CH683875A5 - Ophthalmoskopie-Vorsatz für Operationsmikroskop. - Google Patents
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Description
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CH 683 875 A5
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um den Fundus oder fundusnahe Glaskörperbereich eines menschlichen Auges mikroskopisch betrachten zu können, wird mit einer Ophthalmoskopierlinse ein Zwischenbild des betrachteten Augenteiles erzeugt, das mit einem Operationsmikroskop betrachtet wird. Dieses so betrachtete Bild ist höhen-und seitenverkehrt und pseudo-stereoskopisch, d.h. in der Tiefenwahrnehmung ist vorne und hinten vertauscht. Um mikrochirurgisch arbeiten zu können, ist aber ein aufgerichtetes, stereoskopisch richtiges Bild erforderlich. Gleichzeitig mit der nötigen Bildaufrichtung muss deshalb im Operationsmikroskop eine Vertauschung der beiden Beobachtungsstrahlengänge (Pupillenvertauschung) erfolgen, um bei der stereoskopischen Betrachtung den ansonsten auftretenden Pseudo-Stereoeffekt zu vermeiden.
Die Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung kann durch ein Prismensystem erfolgen, das zusätzlich zwischen Binokular-Tuben und Vergrösserungswechsler des Operationsmikroskops angeordnet wird. Ein derartiges Prismensystem wird beispielsweise in der DE-OS 3 507 458 beschrieben. Durch diesen zusätzlichen Baustein vergrössert sich der Arbeitsabstand zwischen Patientenauge und Beobachtungspupille. Aus ergonomischen und praktischmedizinischen Gründen ist eine derartige Veränderung des Arbeitsabstandes jedoch unerwünscht. Weiterhin stellt ein derartiges Prismensystem insbesondere dann eine aufwendige Lösung dar, wenn ein Mitbeobachter an einem zweiten Binokulartubus arbeiten soil. Für diesen wäre dann ein entsprechendes zweites derartiges Prismensystem erforderlich.
Eine weitere Lösungsmöglichkeit wird in der DE-OS 3 539 009 sowie im DE-Gebrauchsmuster G 8 902 035.9 vorgeschlagen. Hier sind in einem Vorsatz zum Operationsmikroskop die Ophthalmoskopierlinse und ein System zur Bildumkehr des erzeugten Zwischenbildes untergebracht. Dabei wird ein entsprechendes Prismensystem unmittelbar vor dem Hauptobjektiv des Operationsmikroskops angeordnet. Die Fokussierung auf den interessierenden Augenabschnitt wird hier jeweils am eigentlichen Operationsmikroskop vorgenommen, das ein zweiteiliges Hauptobjektiv besitzt, bei dem eine Linsengruppe gegen die andere verschiebbar ist. Beim Ein- und Auswechseln dieses Vorsatzes müssen demzufolge jedesmal Einstellungsänderungen am Operationsmikroskop vorgenommen werden, was während einer Operation sehr umständlich ist. Ein weiterer Nachteil der Anordnung eines Umkehrsystems unmittelbar vor dem Hauptobjektiv besteht darin, dass die sich an dieser Stelle noch teilweise überlappenden, divergenten Strahlengänge durch zwei separate Umkehrsysteme vollkommen räumlich getrennt werden. Dabei wird ein Teil dieser beiden Strahlengänge ausgeblendet, d.h. es resultieren Bildfehler im Operationsmikroskop (Vignettierungen). Nachteilig ist bei einer derartigen Anordnung weiterhin, dass aus dem zweiteiligen Hauptobjektiv des verwendeten Operationsmikroskops eine insgesamt grössere Baulänge des Systems resultiert, was der Forderung nach einem möglichst grossen Arbeitsfeld für den Chirurgen widerspricht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ophthalmoskopie-Vorsatz für ein Operationsmikroskop zu schaffen, der eine Bildaufrichtung des von einer Ophthalmoskopierlinse erzeugten Zwischenbildes bewirkt, die Beobachtungsstrahlengänge vertauscht und eine wahlweise Verwendung des Operationsmikroskops in herkömmlicher Art und Weise oder als Ophthalmoskop erlaubt, ohne am Operationsmikroskop Änderungen vornehmen zu müssen. Dabei soll der Ophthalmoskopie-Vorsatz eine bildfehlerfreie Betrachtung des Zwischenbildes durch das Operationsmikroskop gewährleisten. Des weiteren soll mit Hilfe dieses Vorsatzes die stereoskopische Betrachtung für einen Mitbeobachter möglich sein, wobei lediglich ein weiterer Binokulartubus erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ophthalmoskopie-Vorsatz mit den Kennzeichen des Anspruchs 1.
