WO2009037082A2 - Schutzglas-modul zur adaption an das hauptobjektiv eines operationsmikroskops - Google Patents

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B46/00—Surgical drapes
    • A61B46/10—Surgical drapes specially adapted for instruments, e.g. microscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/20—Surgical microscopes characterised by non-optical aspects

Definitions

  • the invention relates to a protective glass module for adaptation to a lens of an optical magnifying device, in particular a surgical microscope.
  • a protective glass can be placed on the lens.
  • a protective glass is placed on the main objective of an O P microscope. This is connected in a known manner with a transparent, flexible plastic material - a so-called "drape.” With such a combination arrangement, it is possible to protect the main objective and the other microscope modules from spray water which is contaminated with chemicals and tissue residues.
  • DE 44 13 920 B4 discloses an insert for a viewing opening of a drape which is fastened to a tubular attachment of an OP microscope in front of the main objective and provided with an exchangeable protective element.
  • a drape with an insert for a protective window wherein the protective element has a plane surface, is directed towards the main objective, and a hemispherical protective window, which directed towards the examination object
  • the protective element thus represents a plano-convex lens with a beam cross-section-changing effect, which is held in the lower region of a "lens housing" (Jens housing 360) by means of a flat, peripheral lens ring such that its hemispherical surface protrudes clearly from the lens housing.
  • the known devices are individually or in combination u.a. following disadvantages:
  • FIG. 1 b the surgical microscope shown in FIG. 1 a with an inventive protective glass module without drape connected upstream;
  • FIG. 2a shows a detailed representation of a first variant of a protective glass module according to the invention with integrated drape
  • FIG. 2b shows a detailed representation of a second variant of a protective glass module according to the invention with integrated drape
  • FIG. Fig. 2c an enlarged sketch of Fig. 2b Represented with additional clamping device for the two module parts.
  • an operating microscope 1 is shown with a main objective 2 and a lighting device with a light source 1 1, from which a light beam emanates 12, which then after deflection by the main objective 2 by a known module 6a and finally to the not with the examination subject - for example a patient - falls.
  • the imaging beam runs in the direction of the vertical optical axis 7 of the microscope 1 into the microscope tube 3 equipped with eyepieces.
  • Consequence is characterized by the "construction height" Bp, wherein the index letter “p” denotes the plane-parallel protection glass 4.
  • the reference numeral 8a indicates the vertical axis on the protective glass.
  • the skew angle of the protective glass 4 results from the angle between the two axes 7 and 8a. He is in known arrangements optimally between 10 ° and 15 °.
  • the diagrammatically illustrated imbalance of the protective glass 4 must be assigned to the microscope 1 in the illustrated orientation because of the lighting input 1 1, 12 and the associated reflex removal. Thus, a targeted azimuthal orientation must be observed when attaching the module 6a to the main objective 2.
  • FIG. 1 b Shown is the surgical microscope 1 already shown in FIG. 1a, but with the difference that the main objective 2 is now assigned an inventive module 6b which has a plane-parallel spherical microscope Protective glass 5 contains.
  • the markedly reduced overall height is designated Bs, the index letter "s" representing the spherical protective glass 5.
  • the optical axis 8b of the spherical protective glass 5 pierces the spherical front surface of 5 at the apex 9.
  • the spherical protective glass 5 effectively forms a spherically bent surface His plan surfaces in all its parts are evenly spaced from each other and are therefore no optical effect.
  • the refractive power of the spherical protective glass 5 is zero, ie 0 diopters (dpt).
  • the refractive power means the reciprocal value of the focal length of an imaging optical system.
  • the apex 9 of the spherical glass 5 is arranged centrally relative to the optical axis 7 of the microscope 1. In individual cases it is - depending on the used Illumination reflection in the microscope 1 - still possible that still disturbing residual reflections occur.
  • Main objective housing and / or provided on the module 6b mechanical and / or magnetic fastening and linear displacement devices, for example, a known x-y-Kreuztisch- adjustment. This makes it possible to move the module 6b of choice in a plane on which the microscope axis 7 is vertical, targeted by small amounts, with axis parallelism between (7) and (8b) is maintained.
  • the module 6b it is also possible to set the module 6b "skewed" with respect to the vertical axis 7.
  • intersecting spherical adjusting carriages known per se can be provided.
  • the axis 8b of the spherical protective glass 5 and the axis 7 then form an angle
  • an oriented azimuthal attachment of the module 6b to the housing of the main objective is again absolutely necessary because of the tilting of the axis 8b an inventive embodiment, with which in the individual case vagabundierende disturbing residual stray light effects can be eliminated.
  • the rotation or linear displacement or tilting means may be provided individually or in combination.
  • the radius of the spherical protective glass is chosen to be 0 dpt so that no reflections enter the microscope 1 and at the same time the axes (7) and 8b coincide.
  • the protective glass 5 is to be exchangeably supported in the module 6b.
  • the protective glass 5 is covered with a special anti-reflection layer.
  • a special anti-reflection layer for general reflection reduction with a Breitbandentaptung.
