DE102011054031A1

DE102011054031A1 - exoscope

Info

Publication number: DE102011054031A1
Application number: DE102011054031A
Authority: DE
Inventors: Prof. Berci George; Benedikt Köhler; Christoph Leidolt; Frank Lederer; Ulrich Weiger; Jan Dahmen; Dr.-Ing. Lei Fang
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: USD665906S1

Abstract

Ein Exoskop (10) dient zum Beobachten und Beleuchten eines Objektfeldes an einem Patienten von einer Stelle abseits des Körpers des Patienten. Eine Optik (12) dient zum Beobachten des Objektfeldes und eine Beleuchtung (14) dient zum Beleuchten des Objektfeldes (56, 154). Ein Abstand zwischen Optik (12) und Objektfeld ist über eine Halterung veränderbar. Ein Schaft (16) weist an dessen distalem Ende ein gegenüber diesem ein erweitertes Kopfteil (20) auf, wobei die Beleuchtung in dem distalseitigen Kopfteil (20) mündet. Im Kopfteil (20) ist zumindest eine ausstrahlende Beleuchtungseinheit (22, 24) angeordnet, deren Strahlcharakteristik derart einstellbar ist, dass das Objektfeld in allen möglichen Abständen der Optik homogen ausleuchtbar ist. Im Schaft (16) sind Zuleitungen für die zumindest eine Beleuchtungseinheit (22, 24) angeordnet.An exoscope (10) is used to observe and illuminate an object field on a patient from a location away from the patient's body. Optics (12) are used to observe the object field and lighting (14) are used to illuminate the object field (56, 154). A distance between the optics (12) and the object field can be changed using a holder. At its distal end, a shaft (16) has a head part (20) that is widened in relation to it, the illumination opening into the distal head part (20). At least one emitting lighting unit (22, 24) is arranged in the head part (20), the beam characteristics of which can be set such that the object field can be homogeneously illuminated at all possible distances from the optics. Supply lines for the at least one lighting unit (22, 24) are arranged in the shaft (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Exoskop zum Beobachten und Beleuchten eines Objektfeldes an einem Patienten von einer Stelle abseits des Körpers des Patienten, mit einer Optik zum Beobachten des Objektfeldes und mit einer Beleuchtung zum Beleuchten des Objektfeldes, wobei ein Abstand zwischen Optik und Objektfeld über eine Halterung veränderbar ist. The invention relates to an exoscope for observing and illuminating an object field on a patient from a position away from the body of the patient, with optics for observing the object field and with illumination for illuminating the object field, wherein a distance between optics and object field via a holder changeable is.

Vorrichtungen zum Beleuchten eines Objektfeldes in einem Operationssaal und auch Vorrichtungen zum Beobachten des Objektfeldes sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Devices for illuminating an object field in an operating room and also devices for observing the object field are known in different embodiments.

Aus der WO 2004/100815 A2 ist eine OP-Feldbeleuchtungsvorrichtung bekannt, die eine großflächige Beleuchtungseinheit und ein integriertes optisches Beobachtungsgerät aufweist. Dabei kann das Beobachtungsgerät insbesondere ein Operationsmikroskop sein. Dadurch ist das Arbeiten mit einem optischen Beobachtungsgerät ermöglicht, ohne dass zusätzlich zu Stativ und Halterung für die OP-Feldbeleuchtung noch ein Stativ und eine Halterung für das optische Beobachtungsgerät vorhanden zu sein braucht. Die Vorrichtung baut sehr sperrig und nimmt relativ viel Platz im Bereich über dem Objektfeld ein. From the WO 2004/100815 A2 For example, an operating field illumination device is known, which has a large-area illumination unit and an integrated optical observation device. In this case, the observation device can be in particular a surgical microscope. This makes it possible to work with an optical observation device, without the need for a tripod and a holder for the optical observation device in addition to the tripod and mount for the surgical field lighting. The device is very bulky and takes up a lot of space in the area above the object field.

Operationsmikroskope für mikrochirurgische Disziplinen sind beispielsweise von der Firma Leica Microsystems AG, Heerbrugg, Schweiz unter der Bezeichnung M651 bekannt. Diese Operationsmikroskope sind mit einer eingebauten Beleuchtung ausgestattet, durch die das Operationsfeld ausgeleuchtet werden kann. Dieses Operationsmikroskop baut ebenfalls sehr sperrig, insbesondere, da es eine sehr ausladende Halterung aufweist, um das Operationsmikroskop in zahlreiche unterschiedliche Stellungen relativ zum Objektfeld bringen zu können. Operationsmikroskope weisen eine geringe Tiefenschärfe auf, so dass bei Änderungen des Arbeitsabstandes häufig nachfokussiert werden muss. Surgical microscopes for microsurgical disciplines are known for example from the company Leica Microsystems AG, Heerbrugg, Switzerland under the name M651. These surgical microscopes are equipped with a built-in illumination, through which the surgical field can be illuminated. This surgical microscope also builds very cumbersome, in particular, since it has a very cantilevered mount to bring the surgical microscope in many different positions relative to the object field can. Surgical microscopes have a shallow depth of field, so that often has to be refocused with changes in the working distance.

