DE4028605C2 - Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop - Google Patents
Beleuchtungseinrichtung für ein OperationsmikroskopInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein
Operationsmikroskop gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist z. B. aus der
US 4,783,159 bekannt. Dieses bekannte Beleuchtungssystem
beleuchtet das Operationsgebiet entlang der Achse O₅ oder auch
entlang der Achse O₄ parallel zur Objektivachse O₁ durch das
Mikroskopobjektiv hindurch. Dabei soll der Begriff parallel zur
Objektivachse im Sinne der Erfindung bedeuten, daß der oder die
Beleuchtungsstrahlengänge vor dem Durchtritt durch das
Mikroskopobjektiv im wesentlichen parallel zur optischen Achse
des Mikroskopobjektivs verlaufen. Wie es aus der US 4,783,159
ersichtlich ist, soll dieser Begriff parallel zur Objektivachse
nicht bedeuten, daß der oder die Beleuchtungsstrahlengänge auch
nach seinem bzw. ihrem Durchtritt durch das Mikroskopobjektiv
parallel zur Objektivachse verlaufen.
Neben diesem gattungsgemäßen Beleuchtungssystem gibt es eine
Reihe weiterer Beleuchtungssysteme.
So ist aus der DE 37 36 179 A1 eine Beleuchtungseinrichtung für
ein Operationsmikroskop bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung
weist ein Beleuchtungssystem auf, welches außerhalb der
optischen Achse des Mikroskopobjektivs angeordnet ist und ein
zwischen der optischen Achse des Mikroskopobjektivs und dem
Beleuchtungssystem angeordnetes Umlenkelement umfaßt, welches
Beleuchtungslicht durch das Mikroskopobjektiv hindurch in
achsnaher Schrägbeleuchtung zu dem Operationsgebiet umlenkt.
Weiters ist in der DE 35 30 928 A1 ein Operationsmikroskop mit
einer Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der ein in seinem
Abstand von der optischen Achse des Mikroskopobjektivs
einstellbares Prisma in Grenzen eine stufenlose Einstellung des
Neigungswinkels gestattet, unter dem das Beleuchtungslicht auf
das Operationsgebiet einfällt.
Die US 4,657,357 beschreibt ein Beleuchtungssystem für ein
Operationsmikroskop, bei dem der Winkel zwischen der
Objektivachse und der Einfallsrichtung des Beleuchtungslichtes
auf das Operationsgebiet möglichst klein sein soll, um tief in
Körperhöhlen liegende Operationsgebiete gut aus leuchten zu
können. Hierzu besitzt die Objektivlinse eine Zentralöffnung,
in welche die Lichtaustrittsfläche eines Lichtleitprismas oder
eines gebogenen Lichtleiters eingesetzt ist, so daß das
außerhalb der Objektivachse erzeugte Beleuchtungslicht zentral
aus der Objektivlinse austritt und das Operationsgebiet unter
0° beleuchtet.
Die DE 33 27 672 C2 offenbart eine Auflicht-Hellfeldbeleuchtung
für Stereomikroskope. Dabei beleuchtet das unpolarisierte Licht
einer Lichtquelle über einen ersten Polarisator die eine Seite
des Objektivrandes und von dort aus das Objekt, wobei das durch
den ersten Polarisator hindurchgetretene Licht von einer
Lambda/2-Platte um 90° gedreht wird und von einem zweiten
Polarisator oberhalb der anderen Seite des Objektivrandes her
das Objekt beleuchtet. Das Objekt wird bei dieser Druckschrift
also von zwei einander gegenüberliegenden Seiten vom
Objektivrand her schräg beleuchtet, wobei eine Lambda/4-Platte
dafür sorgt, daß das vom Objekt ausgehende Licht die beiden
Polarisatoren ungehindert passieren kann.