  • these layers have the disadvantage that such coated protective glasses are no longer steam sterilizable, but can only be sterilized with the so-called “ETO process”, see here the "Manual of Sterilization”, published by: F. Weinig and K. Hahnen , Publication of 3M (Switzerland) AG, 3rd edition, 1999, ISBN3-9521844-0-3.
  • the protective glass 5 is provided with an "ion-plating" (I0) coating, as described in the article by AJ Waldorf et al., "Optical coatings deposited Gy reactive ion plating", Applied Optics, Vol. 28, Oct. 1 1993, pages 5583-93.
  • I0 on-plating
  • the physico-chemical and mechanical stability of this antireflective coating on the protective glasses is such that the protective glasses coated therewith are steam sterilisable. This ensures the reproducible use of the protective glasses 5 or of the modules 6b, since the steam sterilizability is of great importance for prion inactivation.
  • Fig. 2a a development of the present invention is shown purely schematically with reference to a detailed diagram.
  • the upper part 13 a is plano-convex and the lower part 14 a formed in a geometrically-optically complementary shape plankonkav such that Joining both parts 13 a, 14 a results in a plane-parallel optical overall component.
  • the combination 13a, 14a is a two-part, plane-parallel, optically transparent protective glass with integrated or incorporated Drape part 10a, whose height is denoted by Bd, wherein the index letter “d” stands for "Drape".
  • the attachment of the upper part 13a on the housing of the main objective 2 can be done in an analogous manner, as it has been explained in more detail for the module 6b of Fig. 1 b. Also optionally actuatable mechanical and / or magnetic adaptation devices with which additionally the above-described rotation, Lineartranslations- and / or tilting movements can be performed individually or in combination, are also possible.
  • actuatable mechanical and / or magnetic adaptation devices with which additionally the above-described rotation, Lineartranslations- and / or tilting movements can be performed individually or in combination, are also possible.
  • the complementary surface shapes of the parts 13a, 14a which are associated with each other inside, in a wide variety of variations. This is technically particularly easy to implement if the parts 13 a, 14 a made of injection-molded plastic transparent plastic materials.
  • the parts combination 13a, 14a or 13b, 14b can also be a spherical "sandwich" arrangement
  • both parts would have the spatial form as in FIG.
  • this embodiment results in a composite component arrangement with a power of 0 dpt.
  • Fig. 2c is an enlarged detail drawing of Fig. 2b with illustrated fastening device for the lower part 14b, which is a purely schematic schematic representation. Shown are two in cross section "Uniform brackets, which are diametrically opposite each other. They are dimensioned so that they press the lower part 14b together with the interposed Drape parts 10a, 10b frictionally against the complementary side of the upper part 13b. This creates an overall combination 14b; 10a; 10b; 14b of a protective glass system with integrated drape part.
  • the number of brackets 15 can be increased in each case.
  • other conventional, releasable attachment variants are conceivable, such as clamps, hooks, dowels, snaps, rings, bands and / or magnetic mounting aids.
  • the arrangement may also be such that the drape used has a special foil insert in the region 10a, 10b which is forcibly clamped in the part pair 13b, 14b. It may be advantageous that this foil insert of a transparent material with improved elongation properties - for example, from latex - exists. Thus, a blurring or wrinkling of the spherical force-locking portion 10a is securely excluded.
  • the drape part 10a, 10b on both sides with an optically transparent immersion agent, for example with silicone oil, in order to "optically neutralize” minor creases and wrinkles of the spherically “deformed” drape, ie any interspaces of air a fluid Immersion agent to fill, which in particular has a comparable refractive index as the film used.
  • an optically transparent immersion agent for example with silicone oil
  • the present invention provides a protective glass in combination with a drape positioned in a module of low height, with optional variations for relative movement of the module contributing to complete elimination of residual stray light in the system.
  • a simple mechanical socket for the adaptation to the microscope objective housing has been realized.
  • the "integrated attachment" of the Drape in "sandwich-form” contributes to a broadening of the area of application with minimized height of the protective glass module.
  • steam-sterilizable coating of the protective glasses allows multiple use.

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Abstract

Es wird ein Schutzglas-Modul zur Adaption an das Hauptobjektiv (2) eines OP-Mikroskops (1) beschrieben, wobei das Modul (6b) ein sphärisches Schutzglas (5) enthält, welches eine Brechkraft von 0 dpt aufweist. Das Schutzglas ist mit einem Drape verbunden. Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Modul (6c, 6d) ein aus zwei optischen Bauteilen (13a, 14a; 13b, 14b) bestehendes Schutzglas-System auf, wobei zwischen den Bauteilen (13a, 14a; 13b, 14b) ein Drape-Teil (10a, 10b) sandwich-artig zwangseingeklemmt ist unter Ausbildung eines größtenteils nicht-planen Folienbereichs (10a). Auch dieses Gesamtsystem weist eine Brechkraft von 0 dpt auf. Das flach bauende Schutzglas-Modul (6b, 6c, 6d) mit einem an ihm gefestigten bzw. in ihm integrierten Drape (10, 10a, 10b) wird als Sterilhaltungsvorrichtung für Hauptobjektive (2) von OP-Mikroskopen (1) verwendet.