Es wurden daher Lösungen gesucht, Vorrichtungen zum Beobachten und Beleuchten eines Objektfeldes zu schaffen, die weniger sperrig sind und insbesondere den Operateur oder ggf. mehrere an einer solchen Operation beteiligten Personen möglichst wenig stören. Therefore, solutions have been sought to provide devices for observing and illuminating an object field, which are less bulky and, in particular, disturb the surgeon or possibly several persons involved in such an operation as little as possible.

Aus der WO 2008/153969 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die sich an einer Ausgestaltung eines Endoskops orientiert, wie sie verbreitet bei der minimalinvasiven Chirurgie Einsatz gefunden hat. From the WO 2008/153969 A1 a device is known which is based on an embodiment of an endoscope, as has found widespread use in minimally invasive surgery.

Endoskope sind schlankbauende Vorrichtungen mit einem relativ langen und dünnen Schaft. In dem Schaft ist eine Optik integriert, meist eine Optik, die aus mehreren langen dünnen Stablinsen zusammengesetzt ist, ein sog. HOPKINS-Stablinsensystem. Eine Beleuchtung besteht meist aus im Schaft geführten Lichtleitern, die Licht von einem proximalseitigen Lichtleiteranschluss durch den Schaft bis zu dessen proximalen Ende führen. Endoscopes are slimline devices with a relatively long and thin shaft. In the shaft, an optic is integrated, usually an optic, which is composed of several long thin rod lenses, a so-called HOPKINS rod lens system. Illumination usually consists of optical fibers guided in the shaft, which guide light from a proximal optical fiber connector through the shaft to its proximal end.

Die auszuleuchtenden inneren Hohlräume bei der minimalinvasiven Chirurgie sind relativ klein, so dass relativ geringe Lichtstärken ausreichen, um ein solches Operationsfeld auszuleuchten, sei es bei der Laparoskopie im Inneren eines Bauchraums oder bei der Arthroskopie in relativ kleinen Räumen zwischen Gelenken. The inner cavities to be illuminated in minimally invasive surgery are relatively small, so that relatively low light intensities are sufficient to illuminate such an operating field, be it in laparoscopy inside an abdominal cavity or in arthroscopy in relatively small spaces between joints.

Über die Optik kann das Operationsfeld beobachtet werden. Bei einer visuellen Beobachtung ist am proximalen Ende des Schaftes ein Okular vorgesehen. Die Anmelderin selbst hat in den letzten 40 Jahren einen erheblichen Beitrag zur Weiterentwicklung der Technologie der starren Endoskope geleistet, mit dem Ergebnis, dass die Optik eine gestochen scharfe Beobachtung durch einen solchen Schaft mit dem darin aufgenommenen Linsensystem ermöglicht. The operating field can be observed via the optics. In a visual observation, an eyepiece is provided at the proximal end of the shaft. The Applicant himself has made a significant contribution to the advancement of rigid endoscope technology over the last 40 years, with the result that the optics provide pin-sharp observation through such a shaft with the lens system received therein.

In einer Weiterentwicklung dieser Technologie wurde an das proximale Ende des Endoskops eine Videokamera angeschlossen, die das Bild erfasst und auf einem Monitor visualisiert. Dies hat zu einer Wandlung der minimalinvasiven Operationstechnik dahingehend geführt, dass die Operateure beim Eingriff nicht mehr ihr Auge an das Okular anlegen müssen und dadurch die Vorgänge beobachten, die in der Körperhöhle durchgeführt werden, sondern dies auf dem Monitor beobachten. Bei schwierigen und insbesondere bei lang andauernden Operationen ist es für den Operateur weniger anstrengend, ein Bild auf einem Monitor zu beobachten, anstatt andauernd mit einem Auge durch ein Endoskop zu blicken. In a further development of this technology, a video camera was connected to the proximal end of the endoscope, which captures the image and visualizes it on a monitor. This has led to a transformation of the minimally invasive surgical technique in that the surgeons no longer have to put their eyes on the eyepiece during surgery and thereby observe the processes that are performed in the body cavity, but observe this on the monitor. In difficult and, in particular, long-lasting operations, it is less strenuous for the surgeon to observe an image on a monitor instead of constantly looking through an endoscope with one eye.

Diese Technologie erfordert von dem Operateur ein intensives Training, denn er beobachtet ja die Vorgänge, die er selbst im Innern eines Körpers durchführt, nicht durch ein direkt vor ihm angeordnetes Endoskop, sondern über einen außerhalb und abseits der Operationsstelle angeordneten Monitor. Das erfordert eine relativ lange Übungsphase, führt aber dann dazu, dass der Operateur in einer relativ entspannten Stellung, sei es stehend oder sitzend, mit beiden Händen minimalinvasive Eingriffe durchführen kann. Dasselbe gilt für Hilfspersonal oder Assistenten, diese müssen nun nicht durch weitere zusätzliche in den Körper gesetzte Trokare und dadurch hindurchgeschobene Optiken den Operationsort beobachten, sondern alle können dies an ein und demselben Monitor verfolgen. This technology requires intensive training from the surgeon, for he observes the processes that he himself performs inside a body, not through an endoscope placed directly in front of him, but over a monitor arranged outside and away from the surgical site. This requires a relatively long exercise period, but then causes the surgeon in a relatively relaxed position, whether standing or sitting, can perform minimally invasive procedures with both hands. The same applies to auxiliary staff or assistants, who now do not have to observe the surgical site through additional additional trocars placed in the body and optics pushed through them, but all of them can follow this on one and the same monitor.

