DE19650773A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop - Google Patents
Beleuchtungsvorrichtung für ein OperationsmikroskopInfo
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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.
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