手術顯微鏡的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種手術顯微鏡，所述手術顯微鏡包括第一鏡筒(8)和第二鏡筒(9)，其中設置有用于檢測所述手術顯微鏡在三維空間中的位置和/或方向的至少一個傳感器(21、22、23、24、25a、25b)，所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)設置有定位和/或定向裝置(110、13、18、19、13a、18a、19a)，所述定位和/或定向裝置(110、13、18、19、13a、18a、19a)用于根據通過至少一個傳感器(21、22、23、24、25a、25b)檢測的所述手術顯微鏡在空間中的位置和/或方向，定位和/或定向所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)。
【專利說明】手術顯微鏡
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有第一鏡筒和第二鏡筒的手術顯微鏡。
【背景技術】
[0002]配備為立體顯微鏡的手術顯微鏡通常包括用于主治醫生的第一立體鏡筒和用于輔助觀察者或助手的第二鏡筒。第二鏡筒一般是立體的，但是也可能配備為單視場的。這類手術顯微鏡為已知的，且特別可用于眼科手術和神經外科手術中。
[0003]在手術過程中，通常三維地調節手術顯微鏡的位置和/或方向。
[0004]這類調節通常由主治醫生進行，結果是第一鏡筒和第二鏡筒的位置和方向三維地移動。常規地，例如，通過釋放所設置的夾緊機構，或通過升高(overriding)滑動聯軸器，主治醫生的鏡筒和助手的鏡筒可以手動地重新定位或定向。常規滑動聯軸器在多數情況下很難移動，且為了適當操作必須被非常精確和永久地調節，這被認為是常規滑動聯軸器的一個特別的缺點。以這種方式手動調節鏡筒還導致顯微鏡的不期望的移動和振動，由此，例如，延長在手術顯微鏡的兩個所需要位置之間的中斷時間，在該中斷時間內是不可能觀察的。這可能導致進行手術的延遲。
[0005]特別地，在手術顯微鏡的重新定位之后調節輔助觀察者的鏡筒的需要導致時間的延遲，在所述延遲的時間內 主治醫生不能工作。
[0006]例如，通過DE 20 2004 021 053 Ul和DE 101 44 033 B4，這類手術顯微鏡是已知的。
[0007]DE 102 43 852 Al公開了一種顯微鏡，其中使用鏡筒相對于顯微鏡的本體的旋轉角度的檢測，以旋轉電子生成的圖像，然后該圖像被引入光束路徑中。
【發明內容】
[0008]因此本發明的目的是使由于與觀察者鏡筒的手動調節相關聯的手術顯微鏡的移動或振動產生的中斷時間最小化。
[0009]為此，本發明提供了一種手術顯微鏡。所述手術顯微鏡包括第一鏡筒和第二鏡筒，其中設置有至少一個傳感器，所述至少一個傳感器用于檢測所述手術顯微鏡在三維空間中的位置和/或方向，所述第一鏡筒和/或所述第二鏡筒設置有定位和/或定向裝置，所述定位和/或定向裝置用于根據通過至少一個傳感器檢測的所述手術顯微鏡在空間中的位置和/或方向，定位和/或定向所述第一鏡筒和/或所述第二鏡筒。
[0010]使用根據本發明的手術顯微鏡，由觀察者鏡筒的位置或方向的調節引起的顯微鏡的移動和振動被有效地避免。因此，調節之后手術顯微鏡是再次可用的，例如，對被觀察的物體的觀察角度的改變，大體上比用常規方式情況下更快。應當注意的是，所使用的術語“定位和/或定向裝置”意欲包括由裝置(“定位”)提供的平移和/或旋轉(“定向”)。可專門實現鏡筒的定位或合適定向的裝置也是可想到的。
[0011]在一些實施例中，所述定位和/或定向裝置包括計算單元和至少一個旋轉接頭，所述至少一個旋轉接頭具有與所述至少一個旋轉接頭相關聯的致動電機。
[0012]在一些實施例中，所述第一鏡筒設置為用于主治醫生的鏡筒且所述第二鏡筒設置為用于助手的鏡筒，所述第一鏡筒可專門手動定位和/或定向，且所述第二鏡筒包括定位和/或定向裝置。
[0013]在一些實施例中，所述第一鏡筒和/或所述第二鏡筒的所述定位和/或定向裝置設置為重新建立所述手術顯微鏡移動之前存在的、所述第一鏡筒或所述第二鏡筒的位置和/或方向。
[0014]在一些實施例中，所述定位和/或定向裝置具有可分別建立所述第一鏡筒和所述第二鏡筒的可預選的位置和方向的功能。
[0015]在一些實施例中，特別是在所述手術顯微鏡移動之前存在的、所述鏡筒的位置和方向不能被重新建立的情況下，所述定位和/或定向裝置能夠提出所述鏡筒的位置和方向。
[0016]在一些實施例中，所述第一鏡筒和/或所述第二鏡筒設置為可手動調節的。
[0017]在一些實施例中，在所述助手的觀察光束路徑中、特別是在所述第二鏡筒中設置光學圖像定向裝置。