Diese Technologie ermöglicht es nunmehr, den gesamten Operationsablauf visuell festzuhalten und zu speichern. Das digital gespeicherte Bild kann zugleich auch mit anderen Krankenhäusern ausgetauscht werden, wobei dies sogar live während einer Operation möglich ist. Dadurch können bei einer Operation fernab tätige Spezialisten zugeschaltet werden, die unmittelbar das von der Videokamera aufgenommene Bild einsehen und beispielsweise dann den Operateur unterstützen können. This technology now makes it possible to visually capture and store the entire surgical procedure. The digitally stored image can also communicate with other hospitals This can even be done live during an operation. As a result, specialists can be switched on during an operation far away, who can directly see the image taken by the video camera and then, for example, can support the surgeon.

Bei der zuvor erwähnten WO 2008/153969 A1 wurde versucht, auf Basis derartiger Endoskope Vorrichtungen zur extrakorporalen Visualisierung in der Medizin zu schaffen. In the aforementioned WO 2008/153969 A1 Attempts have been made on the basis of such endoscopes to create devices for extracorporeal visualization in medicine.

Diese Vorrichtung wird über eine Halterung derart montiert, dass durch die Optik hindurch ein Objektfeld in einem Abstand von einigen Zentimetern, etwa im Bereich von 20 cm, vom distalen Lichtaustritt bzw. Bildeintrittende beobachtet werden kann. Dazu wurden die optischen Eigenschaften für diesen Arbeitsabstand angepasst. Daraus leitet sich auch dann der Begriff "Exoskop" ab, d.h. ein Beobachtungsinstrument, das sich nahe an die erfolgreiche invasive Endoskoptechnik anlehnt, jedoch zur extrakorporalen Beleuchtung und Beobachtung eines Objektfeldes dient. This device is mounted on a holder such that through the optics an object field at a distance of a few centimeters, approximately in the range of 20 cm, from the distal light exit or image entry end can be observed. For this purpose, the optical properties were adjusted for this working distance. From this, the term "exoscope" is derived even then, ie. an observation instrument that is close to the successful invasive endoscope technique, but for extracorporeal illumination and observation of an object field is used.

Im praktischen Einsatz wurde festgestellt, dass derartigen Endoskopen systemimmanent gewisse Grenzen gesetzt sind. Werden die Abstände zwischen Optik und Objektfeld relativ groß, also beispielsweise mehr als die eingangs erwähnten 20 cm, kann das Objektfeld nicht mehr ausreichend, beobachtet werden und die Optik gibt kein optimales Bild mehr her. In practical use, it has been found that such endoscopes are systemically certain limits. If the distances between the optics and the object field become relatively large, ie, for example, more than the 20 cm mentioned at the outset, the object field can no longer be sufficiently observed and the optics no longer produce an optimal image.

Nimmt man beispielsweise eine Operation im Brustraum am schlagenden Herzen an, so muss zunächst das Brustbein über seine gesamte Länge aufgesägt und über sog. Rippenspreizer weit aufgedehnt werden. Erst dann ist überhaupt der innere Brustraum bzw. das noch schlagende Herz zugänglich. Diese Rippenspreizer sind mechanisch extrem stabile Werkzeuge, die relativ ausladend sind und dementsprechend einen ausreichend großen Handlungsspielraum über dem Objektfeld notwendig machen. Das erfordert einen gewissen Mindestabstand der Beobachtungsoptik. If, for example, an operation in the chest is applied to the beating heart, then first the sternum must be sawn over its entire length and stretched far over so-called rib spreaders. Only then is the inner chest or the still beating heart accessible. These rib spreaders are mechanically extremely stable tools that are relatively bulky and accordingly make a sufficiently large room for maneuvering over the object field necessary. This requires a certain minimum distance of the observation optics.

