-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop, das in der Lage ist,
ein stereoskopisches Bild eines Gegenstands bereitzustellen.
-
Ein
Stereomikroskop wird beispielsweise für die Gehirnchirurgie verwendet,
um ein stereoskopisches Bild eines Ziels bereitzustellen. Das Stereomikroskop
besitzt eine Einlassöffnung,
die an einem unteren Teil des Gehäuses des Stereomikroskops ausgebildet
ist. Die Einlassöffnung
empfängt
einen von einem Ziel reflektierten Lichtstrom. Der Lichtstrom tritt
durch ein Objektivsystem, ein Zoomsystem und ein Okularsystem in
die Augen eines Beobachters. Gewöhnlich
sind das Objektiv- und das Zoomsystem über einem Ziel vertikal aufeinander
gestapelt. Die gestapelte Konfiguration ist in vertikaler Richtung lang,
um an der Oberseite des Stereomikroskops den Abstand von den Okularen
zur Einlassöffnung
am unteren Teil des Stereomikroskops zu verlängern. Aufgrund des langen
Abstands zu einem Ziel muss ein Arzt, der das Ziel durch das Stereomikroskop
beobachtet, seine oder ihre Arme strecken, wenn er am Ziel eine
Operation vornimmt. Dies verschlechtert die Arbeitsfähigkeit
des Arztes.
-
Um
mit diesem Problem zurechtzukommen, offenbart Hansawa in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 6-138394 ein
Stereomikroskop mit neuer Struktur. Dieses Stereomikroskop besitzt
ein Objektiv- und Zoomsystem, die horizontal über einem Ziel angeordnet sind,
um die vertikale Größe des Stereomikroskops
zu verringern. Das Objektiv- und Zoomsystem von Hansawa sind jeweils ein
einzelnes System, das große
Linsen einsetzt. Das Objektiv ist horizontal und muss daher an einer Einlassöffnung ein
optisches Element verwenden, um den ankommenden Lichtstrom orthogonal
zu reflektieren.
-
Ein
Stereomikroskop ist häufig
mit einem Assistentenmikroskop versehen, sodass ein Chirurgieassistent
ein Ziel beobachten kann oder chirurgische Techniken studieren kann.
Das Assistentenmikroskop befindet sich mit dem Stereomikroskop in
einem Gehäuse,
um das Objektiv- und Zoomsystem mit dem Stereomikroskop zu teilen.
-
Die
oben genannten herkömmlichen
Stereomikroskope verwenden gewöhnlich
ein einziges Zoomsystem, das aus großen Linsen besteht, die zwei
Lichtströme
durch Randteile jeder Linse durchführen. Aufgrund der großen Linsen
des Zoomsystems muss auch ein Objektivsystem, das mit dem Zoomsystem
durchgehend angeordnet ist, große
Linsen einsetzen. Da die Linsen des Objektivsystems sich in der
Nähe einer
Einlassöffnung
für den
Empfang von Licht von einem Ziel befinden, muss auch die Einlassöffnung groß sein.
Die große
Einlassöffnung
hindert einen Arzt daran, ein Ziel unter der Einlassöffnung mit
dem bloßen
Auge zu beobachten, wenn der Arzt sein oder ihr Auge von den Okularen des
Stereomikroskops verlagert. Es kommt häufig vor, dass ein Arzt ein
Ziel abwechselnd mit dem Stereomikroskop und mit dem bloßen Auge
beobachtet. Somit behindert das breite Stereomikroskop die Sicht des
Arztes.
-
Das
Stereomikroskop mit einem horizontalen Objektivsystem muss ein zusätzliches
optisches Element an der Einlassöffnung
besitzen, um einen vertikalen Lichtstrom von einem Ziel orthogonal
in das Objektivsystem zu reflektieren. Solch ein zusätzliches
optisches Element umfasst eine gekrümmte optische Achse, um einen
optischen Weg von einem Ziel in das Objektivsystem zu verlängern. Dementsprechend
muss die Einlassöffnung
groß sein,
um einen weiten Bereich mit niedriger Vergrößerung zu beobachten. Eine
große
Einlassöffnung
behindert die Sicht des Arztes, erhöht die Anzahl der Teile und macht
die periphere Struktur der Einlassöffnung komplizierter.
-
Das
Stereomikroskop mit einem integrierten Assistentenmikroskop leidet
an dem Problem, dass das Assistentenmikroskop nicht entfernt werden kann,
wenn es nicht benötigt
wird. Das Assistentenmikroskop teilt sich die optischen Systeme
mit dem Stereomikroskop, und daher ist es unmöglich, die Vergrößerungen
des Assistentenmikroskops und des Stereomikroskops separat einzustellen.
