DE19650773A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop, die eine außerhalb des Beobachtungs­ strahlengangs angeordnete Lichtquelle, ein erstes Umlenkmit­ tel für das Licht, das zwischen der Lichtquelle und dem Beob­ achtungsstrahlengang des Mikroskops angeordnet ist, und wei­ tere Umlenkmittel für das Licht aufweist, die näher bei dem Beobachtungsstrahlengang als das erste Umlenkmittel angeord­ net sind.

Augenchirurgische Operationen stellen besondere Anforderungen an die Beleuchtung. Wichtig ist der Winkel, unter dem das Au­ ge relativ zum Beobachtungsstrahlengang des Operateurs be­ leuchtet wird. Eine gute Plastizität des Bildes durch die Schattenbildung an Strukturen im Augeninneren wird bei der Beleuchtung des Auges unter einem Winkel von einigen Grad, häufig um 6° zum Beobachtungsstrahlengang erzielt. Wird das Auge dagegen möglichst koaxial zum Beobachtungsstrahlengang beleuchtet (d. h., der Winkel zwischen Beobachtungsstrahlen­ gang und Beleuchtungsstrahlengang ist möglichst gering), führt dieses zur Ausbildung des sogenannten Rotreflexes. Die Pupille des operierten Auges leuchtet durch das von der Netz­ haut zurückgestreute Licht rötlich auf. Diese Beleuchtungsart ist bei Katarakt-Operationen sehr vorteilhaft, denn Gewebere­ ste, die beim Entfernen der Linse anfallen und zur Vermeidung von Komplikationen unbedingt zu entfernen sind, lassen sich im Gegenlicht des Rotreflexes gut erkennen. Die Rotreflexer­ zeugung ist zu einem wichtigen Hilfsmittel moderner Operati­ onstechniken geworden.

Weil bei den zur Rotreflexerzeugung benötigten geringen Win­ keln zwischen den Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengän­ gen die erwähnte Plastizität des Bildes nicht zu erzielen ist, ist zusätzlich zur Rotreflexbeleuchtung die gleichzeiti­ ge Beleuchtung unter ca. 6° vorteilhaft. Nicht in allen Sta­ dien der Operation ist aber ein Rotreflex erwünscht. Ein op­ timales Beleuchtungsmodul muß daher zwei Beleuchtungseinstel­ lungen bieten: In der ersten Stellung wird das OP-Feld mit einer Kombination aus der 6°-Beleuchtung und der koaxialeren Beleuchtung zur Rotreflexerzeugung beleuchtet. In der zweiten Stellung wird ausschließlich unter 6° beleuchtet.

Bei einer bekannten Beleuchtungsvorrichtung der eingangs ge­ nannten Art (DE 40 28 605 A1) fällt das Licht auf einen unter 45° geneigten Spiegel, der außerhalb des Beobachtungsstrah­ lengangs des Mikroskops angeordnet ist, und wird dort auf das Objekt umgelenkt, so daß der umgelenkte Lichtstrahl unter ei­ nem Winkel von ungefähr 6° auf das Objekt auftritt. Dieser Spiegel ist mit einer Ausnehmung versehen, durch die Licht auf einen zweiten Spiegel auftrifft, der nahe dem Beobach­ tungsstrahlengang bzw. auf demselben angeordnet ist. Der zweite Spiegel ist verschiebbar, so daß der Winkel zwischen Beleuchtungsrichtung und Beobachtungsstrahlengang auf Werte zwischen ungefähr 0 bis 4° eingestellt werden kann. Durch Blenden bei beiden Spiegeln können die Beleuchtungsstärken der beiden Strahlengänge eingestellt werden. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß der entstehende Rotreflex inhomogen ist, was die Sichtbarmachung von Geweberesten beeinträchtigt. Die Inhomogenität ist durch die zu den Beobachtungsstrahlen­ gängen unsymmetrische Anordnung des Spiegels für die Rotre­ flexerzeugung bedingt. Dieser Spiegel ist beim erwähnten Stand der Technik zwischen den beiden Beobachtungsstrahlen­ gängen angeordnet.