Bei der eigentlichen Operation am schlagenden Herzen müssen nach der Vorbereitung, also dem Aufsägen des Brustbeins, dem Spreizen des Brustkorbs und dem Freilegen des Herzens relativ große Bereiche beobachtet und beleuchtet werden. Am Ende einer solchen Operation, beispielsweise beim Ersetzen von Herzkranzgefäßen, müssen sehr filigrane Handlungen durchgeführt werden und relativ kleine Stellen beobachtet und beleuchtet werden, beispielsweise wenn Gefäßimplantate an der Herzwand an vorhandene Gefäße vernäht und fixiert werden sollen. Die Beobachtungsoptik soll bei allen Operationsschritten ein jeweils optimales Bild ermöglichen. During the actual operation on the beating heart, relatively large areas must be observed and illuminated after the preparation, that is the sawing of the breastbone, the spreading of the ribcage and the exposure of the heart. At the end of such an operation, for example, when replacing coronary vessels, very delicate actions must be performed and relatively small areas are observed and illuminated, for example, when vascular grafts on the heart wall to existing vessels to be sutured and fixed. The observation optics should make it possible to achieve an optimal image for all surgical procedures.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Exoskop dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein stabiler und robuster struktureller Aufbau vorhanden ist und dass ein Objektfeld auch in Abständen bis in den Meterbereich ausreichend beleuchtet und beobachtet werden kann. It is therefore an object of the present invention to develop an exoscope to the effect that a stable and robust structural design is present and that an object field can be sufficiently illuminated and observed even at intervals up to the meter range.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Exoskop gelöst, das einen Schaft aufweist, an dessen distalem Ende ein gegenüber dem Schaft erweitertes Kopfteil angeordnet ist, wobei die Beleuchtung in dem distalseitigen Kopfteil mündet, und wobei im Kopfteil zumindest eine ausstrahlende Beleuchtungseinheit angeordnet ist, deren Strahlcharakteristik derart einstellbar ist, dass das Objektfeld in allen möglichen Abständen der Optik homogen ausleuchtbar ist, und wobei im Schaft Zuleitungen für die zumindest eine Beleuchtungseinheit angeordnet sind. According to the invention, the object is achieved by an exoscope which has a shank, at the distal end of which a head portion widened relative to the shank is arranged, wherein the illumination terminates in the distal-side head portion, and wherein in the head portion at least one emitting illumination unit is arranged whose beam characteristic is arranged is adjustable, that the object field is homogeneously illuminable in all possible distances of the optics, and wherein supply lines for the at least one lighting unit are arranged in the shaft.

Diese Maßnahmen haben nun für den Einsatz eines Exoskopes zahlreiche Vorteile. Das Vorsehen eines gegenüber einem Schaft erweiterten Kopfteils ermöglicht es, den Schaft nach wie vor als relativ schlanken, somit nicht sperrigen und weit ausladenden Körper auszubilden. Durch Vorsehen eines gegenüber dem Schaft erweiterten Kopfteils besteht die Möglichkeit, darin eine ausreichend leistungsstarke Beleuchtung zu integrieren, die auch Operationsfelder in großen Abständen von bis zu einem Meter homogen ausleuchten können. Das Kopfteil ist deutlich, insbesondere um ein Mehrfaches größer und insbesondere breiter als der Schaft. These measures now have numerous advantages for the use of an exoscope. The provision of a head part which is widened in relation to a shaft makes it possible to form the shaft as a relatively slender, thus non-bulky and wide-spreading body. By providing a head part which is widened in relation to the shaft, it is possible to integrate a sufficiently powerful illumination therein, which can also illuminate operation fields at large distances of up to one meter homogeneously. The head part is clear, in particular by a multiple larger and in particular wider than the shaft.

Dadurch, dass die Zuleitungen zur Beleuchtung in dem Schaft aufgenommen sind, verlaufen keine freiliegenden Leitungen vom distalen zum proximalen Ende, die nicht nur zusätzlichen Bauraum benötigen, sondern auch die Gefahr beinhalten, dass sich darin Handhabungspersonen verheddern. Dadurch, dass das Kopfteil gegenüber dem Schaft vergrößert ist, kann man darin eine oder auch mehrere ausstrahlende Beleuchtungseinheiten integrieren bzw. anordnen, so dass eine Strahlcharakteristik eingestellt werden kann, die über den gesamten zu variierenden Abstand eine homogene Ausleuchtung des Objektfeldes ermöglicht. The fact that the leads are accommodated for illumination in the shaft, there are no exposed lines from the distal to the proximal end, which not only require additional space, but also involve the risk that get tangled therein handling persons. Due to the fact that the head part is enlarged relative to the shaft, one or more emitting illumination units can be integrated or arranged therein, so that a beam characteristic can be set which enables homogeneous illumination of the object field over the entire distance to be varied.

Daraus resultiert der Vorteil, dass das Kopfteil sowohl in einem relativ geringen Abstand von nur einigen Zentimetern am Objektfeld angeordnet werden kann und dadurch das Objektfeld optimal insbesondere homogen ausgeleuchtet werden kann, dies aber auch möglich ist, wenn das Kopfteil in einem großen Abstand, beispielsweise einen Meter weit entfernt ist, wobei Arbeitsabstände von 20–60 cm bevorzugt sind. Es müssen entsprechend leistungsstarke Beleuchtungseinheiten vorgesehen werden, die auch die entsprechende Wärme erzeugen, wobei das Kopfteil es erlaubt, solche Bauteile aufzunehmen, zu tragen und auch betriebssicher aufzunehmen. This results in the advantage that the head part can be arranged both at a relatively small distance of only a few centimeters on the object field and thus the object field optimally illuminated in particular homogeneous, but this is also possible if the head part at a large distance, for example a Meter is far away, with working distances of 20-60 cm are preferred. It must be provided in accordance with powerful lighting units that also generate the corresponding heat, the head allows you to record such components to wear and also to take reliable.