Dies verhindert einen kombinationschirurgischen Eingriff durch zwei Ärzte, wobei
der leitende Arzt das Stereomikroskop benutzt, um an einem tief
gelegenen Teil eines Ziels zu operieren und ein Assistenzarzt das
Assistentenmikroskop benutzt, um an einem höher gelegenen Teil des Ziels
zu operieren.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt ein Stereomikroskop bereit, das ein
Gehäuse
(einen Körper)
mit einer Vorderseite und einer Rückseite aufweist, wobei das
Gehäuse
ein Okularsystem an einem vorderen oberen Teil der Vorderseite aufweist,
wobei das Okularsystem zwei Okulare umfasst, um einen Beobachter
jeweils einen linken und rechten Teil eines stereoskopischen Bildes
bereitzustellen, wobei das Gehäuse
weiter umfasst: ein vertikales Objektivsystem, das an der Vorderseite
des Gehäuses
angeordnet ist und eine vertikale optische Achse aufweist; und zwei
horizontale Zoomsysteme, die jeweils für einen linken bzw. rechten
Teil des stereoskopischen Bildes betätigbar sind, wobei die Systeme
auf derselben Höhe
horizontal nebeneinander gestellt sind und so angeordnet sind, dass
sie einen Lichtstrom vom Objektivsystem aufnehmen; wobei die Zoomsysteme sich
jeweils von der Oberseite des Objektivsystems zur Rückseite
des Gehäuses
gegenüber
dem Okularsystem erstrecken; und Mittel vorgesehen sind, um den
Lichtstrom, der durch jedes Zoomsystem durchgetreten ist, zur Vorderseite
des Gehäuses
zu reflektieren, sodass er durch das Okularsystem tritt.
-
Das
erfindungsgemäße Stereomikroskop besitzt
eine verringerte vertikale Größe und ermöglicht es
einem Arzt, von einer um die Okulare des Stereomikroskops herumliegenden
Position ein Ziel leicht mit bloßem Auge zu beobachten.
-
Damit
die Erfindung leichter verständlich wird,
werden veranschaulichende Ausführungsformen
davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben
und werden in den beigefügten Ansprüchen angegeben,
und verschiedene hier nicht genannte Vorteile werden dem Fachmann
beim praktischen Umsetzen der Erfindung offensichtlich werden.
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Stereomikroskop gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
eine Schnittansicht, die optische Systeme des Stereomikroskops der
ersten Ausführungsform
zeigt.
-
3 ist
eine perspektivische Ansicht, die die optischen Systeme des Stereomikroskops
der ersten Ausführungsform
zeigt.
-
4 ist
eine perspektivische Ansicht, die optische Systeme eines Assistentenmikroskops zeigt,
das am Stereomikroskop der ersten Ausführungsform angebracht ist.
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht, die optische Systeme eines Assistentenmikroskops
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
6 ist
eine perspektivische Ansicht, die die optischen Systeme des Assistentenmikroskops der
zweiten Ausführungsform
zeigt.
-
7 ist
eine Schnittansicht, die einen für die
zweite Ausführungsform
verwendeten Bildrotierer zeigt.
-
Hier
offenbart wird ein Stereomikroskop, bei dem die beiden horizontalen
Zoomsysteme und das vertikale Objektivsystem die vertikale Größe des Stereomikroskops
und den Linsendurchmesser des Objektivsystems verringern. Die beiden
Zoomsysteme sind aus kleinen Linsen hergestellt. Dies liegt daran, dass
verglichen mit einer Einfach-Zoomsystem-Konfiguration, welche die beiden Lichtströme durch
die peripheren Teile jeder Linse durchführt, die Doppel-Zoomsystem-Konfiguration
die beiden Lichtströme
durch die Mitten der jeweiligen Linsen führt. Um dieselbe Vergrößerung zu
erzielen, benötigt
die Doppel-Zoomsystem-Konfiguration einen kürzeren Abstand zwischen den
beiden Lichtströmen
(d. h. den beiden Zoomsystemen) als die Einfach-Zoomsystem-Konfiguration. Als
Ergebnis kann die Doppel-Zoomsystem-Konfiguration kleine Linsen einsetzen
und zusätzlich
den Linsendurchmesser des Objektivsystems, das in der Nähe der Zoomsysteme
angeordnet ist, verringern, wodurch die Größe der Einlassöffnung für den Empfang
von Licht von einem Ziel verringert wird. Dementsprechend ist das
Stereomikroskop horizontal schmal, um es einem Arzt zu erlauben,
ein Ziel mit dem bloßen
Auge unter dem Stereomikroskop zu beobachten, wenn der Arzt seine
oder ihre Augen vom Okular des Stereomikroskops weg verlagert.