Die französische Patentanmeldung Nr. 24 33 767 A1 zeigt eine
Auflicht-Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, die einen
schnellen Wechsel zwischen Hellfeld- und Dunkelfeld-Beleuchtung
gestattet. Diese Beleuchtungseinrichtung weist einen
Kegelreflektor auf, der das Licht der Lichtquelle zunächst
radial aufspaltet und über zwei plane Ringspiegel mit einem
dazwischengeschalteten, divergenzverringernden und transparent
sowie ringförmig ausgebildeten Brechungskörper auf einen
Ringkondensor und von da in Dunkelfeld-Beleuchtung auf das
Objekt reflektiert. Zur Hellfeldbeleuchtung wird der
Kegelreflektor aus dem Strahlengang entfernt und das
Beleuchtungslicht fällt durch eine divergenzverringernde Linse
auf einen Strahlteiler, der das Beleuchtungslicht durch das
Objektiv hindurch unter 0° auf das Objekt reflektiert. Diese
Beleuchtungseinrichtung erlaubt einen schnellen Wechsel
zwischen Hellfeld- und Dunkelfeld-Beleuchtung bei gleichzeitig
effektiver Ausnutzung der Lichtquelle und Vermeidung von
störendem Falschlicht.
Aus der US 2,357,378 ist eine Dunkelfeld-Beleuchtung für ein
Mikroskop bekannt. Bei dieser Beleuchtungseinrichtung wird das
Beleuchtungslicht von einem planen Ringspiegel mit einem
zentralen Transparentbereich auf einen das Objektivsystem
zentral umgebenden Lichtleitkörper reflektiert, aus dem es
unter achsferner Schräglichtbeleuchtung zum Objekt hin
austritt.
Das Lehrbuch "Bauelemente der Optik" von H. Naumann und G.
Schröder, Carl Hanser Verlag München Wien, 4. Ausgabe
beschreibt auf Seite 364 eine Auflicht-Dunkelfeld-Beleuchtung
für ein Mikroskop. Dabei wird das Beleuchtungslicht von der
Seite her über einen planen Ringspiegel mit Zentralbohrung
alternativ entweder auf einen Hohlspiegel oder auf eine
durchbohrte Linse oder auf einen Spiegelring gerichtet und
fällt von dort streifend auf das Objekt ein. Die Zentralbohrung
gewährleistet dabei die Beobachtung des Objekts und ermöglicht
bei Bedarf einen Wechsel zur Hellfeld-Beobachtung.
Die DE 36 23 613 C2 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung für ein
ophthalmologisches Operationsmikroskop, bei dem die
Beleuchtungseinheit seitlich von der Objektivachse angebracht
ist, und zwar in einer ersten Ausgestaltung auf der
objektabgewandten Seite und in einer zweiten Ausgestaltung auf
der objektzugewandten Seite der Objektivebene. In der ersten
Ausgestaltung fällt das Licht einer Beleuchtungslichtquelle
zunächst auf einen ersten Umlenkspiegel und wird von diesem
durch das Objektiv hindurch auf einen zweiten Umlenkspiegel
reflektiert, der das Beleuchtungslicht seinerseits auf einen in
der Objektivachse liegenden Strahlteiler reflektiert, von dem
es unter 0° auf das Objekt einfällt. In der zweiten
Ausgestaltung wird das Beleuchtungslicht alternativ entweder
direkt auf den Strahlteiler gerichtet und beleuchtet das Objekt
dann unter 0°, oder aber es fällt über einen klappbaren Spiegel
unter einem Winkel auf das Objekt ein, wobei bei Ausführung
dieses Klappspiegels als Strahlteiler eine gleichzeitige 0°- und
Schräglichbeleuchtung erzielt werden kann.
Beim Einsatz von Operationsmikroskopen in der Chirurgie
werden je nach medizinischer Fachrichtung verschiedene
Forderungen an die Beleuchtung des Operationsfeldes gestellt.
Die Art der Beleuchtung wird im wesentlichen bestimmt durch
den Winkel, den die Achse des Beleuchtungsstrahles mit der
Achse des Mikroskopobjektives bildet.
Bei Operationen in nichtophthalmologischen Fachrichtungen,
beispielsweise in der Hals-Nasen-Ohren- und Neurochirurgie
wird das Operationsfeld mit achsnaher Schrägbeleuchtung, in
der Fachsprache als "Koaxialbeleuchtung" bezeichnet,
ausgeleuchtet, wobei der Leuchtfelddurchmesser zur
Einspiegelung der Beleuchtung in enge, tiefe Körperhöhlen zur
sogenannten Spotbeleuchtung verkleinert wird.
