuses gas-
und feuchtigkeitsdicht ausgegossen werden. Soweit erforderlich,
kann die Vergussmasse dabei auch unter Druck in das Gehäuse eingepresst
werden, um Hohlräume
zuverlässig zu
füllen
und Dichtspalte zu verschließen.
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Um die Vergussmasse in einfacher
Weise in das Gehäuse
einbringen zu können,
kann das Gehäuse
zumindest eine Einfüllöffnung aufweisen.
Dadurch wird es insbesondere möglich,
den Antriebsmotor zunächst
vollständig
im Gehäuse
zu montieren und erst nach Abschluss der Entmontage das Gehäuse durch
Einbringung der Vergussmasse abzudichten.
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Da bei der Sterilisation der Vorrichtung
im Normalfall auch das elektrische Anschlusskabel mit sterilisiert
werden muss, sollte vorzugsweise ein zur Sterilisierung geeigneter
Stecker am Ende des elektrischen Kabels vorgesehen werden.
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Alternativ zur Verwendung eines elektrischen
Kabels zur Versorgung des Antriebsmotors mit elektrischer Antriebsenergie
können
an der Vorrichtung auch Akkumulatoren vorgesehen sein, die eine netzfreie
Energieversorgung des Antriebsmotors gewährleisten. Wird darüber hinaus
auch noch eine drahtlose Datenübertragung
zur Vorrichtung vorgesehen, über
die die zur Steuerung der Vorrichtung erforderlichen Steuerdaten übertragen
werden können, so
kann im Ergebnis dadurch erreicht werden, dass abgesehen von der
mechanischen Befestigung der Vorrichtung am Mikroskop eine vollständige Entkopplung
zwischen den sterilisierten Teilen der Vorrichtung und den nichtsterilisierten
Teilen des Mikroskops gegeben ist.
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Welche Art von Linsen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung
befestigt werden, ist grundsätzlich
beliebig. Da jedoch die Linse das dem Auge nächstliegende Teil der Vorrichtung
ist, die mit nur geringem Abstand oberhalb des Auges angeordnet werden
muss, sind höchste
Anforderungen an die Sterilität
der Linse und linsennahe Bauteile zu fordern. Nach einer bevorzugten
Ausführungsform
werden deshalb Einweglinsen verwendet, die zusammen mit dem zur
Befestigung der Linse vorgesehenen Halteorgan nach jeder Operation
entsorgt werden.
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Besonders geeignet zur Verwendung
an den vorgeschlagenen optischen Vorrichtungen sind Linsen, die
in der Art von ausgebildet sind. Vorzugsweise werden dabei höherbrechenden
asphärischen
Lupen eingesetzt, die ein seitenverkehrtes, auf dem Kopf stehendes
Bild entwerfen, das von einem entweder im parallelen Strahlengang
oder alternativ unterhalb des Objektivs angeordneten Umkehrsystem, beispielsweise
einem Umkehrprisma, aufgerichtet und seitenkorrigiert wird.
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Um die Einweglinsen mit dem zugeordneten Halteorgan
im Hinblick auf die nur einmalige Verwendung mit vertretbaren Kosten
herstellen zu können, ist
die Fertigung der Linse und/oder des Halteorgans aus Kunststoff
besonders vorteilhaft.
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Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft
erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein
Mikroskop mit einer daran befestigten erfindungsgemäßen optischen
Vorrichtung in seitlicher Ansicht;
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2 das
Mikroskop mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
gemäß 1 in Ansicht von hinten;
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3 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer vergrößerten perspektivischen
Ansicht;
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4 den
Antriebsmotor der Vorrichtung gemäß 3 im Querschnitt;
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5 den
Antriebsmotor der Vorrichtung gemäß 3 in einer Explosionsdarstellung.
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In 1 ist
ein Mikroskop 01 mit einem Gehäuse 02, einem Okular 03 und
einem Objektiv 04 dargestellt. Das Mikroskop 01 kann
zur Weitwinkel-Beobachtung eines lediglich schematisch dargestellten
Auges 05 während
einer Augenoperation eingesetzt werden. Dabei wird die optische
Achse 06 auf das Operationsgebiet im Auge 05 ausgerichtet,
um das Operationsgebiet im Okular 03 vergrößert betrachten
zu können.