[0018]本發明的另外優點和實施例從說明書和附圖中更明顯。
[0019]定位和/或定向裝置有用地包括計算單元和至少一個旋轉接頭，所述至少一個旋轉接頭具有與其相關聯的致動電機。通過這些旋轉接頭彼此的合適對齊，特別是以簡單的方式提供鏡筒在三維空間中的所需方向是可能的。
[0020]特別優選的是設置 第一鏡筒作為用于主治醫生的鏡筒，設置第二鏡筒作為用于助手的鏡筒，該第一鏡筒可專門手動定位和/或定向，且第二鏡筒包括本發明所限定的定位和/或定向裝置。由此，可能的是，例如確保主治醫生可非常快速地手動實施手術顯微鏡和他或她自己的鏡筒的所需定向，而且在主治醫生的顯微鏡的使用中沒有另外的延遲的情況下，可實現用于助手的鏡筒的對應校正。這類方法還可以特別便宜的方式提供，因為根據本發明的定位和/或定向裝置僅提供用于助手。
[0021 ] 根據另一個優選實施例，可能的是，第一鏡筒和/或第二鏡筒的定位和/或定向裝置設置為重新建立手術顯微鏡移動之前存在的第一鏡筒或第二鏡筒的位置和/或方向。這個功能特別在手術顯微鏡的位置的改變相對小的情況下是有利的。在手術顯微鏡的位置或方向的改變較大的情況下，例如將助手的鏡筒的方向簡單地在最大可能的程度上調節為手術顯微鏡的移動之前存在的方向被證明為是有利的。特別有利的是，在這方面簡單地重新建立手術顯微鏡移動之前存在的鏡筒相對于水平面的傾斜角度。
[0022]特別優選的是，定位和/或定向裝置具有可以分別建立第一鏡筒和第二鏡筒的可預選的位置和方向的功能。特別地，在這種情況下，可預選的位置和方向可以有利地在特定的可預先限定的極限內建立。
[0023]在這方面，證明為特別有利的是，特別是在手術顯微鏡移動之前存在的鏡筒的位置和/或方向不能重新建立的情況下，定位和/或定向裝置可以提出鏡筒的位置和/或方向。在一個有利的實施例中，如果使用者的身體特征，例如身體大小是已知的，還可能利用使用者的身體特征。
[0024]特別是為了安全原因，證明為有用的是第一鏡筒和/或第二鏡筒設置為可手動調節的。例如，甚至在定位和/或定向裝置的電子部件或電子驅動部件中有缺陷的情況下，由此可能確保手術顯微鏡的安全操作。
[0025]根據另一個優選實施例，在助手的觀察光束路徑中、特別是在助手的鏡筒中設置例如道威棱鏡的光學圖像定向裝置。通過對應的調節或定向裝置(例如，致動電機)，圖像定向單元可根據助手的鏡筒的方向以這樣的方式定向:助手總是獲得豎直和橫向上正確的圖像。有用地，助手的鏡筒的定位和/或定向裝置和調節或定向裝置以這樣的方式相互聯接:鏡筒的調節自動引起例如道威棱鏡的對應調節。
[0026]應當理解的是，在不超出本發明的范圍的條件下，以上示出的特征和以下將說明的特征不僅可以以上示出的各個組合來使用，還可以以其他組合來使用或單獨地使用。
[0027]本發明基于示例性的實施例在附圖中示意性的示出，且將參考附圖在下面詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]附圖被連續地且以重疊的方式描述。相同的附圖標記表示相同或相似部件。
[0029]附圖中:
[0030]圖1為根據本發明的手術顯微鏡的一個優選實施例的示意性簡化描述，該手術顯微鏡具有用于主治醫生的第一鏡筒和用于助手的第二鏡筒。
[0031]部件列表
[0032]2主要立體光束路徑
[0033]3主物鏡
[0034]5外殼
[0035]6a，6b偏轉元件
[0036]8第一鏡筒
[0037]8a目鏡
[0038]9第二鏡筒
[0039]9a, 9b目鏡
[0040]10a, 10b, IOc旋轉軸線
[0041]11眼睛
[0042]13旋轉接頭
[0043]13a致動電機
[0044]18，19旋轉接頭
[0045]18a, 19a致動電機
[0046]21，22，23，24，25a，25b 傳感器
[0047]30支架
[0048]40光學圖像定向裝置
[0049]100手術顯微鏡
[0050]110 控制單元
【具體實施方式】[0051]圖1中，以側視圖示出了根據本發明的手術顯微鏡的一個優選實施例，該手術顯微鏡整體標為100。手術顯微鏡100設置有外殼5。在示出的側視圖中，僅示出了用于外科醫生(主治醫生)的右眼11的右主要立體光束路徑2。用于分離用于主治醫生的光束路徑和用于助手的光束路徑的偏轉元件和部件標為6a、6b。
[0052]手術顯微鏡包括用于主治醫生的第一鏡筒8和用于助手的第二鏡筒9。第一鏡筒8和第二鏡筒9設置為雙目鏡筒，為了示意的目的，圖1示出了用于第一鏡筒8的一個目鏡8a和用于第二鏡筒9的兩個目鏡9a、9b。
[0053]為了確保最佳地觀察物體1，手術顯微鏡100在所有三維空間內可樞轉各種角度，以提供所需的或合適的、對物體I的觀察角度。在圖1中，該觀察角度，即物體I的表面與手術顯微鏡的(示意性地示出的)主物鏡3的光軸之間的角度大體上為90度。