Bei einigen anderen Mikroskopen wird das Patientenauge daher für einen gleichmäßigen Rotreflex über Strahlteilerplatten absolut koaxial zum Beobachtungsstrahlengang beleuchtet. Da der Operateur durch diese Platten hindurchsehen muß, ist je­ doch nur eine geringe Beleuchtungsstärke möglich, so daß die Intensität des Rotreflexes gering ist.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß für einen gleichmäßigen intensiven Rotreflex das Auge möglichst koaxial zum Beleuch­ tungsstrahlengang beleuchtet werden soll. Außerdem muß die Beleuchtungsoptik (Spiegel, Prismen usw.) für gute Homoge­ nität des Rotreflexes möglichst symmetrisch zu den Beobach­ tungsstrahlengängen angeordnet sein. Das Beleuchtungsmodul muß dem Operateur darüber hinaus die Möglichkeit bieten, durch Umschalten zwischen den beiden oben geschilderten Be­ leuchtungsarten zu wählen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Operati­ onsmikroskop zu schaffen, das die genannten Nachteile vermei­ det und das ein besseres Arbeiten mit dem Mikroskop erlaubt.

Im Gegensatz zum Stand der Technik sind nicht die weiteren Umlenkmittel verschiebbar, sondern das erste Umlenkmittel bzw. ein Teil des ersten Umlenkmittels. Dadurch können die weiteren Umlenkmittel nahe bei den Beobachtungsstrahlengän­ gen, dieselben ganz oder teilweise umschließend, angeordnet werden. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiger Rotreflex erhal­ ten. Die Einstellung der relativen Helligkeiten zwischen 0°- Beleuchtung (hier ist die Beleuchtung für den Rotreflex ge­ meint, die auch einen kleinen von 0° verschiedenen Winkel aufweisen kann) und 6°-Beleuchtung kann in der gewünschten Weise gewählt werden.

Das Licht für die 0°-Beleuchtung wird vom einen Umlenkelement des ersten Umlenkmittels auf das andere gelenkt und von des­ sen Rückseite dann zu den weiteren Umlenkmitteln für die 0°- Beleuchtung geführt. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das vom Beobachtungsobjekt weiter entfernte Umlenkelement des ersten Umlenkmittels verschiebbar angeordnet, womit eine ähnliche Wirkung erhalten werden kann. Es ändert sich dabei im wesentlichen nur der Winkelbereich, der mit der 6°-Be­ leuchtung erzielt werden kann.

Da die weiteren Umlenkmittel nicht nur zwischen den beiden Beobachtungsstrahlengängen, sondern auch auf beiden Seiten derselben angeordnet sind, müssen die weiteren Umlenkmittel verhältnismäßig großflächig beleuchtet werden. Dies kann we­ gen der kompakten Bauweise der Mikroskope zu Platzproblemen führen. Vorteilhafterweise sind daher zwischen dem ersten Um­ lenkmittel und den weiteren Umlenkmitteln zusätzliche Umlenk­ elemente vorgesehen. Der ursprüngliche Lichtstrahl und das erste Umlenkmittel kann daher verhältnismäßig klein ausgebil­ det werden, wobei dann die Lichtstrahlen für die 0°-Beleuch­ tung hinter dem ersten Umlenkmittel durch die zusätzlichen Umlenkelemente aufgefächert und auf die verschiedenen Umlenk­ elemente der weiteren Umlenkmittel gelenkt werden.

Normalerweise wird man zwischen den beiden Beobachtungsstrah­ lengängen und auf der Außenseite dieser Strahlengänge je ein Umlenkelement der weiteren Umlenkmittel vorsehen. Die weite­ ren Umlenkmittel können aber auch einstückig sein und beide Strahlengänge umgeben, z. B. ein Spiegel mit zwei Bohrungen für die Beobachtungsstrahlengänge.

Um die Helligkeit der 6°-Beleuchtung (der Winkel dieser seit­ lichen Beleuchtung muß natürlich nicht genau 6° sein) zu ver­ ändern, kann zusätzlich zu der Tatsache, daß ein Umlenkele­ ment des ersten Umlenkmittels verschiebbar ist, eine Blende im Strahlengang des ersten Umlenkmittels vorgesehen sein.