Im erfindungsgemässen Ophthalmoskopie-Vorsatz befindet sich ein optisches System, welches die gewünschte Bildaufrichtung des Zwischenbildes liefert, das von einer Ophthalmoskopierlinse oder einem Ophthalmoskopie-Objektiv in einer ersten Zwischenbiidebene erzeugt wird. Weiterhin bewirkt das optische System die Vertauschung der Beobachtungsstrahlengänge (Pupillenvertauschung). Die Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung erfolgt hier unmittelbar nach der ersten Zwischenbildebene, wo die stereoskopischen Beobachtungs-Strahlengänge noch nicht vollständig getrennt verlaufen, sondern noch miteinander verflochten sind. Das aufrechte und seitenrichtige Bild kann anschliessend mit dem herkömmlichen Operationsmikroskop stereoskopisch richtig betrachtet werden, ohne dass zusätzliche Eingriffe an diesem Operationsmikroskop nötig sind. Weiterhin befindet sich im Vorsatz eine Fokussierlinse zwischen dem jeweiligen optischen System und dem objektivseitigen Ende des Vorsatzes. Die Fokussierlinse ist entlang der optischen Achse verschiebbar. Mit dieser Linse erfolgt die Fokussierung auf den interessierenden Augenabschnitt. Damit wird die Fokussierung am erfindungsgemässen Vorsatz vorgenommen, ohne am eigentlichen Operationsmikroskop etwas verändern zu müssen. Der rasche Wechsel der Betrachtungsweise durch das Operationsmikroskop bzw. durch das Operationsmikroskop mit dem Ophthalmoskopie-Vorsatz ist somit für den Benutzer möglich, ohne zeitaufwendige Nachfokussierungen bei jedem Wechsel der Betrachtungsweise am Operationsmikroskop vornehmen zu müssen. Durch eine geeignete Schwenk-Vorrichtung für den erfindungsgemässen Vorsatz kann diese rasche Wechselmöglichkeit der Betrachtungsweise realisiert werden. Der Arbeitsabstand zwischen Patientenauge und Beobachterpupille bleibt somit auch beim Einwechseln des erfindungsgemässen Vorsatzes konstant. Damit
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ist dieser Vorsatz variabel für jedes herkömmliche Operationsmikroskop zu verwenden. Bei der Mitbeobachtung durch weitere Mitarbeiter ist demzufolge nur ein einziger derartiger Vorsatz nötig. Die Betrachtung durch die Mitarbeiter erfolgt in diesem Fall durch zusätzliche Binokular-Tuben und das gemeinsame Hauptobjektiv. Die Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung wird entweder durch eine optische Anordnung, bestehend aus zwei Feldlinsen und einem Triplett, oder aber durch ein Geradsicht-Umkehrprisma bewirkt, die im erfindungsgemässen Vorsatz entsprechend angeordnet sind.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Fig. 1-4 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Operationsmikroskop mit dem erfindungsgemässen Ophthalmoskopie-Vorsatz, wobei das optische System zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung als Linsenanordnung ausgeführt ist,
Fig. 2 den erfindungsgemässen Ophthalmoskopie-Vorsatz aus Fig. 1 mit der entsprechenden Linsenanordnung,
Fig. 3 einen Schnitt der Linsenanordnung aus Fig. 2 mit den dazugehörigen Bezeichnungen der Linsenradien, Linsendicken und Linsenabstände,
Fig. 4 den erfindungsgemässen Ophthalmoskopie-Vorsatz, der ein geradsichtiges Umkehrprisma zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung enthält.