-
Das
vertikale Objektivsystem empfängt
direkt vertikal gestreutes Licht von einem Ziel. Das Objektivsystem
benötigt
kein zusätzliches
optisches Element, um eine optische Achse zu krümmen, und daher kann die Länge eines
Strahlengangs (Lichtwegs) von einem Ziel zum Objektivsystem verkürzt werden.
Dies stellt selbst mit einer kleinen Einlassöffnung ein breites Blickfeld
bei niedriger Vergrößerung sicher.
Das Stereomikroskop ist daher kompakt, umfasst eine verringerte
Anzahl an Teilen und hat eine einfache Struktur um ihre Einlassöffnung herum.
-
Hier
wird ebenfalls ein Stereomikroskop mit einem Objektivsystem, einem
Zoomsystem, einem Okularsystem und einem Assistentenmikroskop offenbart.
Das Stereomikroskop besitzt eine Einlassöffnung um einen Lichtstrom
von einem Ziel aufzunehmen, und das Assistentenmikroskop ist an
der Einlassöffnung
von einer zum Ziel gewandten Seite her anbringbar und davon abnehmbar.
-
Das
Assistentenmikroskop wird vom Stereomikroskop abgenommen, wenn es
benötigt
wird, sodass ein Beobachter ein breites Blickfeld um das Stereomikroskop
sicherstellen kann, wenn der Beobachter ein Ziel unter dem Stereomikroskop
mit dem bloßen
Auge beobachtet. Das Assistentenmikroskop wird an der Einlassöffnung des
Stereomikroskops angebracht. Wenn das Assistentenmikroskop vom Stereomikroskop
abgenommen ist, ist die Einlassöffnung
zu einem Ziel hin offen, und das Stereomikroskop arbeitet ohne das
Assistentenmikroskop vollständig
alleine, sodass ein Beobachter das Ziel mit dem Stereomikroskop
alleine beobachten kann. Das Assistentenmikroskop besitzt optische
Systeme, die von jenen des Stereomikroskops unabhängig sind, und
daher ist die Vergrößerung des
Assistentenmikroskops separat von jener des Stereomikroskops einstellbar.
Dies macht kombinationschirurgische Eingriffe leichter. Z. B. kann
ein leitender Arzt das Stereomikroskop verwenden, um an einem tief
gelegenen Teil eines Ziels zu operieren, während ein Assistenzarzt das
Assistentenmikroskop verwendet, um an einem höher gelegenen Teil des Ziels
zu operieren.
-
1 bis 4 zeigen
ein Stereomikroskop gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Erläuterung ist eine in 1 gezeigte
Seite X<+> eine Vorderseite,
eine Seite X<–> ist eine Rückseite,
eine Achse Z bezeichnet eine vertikale Richtung, und eine die X-Achse enthaltende
Ebene senkrecht zur vertikalen Richtung Z entspricht einer beliebigen
horizontalen Richtung Y.
-
Das
Stereomikroskop 1 ist als Operationsmikroskop einsetzbar
und besitzt ein Gehäuse 2 sowie
verschiedene Zubehörteile, die
am Gehäuse 2 angebracht
werden. Das Gehäuse 2 besitzt
an einem vorderen unteren Teil davon eine Einlassöffnung 3, um
einen Lichtstrom K1 von einem Ziel T aufzunehmen. Das Gehäuse 2 besitzt
an seinem vorderen oberen Teil ein variables Gehäuserohr 4. Das Gehäuserohr 4 kann
vertikal geneigt werden und besitzt Okulare 5, die entsprechend
dem Abstand zwischen den Augen des Beobachters nach links und rechts einstellbar
sind.
-
Die
Einlassöffnung 3 liegt
im Wesentlichen unter einem Blickpunkt des Gehäuserohrs 4. Ein mittlerer
Teil des Gehäuses 2 zwischen
dem Gehäuserohr 4 und
der Einlassöffnung 3 ist
dünn und
erstreckt sich zur Rückseite.
Das Gehäuse 2 besitzt
Seitenöffnungen 6,
die jeweils einen Lichtstrom bereitstellen. Die je nach Bedarf am
Stereomikroskop anzubringenden Zubehörteile umfassen ein stereoskopisches Assistentenmikroskop 7,
das von unten an der Einlassöffnung 3 befestigt
wird, ein monokulares Assistentenmikroskop 8, das an der
Seitenöffnung 6 befestigt
ist, eine fotographische Einheit 9, wie z. B. eine Videokamera,
die an der Seitenöffnung 6 befestigt
ist, eine Kamera (still camera) 10, die an der Seitenöffnung 6 befestigt
ist, ein Gegenmikroskop 11, das am hinteren Ende des Gehäuses 2 von
der Rückseite
befestigt ist, und einen kompakten Bildmonitor 12, der
am hinteren Ende des Gehäuses 2 von
unten befestigt ist. Die fotographische Einheit 9 ist bevorzugt
eine Videokamera, die fotographische Festkörperelemente, wie z. B. CCD-Bildsensoren,
einsetzt, da eine solche Videokamera leicht und hochempfindlich
ist. Diese Zubehörteile
werden mit herkömmlichen
Befestigungen am Gehäuse 2 befestigt.