Description

Schutzqlas-Modul zur Adaption an das Hauptobiektiv eines Operationsmikroskops
Die Erfindung betrifft ein Schutzglas-Modul zur Adaption an ein Objektiv eines optischen Vergrößerungsgerätes, insbesondere eines Operationsmikroskops.
Um die Frontlinse eines Objektivs eines optischen Beobachtungsinstruments vor Verschmutzung bzw. Beschädigungen zu schützen, kann ein Schutzglas auf das Objektiv gesetzt werden. Um unter sterilen Bedingungen - beispielsweise in der Neurochirurgie - operationsmikroskopische Untersuchungen durchführen zu können, wird auf das Hauptobjektiv eines O P- Mikroskops ein Schutzglas gesteckt. Dieses ist in bekannter Weise mit einem transparenten, flexiblem Plastikmaterial - einem sogenannten „Drape" - verbunden. Mit einer derartigen Kombinationsanordnung gelingt es, das Hauptobjektiv und die anderen Mikroskop-Module vor Spritzwasser, welches mit Chemikalien und Geweberesten kontaminiert ist, zu schützen.
Aus dem Firmenprospekt der Microtek Medical, Inc., Columbus, MS (USA), mit der Bezeichnung: „Wild M680 Microscope Drape - Product No. 3598", 1993, 3 Seiten, ist es bekannt, ein Schutzglas vor dem Hauptobjektiv eines mit einem Drape verkleideten OP-Mikroskops anzuordnen, wobei das Schutzglas etwas geneigt positioniert ist. Das bedeutet, dass die vertikal verlaufende optische Achse des Mikroskops auf das Schutzglas unter einem von 90 ° abweichenden Winkel auftrifft, vgl. Fig. 1 a. Mit dieser bekannten Anordnung werden störende Streulichtreflexe reduziert bzw. eliminiert.
Darüber hinaus ist aus der DE 44 13 920 B4 ein Einsatz für eine Sichtöffnung eines Drape bekannt, der an einem röhrenförmigen Vorsatz eines OP- Mikroskops vor dem Hauptobjektiv befestigt und mit einem auswechselbaren Schutzelement versehen ist.
Schließlich ist aus der US-PS 3 796 477 ein Drape mit einem Einsatz für ein Schutzfenster bekannt, wobei das Schutzelement eine Planfläche aufweist, zum Hauptobjektiv hin gerichtet ist, und eine Halbkugelfläche („hemispherical protective window") aufweist, die zum Untersuchungsobjekt hin gerichtet ist. Das Schutzelement stellt mithin eine Plankonvex-Linse mit strahlenbündelquerschnittsverändemder Wirkung dar, die im unteren Bereich eines „Linsen-Gehäuses" (Jens housing 360") mittels eines flachen, peripheren Linsenkranzes derart gehaltert ist, dass deren Halbkugelfläche aus dem Linsengehäuse deutlich herausragt.
Den bekannten Vorrichtungen haften einzeln oder in Kombination u.a. folgende Nachteile an:
Schutzgläser, die senkrecht zur optischen Achse des Hauptobjektivs angeordnet sind, führen zu nicht vertretbaren Lichtreflexen im OP-Mikroskop. Schräg gestellte Schutzgläser, vgl. Fig. 1 a, führen zwangsläufig zu einer „höheren" Gehäuseform des Schutzglas-Moduls und damit zu einer „störenden" Reduzierung des freien Arbeitsabstandes des Chirurgen.
Außerdem ist es im Einzelfall nachteilig, dass die das jeweilige Schutzglas beinhaltenden Module nach dem Anbringen an dem Hauptobjektiv (-Gehäuse) hinsichtlich ihrer Relativlage zum Hauptobjektiv unmittelbar vor oder während dem/des Eingriff(s) des Chirurgen von diesem nicht gezielt verändert werden können. Weiterhin ist es von Nachteil, wenn durch Einfügung eines Schutzelements, das gleichzeitig als Linse fungiert, der gesamte Abbildungsstrahlengang beeinflusst wird. Schließlich kann es nachteilig sein, ein Drape in jedem Falle mit einer gezielten Öffnung vorzusehen und an dieser Stelle mit einer Haltevorrichtung für das Einbringen eines auswechselbaren Schutzglases zu versehen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzglas-Modul zur Adaption an das Hauptobjektiv eines OP-Mikroskops anzugeben, dass die Nachteile bekannter Lösungsvorschläge nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Schutzglas-Modul der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs, des Patentanspruchs 22 sowie des Verwendungs-Anspruchs 36 gelöst.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen in rein schematischer Darstellung:
Fig. 1 a: eine Anordnung eines OP-Mikroskops mit einem bekannten vorgeschalteten Schutzglas-Modul mit schräg gehaltertem Schutzglas ohne Drape;
Fig. 1 b: das in Fig. 1 a gezeigte OP-Mikroskop mit vorgeschaltetem erfindungsgemäßen Schutzglas-Modul ohne Drape;
Fig. 2a: eine Detaildarstellung einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Schutzglas-Moduls mit integriertem Drape;
Fig. 2b: eine Detaildarstellung einer zweiten Variante eines erfindungsgemäßen Schutzglas-Moduls mit integriertem Drape; Fig. 2c: eine vergrößerte Skizze des in Fig. 2b Dargestellten mit zusätzlicher Verklammerungsvorrichtung für die beiden Modul-Teile.
