DE3528356A1 - Vorrichtung fuer die untersuchung und chirurgie der vorderen und hinteren augenabschnitte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Untersuchung und Chirurgie der vorderen und hinteren Augenabschnitte.

Für die Untersuchung und operative Therapie in den vorderen Augenabschnitten stehen seit langem Operationsmikroskope zur Verfügung, die bei stereoskopischer Beobachtung eine geräteinterne paraxiale Beleuchtung und eine Schrägbeleuchtung durch Faseroptik oder Spaltbeleuchtung gestatten und die mit einer pankratischen Vergrößerungsvariation sowie mit Anschlußmitteln für ein Mitarbeitermikroskop und für Dokumentationsvorrichtungen ausgestattet sind.

Ein Operationsmikroskop für mehrere Beobachter und mit einem pankratischen System im Beobachtungsstrahlengang ist in der DE-PS 29 49 428 beschrieben. Ein optisches System variabler Schnitt- und Brennweite, das mit dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes kombinierbar ist, ist aus der DE-OS 32 02 075 A1 bekannt. Der Beleuchtungsstrahlengang in einem Operationsmikroskop ist im "Handbuch für Augenoptik", herausgegeben von Carl Zeiss, 1977, Seite 223 gezeigt.

Zur Untersuchung des Augenhintergrundes sind Ophthalmoskope bekannt, die es gestatten, in direkter oder indirekter Betrachtung die Netzhaut des Auges über Spiegel oder Prismen durch die Pupille zu beleuchten und zu beobachten. Derartige Ophthalmoskope sind z. B. bekannt aus dem genannten "Handbuch für Augenoptik", Seiten 217 und 218.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät anzugeben, mit dem mikrochirurgische Operationen gleichermaßen an den vorderen und hinteren Augenabschnitten durchgeführt werden können. Die vorderen Augenabschnitte umfassen Hornhaut, Iris und Linse. Mit der operativen Therapie am hinteren Augenabschnitt, der sogenannten Vitrektomie, werden der Glaskörper und die Netzhaut behandelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskops ein ophthalmoskopisches Objektiv angeordnet ist, das jede zwischen Hornhaut und Fundus liegende Ebene des Auges in eine Zwischenbildebene abbildet, daß die Schnitt- und Brennweite sowie die Vergrößerung des optischen Gesamtsystems der Vorrichtung stufenlos veränderbar sind und daß ein System zur lateralen Pupillenvertauschung bei gleichzeitiger Bildumkehr im stereoskopischen Strahlengang und ein System zur Beseitigung der im Beleuchtungsstrahlengang auftretenden Reflexe vorgesehen sind.

Die kombinatorische Verwendung der Vorrichtung als Operationsmikroskop für die vorderen Augenabschnitte und als stereoskopisches Ophthalmoskop für die hinteren Augenabschnitte wird gewährleistet durch ein achromatisches, asphärischen Ophthalmoskopobjektives der Brennweite f = 25,7 mm, angeordnet vor dem Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes. Das Ophthalmoskopobjektiv ist zweckmäßigerweise in variablem Abstand zum Patientenauge positionierbar. Durch das Operationsmikroskop wird das Zwischenbild beobachtet, welches das Ophthalmoskopobjektiv vom Objekt liefert.

Bei Betrachtung des Fundus ist das Ophthalmoskopobjektiv im Abstand seiner Brennweite f von der Hornhaut des Patientenauges positioniert und der Fundus wird über das Brechkraftsystem Auge-Ophthalmoskopobjektiv in die Zwischenbildebene transformiert. Hinsichtlich der Beleuchtung wird die Austrittspupille der Beleuchtungseinrichtung, wie es bei Ophthalmoskopen üblich ist, in die Pupille des zu untersuchenden Auges abgebildet.

Bei Betrachtung der äußeren Medien des Auges ist das Ophthalmoskop im Abstand 2 f von der Hornhaut des Patientenauges positioniert und das Objekt wird durch das Ophthalmoskopobjektiv unter Bildumkehr in die Zwischenbildebene abgebildet. Die genannte ophthalmoskopische Beleuchtung wirkt dann am Objektort wie eine paraxiale Mikroskopbeleuchtung und erhellt homogen ein Feld von ca. 15 mm Durchmesser.