-
Das
Gehäuse 2 befindet
sich genau oberhalb des Ziels C. Ein vertikaler Lichtstrom K1 vom
Ziel T wird von der Einlassöffnung 3 des
Gehäuses 2 empfangen.
Ein unterer Teil des Gehäuses 2 enthält ein horizontales
Beleuchtungssystem 13, um die Einlassöffnung 3 zu beleuchten.
Eine optische Faser 14 führt Beleuchtungslicht gegebener
Breite in das Beleuchtungssystem 13 und ein Spiegel M1
reflektiert das Licht, um das Ziel T unter dem gegebenen Winkel
in Bezug auf den Lichtstrom K1 schräg zu beleuchten. Aufgrund des
schräg
beleuchtenden Lichts erzeugt das Ziel T Schatten, um eine effektive
Parallaxe bereitzustellen, sodass ein Beobachter das Ziel T stereoskopisch
sehen kann.
-
Das
Assistentenmikroskop 7 besitzt eine Verzweigungseinheit
B1, wie z. B. einen Strahlenteiler (beam splitter) oder einen Halbspiegel.
Die Verzweigungseinheit B1 zweigt einen Lichtstrom K2 für das Assistentenmikroskop 7 vom
Lichtstrom K1 ab. Das Assistentenmikroskop 7 besitzt ein
horizontales Objektivsystem 15, welches aus drei Linsen
L1 besteht, die auf derselben Höhe
wie die Verzweigungseinheit B1 angeordnet sind. In 4 wird
der Lichtstrom K2 durch das Objektivsystem 15 geführt und wird
von einem Spiegel M2 in das linke und rechte Zoomsystem 16 reflektiert,
die in Bezug auf den Spiegel M2 schräg liegen. Der Lichtstrom K2
wird durch jedes Zoomsystem 16 in ein variables Gehäuserohr 17 geführt. Dann
wird der Lichtstrom K2 durch ein internes Okularsystem 18 geführt, um
den Okularen 19 Bilder zu liefern.
-
Die
stereoskopischen optischen Systeme des Assistentenmikroskops 7 sind
von jenem des Gehäuses 2 unabhängig, sodass
die Vergrößerung des
Assistentenmikroskops 7 separat von jener des Gehäuses 2 einstellbar
ist. Um einen chirurgischen Eingriff mit dem Stereomikroskop 1 durchzuführen, verwendet
ein leitender Arzt das Gehäuse 2,
um das Ziel T zu beobachten, und operiert an einem tief gelegenen
Teil des Ziels T, während
ein Assistenzarzt das Assistentenmikroskop 7 verwendet,
um an einem höher
gelegenen Teil des Ziels T zu operieren. Auf diese Weise ermöglichen
es das Gehäuse 2 und das
Assistentenmikroskop 7 des Stereomikroskops 1,
dass zwei Ärzte
leicht und zügig
einen kombinationschirurgischen Eingriff durchführen.
-
Das
Assistentenmikroskop 7 wird, wenn es nicht benötigt wird,
vom Gehäuse 2 abgenommen. Das
Abnehmen des Assistentenmikroskops 7 vom Gehäuse 2 erweitert
die Sicht des leitenden Arztes, wenn der leitende Arzt seine oder
ihre Augen von den Okularen 5 weg verlagert, um das Ziel
T mit dem bloßen
Auge zu beobachten. Das Assistentenmikroskop 7 besitzt
einen Anschlussteil 7A an das Gehäuse 2. Der Anschlussteil 7A enthält die Verzweigungseinheit
B1. Der Anschlussteil 7A wird von unten an der Einlassöffnung 3 des
Gehäuses 2 befestigt.
Wenn das Assistentenmikroskop 7 vom Gehäuse 2 abgenommen ist,
ist das Gehäuse 2 selbst
vollständig, wobei
die Einlassöffnung 3 an
der Unterseite des Gehäuses 2 offen
ist. Dementsprechend genügt
das Gehäuse 2 ohne
zusätzliche
optische Elemente dazu, das Ziel T zu beobachten. Wenn das Assistentenmikroskop 7 für einen
kombinationschirurgischen Eingriff benötigt wird, wird es schnell
am Gehäuse 2 befestigt.
Die Verzweigungseinheit B1 des Assistentenmikroskops 7 befindet
sich auf einer optischen Achse des Gehäuses 2 und zweigt
einen Lichtstrom von der optischen Achse ab, ohne die optische Achse
zu ändern.