In Fig. 1 ist ein Operationsmikroskop (13) dargestellt, vor dessen Hauptobjektiv (5a, b) der erfin-dungsgemässe Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) angeordnet ist, in dem ein optisches System (14) zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung untergebracht ist. Der Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) enthält auf der dem Auge (2) zugewandten Seite eine Ophthalmoskopierlinse (8), welche in der ersten Zwischenbildebene ZE1 ein höhen- und seitenverkehrtes Bild des betrachteten Fundus (3) erzeugt. Dieses Bild wird über das folgende optische System (14), in diesem Ausführungsbeispiel eine Linsenanordnung, aufgerichtet und seitenrichtig in eine zweite Zwischenbiidebene ZE2 abgebildet. Das Bild in der Zwischenbildebene ZE2 wird durch das eigentliche Operationsmikroskop (13) betrachtet. Dabei ist dieses Operationsmikroskop (13) in bekannter Weise aufgebaut. So sind hinter dem gemeinsamen Hauptobjektiv (5a, b) die Vergrösserungswechsler (6a, b) sowie Tubuslinsen (16a, b) und Umkehrprismen (7a, b) für die beiden separaten Strahlengänge angeordnet. Die stereoskopische Betrachtung erfolgt durch die Binokulartuben (4a, b). Die Verwendung eines gemeinsamen Hauptobjektives (5a, b) für beide Beobachtungsstrahlengänge ist nicht erfindungsspezifisch. Es konnte auch für jeden der beiden Beobachtungsstrahlengänge ein separates Objektiv vorgesehen sein.
Weiterhin dargestellt ist in Fig. 1 eine Linse (15), die zwischen dem optischen System (14) und dem objektivseitigen Ende des Vorsatzes (1) entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Linse (15) ist es möglich, auf den interessierenden Abschnitt des Auges (2) zu fokussieren, ohne am eigentlichen Operationsmikroskop (13) etwas verändern zu müssen. Mit Hilfe einer geeigneten Schwenkeinrichtung, die in Fig. 1 nicht dargestellt wird, ist damit die wahlweise Verwendung des Operationsmikroskops in herkömmlicher Art und Weise, als auch in der Augenchirurgie möglich.
In Fig. 2 ist der erfindungsgemässe Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) dargestellt, der das optische System zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung enthält, welches in diesem Ausführungsbeispiel als optische Anordnung mit mehreren Linsen (9a, 10, 11, 12, 9b) ausgeführt ist. Die Ophthalmoskopierlinse (8), auf der dem Patienten-Auge zugewandten Seite des Vorsatzes (1) angeordnet, liefert in der Zwischenbildebene ZE1 ein höhen- und seitenverkehrtes Bild des betrachteten Augenteiles. Dieses Bild wird über die folgenden fünf Linsen (9a, 10, 11, 12, 9b) im Massstab 1:1 aufrecht und seitenrichtig in die Zwischenbildebene ZE2 abgebildet. Die eigentliche Abbildung erfolgt durch ein Triplett, bestehend aus zwei Linsen positiver Brechkraft (L3:10, L1:12) und einer dazwischen angeordneten Linse negativer Brechkraft (L2:11). Zwei weitere Linsen (A1:9a; A2:9b) wirken als Feldlinsen. Mit Hilfe einer entlang der optischen Achse verschiebbaren Linse (15) erfolgt innerhalb des Vorsatzes (1) die Fokussierung auf den interessierenden Augenabschnitt. Das in der Zwischenbildebene ZE2 erzeugte Bild wird mit dem Operationsmikroskop (13) betrachtet.
Um die optische Anordnung in einem entsprechenden Vorsatz mit nicht zu grosser Baulänge unterbringen zu können, ist es möglich, die einzelnen Elemente der optischen Anordnung nicht linear aufeinanderfolgend unterzubringen, sondern so innerhalb des Vorsatzes anzuordnen, dass der Abbildungsstrahlengang umgelenkt wird.
Für ein Linsensystem aus einem Triplett (L1:fi; L2:f2; L3:f3) und den beiden Feldlinsen (A1:9a, A2:9b), das für die Wellenlängen 436 nm, 480 nm, 546 nm und 644 nm im sichtbaren Spektralbereich farbfehlerkorrigiert ist, liegen die realisierbaren Brennweitenverhältnisse bei einer Hauptobjektivbrennweite von 200 mm in den folgenden Bereichen:
f3:fi = [0.9 ... 2.0]
-f2:fi = [0.4... 0.6]
Innerhalb dieser Bereiche lässt sich eine akzeptable Länge des Ophthalmoskopie-Vorsatzes erreichen, der ein möglichst grosses Arbeitsfeld unterhalb des Operationsmikroskops bietet. Weiterhin wird
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eine entsprechend gute Abbildungsqualität der optischen Anordnung gewährleistet. Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Datensätzen sind in Tab. 1-3 zu finden. Variationen einzelner Parameter dieser Datensätze können zu einem vergleichbar guten Abbildungsergebnis führen.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch die optische Anordnung aus Fig. 2 dargestellt mit den Bezeichnungen der Linsenradien n, Linsendicken di und Linsenabstände di, wie sie in den Datensätzen in Tab. 1-3 verwendet werden.