[0054]為了確保這個樞轉性，手術顯微鏡100吊在僅示意性地示出的支架30上。支架30可以設置為例如底架或頂架，這不需要進一步說明。
[0055]當樞轉手術顯微鏡100時，需要確保用于主治醫生的第一鏡筒8和用于助手的第二鏡筒8可以以人體工學上可接受的方式來觀察。為了確保這個，第一鏡筒8和第二鏡筒9配備有旋轉接頭。為了清楚的原因，圖1中示出的旋轉接頭專門用于第二鏡筒(助手的鏡筒)9，且標為13、18和19。
[0056]旋轉接頭13使第二鏡筒9能夠繞第一旋轉軸線IOa旋轉。旋轉接頭18使第二鏡筒9能夠繞第二旋轉軸線IOb旋轉。最后，旋轉接頭19使第二鏡筒9能夠繞第三旋轉軸線IOc旋轉。
[0057]總而言之，示出的旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19允許建立第二鏡筒9在三維空間中所需要的方向。未示出的、但同樣能夠有利地設置的為使第一鏡筒8和/或第二鏡筒9可以平移移動的裝置。例如，第二鏡筒9可設置為沿第一旋轉軸線IOa和/或第二旋轉軸線IOb可延長的。用于平移移動的裝置、以及旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19代表本發明限定的定位和/或定向裝置。
[0058]為了檢測手術顯微鏡100在三維空間中的方向，手術顯微鏡100設置有多個傳感器，多個傳感器僅示意性地示出且標為21、22、23、24、25a和25b。這些傳感器不僅可設置在通過示例示出的手術顯微鏡外殼5上的位置21、22和23處，還可設置在任意其他的合適位置，包括特別在支架30上(傳感器24)或在第一鏡筒8或第二鏡筒9上(傳感器25a、傳感器25b)。例如，這些傳感器為用于檢測就方向和位置而言的合適數量的自由度的方向傳感器。特別優選地，通過這些傳感器可以檢測五個或六個自由度。特別地，可使用旋轉傳感器、重力傳感器、加速度傳感器和/或慣性傳感器作為方向傳感器。這些傳感器獲得的數據被傳遞至與手術顯微鏡100相關聯的(示意性示出的)控制單元110。為了說明，示意性地示出了傳感器21與控制單元110之間的連接。然后，計算單元110能夠確定手術顯微鏡100的當前方向或位置。控制單元110依次驅動與各個旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19相關聯的致動電機13a、致動電機18a和致動電機19a，這些電機使第二鏡筒9對應手術顯微鏡的當前位置產生合適樞轉(或移動)。
[0059]為了確保助手在使用第二鏡筒9時總是獲得豎直和橫向上正確的圖像，助手的鏡筒9中的光學圖像定向單元示意性地示出，且標為40。特別地，這類圖像定向單元可以道威棱鏡的形式設置。[0060]這種情況下通過控制裝置和致動電機產生的第二鏡筒9的重新定位可基于各種標準和基本設置而進行。可想到的是，例如，重新建立手術顯微鏡100樞轉之前存在的第二鏡筒9的位置或方向。這種情況下，第二鏡筒9、或至少目鏡9a和目鏡9b的在三維空間中的位置保持不變。
[0061]同樣可想到的是，基于特定的預定標準，例如，典型或已知的使用第二鏡筒9的使用者的身體大小，通過分別與旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19相關聯的致動電機13a、致動電機18a和致動電機19a對應致動旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19，實現第二鏡筒9的不同的合適位置或方向。為了這個目的，控制裝置可被設定以對第二鏡筒9的使用者提供多個適當的位置。例如，首先可以建議第二鏡筒9的第一位置和/或方向。如果使用者拒絕這個建議，可以提出另一個位置和/或方向。例如，通過致動合適的開關或聲學命令，可以實現這類拒絕(或接受)。有用地，鏡筒的定向可能的適當三維角度區域可通過控制裝置規定。
[0062]再次應當注意的是，除了示出的旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19或作為示出的旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19的替代，可使用另外的旋轉接頭或平移調節部件，以確保第二鏡筒9在三維空間中的最佳位置或方向。[0063]另外應當注意的是，通過由控制裝置110驅動、與第一鏡筒8的旋轉接頭(未示出)相關聯的致動電機向第一鏡筒8提供這類自動調節性是可能的。