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An der Unterseite des Gehäuses 02 des
Mikroskops 01 ist eine Halterung 07 am Mikroskop
befestigt. Mittels der Halterung 07 kann eine erfindungsgemäße optische
Vorrichtung 08 lösbar
am Mikroskop 01 befestigt werden. Die Vorrichtung 08 dient
dazu, eine Linse 09 im Strahlengang entlang der optischen
Achse 06 fixieren zu können.
Um eine seitenrichtige Betrachtung der Bewegung der Operationsinstrumente
im Auge zu ermöglichen,
ist außerdem im
Strahlengang des Mikroskops 01 ein Umkehrprisma 39 vorgesehen.
Alternativ dazu kann auch eine andere geeignete Umkehreinrichtung
verwendet werden, die beispielsweise auch unterhalb des Objektivs 04 angeordnet
sein kann. Die Halterung 07 kann spezifisch auf Mikroskoptypen
unterschiedlicher Hersteller abgestimmt werden, um dadurch die Befestigung
baugleicher optischer Vorrichtungen 08 an verschiedenen
Mikroskoptypen zu ermöglichen.
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Die Linse 09 kann mittels
eines Halteorgans 10 an einem Haltearm 11 der
Vorrichtung 08 aufgesteckt werden. Zweckmäßig ist
es dabei, wenn die Linse 09 und/oder das Halteorgan 10 aus
Kunststoff hergestellt sind und nach jeder einzelnen Operation entsorgt
werden.
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Der Haltearm 11 besteht
aus einem Führungsrohr 12 und
einer darin elastisch gelagerten Teleskopstange 13. Dadurch
wird gewährleistet,
dass beim ungewollten Kontakt zwischen Auge 05 und Linse 09 die
Linse 09 nach oben ausweichen kann, so dass eine Verletzung
des Auges vermieden wird. Der Haltearm 11 seinerseits ist
an einer Traverse 14 befestigt, die auf einem feststehenden
Stab 15 in Richtung der optischen Achse 06 längsverschiebbar
ist und mit einer Gewindespindel 16 in Eingriff steht.
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Die Vorrichtung 08 ist an
der Halterung 07 schwenkbar und drehbar gelagert, so dass
die Vorrichtung 08 bei Bedarf aus dem Strahlengang des
Mikroskops herausgeschwenkt werden kann und außerdem in unterschiedliche
Stellungen verdreht werden kann. Die baulichen Einzelheiten dazu
sind fachbekannt und in der Zeichnung nicht näher erläutert. Die Gewindespindel 16 ist
drehbar auf einer Grundplatte 17 gelagert und kann mittels
eines in einem Gehäuse 18 angeordneten
Antriebsmotors 24 (siehe 4) über eine
Antriebsriemen 19 rotatorisch angetrieben werden. Außerdem ist
zum rotatorischen Antrieb der Gewindespindel 16 von Hand
ein Handrad 20 vorgesehen, das drehfest mit der Gewindespindel 16 verbunden
ist.
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Durch rotatorischen Antrieb der Gewindespindel 16 mittels
des Antriebsmotors 24 oder mittels des Handrads 20 wird
die Traverse 14 angehoben bzw. abgesenkt, so dass durch
entsprechende Verstellung der Linse 09 im Strahlengang
des Mikroskops 01 eine Fokussierung in unterschiedlichen
Höhenebenen
des Auges 05 ermöglicht
wird. Zur Versorgung des im Gehäuse 18 angeordneten
Antriebsmotors mit elektrischer Energie ist ein elektrisches Kabel 21 vorgesehen,
das mittels eines sterilisierbaren Steckers 22 lösbar an
eine im Umkehrprisma 39 vorgesehene Spannungsquelle angeschlossen
werden kann.
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In 2 ist
das Mikroskop 01 und die Vorrichtung 08 mit den
verschiedenen Bestandteilen in Ansicht von hinten dargestellt.
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3 zeigt
die Vorrichtung 08 in einer vergrößerten Darstellung in Perspektive
von schräg
unten. Man erkennt, dass an der Vorrichtung 08 ein Haltering 23 vorgesehen
ist, mit dem zusätzliche
Linsen im Strahlengang des Mikroskops 01 fixiert werden können.