Das Kopfteil erlaubt auch, weitere Bauteile zu integrieren, wie beispielsweise Filter, Blenden oder dgl., um medizinische Verfahren wie die photodynamische Therapie, die photodynamische Diagnose, Autofluoreszenzverfahren oder ICG(Indocyaningrün)-Verfahren durchführen zu können. Das optische System selbst ist so eingestellt, dass es in dem gesamten variablen Arbeitsabstand jeweils ein optimales Bild liefert, wobei der Arbeitsabstand von etwa 20 cm bis etwa 1 m, vorzugsweise bis 60 cm, variieren kann. Je nach Ausgestaltung der Optik kann diese in den Schaft integriert werden, wobei dann das distale Ende der Optik ebenfalls im Kopf mündet. Dabei sind unterschiedliche Anordnungen der ausstrahlenden Beleuchtungseinheiten relativ zum distalen Ende der Optik möglich. The head part also allows other components to be integrated, such as filters, diaphragms or the like, to perform medical procedures such as photodynamic therapy, photodynamic diagnosis, autofluorescence or ICG (indocyanine green) method. The optical system itself is adjusted to provide an optimal image over the entire variable working distance, with the working distance varying from about 20 cm to about 1 m, preferably to 60 cm. Depending on the design of the optic, this can be integrated into the shaft, in which case the distal end of the optic also opens into the head. In this case, different arrangements of the radiating illumination units relative to the distal end of the optics are possible.

Bei nur einer Beleuchtungseinheit kann das distale Ende der Optik in axialer Richtung des Schaftes vor oder hinter der Beleuchtungseinheit angeordnet sein, diese Komponenten können auch nebeneinander angeordnet sein. With only one illumination unit, the distal end of the optics can be arranged in the axial direction of the shaft in front of or behind the illumination unit; these components can also be arranged next to one another.

Nimmt man die Ausgestaltung von zwei Beleuchtungseinheiten heran, so können diese beidseits des distalen Endes der Optik angeordnet sein, bei mehr als zwei abstrahlenden Beleuchtungseinheiten können diese um das distale Ende der Optik herum angeordnet sein. Dies richtet sich dann nach dem Einsatzzweck des Exoskops, also ob es relativ kleine oder große Objektfelder ausleuchten soll. Je nach Ausgestaltung der Beleuchtungseinheiten können notwendige Zuleitungen durch den Schaft dem Kopfteil zugeführt werden. Wird das Beleuchtungslicht direkt im Kopfteil erzeugt, beispielsweise durch Leuchtdioden, können die elektrischen Leitungen durch den Schaft geführt werden. Wird das Licht über Lichtleiter zugeführt, können diese im Schaft geführt werden. Taking the design of two illumination units, they can be arranged on both sides of the distal end of the optics; with more than two emitting illumination units, these can be arranged around the distal end of the optics. This then depends on the purpose of the Exoskops, so whether it should illuminate relatively small or large object fields. Depending on the configuration of the lighting units necessary supply lines can be supplied through the shaft to the head part. If the illumination light is generated directly in the head part, for example by light-emitting diodes, the electrical leads can be guided through the shaft. If the light is supplied via optical fibers, they can be guided in the shaft.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die ausstrahlenden Beleuchtungseinheiten mit einer Kondensorlinsen aufweisenden Fokussierung versehen. In a further embodiment of the invention, the radiating illumination units are provided with a condenser having focusing.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass in dem Kopfteil auch eine Fokussierung integriert ist, über die dann eine für das jeweilige Objektfeld optimale Fokussierung des Beleuchtungslichts erzielt werden kann. Dabei kann jede Beleuchtungseinheit eine eigene Fokussierung aufweisen, bei mehreren Beleuchtungseinheiten können alle oder Gruppen davon, mit einer gemeinsamer Fokussierung versehen sein. Die Ausstrahlcharakteristik bzw. die homogene Beleuchtungstiefe kann herstellerseits voreingestellt sein. This measure has the advantage that focusing is also integrated in the head part, via which then an optimum focusing of the illumination light for the respective object field can be achieved. In this case, each lighting unit may have its own focus, with multiple lighting units, all or groups thereof may be provided with a common focus. The emission characteristic or the homogeneous illumination depth can be preset by the manufacturer.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtkegel, die von den mehreren ausstrahlenden Beleuchtungseinheiten aussendbar sind, derart einstellbar, dass sich die Lichtkegel so überlappen, dass das Operationsfeld durch den Überlappungsbereich homogen ausleuchtbar ist. In a further embodiment of the invention, the light cones, which can be emitted by the several emitting illumination units, are adjustable in such a way that the light cones overlap so that the surgical field can be homogeneously illuminated by the overlap region.