D. h., dass die optische Achse des Gehäuses 2 durch das Vorhandensein
oder das Nicht-Vorhandensein der Verzweigungseinheit B1 nicht beeinflusst
wird. Der abgezweigte Lichtstrom K2 ist erhältlich, indem lediglich zusätzlich die
Verzweigungseinheit B1 in die optische Achse des Gehäuses 2 gestellt wird.
D. h., dass der Lichtstrom K2 mit minimalem Einfluss auf den Strahlengang
des Gehäuses 2 und mit
einem Minimum an zusätzlichen
Teilen für
das Assistentenmikroskop 7 erhalten werden kann. Die Zoomsysteme 16 sind
geneigt, um einen horizontalen Abstand D von der Einlassöffnung 3 des
Gehäuses 2 zu
den Okularen 19 des Assistentenmikroskops 7 zu
verringern. Wenn ein Assistenzarzt an dem Ziel T operiert, bringt
der kurze Abstand D den Arzt näher
an das Ziel T, sodass der Arzt einfach und richtig am Ziel T arbeiten
kann.
-
Der
Lichtstrom K1 wird durch die Verzweigungseinheit B1 geführt, welche
ein Strahlenteiler sein kann, und wird durch das vertikale Objektivsystem 21 fokussiert.
Das Objektivsystem 21 besteht aus drei Linsen L2. Die Linsen
L2 sind auf der Seite des Beleuchtungssystems 13 abgeschnitten,
sodass die Linsen L2 das Beleuchtungssystem 13 nicht beeinträchtigen,
wenn die Linsen L2 bewegt werden. Der durch das Objektivsystem 21 durchgetretene Lichtstrom
wird von einem Prisma P1 zur Rückseite in
die beiden nebeneinander liegenden horizontalen Zoomsysteme 22 reflektiert.
Die Zoomsysteme 22 erstrecken sich von der Oberseite des
Objektivsystems 21 zur Rückseite des Gehäuses 2 gegenüber dem variablen
Gehäuserohr 4,
sodass die Zoomsysteme 22 das Gehäuserohr 4 nicht beeinträchtigen.
Jedes der Zoomsysteme 22 besteht aus einem Paar von Linsen
mit kleinem Durchmesser und einem Paar von beweglichen Linsen mit
kleinerem Durchmesser. Der kleine Durchmesser jedes Zoomsystems 22 verkleinert
die Höhe
des vertikalen Objektivsystems 21.
-
Der
durch jedes Zoomsystem 22 durchgetretene Lichtstrom K1
wird von einer Verzweigungseinheit B2 verzweigt und wird von einem
Prisma P2 in das variable Gehäuserohr 4 reflektiert.
Der Lichtstrom K1 erreicht ein Okularsystem 23, um jedem Okular 5 Bilder
zu liefern. Vor dem Okularsystem 23 befindet sich eine
Verzweigungseinheit B3, um den Lichtstrom in einen linken und rechten
Zweigstrom aufzuzweigen, die aus den Seitenöffnungen 6 entnommen
werden.
-
Die
Verzweigungseinheit B2 nach jedem Zoomsystem 22 lässt einen
partiellen Lichtstrom K3 für
das Gegenmikroskop 11 durchtreten, das an einem hinteren
Ende des Gehäuses 2 befestigt
ist. Das Gegenmikroskop 11 besitzt ein linkes und rechtes Prisma
P3 und Linsen L3, um wie das variable Gehäuserohr 4 stereoskopische
Bilder bereitzustellen. Eine Verzweigungseinheit B4 kann vor dem
Gegenmikroskop 11 angeordnet sein, um einen Zweigstrom für eine (nicht
gezeigte) Seitenöffnung
bereitzustellen, die auf jeder Seitenfläche des Gehäuses 2 ausgebildet
ist. Diese Seitenöffnungen
versorgen z. B. eine Kamera mit denselben Bildern wie jenen für das Gegenmikroskop 11.
Das Gegenmikroskop 11 wird verwendet, wenn zwei sich gegenüberstehende Ärzte z.
B. einen plastischen chirurgischen Eingriff oder einen chirurgischen
Eingriff an der Wirbelsäule durchführen. Das
Gegenmikroskop 11 ist leicht abnehmbar, wenn es nicht gebraucht
wird. Wenn das Gegenmikroskop 11 nicht benötigt wird,
kann die Verzweigungseinheit B2 mit einem Prisma oder einem Spiegel
ersetzt werden, um das variable Gehäuserohr 4 mit helleren
Bildern zu versorgen.