In Fig. 1 a ist ein OP-Mikroskop 1 mit einem Hauptobjektiv 2 und einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle 1 1 dargestellt, von der ein Beleuchtungsstrahlenbündel 12 ausgeht, welches nach Umlenkung durch das Hauptobjektiv 2 sodann durch ein bekanntes Modul 6a und schließlich auf das nicht mit dargestellte Untersuchungsobjekt - zum Beispiel einen Patienten - fällt. Das Abbildungsstrahlenbündel verläuft in Richtung der senkrechten optischen Achse 7 des Mikroskops 1 in den mit Okularen bestückten Mikroskoptubus 3.
Durch die Schiefstellung des planparallelen Schutzglases 4 werden zwar einerseits störende Innenreflexe vermieden, die vom Beleuchtungsstrahlenbündel 12 nach Teilreflexion an dem Schutzglas 4 herrühren; andererseits führt diese Schiefstellung des Schutzglases 4 jedoch zwangsläufig zu einem „höher" bauenden Modul 6a. Diese konstruktive
Konsequenz wird durch die'Bauhöhe" Bp gekennzeichnet, wobei der Index- Buchstabe „p" das planparallele Schutzglas 4 bezeichnet. Mit der Bezugsziffer 8a wurde die senkrechte Achse auf dem Schutzglas gekennzeichnet. Der Schrägstellungs-Winkel des Schutzglases 4 ergibt sich aus dem Winkel zwischen den beiden Achsen 7 und 8a. Er liegt bei bekannten Anordnungen optimaler weise zwischen 10 ° und 15 °. Die zeichnerisch veranschaulichte Schieflage des Schutzglases 4 muss in der dargestellten Orientierung wegen der Beleuchtungseinkopplung 1 1 , 12 und der damit verbundenen Reflexbeseitigung dem Mikroskop 1 zugeordnet werden. Es muss also eine gezielte azimutale Orientierung bei der Anbringung des Moduls 6a an dem Hauptobjektiv 2 beachtet werden.
Diese bewusste Orientierung entfällt bei der in Fig. 1 b gezeichneten Anordnung. Dargestellt ist das in Fig. 1 a bereits abgebildete OP-Mikroskop 1 , jedoch mit dem Unterschied, dass dem Hauptobjektiv 2 nunmehr ein erfinderisches Modul 6b zugeordnet ist, das ein planparalleles sphärisches Schutzglas 5 enthält. Die deutlich verringerte Bauhöhe ist mit Bs bezeichnet, wobei der Index-Buchstabe „s" das sphärische Schutzglas 5 veranschaulicht. Die optische Achse 8b des sphärischen Schutzglases 5 durchstößt im Scheitelpunkt 9 die sphärische Frontfläche von 5. Das sphärische Schutzglas 5 stellt gewissermaßen ein sphärisch durchgebogenes „Planglas" dar. Seine Begrenzungsflächen in allen ihren Teilen haben einen gleichmäßigen Abstand voneinander und sind infolge dessen ohne optische Wirkung.
Physikalisch ausgedrückt bedeutet dies, dass die Brechkraft des sphärischen Schutzglases 5 gleich Null ist, also 0 Dioptrien (dpt) beträgt. Hierbei bedeutet die Brechkraft den reziproken Wert der Brennweite eines abbildenden optischen Systems.
Neben der deutlich verringerten Bauhöhe des erfindungsgemäßen Moduls (6b) in Fig. 1 b im Vergleich zum bekannten Modul (6a) in Fig. 1 a, so dass gilt
Bs < Bp
ergibt sich aber noch ein weiterer Vorteil:
Bei Verwendung eines sphärischen Schutzglases (5) entfällt wegen der Rotationssymmetrie dieses Bauelementes die bewusste azimutale Orientierung bei der Adaption an das Hauptobjektiv 2.
Das bedeutet, dass eine wesentlich einfachere Befestigungsmechanik gewählt werden kann: Anstelle eines Bajonetts - im Falle von Fig. 1 a - kann bei der in Fig. 1 b gezeigten Anordnung eine Schraubfassung vorgesehen sein.
In einer ersten erfindungsgemäßen Variante ist der Scheitelpunkt 9 des sphärischen Glases 5 mittig zur optischen Achse 7 des Mikroskops 1 angeordnet. Im Einzelfall ist es - je nach der verwendeten Beleuchtungseinspiegelung in das Mikroskop 1 - dennoch möglich, dass noch störende Restreflexe auftreten.