Dies trägt nicht nur zu einer optimalen Ausleuchtung des Operations- bzw. Objektfeldes bei, sondern auch die Steuerung und Handhabung ist relativ einfach. Es können entsprechende Verstellvorrichtungen, beispielsweise Fokussierringe oder dgl., in oder an dem Kopfteil montiert werden, da eine ausreichend stabile Basis an dem Exoskop vorhanden ist, um solche zusätzlichen Bauteile aufzunehmen und diese auch zu bedienen. Dadurch wird bei unterschiedlichen Arbeitsabständen, insbesondere in dem bevorzugten Bereich von 20–60 cm, eine optimale Ausleuchtung erzielt. This not only contributes to optimal illumination of the surgical or object field, but also the control and handling is relatively simple. There may be appropriate adjusting devices, such as focusing rings or the like., Mounted in or on the head part, since a sufficiently stable base is provided on the exoscope to accommodate such additional components and to operate them. As a result, optimal illumination is achieved at different working distances, in particular in the preferred range of 20-60 cm.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Beleuchtungseinheiten distale Enden von Lichtleitern auf, die von einem proximalen Lichtleiteranschluss über den Schaft in das Kopfteil geführt sind. In a further embodiment of the invention, the lighting units on distal ends of optical fibers, which are guided by a proximal optical fiber connection via the shaft in the head part.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die eigentliche Lichtquelle abseits des Exoskops angeordnet werden kann, somit den Operationsbereich nicht behindert und dass das Licht über die Lichtleiter an die jeweilige Beleuchtungseinheit geführt werden kann. This measure has the advantage that the actual light source can be arranged away from the exoscope, thus does not hinder the operating area and that the light can be guided via the light guides to the respective illumination unit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtleiter im Schaft als Strang geführt und weisen im Kopfteil zu der jeweilig ausstrahlenden Beleuchtungseinheit führende Zweige auf. In a further embodiment of the invention, the light guides are guided in the shaft as a strand and have in the head part to the respective radiating illumination unit leading branches.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Schaft die relativ schlanke Bauweise ermöglicht und das Auftrennen bzw. Aufspleißen in die verschiedenen Zweige dann in dem erweiterten Kopfteil möglich ist. This measure has the advantage that the shaft allows the relatively slim design and the splitting or splicing into the various branches is then possible in the extended head part.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Blickrichtung der Optik und eine Ausstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit in Richtung einer Längsachse des Schaftes. In a further embodiment of the invention, a viewing direction of the optics and a radiation direction of the illumination unit takes place in the direction of a longitudinal axis of the shaft.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Exoskop stehend über einer Operationsstelle montiert werden kann, bei entsprechend ausgestalteten Operationsräumen kann dann die Halterung so ausgebildet sein, dass das Exoskop von einer Decke abhängend montiert werden kann. Diese Anordnung ist besonders dann günstig, wenn beim eigentlichen Eingriff nicht unbedingt in dieser Richtung, also in einer lotrecht über der Operationsstelle stehenden Richtung intensiv gearbeitet werden muss. Ist an das proximale Ende der Optik eine Kamera angeschlossen, wird sinnvollerweise der Arbeitsabstand so gewählt, dass eine am Operationstisch stehende Person die Kamera bedienen kann. This measure has the advantage that the exoscope can be mounted standing over a surgical site, in appropriately designed operating rooms then the holder can be designed so that the exoscope can be mounted depending on a ceiling. This arrangement is particularly favorable if the actual procedure does not necessarily require intensive work in this direction, ie in a direction perpendicular to the surgical site. If a camera is connected to the proximal end of the optics, the working distance is expediently selected so that a person standing on the operating table can operate the camera.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Blickrichtung der Optik und eine Ausstrahlrichtung der Beleuchtungseinheiten unter einem Winkel aus der Längsachse des Schaftes. In a further embodiment of the invention, the viewing direction of the optics and a radiation direction of the lighting units is at an angle from the longitudinal axis of the shaft.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass mit einem beispielsweise stehend angeordneten Exoskop Seitenbereiche eines Körpers ausgeleuchtet werden können, beispielsweise bei einer Hüftoperation mit einem auf dem Rücken liegenden Patienten. Ein weiterer Vorteil besteht bei dieser Ausgestaltung auch darin, den Schaft selbst nun geneigt anzuordnen und sowohl die Blickrichtung der Optik als auch die Ausstrahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung nach wie vor in vertikaler Richtung zu belassen. Diese Ausgestaltung wird man anwenden, wenn in vertikaler Richtung über dem Operationsfeld ausladende Manipulationen notwendig sind. Bei einer Blickrichtung der Optik ungleich 0° kommen der Schaft, Kamera, Lichtleiter, Kabel etc. nicht mehr auf den Operateur zu, sondern können seitlich verlaufen. Dadurch ist dieser weniger in seiner Bewegungsfreiheit eingeengt und hat eine freiere Sicht. This measure has the advantage that side areas of a body can be illuminated with an exoscope arranged, for example, standing, for example in the case of a hip operation with a patient lying on his back. Another advantage in this embodiment is also to arrange the shaft itself inclined now and to leave both the viewing direction of the optics and the direction of the illumination device still in the vertical direction. This embodiment will be applied if in the vertical direction over the operating field sweeping manipulations are necessary. When viewing the optics not equal to 0 °, the shaft, camera, optical fibers, cables, etc. no longer approach the surgeon, but can extend laterally. As a result, it is less restricted in its freedom of movement and has a freer view.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel bis etwa 90°. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the angle is up to about 90 °.