Fig. 4 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel den erfindungsgemässen Vorsatz (1), der ein optisches System zur Bildaufrichtung und Pupillenvertauschung enthält, welches hier als geradsichtiges Umkehrprismensystem (17) ausgeführt ist. Das von der Ophthalmoskopierlinse (8) erzeugte Zwischenbild des Fundus bzw. von fundusnahen Glaskörperbereichen des Auges wird durch ein geradsichtiges Schmidt-Pechan-Prisma mit Dachkante (17) unmittelbar hinter der ersten Zwischenbildebene ZE1 aufgerichtet und die Beobachtungsstrahlengänge vertauscht. Möglich ist auch die Verwendung eines funktionell gleichwertigen Spiegeisystems. Die Anordnung des Umkehrprismas (17) an dieser Stelle, wo die stereoskopischen Strahlengänge noch verflochten sind, erlaubt eine sehr kompakte Bauweise des Umkehrprismas (17) bzw. des erfindungsgemässen Vorsatzes (1), da der Gesamtstrahlengang an dieser Stelle seine geringste Ausdehnung aufweist. Des weiteren ist im erfindungsgemässen Vorsatz (1) eine Fokus-sierlinse (15) zwischen dem Umkehrprisma (17) und dem objektivseitigen Ende des Vorsatzes angeordnet. Diese Fokussieriinse (15) ist entlang der optischen Achse verschiebbar und dient zur Fokussierung auf den interessierenden Augenabschnitt.
Claims (11)
1. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) für ein aus einem Hauptobjektiv (5a, b) und einem oder mehreren stereoskopischen Beobachtungstuben (4a, b) bestehenden Operationsmikroskop (13), dadurch gekennzeichnet, dass
- im Vorsatz (1) zur Abbildung des Fundus oder von Glaskörperbereichen eines Auges eine oder mehrere Ophthalmoskopierlinsen (8) vorgesehen sind,
- hinter der Ophthalmoskopierlinse (8) oder den Ophthalmoskopierlinsen ein optisches System (14; 9a, 10, 11, 12, 9b; 17) zur Bildaufrichtung und Vertauschung der Beobachtungsstrahiengänge angeordnet ist,
- zwischen dem optischen System (14; 9a, 10, 11, 12, 9b; 17) und dem objektivseitigen Ende des Ophthalmoskopie-Vorsatzes (1) eine entlang der optischen Achse verschiebbare Linse (15) vorgesehen ist, die zum Fokussieren auf den interessierenden Teil des Auges dient.
2. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System in Form einer optischen Anordnung ausgeführt ist, die aus zwei Feldlinsen (9a, b) sowie einem dazwischen angeordneten Triplett aus zwei Linsen positiver Brechkraft (10, 12) und einer zwischen diesen liegenden Linse (11) negativer Brechkraft besteht.
3. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (9a, 10, 11, 12, 9b) eine Abbildung des von der Ophthalmoskopierlinse (8) erzeugten Zwischenbildes im Abbildungsmassstab 1:1 bewirkt.
4. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) für ein Operationsmikroskop mit einer Hauptobjektivbrennweite von 200 mm nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass für ein farbfehlerkorrigiertes Linsensystem, bestehend aus einem Triplett (10, 11, 12) und zwei Feldlinsen (9a, 9b), die Brennweitenverhältnisse f3:fi und -fe:fi der Triplett-Linsen Li (12), fi; lz (11), f2; L3 (10), f3 in den folgenden Bereichen liegen
(f3:fi) = [0-9... 2.0]
(-f2:fi) = [0.4... 0.6]
5. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Linsen (9a, 10, 11, 12, 9b) des optischen Systems die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Daten für die Linsenradien n, Linsendicken di, Linsenabstände di sowie die Brechungsindices n (546 nm) und Abbe-Zahlen ve der verwendeten Glassorten besitzen oder Werte, die entsprechend zu diesem Datensatz durch Variation einzelner Parameter zu einem vergleichbar guten Abbildungsergebnis führen.