-
Die
Verzweigungseinheit B2, wie z. B. ein Strahlenteiler, ist gleich
nach jedem Zoomsystem 23 angeordnet und besitzt einen Verschluss 24,
der orthogonal zu einer optischen Achse verschiebbar ist. Hinter
dem Verschluss 24 wird von unten der Monitor 12 installiert.
Der Monitor 12 ist z. B. ein LCD-Monitor. Der Monitor 12 stellt
ein elektronisches Bild bereit, welches durch eine Linse L4 und
ein Prisma P4 in die Verzweigungseinheit B2 geführt wird. Das elektronische
Bild ist durch das variable Gehäuserohr 4 und das
Gegenmikroskop 11 sichtbar. Das elektronische Bild kann
von den Seitenöffnungen 6 aus
für ein
Zubehörteil
aufgenommen werden. Das elektronische Bild wird auf einem Bildschirm 25 angezeigt.
Das elektronische Bild kann ein CT-Bild, eine MRI-Bild oder eine Pfeilmarkierung
sein, die von einem den chirurgischen Eingriff unterstützenden
Navigationssystem bereitgestellt werden. Die vom Monitor 12 bereitgestellten
Bilder können
ebene Bilder oder linke und rechte Bilder sein, die eine Parallaxe
enthalten, um stereoskopische Bilder zu formen. Der Monitor 12 kann
eine Toneinheit besitzen, um den chirurgischen Eingriff unterstützende Toninformationen
bereitzustellen.
-
Der
Verschluss 24 besteht aus einem ersten Verschluss 24A zum
selektiven Blockieren eines Lichtstroms von einem Ziel und aus einem
zweiten Verschluss 24B zum selektiven Blockieren eines Lichtstroms
vom Monitor 12. Der erste Verschluss 24A ist auf
jeder optischen Achse S1 angeordnet, die einen Lichtstrom von einem
Ziel führt.
Der erste Verschluss 24A ist auf der Zielseite eines Punkts
(B2) positioniert, wo ein Lichtstrom von einem Ziel mit einem Lichtstrom
vom Monitor 12 kombiniert wird. Wenn der erste Verschluss 24A betätigt wird,
um einen Lichtstrom von einem Ziel zu blockieren, liefern das variable
Gehäuserohr 4 (optische
Achsen S3) und das Gegenmikroskop 11 (optische Achsen S4) nur
elektronische Bilder vom Monitor 12. Der zweite Verschluss 24B ist
auf jedem Strahlengang S2 angeordnet, der einen Lichtstrom vom Monitor 12 führt. Der
zweite Verschluss 24B wird betätigt, um einen Lichtstrom vom
Monitor 12 zu blockieren und das variable Gehäuserohr 4 und
das Gegenmikroskop 11 liefern lediglich Bilder von einem
Ziel. Die Ausführungsform
der 3 integriert den ersten und den zweiten Verschluss 24A und 24B in
den Verschluss 24, um einen Lichtstrom von einem Ziel oder
einen Lichtstrom vom Monitor 12 selektiv zu blockieren.
Es ist möglich,
den ersten und zweiten Verschluss 24A und 24B separat
anzuordnen, sodass sie unabhängig
voneinander betätigt
werden können.
-
Wenn
der Verschluss 24 betätigt
wird, um keine Lichtströme
zu blockieren, stellen das variable Gehäuserohr 4 und das
Gegenmikroskop 11 ein Bild eines Ziels zur Verfügung, das
mit einem elektronischen Bild vom Monitor 12 überlappt
ist. In diesem Fall überlappt
das elektronische Bild das Zielbild, ohne dabei das Zielbild partiell
zu blockieren. D. h., dass ein breites Blickfeld des Ziels sichergestellt wird.
Das überlappende
elektronische Bild kann ein dreidimensionales Bild oder eine Anweisung
sein. Wenn der Monitor 12 kein elektronisches Bild bereitstellt,
wird man nur das Bild des Ziels sehen.
-
Der
Monitor 12 ist leicht zur Reparatur oder zur Einstellung
zu entfernen. Der Monitor 12 liegt dem variablen Gehäuserohr 4 gegenüber, wobei
das Gehäuse 2 zwischen
ihnen liegt, und macht daher den Aufbau des variablen Gehäuserohrs 4 nicht
komplizierter. Wenn der Monitor 12 auf der Seite des variablen
Gehäuserohrs 4 angeordnet
werden muss, müssen
der Mechanismus zum Einstellen des Augenabstands und der Neigungsmechanismus
des variablen Gehäuserohrs 4 aufwändige optische
Systeme besitzen, um die afokalen (parallelen) Lichtströme zu handhaben.
Um dies zu vermeiden, ist der Monitor 12 dem variablen
Gehäuseohr 4 gegenüber angeordnet.