In der 90°-Ausgestaltung kann das Exoskop bzw. der Schaft etwa horizontal von dem Objektfeld weg weisend ausgerichtet werden und dennoch das Objektfeld von oben, also in vertikaler Richtung, ausgeleuchtet und beobachtet werden. Ist an die Optik eine Kamera angeschlossen, liegen deren Bedienelemente auf einer für die Handhabungsperson günstigen Höhe, so dass deren Steuerung ergonomisch durchführbar ist. In the 90 ° embodiment, the exoscope or the shaft can be oriented approximately horizontally away from the object field, and yet the object field can be illuminated and observed from above, ie in the vertical direction. If a camera is connected to the optics, its operating elements are at a height which is favorable for the handling person, so that their control can be carried out ergonomically.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Umlenkung der Ausstrahlrichtung durch im Kopfteil aufgenommene Prismen. In a further embodiment of the invention, the deflection of the emission direction takes place by prisms recorded in the head part.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die zur Umlenkung vorgesehenen Prismen direkt im Kopfteil angeordnet werden können. Dadurch kann beispielsweise das Beleuchtungslicht durch den geradlinigen Schaft in das Kopfteil eingeführt und dann dort durch entsprechend ausgestaltete Prismen umgelenkt werden. This measure has the advantage that the prisms provided for the deflection can be arranged directly in the head part. As a result, for example, the illumination light can be introduced through the rectilinear shaft into the head part and then deflected there by appropriately designed prisms.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Umlenkung der Ausstrahlrichtung durch entsprechende Krümmung der distalen Endbereiche von flexiblen Lichtleitern. In a further embodiment of the invention, the deflecting of the emission direction is effected by a corresponding curvature of the distal end regions of flexible light guides.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Flexibilität von Lichtleitern, beispielsweise aus Glasfasern, herangezogen werden kann, um die entsprechende Umlenkung des Beleuchtungslichts aus der Längsachse des Schaftes heraus einfach zu bewerkstelligen. Auch hier ist wieder die Ausgestaltung des gegenüber dem Schaft erweiterten Kopfteils günstig, denn in diesem weiteren Kopfteil können diese gekrümmten Abschnitte vor der Außenseite sicher abgeschirmt aufgenommen werden. This measure has the advantage that the flexibility of optical fibers, for example made of glass fibers, can be used to easily accomplish the corresponding deflection of the illumination light from the longitudinal axis of the shaft. Again, the design of the opposite the shaft extended head portion is favorable again, because in this further head part, these curved portions can be taken safely shielded from the outside.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Optik als separates Bauteil ausgebildet, das in das Kopfteil einführbar ist. In a further embodiment of the invention, the optics is formed as a separate component which can be inserted into the head part.

Diese Maßnahme hat den erheblichen Vorteil, dass der Beleuchtungsteil des Exoskops und die Optik als zwei unterschiedliche Bauteile ausgebildet sind, die zu dem kompletten Exoskop zusammengesetzt werden können. Es ist ja aus der Technologie der Endoskope bekannt, solche Optiken autoklavierbar auszubilden, so dass hier unmittelbar auf den Erfahrungsschatz dieser Technologie zurückgegriffen werden kann. Diese Ausgestaltung vereinfacht nicht nur die Montage, die Zerlegung und die Reinigung des Exoskops, sondern eröffnet auch zahlreiche Variationsmöglichkeiten. So kann der Beleuchtungsteil des Exoskops als eine Art Basisteil ausgebildet werden, in den dann unterschiedliche Optiken mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften eingeschoben werden können. Diese optisch unterschiedlichen Eigenschaften können beispielsweise unterschiedliche Tiefenschärfen oder unterschiedliche Vergrößerungen der Optiken sein. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Beleuchtungsteil entsprechend unterschiedlich auszugestalten und mit Standardoptiken zu verbinden. Eine solche Ausgestaltung wird dann sinnvoll sein, wenn unterschiedlich leistungsstarke Beleuchtungssysteme erwünscht werden, aber an sich gleichbleibende optische Eigenschaften der Optik gewünscht oder ausreichend sind. This measure has the considerable advantage that the illumination part of the exoscope and the optics are designed as two different components, which can be assembled to form the complete exoscope. After all, it is known from the technology of endoscopes to make such optics autoclavable so that the technology of this technology can be used directly here. This embodiment not only simplifies assembly, disassembly and cleaning of the exoscope, but also opens up numerous possibilities of variation. Thus, the lighting part of the exoscope can be formed as a kind of base part, in which then different optics with different optical properties can be inserted. These optically different properties can be, for example, different depth of field or different magnifications of the optics. It is of course also possible to design the lighting part accordingly different and to connect with standard optics. Such an embodiment will be useful if different powerful lighting systems are desired, but in itself consistent optical properties of the optics are desired or sufficient.

Das erhöht erheblich die Variabilität des Einsatzes eines solchen Exoskops. This significantly increases the variability of the use of such an exoscope.

Diese modulare Bauweise erlaubt es schon im Vorfeld, bei der Zusammenstellung der Operationsinstrumente entsprechend geeignete Kombinationen von Beleuchtungsteil und Optikteil für eine bestimmte Operation bereitzustellen. This modular design makes it possible in advance to provide appropriate combination of lighting part and optical part for a specific operation in the compilation of surgical instruments accordingly.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am Schaft eine Führung vorhanden, durch die die Optik zum Kopfteil führbar ist. In a further embodiment of the invention, a guide is provided on the shaft, through which the optics can be guided to the head part.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass bei der modularen Bauweise die Optik durch die Führung zielgerecht und exakt sitzend zum Kopfteil führbar ist. This measure has the advantage that in the modular design, the optics can be guided by the guide targeted and exactly sitting to the headboard.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Basisteil vorhanden, das mit der Optik koppelbar ist. In a further embodiment of the invention, a base part is present, which can be coupled to the optics.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Basisteil unabhängig von der Optik beim Einsatz angewendet werden kann. This measure has the advantage that the base part can be used independently of the optics during use.