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Tabelle 1
(f3:fi = 2.0, -f2:fi = 0.545)
Linse
Radius n/mm
Dicke di/mm
Abstand di/mm
Brechungsindex n (546 nm)
Abbe-Zahl ve
n = 42.9911
di =3.000
1.68637
44.2
A2
r2 =-18.9821
d2 =1.000
1.81265
25.2
r3 = -59.2871
d3 =30.750
r4 = 6.4576
L1
d4 =2.500
1.80730
46.1
r5 = -140.0550
d5 = 1.948
r6 = -8.7323
L2
d6 =0.600
1.81265
25.2
r7 = 5.7935
d7 =6.175
r8 = 925.3580
L3
de =2.500
1.80730
46.1
r9 = -12.3903
d9 =27.530
rio — 86.8200
CL o l[
-J.
Ö
O O
1.81265
25.2
A1
rn1 = 17.1400
Cl II
CO
o o o
1.68637
44.2
n2 = -31.4353
6. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Linsen (9a, 10, 11, 12, 9b) des optischen Systems die in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Daten für die Linsenradien n, Linsendicken di, Linsenabstände di sowie die Brechungsindices n (546 nm) und Abbe-Zahlen ve der verwendeten Glassorten besitzen oder Werte, die entsprechend zu diesem Datensatz durch Variation einzelner Parameter zu einem vergleichbar guten Abbildungsergebnis führen.
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Tabelle 2
(f3:fi = 1.66 = -f2:fi = 0.56)
Linse
Radius n/mm
Dicke dj/mm
Abstand di/mm
Brechungsindex n (546 nm)
Abbe-Zahl ve
n = 42.9911
di =1.696
1.68637
44.2
A2
r2 = -18.9821
d2 =0.848
1.81265
25.2
r3 = -59.2871
d3 =32.070
r4 = 7.9988
L1
d4 =2.500
1.80730
46.1
t5 = -106.2270
d5 = 2.620
r6 =-9.5154
L2
d6 =0.600
1.81265
25.2
r7 =7.7269
d7 = 4.940
r8 = -148.7780
L3
d8 =2.500
1.80730
46.1
r9 = -11.5635
dg =28.490
no =86.8223
dio =0.848
1.81265
25.2
A1
rn =17.1339
dn=1.696
1.68637
44.2
n2 = -28.2267
7. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Linsen (9a, 10, 11, 12, 9b) des optischen Systems die in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Daten für die Linsenradien n, Linsendicken dj, Linsenabstände di sowie die Brechungsindices n (546 nm) und Abbe-Zahlen ve der verwendeten Giassorten besitzen oder Werte, die entsprechend zu diesem Datensatz durch Variation einzelner Parameter zu einem vergleichbar guten Abbildungsergebnis führen.
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Tabelle 3
(f3:fi = 0.88, -f2:fi = 0.40)
Linse
Radius n/mm
Dicke di/mm
Abstand di/m
Brechungsindex n (546 nm)
Abbe-Zahl ve
ri = 30.5000
di =3.000
1.68637
44.2
A2
r2 = -18.9820
d2 =1.000
1.81265
25.2
r3 = -59.2870
d3 =31.687
r4 = 5.9576
L1
d4 =2.500
1.61521
58.4
r5 = 50.5546
d5 = 3.277
r6 = -6.0844
L2
d6 =1.000
1.65222
33.6
r7 = 5.4845
d7 = 2.333
r8 = 17.7756
L3
ds =2.500
1.61521
58.4
rg = -8.1069
dg =23.117
rio = 86.8200
dio =1.000
1.81265
25.2
A1
m = 17.1400
du = 3.000
1.68637
44.2
ri2 = -30.5299
8. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System in Form eines geradsichtigen Umkehrprismensystems (17) oder als funktionell gleichwertiges Spiegelsystem ausgeführt ist, das eine Bildaufrichtung und eine Vertauschung der Beobachtungsstrahlengänge bewirkt.
9. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System in Form eines Schmidt-Pechan-Prismas mit Dachkante (17) oder als Spiegelsystem mit entsprechendem Strahlverlauf ausgeführt ist.
10. Ophthalmoskopie-Vorsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (1) schwenkbar vor dem Hauptobjektiv (5a, b) eines Operationsmikroskops (13) angeordnet ist.
11. Operationsmikroskop mit einem Ophthalmoskopie-Vorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Augenchirurgie verwendet wird, um ein vergrössertes Bild des Augenhintergrundes oder Teilen des Glaskörpers zu erzeugen.
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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