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In 4 ist
das gekapselte Gehäuse 18 mit dem
darin angeordneten Antriebsmotor 24 und einer zur Übertragung
der Antriebsbewegung auf den Antriebsriemen 19 vorgesehenen
Magnetkupplung 25 im Querschnitt dargestellt. Das Gehäuse 18 ist
aus einem oberen Gehäuseteil 18a und
einem unteren Gehäuseteil 18b zusammengesetzt,
wobei beide Gehäuseteile 18a und 18b gas-
und flüssigkeitsdicht miteinander
verbunden, beispielsweise verklebt sind. Das untere Gehäuseteil 18b weist
einen Befestigungsvorsprung 26 auf, mit dem das Gehäuse 18 an der
Grundplatte 17 durch Einschrauben einer Befestigungsschraube 27 an
der Grundplatte 17 fixiert werden kann.
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Das Gehäuse 18 weist an seinem
oberen Ende eine Öffnung 28 zum
Durchtritt des elektrischen Kabels 21 ins Innere des Gehäuses 18 auf.
Der Antriebsmotor 24 ist in 4 lediglich
schematisch dargestellt, so dass die Drahtwicklungen des Antriebsmotors 24 nicht
im Einzelnen erkennbar sind. Die Magnetkupplung 25 besteht
aus einem Antriebsteil 25a und einem Abtriebsteil 25b,
an denen jeweils 4 Permanentmagneten vorgesehen sind. Der Abtriebsteil 25b der
Magnetkupplung ist an der Grundplatte 17 außerhalb
des Gehäuses 18 drehbar
gelagert. Der Antriebsteil 25a seinerseits ist innerhalb
des Gehäuses
gekapselt und mit der Antriebswelle des Antriebsmotors 24 drehfest
verbunden. Wird nun der Antriebsteil 25a der Magnetkupplung 25 vom
Antriebsmotor 24 rotatorisch angetrieben, so wird die dadurch
hervorgerufene Antriebsbewegung durch die Veränderung der Magnetfelder auf
den Abtriebsteil 25b berührungslos übertragen. Eine Durchtrittsöffnung im
Gehäuse 18 zur
Durch führung
der vom Antriebsmotor erzeugten Stellbewegung kann somit entfallen.
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Zur Abdichtung der Durchtrittsöffnung 28 ist einerseits
ein Dichtring 29 vorgesehen, der mittels einer am Gehäuse 18 aufschraubbaren
Quetschmutter 30 im Dichtspalt zwischen Kabel 21 und
Gehäusewandung
des Gehäuses 18 festgelegt
wird. Außerdem
ist zur Abdichtung des Gehäuses 18 der
Bereich oberhalb des Antriebsmotors 24, in dem der elektrische
Anschluss zwischen Antriebsmotor 24 und den verschiedenen
Leitungen des Kabels 21 hergestellt wird, mit einer Vergussmasse 31 ausgegossen.
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5 stellt
den Antriebsmotor 24 und das Gehäuse 18 in einer Explosionszeichnung
dar. Man erkennt das Kabel 21 mit dem daran befestigten
und zur Sterilisierung geeigneten Stecker 22. Am Antriebsmotor 24 sind
zwei Anschlussklemmen 32 vorgesehen, an denen die Leitungsenden
der im Kabel 21 geführten
elektrischen Leitungen 33 angelötet werden können. Die
Antriebswelle 34 des Antriebsmotors 24 wird mittels
eines Gewindestifts 35 am Antriebsteil 25 der
Magnetkupplung 25 drehfest befestigt. Das obere Ende der
Antriebswelle 34 wird mit einer Wellenabdeckung 36 nach
außen
hin abgedeckt.
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In 5 ist
die Vergussmasse 31 im ausgehärteten Zustand dargestellt.
Es ist jedoch dabei darauf hinzuweisen, dass die Vergussmasse 31 nicht
als ausgehärtetes
Bauteil in das Gehäuse 18 eingebaut wird.
Vielmehr wird der Antriebsmotor 24 zunächst vollständig elektrisch und mechanisch
im Gehäuse 18 montiert
und zuletzt das Gehäuse 18 durch
Anbringung des Dichtrings 29 und der Quetschmutter 30 verschlossen.
Erst daran anschließend
wird die Vergussmasse 31 in noch nicht ausgehärteter Form ins
Gehäuse 18 eingebracht,
um eine hermetische Kapselung des Antriebsmotors nach außen hin
zu gewährleisten.
Zur Einbringung der zunächst
noch flüssigen
Vergussmasse 31 ins Gehäuse 18 ist
im oberen Gehäuseteil 18a eine
Einfüll öffnung 37 vorgesehen.
Anschließend
wird die Einfüllöffnung 37 durch Einschrauben
eines Gewindestifts 38 nach außen hin verschlossen.