Durch die Kombination des Hauptobjektives des Operationsmikroskops mit einem System variabler Schnitt- und Brennweite, wie es im Prinzip aus der europäischen Patentanmeldung 00 85 308 bekannt ist, kann erreicht werden, daß das Mikroskop neben einer pankratischen Vergrößerungsvariation eine kontinuierliche Objektivfokussierung besitzt, durch welche die feste Brennweite des Hauptobjektives von beispielsweise f = 225 mm zwischen einer Brennweite von f = 150 und f = 400 mm stufenlos verändert werden kann. Dies bewirkt, daß der operierende Augenarzt bei festpositioniertem Operationsmikroskop durch Betätigen der Objektivfokussierung den gesamten Bereich von der Netzhaut bis zum hinteren Linsenscheitel des Patientenauges sichtbar machen kann, was für die Operation im Glaskörper (Vitrektomie) von besonderer Bedeutung ist. Bis zu einer Myopie von - 30 dpt des Patientenauges ist bei Verwendung eines Ophthalmoskopobjektives der Brechkraft 40 dpt eine kontinuierliche Brennweitenänderung von ca. 85 mm erforderlich, um den genannten Bereich durchzufokussieren. Durch geeignete elektronische Steuerungen und Antriebe wird erreicht, daß die Änderung des Abbildungsmaßstabes, welche die Schnittweitenänderung der Objektivfokussierung bewirkt, mittels der pankratischen Vergrößerungsvariation eliminiert wird. Dabei können unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe vorgewählt werden. Ebenso ist die Verknüpfung von Objektivfokussierung und pankratischer Funktion jederzeit trennbar, so daß unterschiedliche Ebenen im Glaskörperbereich mit variablen Abbildungsmaßstäben beobachtet werden können.

Zur Reflexbeseitigung ist im Beleuchtungsstrahlengang in der Nähe der Leuchtfeldblende mindestens eine für die Montage in drei Raumkoordinaten feinjustierbare Glasplatte vorgesehen, auf die - der stereoskopischen Beobachtung Rechnung tragend - lichtundurchlässige Punktepaare aufgebracht sind. Diese Punktepaare sind so anzuordnen, daß sie die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen beseitigen, die von den drei Flächen des verwendeten Ophthalmoskopobjektivs in die beiden Beobachtungspupillen reflektiert werden und der Fundusabbildung eine Lichtquellenabbildung überlagern. Durch diese, für die Reflexbeseitigung erforderliche Optimierung der Strahlführung erlangt die Beleuchtungsoptik die Qualität einer Abbildungsoptik, in der durch Erhöhung der Beleuchtungsapertur die von den Punktepaaren ausgehende Schattenbildung auf ein Minimum reduziert ist, so daß die ophthalmoskopische Abbildung keinerlei Informationsverlust aufweist.

In einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel sind im Beleuchtungsstrahlengang Mittel zur Einkopplung von therapeutischer Laserstrahlung vorgesehen. Dabei wird die reelle Zwischenbildebene im Beleuchtungsstrahlengang an den Ort verlegt, in welchen sich bei der üblichen Benutzung des Gerätes als Operationsmikroskop oder als Stereoophthalmoskop das Lampenwendel befindet. In dieser Ebene liegt auch die Austrittspupille der Laserstrahlung, die in der Objekt- und Schärfenebene des Mikroskopes zu therapeutischen Zwecken fokussiert werden soll. Das Gerät ist so konstruiert, daß durch Aufsetzen eines vorbereiteten Doppelkollektors mit Glühlampe eine reelle Abbildung der Lampenwendel in der angesprochenen Zwischenbildebene der Laserlichteinkopplung überlagert wird.

Zum Ausgleich von Ametropien bei der Laserbehandlung von Patientenaugen ist es zweckmäßig, gemäß den Refraktometerprinzipien im Beleuchtungs- und Laserstrahlengang ein optisches Schiebeglied vorzusehen, welches synchron zur mikroskopischen Innenfokussierung bewegt wird, so daß Zwischenbildebene und Laser-Fokussierebene stets identisch sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß dem Operateur von einem einzigen Gerät für Arbeiten an der Hornhaut, der Augenlinse oder der Netzhaut ein stereokopisches, aufrechtes, seitenrichtiges und voll ausgeleuchtetes Gesichtsfeld geliefert wird. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß durch die reflexfreie Betrachtung eines ophthalmoskopischen Zwischenbildes es sich erübrigt, daß das zu operierende Auge von einem die Hornhautbrechkraft eliminierenden optischen Hilfsmittel (Kontaktglas) berührt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in der Arbeitsposition als Operationsmikroskop;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in der Arbeitsposition als Ophthalmoskop;

Fig. 3 Vorrichtung und Arbeitsposition wie in Fig. 2 jedoch mit einer Laser-Einkopplung;

Fig. 4 eine Prismenanordnung zur lateralen Pupillenvertauschung.

Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in der Arbeitsposition als Operationsmikroskop für die äußeren Augenmedien. Das Ophthalmoskopobjektiv ist zu dem Patientenauge in dem Abstand zwischen 2 f und 3 f positioniert. Im Abstand 2 f des Ophthalmoskopobjektives ist es bei geringer pankratischer Vergrößerung und damit hoher Abbildungstiefe möglich, den gesamten Bereich von der Netzhaut bis hin zur Iris des Patienten auch ohne Betätigung der Innenfokussierung in seiner Gesamtheit zu überblicken.

Mit 1 ist das Patientenauge bezeichnet, mit 2 der Beobachter. Der Beobachtungsstrahlengang geht vom Patientenauge 1 über die Umlenkelemente 3 und 4 und das Hauptobjektiv 5 des Operationsmikroskopes durch ein optisches System 6 von variabler Schnitt- und Brennweite. Über die Umlenkelemente 7, 8, 9 und 10 und einer mit 11 bezeichnete Prismenanordnung zur Pupillenvertauschung gelangt der Beobachtungsstrahlengang 35 über den Binokulartubus 33 des Operationsmikroskopes in das Beobachterauge 2. Mit 20 a und 20 b sind Lichtquelle und Kondensor des Beleuchtungsstrahlenganges 34 bezeichnet, der über die Umlenkelemente 17 und 3 auf das Patientenauge 1 trifft. Das ophthalmoskopische Objektiv und seine Fassung tragen die Bezeichnung 15 und 15 a. Zusätzlich zum Beleuchtungsstrahlengang 34 kann eine faseroptische Zusatzbeleuchtung 19 vorgesehen sein. Mit dem optischen System 6 besitzt das Operationsmikroskop neben einer pankratischen Vergrößerungsvariation vom Dehnungsverhältnis 6 : 1 eine kontinuierliche Objektivfokussierung, durch welche die feste Brennweite des Hauptobjektives 5 von f = 225 zwischen 150 und 400 mm stufenlos verändert werden kann.

Objektivfokussierung und pankratische Vergrößerung werden auch dann vorteilhaft eingesetzt, wenn ein Gerät gemäß der Erfindung lediglich zur Beobachtung und Therapie der äußeren Medien herangezogen werden soll. In diesem Fall wird zunächst das Gerät grob so verschoben, daß der Scheitelabstand zum Patientenauge 2 f bis 3 f beträgt. Dies geschieht mittels vorhandener mechanischer Mittel, nämlich durch Bewegung des Stativarmes oder motorisch mittels der "äußeren" Fokussierung, wobei das gesamte Mikroskop bewegt wird. Die eigentliche, je nach gewählter Objektebene erforderliche Feinfokussierung während der Operation erfolgt dann durch die oben genannte Objektiv- oder Innenfokussierung auf das vom Ophthalmoskopobjektiv entworfene Zwischenbild im Geräteinnern. Während dieser Fokussierung bleibt die Geräteposition und damit auch der Mikroskopeinblick unverändert. Der jetzt relativ große Scheitelabstand des Gerätes zum Patientenauge gibt genügend Manipulationsraum für chirurgische Eingriffe am äußeren Auge. Die ophthalmoskopische paraxiale Beleuchtung wird dann zweckmäßigerweise durch eine äußere Schrägbeleuchtung ergänzt oder ersetzt.

In der Darstellung der Fig. 2 ist das Ophthalmoskopobjektiv 15 im Abstand der Brennweite f zum Patientenauge 1 positioniert. Der Arbeitsbereich des Gerätes in dieser Stellung umfaßt den Bereich von der hinteren Fläche der Augenlinse 22 bis zum Fundus 24.

Um eine ausreichende Stereobasis zu bekommen, erfolgt beim Stereo-Ophthalmoskop die Beleuchtung über einen elliptischen Spiegel. Durch Verkippung der Achse des Beleuchtungsstrahlenganges 34 gegen die Achse des Beobachtungsstrahlenganges 35 werden die an der Augenlinse 22 entstehenden Reflexe beseitigt. Die an der Hornhaut entstehenden Reflexe treten dadurch nicht mehr störend in Erscheinung, daß ein achromatisiertes Ophthalmoskop-Objektiv verwendet wird. Spiegel und Hornhaut sind nämlich zueinander optisch konjugiert. Durch die Achromasie wird eine schädliche Aufweitung des Hornhautreflexbildes vermieden. Zur Beseitigung der von den Flächen des Ophthalmoskop-Objektivs herrührenden Reflexe wird im Beleuchtungsstrahlengang eine planparallele Platte 25 nahe der Leuchtfeldblende 25 a eingebracht, auf der ein dezentriertes Punktepaar aufgebracht ist. Dieses Punktepaar wird aufgespalten in ein Punktepaar für den virtuellen Reflex und ein Punktepaar für die beiden reellen Reflexe. Eine reflexfreie Abbildung ohne störende Sichtbarkeit der Schwarzpunktpaare wird dadurch erreicht, daß die Beleuchtungsoptik so geändert wird, daß eine höhere Beleuchtungsapertur wirksam wird. Das Ophthalmoskop-Objektiv 15 bildelt den Fundus 24 in der Zwischenbildebene 24 a ab.