Die Beleuchtungseinrichtung kann eine oder mehrere Licht­ quellen aufweisen. Als Umlenkmittel können Prismen verwendet werden. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind die Umlenkmittel dagegen Spiegel.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in seitlicher Ansicht den Strah­ lengang bei einer Ausführungsform;

Fig. 2 den Strahlengang der Ausführungsform der Fig. 1 bei einer anderen Arbeitsstellung;

Fig. 3 in Draufsicht die optischen Elemente in der Stellung der Fig. 1;

Fig. 4 in Draufsicht die optischen Elemente in der Stellung der Fig. 2; und

Fig. 5 und 6 alternative Ausführungsformen in Draufsicht der optischen Elemente.

In den Fig. (es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen) ist das Objektiv eines Operationsmikroskops mit 3 bezeichnet. Der Beobachtungsstrahlengang 4 verläuft ein wenig außerhalb der optischen Achse 5. Der Beobachtungsstrahlengang 4 geht dabei durch weitere Linsen 6 hindurch. Da die Darstel­ lung von der Seite ist, ist nur einer der beiden Beobach­ tungsstrahlengänge 4 des Stereomikroskops zu sehen; der ande­ re liegt hinter dem gezeigten Beobachtungsstrahlengang.

Rechts in den Fig. 1 und 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 gezeigt, die Licht auf ein erstes Umlenkmittel 1 lenkt, das aus zwei Spiegeln 1a, 1b besteht. Durch diese Spiegel 1a und 1b wird das Licht in Form von Lichtbündeln 8a, 8b unter einem mittleren Winkel von ungefähr 6° auf das Objekt 9 gelenkt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung ist der dem Objekt 9 nä­ her gelegene Spiegel 1a in Richtung auf die Lichtquelle 7 be­ wegt worden und erzeugt nunmehr ein Lichtbündel, das dem Lichtbündel 8b der Fig. 1 entspricht und die 6°-Beleuchtung bewirkt. Das auf den Spiegel 1b fallende Licht wird auf die Rückseite des Spiegels 1a und von dort auf die weiteren Um­ lenkmittel 2 umgelenkt, um dann als achsnahes Lichtbündel 10 (0°-Beleuchtung) auf das Objekt 9 gelenkt zu werden. Die re­ lative Intensität der beiden Lichtbündel 8b und 10 kann ei­ nerseits durch Verschiebung des Spiegels 1a in Richtung des Doppelpfeiles 11 und andererseits durch eine verschiebbare Blende 12 geregelt werden, mit der das Lichtbündel 8b teil­ weise abgedunkelt werden kann.

Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, bestehen die weiteren Umlenkmittel 2 aus drei Spiegeln 2a, 2b, 2c, die beidseitig der Beobachtungsstrahlgänge 4a, 4b angeordnet sind. Bei der Stellung der Fig. 4 wird das Licht auf den mittleren Spiegel 2b direkt von den Spiegeln 1a, 1b gelenkt, während es auf die beiden äußeren Spiegel 2a, 2c über zusätzliche Umlenkspiegel 13 bis 16 gelenkt wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 sind die zusätzlichen Spiegel 13 bis 16 anders positioniert. Diese Ausführungsform ist gegenüber derjenigen der Fig. 3 und 4 weniger kompli­ ziert, kann in der Praxis aber aus Platzgründen scheitern, weil nun zwischen den Beobachtungsstrahlgängen 4a, 4b und dem Spiegel 1a die Spiegel 13 und 15 angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 umschließt der einstückig ausgebildete Spiegel 2 die Beobachtungsstrahlengänge 4a und 4b und ist zu diesem Zweck mit Bohrungen versehen, durch die die Beobachtungsstrahlengänge hindurchgehen.

Durch alle diese Ausführungsformen kann die relative Intensi­ tät der Beleuchtung für den Rotreflex und die die Plastizität erhöhende 6°-Beleuchtung variiert werden, um optimale Opera­ tionsbedingungen zu erhalten.