[0064]然而，還應當注意的是，在實踐中，用于主治醫生的第一鏡筒8可手動調節，且僅用于助手的第二鏡筒9設置為以所描述的方式可自動調節的手術顯微鏡100的實施例是有利的。這個的原因是為了確保快速手術，主治醫生通常優選通過致動顯微鏡本體上的對應把手將手術顯微鏡100帶到所需的位置或方向。在這種情況下，第一鏡筒8的對應手動調節證明為快速和可靠的。在這些移動的情況下發生的顯微鏡的振動可更容易被主治醫生忍受，特別是因為他或她能夠快速手動抑制這些振動(對應于漸近極限的情況)。然而，常規地，在這個樞轉之后，當手術顯微鏡已經基本返回到休息位置，助手需要根據由主治醫生選擇的顯微鏡的樞轉重新定位他或她的(第二)鏡筒，由此產生使手術的連續延遲的另外振動。這些另外的振動可通過第二鏡筒9的如所說明的使用自動調節工具(控制單元110，具有對應致動電機13a、致動電機18a和致動電機19a的旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19)的構造來避免或至少最小化。
[0065]有用地，弟二鏡筒9還是可手動調節的。為此，旋轉接頭13、旋轉接頭18和旋轉接頭19可設置有合適的滑動聯軸器或可釋放的夾緊機構。例如，為了安全原因，提供這種方式的、第二鏡筒9的手動致動。
[0066]根據本發明的一個特別有利的實施例，將通過根據本發明的定位和/或定向裝置的自動定位和/或定向與電子控制的手動定位和/或定向結合是可能的。在這方面，例如，通過定位和/或定向裝置選擇的鏡筒的位置的手動重新對齊將通過使用操縱桿裝置進行。也通過這個特征，可以干擾快速可用性的、手術顯微鏡的振動甚至在重新定位之后都可以被最小化。
【權利要求】
1.一種手術顯微鏡，包括第一鏡筒(8)和第二鏡筒(9), 其中 設置有至少一個傳感器(21、22、23、24、25&、25幻，所述至少一個傳感器(21、22、23、24.25a.25b)用于檢測所述手術顯微鏡在三維空間中的位置和/或方向， 所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)設置有定位和/或定向裝置(110、13、18、19、13a、18a、19a)，所述定位和/或定向裝置(HO、13、18、19、13a、18a、19a)用于根據通過至少一個傳感器(21、22、23、24、25a、25b)檢測的所述手術顯微鏡在空間中的位置和/或方向，定位和/或定向所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)。
2.根據權利要求1所述的手術顯微鏡，其中所述定位和/或定向裝置包括計算單元(110)和至少一個旋轉接頭(13、18、19)，所述至少一個旋轉接頭(13、18、19)具有與所述至少一個旋轉接頭(13、18、19)相關聯的致動電機(13a、18a、19a)。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的手術顯微鏡，其中所述第一鏡筒(8)設置為用于主治醫生的鏡筒且所述第二鏡筒(9)設置為用于助手的鏡筒，所述第一鏡筒(8)可專門手動定位和/或定向，且所述第二鏡筒(9)包括定位和/或定向裝置。
4.根據前述權利要求1或2所述的手術顯微鏡，其中所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)的所述定位和/或定向裝置設置為重新建立所述手術顯微鏡移動之前存在的、所述第一鏡筒(8)或所述第二鏡筒(9)的位置和/或方向。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的手術顯微鏡，其中所述定位和/或定向裝置具有可分別建立所述第一`鏡筒(8)和所述第二鏡筒(9)的可預選的位置和方向的功能。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的手術顯微鏡，其中，特別是在所述手術顯微鏡移動之前存在的、所述鏡筒(8、9)的位置和方向不能被重新建立的情況下，所述定位和/或定向裝置能夠提出所述鏡筒(8、9)的位置和方向。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的手術顯微鏡，其中所述第一鏡筒(8)和/或所述第二鏡筒(9)設置為可手動調節的。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的手術顯微鏡，其中在所述助手的觀察光束路徑中、特別是在所述第二鏡筒(9)中設置光學圖像定向裝置(40)。
【文檔編號】A61B19/00GK103860270SQ201310656681
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】烏爾里克·桑德 申請人:徠卡顯微系統(瑞士)股份公司