Dies bewahrt einen Beobachter, der am variablen Gehäuserohr 4 arbeitet,
davor, gegen den Monitor 12 zu stoßen.
-
Gemäß der ersten
Ausführungsform
verwendet das Gehäuse 2 die
beiden horizontalen Zoomsysteme 22 und das vertikale Objektivsystem 21.
Diese Anordnung behält
die Höhe
des Gehäuses 2 bei
und verringert die Durchmesser der Linsen L2 des Objektivsystems 21.
Die erste Ausführungsform
wählt nämlich vor
den Zoomsystemen 22 die Lichtströme für die Zoomsysteme 22 aus
und blockiert im Wesentlichen die verbleibenden Lichtströme. Dies
führt zu
einer Verringerung des Linsendurchmessers der Zoomsysteme 22 und
zum Durchtreten jedes Lichtstroms K1 durch die Mitte der Linsen
jedes Zoomsystems 22. Andererseits führt ein herkömmliches
Mikroskop, das ein Einfach-Zoomsystem verwendet, zwei Lichtströme durch
Randteile jeder Linse des Zoomsystems und muss daher eine Toleranz
oder einen Zwischenraum zwischen den beiden Lichtströmen berücksichtigen,
sodass sie einander nicht beeinträchtigen. Um demzufolge dieselbe
Vergrößerung wie
die erste Ausführungsform
zu erzielen, muss das herkömmliche
Mikroskop Linsen mit großem
Durchmesser einsetzen, die nutzlosen Raum mit sich bringen, wo keine
effektiven Lichtströme
durchtreten. Die Zoomsysteme 22 der ersten Ausführungsform
führen die
Lichtströme
entlang separater Strahlengänge,
um den Durchmesser jeder Linse zu verringern. Dies führt zu einer
Verringerung des Durchmessers der Einlassöffnung 3. Die Größen und
Formen der Linsen der ersten Ausführungsform können entsprechend den
Lichtströmen
geeignet bestimmt werden, um nutzlosen Raum zu minimieren, wo keine
effektiven Lichtströme
durchtreten. Die Verringerung der Linsengrößen minimiert die horizontale
Breite eines unteren Teil des Gehäuses 2, sodass ein
am Gehäuse 2 arbeitender
Arzt seine oder ihre Augen von den Okularen 5 weg verschieben
kann, um ein Ziel unter dem Gehäuse 2 leicht
mit dem bloßen
Auge zu sehen. Jede Linse des Gehäuses 2 führt einen
Lichtstrom axialsymmetrisch, um die Auflösungs- und Operationseigenschaften
des Stereomikroskops 1 zu verbessern.
-
Das
vertikale Objektivsystem 21 empfängt direkt den vertikal vom
Ziel T reflektierten Lichtstrom K1. Das Objektivsystem 21 verwendet
keine zusätzlichen
optischen Elemente, um einen Strahlengang des Lichtstroms K1 zu ändern. Dies
verkürzt
die Länge
eines Strahlengangs vom Ziel T zum Objektivsystem 21, ermöglicht es
der kleinen Einlassöffnung 3, bei
niedriger Vergrößerung ein
breites Blickfeld zu beobachten, und macht den Rand der Einlassöffnung 3 kompakt.
Indem keine zusätzlichen
optischen Elemente wie z. B. Prismen benötigt werden, um eine optische
Achse zu ändern,
verringert das Objektivsystem 21 die Anzahl der Teile,
vereinfacht den Aufbau der Einlassöffnung 3 und ihres
Randes und stellt einen Arbeitsraum sicher.
-
5 bis 7 zeigen
ein Assistentenmikroskop 26 gemäß der zweiten Ausführungsform
der zweiten Erfindung. Das Assistentenmikroskop 26 besitzt
eine Kröpfung 20,
die sich von einem Ziel T weg erstreckt, um einen Arbeitsraum S
für einen
Arzt sicherzustellen. Das Assistentenmikroskop 26 besitzt ein
variables Gehäuserohr 27,
das mit einem Drehmechanismus versehen ist, um das variable Gehäuserohr 27 um
eine horizontale Achse α zu
drehen.
-
Das
Assistentenmikroskop 26 besitzt einen Spiegel M3. Der Spiegel
M3 ist von einer optischen Achse eines Lichtstroms K1, der in eine
Einlassöffnung
des Gehäuses
eines Stereomikroskops, an dem das Assistentenmikroskop 26 befestigt
ist, eingeführt
ist, verlagert. Der Spiegel M3 empfängt einen Lichtstrom K4 von
einem Ziel T. Der Winkel des Spiegels M3 wird abhängig von
einem Abstand vom Ziel T geändert,
sodass der Spiegel M3 den Lichtstrom K4 horizontal reflektieren
kann. Der Winkel des Spiegels M3 kann von Hand oder durch einen
Drehbetätiger,
der mit einem Kontroller verbunden ist, geändert werden. Die optische
Achse des Lichtstroms K4 ist durch einen Kröpfungspfad, der die drei Spiegel M3,
M4 und M5 umfasst, nach oben orientiert, um den Arbeitsraum S unter
dem Assistentenmikroskop 26 sicherzustellen.