Die größtmögliche Lichtmenge von 50% der gesamten Lichtmenge kann bei einem Flächenverhältnis der Spiegel 1a und 1b von 1 : 1 auf die Umlenkelemente 2a bis 2c zur Rotreflexerzeugung gelenkt werden. Die kontinuierliche Dosierung der Beleuch­ tungsintensität für die Rotreflexerzeugung ist über das Ver­ fahren des Spiegels 1a möglich, so daß ein vom Arzt indivi­ duell bevorzugtes Intensitätsverhältnis der Strahlen einge­ stellt werden kann.

Die drei Spiegel 2a, 2b und 2c sind relativ zu den Beobach­ tungsstrahlengängen 4a, 4b mit maximaler Symmetrie angeord­ net, damit der Rotreflex für den Betrachter möglichst homogen über den gesamten Pupillenbereich aufleuchtet. Jeder der bei­ den Beobachtungsstrahlengänge 4a, 4b wird dazu jeweils von zwei Spiegelelementen 2a, 2b oder 2c flankiert. Mit der er­ findungsgemäßen Spiegelanordnung wird die vom Spiegel 1a kom­ mende Lichtmenge vollständig zur Rotreflexerzeugung genutzt, d. h. es kann also die hohe Intensität von 50% des Lichtes der Lichtquelle zur Rotreflexerzeugung eingesetzt werden.

Eine ähnliche Funktion würde sich ergeben, wenn bei der An­ ordnung der Fig. 1 der Spiegelteil 1a fest montiert wäre und der Spiegelteil 1b senkrecht zum Beobachtungsstrahlengang verschoben würde. Diese Lösung hätte zur Konsequenz, daß der feststehende Spiegel 1a nahe den Beobachtungsstrahlengängen zusätzlich zu den Spiegeln 2a, 2b, 2c zur Rotreflexerzeugung beiträgt. Gleichzeitig würde aber die Plastizität des Bildes vermindert.

Claims (9)

1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop, die eine außerhalb des Beobachtungsstrahlengangs angeordnete Lichtquelle, ein erstes Umlenkmittel für das Licht, das zwischen der Lichtquelle und dem Beobachtungsstrahlengang des Mikroskops angeordnet ist, und weitere Umlenkmittel für das erste Licht aufweist, die näher bei dem Beobach­ tungsstrahlengang als das erste Umlenkmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umlenkmittel (1) aus zwei Umlenkelementen (1a, 1b) besteht, von denen eines (1a oder 1b) feststeht und von denen das andere (1b oder 1a) bewegbar ist und von denen das zum Beobachtungs­ objekt näher angeordnete Umlenkelement (1a) auch auf sei­ ner von der Lichtquelle abgewandten Seite mit einer Um­ lenkeinrichtung versehen ist, so daß von dieser Seite das oder ein Teil des von dem anderen Umlenkelement (1b) in Richtung Beobachtungsobjekt reflektierten Lichtes in Richtung der weiteren Umlenkmittel (2, 2a, 2b, 2c) ge­ lenkt wird.

2. Operationsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den ersten (1) und den zweiten (2) Um­ lenkmitteln weitere Umlenkelemente (13-16) vorgesehen sind.

3. Operationsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Umlenkmittel (2) einstückig ist und die Beobachtungsstrahlengänge (4, 4a, 4b) um­ schließt.

4. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das näher zum Beobachtungs­ objekt (9) angeordnete Umlenkelement (1a) des ersten Umlenkmittels (1) in Richtung zur Lichtquelle (7) und von derselben wegbewegbar ist.

5. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das weiter vom Beobachtungs­ objekt (9) entfernte Umlenkelement (1b) des ersten Um­ lenkmittels (1) in Richtung zur Lichtquelle (7) und von derselben wegbewegbar ist.

6. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des ersten Um­ lenkmittels (1) eine Blende (12) angeordnet ist.

7. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtquellen vorgesehen sind.

8. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß Prismen als Umlenkmittel (1, 2, 13-16) vorgesehen sind.

9. Operationsmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß Spiegel als Umlenkmittel (1, 2, 13-16) vorgesehen sind.