Diese Erscheinungen können gemäß einer weiteren erfinderischen Variante durch eine exzentrische Positionierung der Achse 8b im Bezug auf die Achse 7 des Mikroskops 1 unterdrückt werden. Dazu sind an dem
Hauptobjektivgehäuse und/oder an dem Modul 6b mechanische und/oder magnetische Befestigungs- und Linearverschiebungs- Vorrichtungen vorgesehen, beispielsweise also eine an sich bekannte x-y-Kreuztisch- Verstelleinrichtung. Damit gelingt es, das Modul 6b nach Wahl in einer Ebene, auf der die Mikroskopachse 7 senkrecht steht, gezielt um kleine Beträge zu verschieben, wobei Achsen-Parallelität zwischen (7) und (8b) jeweils erhalten bleibt.
Nach einer weiteren Variante ist es auch möglich, das Modul 6b bezüglich der vertikalen Achse 7 „schief" zu stellen. Dazu können an sich bekannte sich kreuzende sphärische Verstellschlitten vorgesehen sein. Die Achse 8b des sphärischen Schutzglases 5 und die Achse 7 bilden dann einen Winkel miteinander, der von 0 ° verschieden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser erfinderischen Variante eine orientierte azimutale Anbringung des Moduls 6b an das Gehäuse des Hauptobjektivs wegen der Verkippung der Achse 8b wieder zwingend notwendig ist. Dennoch handelt es sich bei dieser Variante um eine erfinderische Ausführungsform, mit der im Einzelfall vagabundierende störende Rest-Streulichteffekte eliminiert werden können. Die Rotations- bzw. Linearverschiebungs- bzw. Verkippungs-Mittel können einzeln oder in Kombination vorgesehen sein.
Nach einer weiteren erfinderischen Variante wird der Radius des sphärischen Schutzglases mit 0 dpt so gewählt, dass keine Reflexe in des Mikroskop 1 gelangen und gleichzeitig die Achsen (7) und 8b zusammenfallen. In diesem Fall ist das Schutzglas 5 in dem Modul 6b austauschbar zu haltern. Andererseits ist es auch möglich, einstückige Module vorzusehen, wobei das Gehäuse des Moduls 6b und das Schutzglas 5 fest miteinander verbunden sind. Auch ist es möglich, das Modul 6b mit inkorporiertem Schutzglas 5 monolithisch zu gestalten unter Verwendung eines gemeinsamen Kunststoffmaterials.
In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Schutzglas 5 mit einer speziellen reflexmindernden Schicht belegt. Zwar ist es bereits bekannt, Schutzgläser zur allgemeinen Reflexminderung mit einer Breitbandentspiegelung zu beschichten. Diese Schichten haben jedoch den Nachteil, dass derart beschichtete Schutzgläser nicht mehr dampfsterilisierbar sind, sondern nur noch mit dem sogenannten „ETO-Prozess" sterilisiert werden können, vgl. hier das „Handbuch der Sterilisation", Herausgeber: F. Weinig und K. Hahnen, Publikation der 3M (Schweiz) AG, 3. Auflage, 1999, ISBN3-9521844-0-3.
Erfindungsgemäß wird das Schutzglas 5 mit einer „lon-Plating" (I0) - Beschichtung versehen, wie sie aus dem Artikel von AJ. Waldorf et al: „Optical coatings deposited Gy reactive ion plating", Applied Optics, Vol. 32, No. 28, 1. Oct. 1993, Seiten 5583-93, bekannt ist. Bei Verwendung dieser I0- Beschichtung hat es sich gezeigt, dass die physiko-chemische und mechanische Stabilität dieser Entspiegelungsschicht auf den Schutzgläsern derart ist, dass die damit belegten Schutzgläser dampfsterilisierbar werden. Damit ist der reproduzierbare Einsatz der Schutzgläser 5 bzw. der Module 6b gesichert, da die Dampfsterilisierbarkeit für die Prionen-Inaktivierung von großer Bedeutung ist.
In Fig. 2a ist eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung anhand einer Detailskizze rein schematisch dargestellt. Unterhalb des Gehäuses für das Hauptobjektiv 2 ist ein aus zwei Teilen 13a, 14a bestehender transparenter planparalleler Körper - bezeichnet als Modul 6c - gezeigt. Der obere Teil 13a ist plankonvex und der untere Teil 14 a in geometrisch-optisch komplementärer Formgebung plankonkav ausgebildet derart, dass beim Zusammenfügen beider Teile 13 a, 14a ein planparalleles optisches Gesamtbauteil resultiert.
Dazwischen ist ein Teil 10 a eines Drape 10 eingelegt, so dass gewissermaßen ein „optischer Sandwich mit Folieneinlage" resultiert, der nachfolgend als Zwangsklemmungs-Modul 6c bezeichnet wird. Prinzipiell stellt die Kombination 13a, 14a ein zweiteiliges, planparalleles, optisch transparentes Schutzglas mit integriertem bzw. inkorporiertem Drape-Teil 10a dar, dessen Bauhöhe mit Bd bezeichnet wird, wobei der Index-Buchstabe „d" für „Drape" steht.