Bei mikrochirurgischen Eingriffen am Auge wurde angestrebt,
das Beleuchtungslicht senkrecht, d. h. in der optischen Achse
des Mikroskopobjektives auf das Operationsfeld zu richten.
Diese, als "0°-Beleuchtung" bekannt gewordene Beleuchtungsart
hat den Vorteil, daß die senkrecht einfallenden Lichtstrahlen
von der Netzhaut diffus reflektiert werden und die
Linsenkapsel, das ist die Umhüllung der Augenlinse, durch das
regrediente Licht in einem rötlichen Durchlicht erscheinen
lassen. Dadurch werden Gewebereste, die nach Entfernen der
Augenlinse abgesaugt werden müssen, kontrastreich sichtbar
gemacht.
In der Praxis hat sich das Bedürfnis herausgestellt, bei
ophthalmologischen Operationen das Patientenauge nur zu einem
Bruchteil mit senkrecht einfallendem Licht, zum anderen Teil
mit achsnah einfallendem Schräglicht zu beleuchten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine achsnahe Schräglicht
beleuchtung für ein ophthalmologisches Operationsmikroskop zu
schaffen, bei der eine regrediente Beleuchtung der
Patientenpupille durch Reflexlicht von der Netzhaut eine
zuverlässige Erkennung von Linsenresten bei einer
Kataraktoperation gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche 2-6 stellen besonders vorteilhafte
Ausführungsformen dieser Erfindung unter Schutz.
Vorteilhafterweise sind zwischen dem Beleuchtungssystem und
den Umlenkelementen variierbare Blenden vorgesehen, somit
können die Lichtanteile über die Umlenkspiegel variabel
eingestellt oder jeweils ganz ausgeblendet werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Im einzelnen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten
Ausführungsbeispieles der Erfindung in
der Anordnung vor dem Hauptobjektiv eines
Operationsmikroskops;
Fig. 1a eine Schnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten
Beleuchtungseinrichtung entlang der Linie I-I;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels der Erfindung in der
Anordnung vor dem Hauptobjektiv eines Operations
mikroskopes;
Fig. 2a eine Schnittdarstellung der in Fig. 2 darge
stellten Beleuchtungseinrichtung entlang der Linie
II-II.
In den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ist mit dem
Bezugszeichen (1) ein Beleuchtungssystem an sich bekannter
Bauart bezeichnet. Zwischen dem Beleuchtungssystem (1) und
dem Hauptobjektiv (3) mit der optischen Achse (2a) des
Operationsmikroskopes ist als Reflexionselement ein Umlenkspiegel (4, 5) angeordnet,
der das Beleuchtungslicht unter dem Winkel α zur
optischen Achse (2) des Beobachtungssystems auf den Objektpunkt
(10) wirft. Vorzugsweise beträgt der Winkel α 6°. Der
Umlenkspiegel (4) weist eine Ausnehmung (4a) auf, durch die
ein Teil des Beleuchtungslichtes auf das als verschiebbarer
Umlenkspiegel (6, 7) ausgebildete Umlenkelement treffen kann. Je nach Lage
dieses Umlenkelements (6, 7) trifft der auf ihn fallende Teil
des Beleuchtungslichtes unter einem Winkel von 0° bis 6° auf
den Objektpunkt (10). Durch einen Blendenmechanismus (11)
kann der über das Reflexionselement (4) auf den Objektpunkt (10)
gelenkte Beleuchtungskegel zur Kontraststeigerung kontinuier
lich abgedunkelt werden. Der Blendenmechanismus (12) dient
außerdem dazu, die über das Umlenkelement (6, 7) senkrecht
auf das Patientenauge fallende Beleuchtung vollkommen auszu
blenden, wenn nur achsnahe Schrägbeleuchtung gewünscht wird.
Die binokulare Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes
ist in der Zeichnung mit den Bezugszeichen (8a) und (8b)
gekennzeichnet.
In der Darstellung der Fig. 2 und 2a sind für identische
Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in der
Darstellung der Fig. 1 und 1a. Das Reflexionselement für das
in dieser Darstellung gezeigte Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist mit (5) und das
Umlenkelement mit (7) bezeichnet, wobei die untere Kante des Reflexionselements (5)
den auf den Umlenkspiegel (7) fallenden
Beleuchtungsstrahlenkegel nach oben begrenzt. Der
Beleuchtungsstrahlengang in dem in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel verläuft unterhalb des Hauptobjektivs (3)
identisch wie in Fig. 1 zum Beobachtungspunkt (10). Er ist
aus Vereinfachungsgründen nicht vollständig eingezeichnet.