-
Der
gekrümmte
(gekröpfte)
Lichtstrom wird durch ein Objektivsystem 15 und ein Zoomsystem 16,
die horizontal angeordnet sind, zu einem in 7 gezeigten
Bildrotierer IR geführt.
Aufgrund des Bildrotierers IR ist das variable Gehäuserohr 27 um
die horizontale Achse α drehbar.
Der Lichtstrom wird durch den Bildrotierer IR geführt, von
einem Spiegel M6 reflektiert, durch ein Okularlinsensystem 18 im variablen
Gehäuserohr 27 geführt und
bildet auf den Okularen 19 Bilder. Anstatt den Lichtstrom
K4 vom in das Gehäuse
des Stereomikroskops eingeführten Lichtstrom
K1 abzuzweigen, empfängt
die zweite Ausführungsform
den Lichtstrom K4 unter Verwendung des Spiegels M3 direkt vom Ziel
T. Als Ergebnis besitzt der Lichtstrom K4 eine ausreichende Intensität, um große und helle
Bilder bereitzustellen. Alternativ kann eine Verzweigungseinheit
H, wie z. B. ein Halbspiegel oder ein Strahlenteiler, angeordnet
werden, um den Lichtstrom K4 für
das Assistentenmikroskop 26 vom Lichtstrom K1 für das Stereomikroskop abzuzweigen.
-
Zusammenfassend
verwendet das Stereomikroskop ein vertikales Objektivsystem und
ein horizontales Zoomsystem, um die Breite des Stereomikroskops
dünner
zu machen und es einem Beobachter zu erlauben, ein Ziel unter dem
Stereomikroskop mit dem bloßen
Auge leichter zu sehen, wenn der Beobachter seine oder ihre Augen
von den Okularen des Stereomikroskops weg verlagert. Das horizontale
Zoomsystem besteht aus zwei nebeneinander liegenden Systemen, um
die vertikale Größe des Gehäuses des
Stereomikroskops zu verringern. Das vertikale Objektivsystem empfängt einen
Lichtstrom direkt von einem Ziel, ohne eine optische Hauptachse
durch zusätzliche
optische Elemente zu ändern. Diese
Anordnung verringert die Anzahl der Teile und vereinfacht den Aufbau
des Randes einer Einlassöffnung
des Stereomikroskops.
-
Die
Verzweigungseinheiten B1 bis B4 sind geeignet im Stereomikroskop
angeordnet, um die Strahlengänge
so abzuzweigen, dass Zubehörteile wie
z. B. das stereoskopische Assistentenmikroskop 7, das Gegenmikroskop 11,
das monokulare Assistentenmikroskop 8, die fotographische
Einheit 9, die Kamera 10 und der Monitor 12 optional
am Gehäuse 2 des
Stereomikroskops angebracht werden können, ohne dabei den Hauptstrahlengang,
der sich vom Ziel T zu jedem Okular 5 des Gehäuses 2 erstreckt,
zu beeinträchtigen.
Diese Zubehörteile
werden verwendet, um die Konfiguration des Stereomikroskops schnell
entsprechend dem durchzuführenden
chirurgischen Eingriff zu ändern.
-
Das
Assistentenmikroskop der ersten und/oder zweiten Ausführungsform
ist leicht abzunehmen, wenn es nicht benötigt wird, und das Stereomikroskop
ohne das Assistentenmikroskop ist allein einsetzbar, um ein Ziel
zu beobachten. Wenn das Assistentenmikroskop entfernt wird, kann
ein Beobachter auf dem Stereomikroskop ein breites Blickfeld um das
Stereomikroskop herum sicherstellen, wenn er ein Ziel mit dem bloßen Auge
beobachtet. Selbst ohne das Assistentenmikroskop ist das Stereomikroskop
strukturell vollständig,
wobei seine Einlassöffnung
zu einem Ziel hin offen ist. Das Stereomikroskop kann nämlich ein
Ziel eigenständig
korrekt beobachten. Wenn das Assistentenmikroskop am Stereomikroskop
angebracht wird, ist die Vergrößerung des Assistentenmikroskops
unabhängig
von der Vergrößerung des
Stereomikroskops einstellbar, sodass zwei oder mehr Ärzte auf
einfache Weise einen kombinationschirurgischen Eingriff unter Verwendung des
Stereomikroskops und des Assistentenmikroskops gleichzeitig durchführen können.