Die Befestigung des oberen Teils 13a am Gehäuse des Hauptobjektivs 2 kann in analoger Weise geschehen, wie es für das Modul 6b der Fig. 1 b näher erläutert wurde. Auch optional betätigbare mechanische und/oder magnetische Adaptionsvorrichtungen, mit denen zusätzlich die bereits weiter oben beschriebenen Rotations-, Lineartranslations- und/oder Verkippungs- Bewegungen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden können, sind zusätzlich möglich. Auf die Befestigung des unteren Teils 14a nach Zwischenfügung eines Drape-Teils 10 a wird weiter unten näher eingegangen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die komplementären Flächenformen der Teile 13a, 14a, die innen liegend einander zugeordnet sind, in einer großen Variationsvielfalt zu gestalten. Dies ist technisch besonders einfach zu realisieren, wenn die Teile 13 a, 14a aus spritzgusstechnisch herstellbaren transparenten Kunststoffmaterialien gefertigt werden. So ist es auch möglich, die komplementären Formen der Innenflächen der Teile 13a, 14a teilweise planer auszubilden. Dies ist in Fig. 2b gezeigt, wo neben einem sphärischen Zentralbereich 10a des Drape-Teils auch ein tellerrandförmiger planer Außenbereich 10b dargestellt ist. Auch ist es möglich, die planeren Bereiche „schief" zur optischen Achse 8c des eingefügten Drape-Teils 10a, also unter einem Winkel 90 ° zur optischen Achse 7 des Mikroskops 2, vorzusehen. In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Teile-Kombination 13a, 14a bzw. 13b, 14b anstelle einer planparallelen Gesamtanordnung auch eine sphärische „Sandwich"-Anordnung sein. Beide Teile hätten in dieser Variante die Raumform wie in Fig. 1 b das Schutzglas 5. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine zusammengesetzte Bauelemente- Anordnung mit einer Brechkraft von 0 dpt.
Fig. 2c ist eine vergrößerte Detailzeichnung von Fig. 2b mit dargestellter Befestigungsvorrichtung für das untere Teil 14b, wobei es sich um eine rein schematische Prinzipdarstellung handelt. Gezeigt werden zwei im Querschnitt „Unförmige Klammern, die einander diametral gegenüber liegen. Sie sind so dimensioniert, dass sie den unteren Teil 14b zusammen mit den zwischengefügten Drape-Teilen 10a, 10b kraftschlüssig an die Komplementärseite des oberen Teils 13b andrücken. Damit entsteht eine Gesamtkombination 14b; 10a; 10b; 14b eines Schutzglas-Systems mit integriertem Drape-Teil. Die Anzahl der Klammern 15 kann im Einzelfall erhöht werden. Auch sind andere übliche, wieder lösbare Befestigungsvarianten denkbar, beispielsweise Schellen, Haken, Dübel, Druckknöpfe, Ringe, Bänder und/oder magnetische Befestigungshilfen.
Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, dass das verwendete Drape einen speziellen Folieneinsatz in dem Bereich 10a, 10b aufweist, der in dem Teile-Paar 13b, 14b zwangsgeklemmt wird. Dabei kann es von Vorteil sein, dass dieser Folieneinsatz aus einem transparenten Material mit verbesserten Dehnungseigenschaften - zum Beispiel aus Latex - besteht. Damit wird ein Verfalten oder Verknittern des sphärischen Zwangsklemmungsbereichs 10a sicher ausgeschlossen.
Andererseits wäre es auch möglich, den Drape-Teil 10a, 10b beidseitig mit einem optisch transparenten Immersionsmittel zu beschichten, beispielsweise mit Silikonöl, um auf diese Weise geringfügige Verknitterungen und Faltenbildungen des sphärisch „verformten" Drapes „optisch zu neutralisieren", also etwaige Luftzwischenräume mit einem fluiden Immersionsmittel zu verfüllen, welches insbesondere einen vergleichbaren Brechungsindex wie das verwendete Folienmatrial aufweist.
Schließlich ist es auch möglich, ausgehend von der Vorrichtung gemäß Fig.1 b ein durchgebogenes transparentes Schutzglas aus flexiblem Kunststoffmaterial vorzusehen, welches in dem Schutzglas-Gehäuse im Presssitz angeordnet ist und welches mittels im Inneren des Gehäuses angebrachter, radial bewegbarer Verschiebebacken in der Weise zusätzlich deformiert wird, dass die Sphärizität des Schutzglases geringfügig verändert wird. Auch mit dieser optionalen Korrekturmaßnahme ist im Einzelfall in situ eine Streulichtunterdrückung realisierbar.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Schutzglas in Kombination mit einem Drape zur Verfügung gestellt, welches in einem Modul mit geringer Bauhöhe positioniert ist, wobei optionale Varianten für eine Relativbewegung des Moduls zu einer vollständigen Eliminierung des restlichen Streulichts im System beitragen. In der Grundversion der vorliegenden Erfindung ist eine einfache mechanische Fassung für die Adaption an das Mikroskopobjektivgehäuse realisiert worden. Darüber hinaus trägt die „integrierte Befestigung" des Drape in „Sandwich-Form" zu einer Verbreiterung des Einsatzbereichs bei minimierter Bauhöhe des Schutzglas-Moduls bei. Schließlich wird mit der dampfsterilisierbaren Beschichtung der Schutzgläser eine Mehrfachbenutzung ermöglicht.