Mit dem beschriebenen Beleuchtungssystem können somit drei
verschiedene Beleuchtungsarten eingestellt werden. Bei voller
Wirksamkeit beider Umlenkspiegel (4) und (6) bzw. (5) und (7)
kann eine achsnahe Schrägbeleuchtung in Zusammenwirkung mit
einer senkrechten (0°-Beleuchtung) eingestellt werden. Bei
Ausblendung der achsnahen Schrägbeleuchtung ist nur die
0°-Beleuchtung wirksam. Bei Ausblendung der 0°-Beleuchtung ist
nur die achsnahe Schrägbeleuchtung wirksam. Zwischenstufen
der Beleuchtungsarten durch kontinuierlich veränderliche
Ausblendung von Beleuchtungsstrahlen sind ebenfalls möglich.
Die Umlenkelemente (6, 7) und die Blenden (11, 12) sind in
den angegebenen Pfeilrichtungen verschiebbar. Das
Hauptobjektiv (3) kann zentriert oder wie in Fig. 1
dargestellt, dezentriert zur Achse des Beobachtungssystems
angeordnet sein.
Claims (6)
1. Beleuchtungseinrichtung für ein Operationsmikroskop,
- - mit einem Beleuchtungssystem (1), das außerhalb der optischen Achse (2a) des Mikroskopobjektivs (3) angeordnet ist, und das Operationsgebiet (10) parallel zur Objektivachse (2a) durch das Mikroskopobjektiv (3) hindurch beleuchtet,
- - und mit einem Umlenkelement (6, 7) auf der objektabgewandten Seite des Mikroskopobjektivs (3), welches das Operationsgebiet (10) mit einem Bruchteil des Beleuchtungslichtes entlang der Objektivachse (2a) beleuchtet, dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Beleuchtungssystem (1) objektivseitig mit einem Reflexionselement (4, 5) ausgestattet ist, welches das Beleuchtungslicht parallele, zur Objektivachse (2a) zum Mikroskopobjektiv (3) hin reflektiert,
- - und daß das Umlenkelement (6, 7, ) das Operationsgebiet (10) unter einem Neigungswinkel (α′) gegenüber der Objektivachse (2a) beleuchtet, der kleiner ist als der Neigungswinkel (α), unter dem das Reflexionselement (4, 5) das Operationsgebiet (10) beleuchtet.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Reflexionselement (4, 5) das
Operationsgebiet (10) unter einem Neigungswinkel (α) von sechs
Grad gegenüber der Objektivachse (2a) beleuchtet.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand des Umlenkelementes (6, 7) von
der Objektivachse (2a) einstellbar ist und durch Änderung
dieses Abstandes der dem Umlenkelement (6, 7) zugeordnete
Neigungswinkel (α′) auf einen Wert zwischen null Grad und
sechs Grad einstellbar ist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (6, 7) und
das Reflexionselement (4, 5) als ebene, Spiegel ausgebildet
sind und daß das Reflexionselement (4, 5) objektivseitig eine
Ausnehmung (4a) aufweist, durch die hindurch der dem
Umlenkelement (6, 7) zugeordnete Bruchteil des
Beleuchtungslichtes auf das Umlenkelement (6, 7) einfällt.
5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (6, 7) und
das Reflexionselement (4, 5) als ebene Spiegel ausgebildet
sind und daß der dem Umlenkelement (6, 7) zugeordnete
Bruchteil des Beleuchtungslichtes an der objektivseitigen
Unterkante (5a) des Reflexionselementes (4, 5) vorbei auf das
Umlenkelement (6, 7) einfällt.
6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Beleuchtungssystem (1) und dem Umlenkelement (6, 7) und dem
Reflexionselement (4, 5) jeweils eine Blende (11, 12)
einschiebbar ist, mit der zur Kontraststeigerung der Anteil
des umgelenkten Beleuchtungslichtes kontinuierlich
abdunkelbar ist.
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