In der Darstellung der Fig. 3 ist die Einkopplung eines Lasers in das Operations-Stereoophthalmoskop gezeigt. Die Laserlichtquelle ist dabei mit 28 bezeichnet, eine vorgeordnete Sammellinse mit 28 a und ein optisches Schiebeglied mit 29. Durch den halbdurchlässigen Spiegel 27 gelangt das Licht der Laserquelle 28 in den Beleuchtungsstrahlengang. Die reelle Abbildung der Lampenwendel 26 a über den Doppelkollektor 26 b wird der Lasereinkopplung überlagert.

In der Darstellung der Fig. 4 ist ein Prismensystem gezeigt, das als Pupillentauscher 11 in den Darstellungen der Fig. 1,2 und 3 dienen kann. In der gezeichneten Anordnung der Prismen werden die beiden stereoskopischen Strahlengänge 29 und 30 gegeneinander vertauscht unter gleichzeitiger Verdrehung der Bildlagen um 180° und Konstanthaltung des Pupillenabstandes und deren Lage. Diese Pupillenvertauschung mit gleichzeitiger Bildumkehr ist für die Beobachtung des ophthalmoskopischen Zwischenbildes mit dem Operationsmikroskop erforderlich. Die mit 31 und 32 bezeichnete Prismenanordnung besteht aus je vier gleichen Porro-Prismen, deren Hypotenusen 33, 34 nach beiden Seiten voll verspiegelte Wirkung haben. Man erreicht mit dieser Prismenanordnung eine geringe Bauhöhe bei wenig Lichtverlust, nimmt aber in Kauf, daß die optischen Weglängen nicht konstant bleiben. Sollen die optischen Weglängen konstant bleiben, ist eine aufwendigere Anordnung mit drehbaren Prismen zu wählen.

Für das optische System 6 des Operationsmikroskopes können elektrische Steuerungen und Antriebe vorgesehen sein, die erreichen, daß die Änderung des Abbildungsmaßstabes, welches die Schnittweitenänderung der Objektivfokussierung bewirkt, mittels der pankratischen Vergrößerungsvariation eliminiert wird. Dabei können unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe vorgewählt werden. Die Verknüpfung von Objektivfokussierung und pankratischer Funktion ist jederzeit trennbar, so daß unterschiedliche Ebenen im Glaskörperbereich mit variablen Abbildungsmaßstäben beobachtet werden können. Das Operationsmikroskop ist in drei Raumkoordinaten (x-y-Kupplung, z-Fokussierkupplung) elektromotorisch positionierbar, wobei die Steuerbefehle beispielsweise durch ein Fußschaltpult vom Operateur betätigbar sind.

Claims (6)

1. Vorrichtung für die Untersuchung und Chirurgie der vorderen und hinteren Augenabschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hauptobjektiv (5) eines Operationsmikroskopes ein ophthalmoskopisches Objektiv (15) angeordnet ist, das jede zwischen Hornhaut (21) und Fundus (24) liegende Ebene des Auges in eine Zwischenbildebene (24 a) abbildet, daß Schnitt- und Brennweite sowie Vergrößerung des optischen Gesamtsystems der Vorrichtung stufenlos veränderbar sind und daß ein System (11) zur lateralen Pupillenvertauschung bei gleichzeitiger Bildumkehr im stereoskopischen Strahlengang und ein System zur Beseitigung der im Beleuchtungsstrahlengang auftretenden Reflexe vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Gesamtsystem chromatisch und sphärisch korrigiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in variablem Abstand zu dem zu operierenden Auge positionierbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reflexbeseitigung im Beleuchtungsstrahlengang nahe der Leuchtfeldblende (25 a) mindestens eine in drei Raumkoordinaten feinjustierbare Glasplatte (25) vorgesehen ist, auf die lichtundurchlässige Punktpaare angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer reellen Zwischenbildebene des Beleuchtungsstrahlenganges Mittel zur Einkoppelung von therapeutischer Laserstrahlung vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Ametropien der Patientenaugen im Beleuchtungs- und Laserstrahlengang ein optisches Schiebeglied vorgesehen ist, dem ein synchron laufendes optisches Schiebeglied im Beobachtungsstrahlengang des Ophthalmoskopsystems zugeordnet ist.