Bezuqszeichenliste
1 - Operationsmikroskop mit Vergrößerungssystem
2 - Hauptobjektiv von (1 )
3 - Mikroskoptubus mit Okularen
4 - schief gestelltes, planparalleles Schutzglas
5 - sphärisches Schutzglas
6a - Modul für (4)
6b - Modul für (5)
6c - Zwangsklemmungs-Modul für (10) im Bereich vor dem Hauptobjektiv (2)
6d - Zwangsklemmungs-Modul für (10) im Bereich vor dem
Hauptobjektiv (2) mit planem, ringförmigen Außenbereich (10b) der Klemmfläche
7 - optische Achse des Mikroskops (1 )
8a - senkrechte Achse auf (4)
8b - optische Achse von (5)
8c - optische Achse vom eingeklemmten Drape-Teil
9 - Scheitelpunkt von (5)
10 - Drape 10a - sphärisch zusammengeklemmter Teil von (10) in (6c)
10b - planer, ringförmiger Außenbereich von (10) im Modul (6d)
1 1 - Lichtquelle für Mikroskopbeleuchtung
12 - Achse des Beleuchtungsstrahlenbündels
13a - plankonvexer (oberer) Teil von (6c)
13b - plankonvexer (oberer) Teil von (6c) mit planem ringförmigen Außenbereich (10b)
14a - plankonkaver (unterer) Teil von (6c)
14b - plankonkaver (unterer) Teil von (6c) mit planem ringförmigen Außenbereich (10b)
15 - Klammer(n)
Bd - Bauhöhe des Moduls (6c) mit eingeklemmtem Drape-Teil
Bp - Bauhöhe des Gehäuses (6a) mit Schutzglas (4)
Bs - Bauhöhe des Gehäuses (6b) mit Schutzglas (5)

Claims

Patentansprüche
1 . Schutzglas- Modul zur Adaption an das Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) das Modul (6b) ein aus einem optisch transparenten Material bestehendes sphärisches Schutzglas (5) enthält und dass
b) das Schutzglas (5) eine Brechkraft von 0 dpt („null Dioptrien") aufweist.
2. Schutzglas-Modul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) als durchgebogenes Planglas ausgebildet und derart in dem Modul-Gehäuse (6b) positioniert ist, dass dessen konvexe Seite zum Untersuchungsobjekt weist.
3. Schutzglas-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (8b) des Schutzglases (5) und die optische Achse (7) des Mikroskops (1 ) zusammenfallen.
4. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (8b) des Schutzglases (5) nicht mit der optischen Achse (7) des Mikroskops (1 ) zusammenfällt.
5. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (8b) des Schutzglases (5) mit der optischen Achse (7) des Mikroskops (1 ) einen Winkel > 0 " bildet.
6. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (8b) des Schutzglases (5) zu der optischen Achse (7) des Mikroskops (1 ) einen Abstand > 0 mm aufweist.
7. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (6b) Mittel für dessen vorwählbare Exaktpositionierung an dem Gehäuse des Hauptobjektivs (2) aufweist.
8. Schutzglas-Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel mechanischer und/oder magnetischer Natur sind.
9. Schutzglas-Modul nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Positionierung des Moduls (6b) Adaptions-, Rotations-, Linearverschiebungs- und/oder Verkippungs-
Mittel vorgesehen sind.
10. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es an seinem peripheren Außenbereich mit einem Drape verbunden ist.
1 1 . Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) aus einem anorganischen Glas besteht und das Drape mit dem Modul (6b) verklebt ist.
12. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) aus einem organischen transparenten Material besteht und das Drape mit dem Modul (6b) verschweißt ist.
13. Schutzglas- Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) mit einer Prioneninaktivierungs-Beschichtung versehen ist.
14. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) mit einer dampfsterilisierbaren Entspiegelungsschicht versehen ist.
15. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) auswechselbar in dem Modul (6b) gehaltert ist.
16. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) aus einem deformierbaren, optisch transparentem Kunststoffmaterial besteht.
17. Schutzglas-Modul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (6b) mechanische Mittel zum Verändern der Sphärizität des
Schutzglases (5) in situ enthält.
18. Schutzglas-Modul nach einem der Ansprüche 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern des Durchbiegungsgrades des Schutzglases (5) konzentrisch angeordnete, radialstrahlig verschiebbare und von außerhalb des Modul-Gehäuses betätigbare Bauteile umfassen.
19. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzglas (5) in dem Gehäuse fixiert ist und das Modul (6b) einstückig ausgeführt ist.
20. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Moduls (6b) und das Schutzglas (5) jeweils aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyamid, Acrylglas, Polystyrol und/oder Polyvinylchlorid besteht.
21 . Schutzglas- Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Moduls (6b) und das Schutzglas (5) eine monolithische Baueinheit bilden.
22. Schutzglas-Modul zur Adaption an das Hauptobjektiv eines Operationsmikroskopes,
dadurch gekennzeichnet, dass
(a) das Modul (6c, 6d) ein aus zwei komplementären optischen Bauteilen (13a, 14a; 13b, 14b) bestehendes planparallelles Schutzglas-System aufweist, wobei
(b) zwischen dem oberen, zum Hauptobjektiv (2) weisenden Teil
(13a, 13b) und dem unteren, zum Untersuchungsobjekt weisenden Teil (14a, 14b) des Schutzglas-Systems
(c) ein Bereich (10a; 10a, 10b) eines Drape (10) derart zwangspositioniert ist, dass
(d) dieser Drape-Bereich (10a, 10b) als ein inkorporiertes, optisch transparentes, größtenteils nicht-planes Bauelement ausgebildet ist und dass
(e) das Schutzglas-System (13a, 14a; 13b, 14b) eine Brechkraft von null Dioptrien (0 dpt) aufweist.
23. Schutzglas-Modul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Drape-Bereich (10a) in Wirkposition sphärisch verklemmt bzw. verformt ist.
24. Schutzglas-Modul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Drape-Bereich (10b) in Wirkposition als ringförmiger, planer Randbereich zwangsgehalten wird.
25. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil (13a) der zweiteiligen Schutzglas-Kombination (13a, 14a) als plankonvexes optisches Bauteil (13a) und der untere Teil (14a) als komplementäres plankonkaves optisches Bauteil (14a) ausgebildet ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass die beiden sphärischen Flächen von (13a) und (14a) einander zugewandt sind unter Bildung eines planparallelen
Schutzglas-Systems (13a, 14a) sowie unter Einbeziehung eines zwischengelagerten Teils (10a) eines Drapes (10) als Zwangsklemmungs-Modul (6c).
26. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil (13b) der zweiteiligen
Schutzglas-Kombination (13b, 14b) im Zentralbereich als plankonvexes optisches Bauteil ausgebildet ist, wobei der ringförmige Außenbereich (10b) plan ausgeführt ist, und der untere Teil (14b) im Zentralbereich als komplementäres plankonkaves optisches Bauteil ausgebildet ist, wobei dessen ringförmiger Außenbereich (10b) plan ausgeführt ist unter Bildung eines planparallelen Schutzglas-Systems (13b, 14b) sowie unter Einbeziehung eines zwischengelagerten Teils (10a, 10b) eines Drapes (10) als Zwangsklemmungs-Modul (6d).
27. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (15) zum Fixieren der beiden
Teile (13a, 13b bzw. 14a, 14b) bei zwischengeklemmtem Drape- Bereich (10a, 10b) vorgesehen sind.
28. Schutzglas-Modul nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15) Klammern, Schellen, Haken, Dübel, Druckknöpfe, Ringe, Bänder sowie magnetische Fixationshilfen umfassen.
29. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamt-System (6c, 6d) Mittel zu dessen Positionsveränderung relativ zum vorgelagerten Hauptobjektiv (2) umfasst.
30. Schutzglas-Modul nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass diese Positionsveränderungen einzeln oder in Kombination umfassen :
(a) Rotationsbewegung um die optische Achse (8c) der Bauteile (13a, 14a; 13b, 14b);
(b) Linearverschiebungen in einer Ebene, die senkrecht zur optischen Achse (7) des Mikroskops (1 ) verläuft;
(c) Verkippungen um mindestens eine Achse, die senkrecht zur Achse (7) verläuft.
31 . Schutzglas-Modul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zugehörige Drape
(10, 10a, 10b) aus mindestens zwei Flächenteilstücken unterschiedlicher Verformbarkeit und Dehnbarkeit besteht.
32. Schutzglas-Modul nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem oberen (13a, 13b) und unteren (14a, 14b) Teil von (6c) bzw. (6d) zusammengeklemmte
Teil (10a, 10b) des Drapes (10) aus einer knitterfrei verformbaren bzw. dehnbaren, optisch transparenten Kunststofffolie besteht.
33. Schutzglas-Modul nach einem der Ansprüche 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Mikroskopobjektiv (2) zuzuordnende zweite Folien-Flächenteilstück in eine entsprechende Ausnehmung des eigentlichen Drapes (10) mittels Verklebens, Verschweißens und/oder Verschmelzens eingelassen ist.
34. Verwendung eines Schutzglas-Moduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21 als Schutzeinrichtung für Frontlinsen optischer Systeme.
35. Verwendung eines Schutzglas-Moduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 33 mit angesetztem bzw. integriertem Drape als Schutzeinrichtung gegen mechanische und/oder chemische Beeinträchtigungen eines Frontobjektivs eines optischen Gerätes.
36. Verwendung eines Schutzglas- Moduls mit einem an ihm befestigten bzw. in ihm integrierten Drape als Sterilhaltungsvorrichtung für Hauptobjektive von Operationsmikroskopen bzw. OP-Mikroskop- Systemen.
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