So kann man die Optik in einer Stelle montieren, die für die Beobachtung am günstigsten ist. So you can mount the optics in a place that is most favorable for observation.

Das Basisteil mit den Beleuchtungseinheiten kann dann abseits, also getrennt von der Optik an einer Stelle montiert werden, die für die Ausleuchtung besonders günstig ist. Diese Teile können selbstverständlich zusammengefügt und auch zusammen verwendet werden. Die Flexibilität wird eben dadurch erhöht, dass diese Modulteile voneinander getrennt werden können und entsprechend getrennt voneinander am Operationsfeld angeordnet werden können. The base part with the lighting units can then be mounted separately, so separated from the optics at a location that is particularly favorable for the illumination. Of course, these parts can be put together and used together. The flexibility is just increased by the fact that these module parts can be separated from each other and can be arranged separately from each other on the operating field.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Basisteil aus Modulen zusammengesetzt, die jeweils zumindest eine Beleuchtungseinheit und deren Zuleitungen aufweisen. In a further embodiment of the invention, the base part is composed of modules, each having at least one lighting unit and its supply lines.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass hier die Flexibilität noch weiter erhöht wird. Jedes Modulteil weist einen Schaft und zumindest eine Beleuchtungseinheit auf. Somit ist es möglich, mehrere solche Modulteile mit einer oder mehreren Beleuchtungseinheiten an unterschiedlichen Stellen am Operationsfeld anzuordnen, je nachdem, wie das für eine optimale Ausleuchtung am günstigsten ist. This measure has the advantage that the flexibility is further increased here. Each module part has a shaft and at least one illumination unit. Thus, it is possible to arrange several such module parts with one or more lighting units at different locations on the surgical field, depending on how this is most favorable for optimal illumination.

Selbstverständlich können auch diese Teile zusammengefügt und, wie eingangs erwähnt, zusammengesetzt, eingesetzt werden. In diesem Zustand können sie auch verstaut und bereitgelegt werden, nur wenn es der Einsatzfall notwendig macht, können die Modulteile einzeln oder auch in Gruppen zusammengesetzt, eingesetzt werden, je nachdem, wie das im Einsatzbereich am günstigsten ist. Soll während eines Eingriffes eine Stelle des Operationsfeldes besonders intensiv ausgeleuchtet werden, so kann ein Modulteil mit einer oder mehreren Beleuchtungseinheiten von dem Exoskopzusammenbau abgenommen und entweder von Hand, oder über eine Halterung speziell an diesen zu beleuchtenden Ort herangebracht werden. Wird es nicht mehr benötigt, kann es kann wieder mit den anderen Bauteilen zusammengesetzt werden. Of course, these parts can be joined together and, as mentioned, assembled, used. In this state, they can also be stowed and prepared, only when the application makes it necessary, the module parts can be used individually or in groups, depending on how this is the most favorable in the field of use. If, during an intervention, a site of the surgical field is to be illuminated particularly intensively, then a module part with one or more illumination units can be removed from the exoscope assembly and brought either by hand or via a holder specifically to this location to be illuminated. If it is no longer needed, it can be reassembled with the other components.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Modul einen Schaft- und einen Kopfteil auf, die über eine lösbare Befestigung aneinander fixierbar sind. In a further embodiment of the invention, each module has a shaft and a head part, which are fixable to each other via a releasable attachment.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass jedes Modulteil die Charakteristik des Exoskopes hat, also den schlanken Schaft und das erweiterte Kopfteil, und dass alle Module und auch die Optik über eine Befestigung entweder zusammen oder teilweise aneinandergefügt eingesetzt werden können. This measure has the advantage that each module part has the characteristics of the exoscope, ie the slender shaft and the extended head part, and that all modules and also the optics can be attached to one another either together or partially joined together.

Dies erhöht werden den flexiblen Einsatz eines solchen Exoskopes. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Kopfteil als geschlossenes Gehäuse ausgebildet, das proximalseitig mit dem Schaft verbunden ist. This increases the flexible use of such an exoscope. In a further embodiment of the invention, the head part is formed as a closed housing, which is connected to the proximal end of the shaft.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass dieser Abschluss ein Eindringen von Kontaminationen in das Innere des Kopfteils hindert. Durch einen entsprechend hermetischen Abschluss kann das Kopfteil ebenfalls autoklavierbar sein, sei es als modulares Einzelteil oder in Zusammenbau oder in fester Anordnung mit einer Optik. This measure has the advantage that this conclusion prevents contamination from entering the interior of the head part. By a corresponding hermetic conclusion, the headboard can also be autoclavable, be it as a modular item or in assembly or in a fixed arrangement with an optic.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Optik eine an diese angekoppelte Videokamera auf, die mit einem Monitor zur Visualisierung der Bilder der Videokamera verbunden ist. In a further embodiment of the invention, the optics has a video camera coupled thereto, which is connected to a monitor for visualizing the images of the video camera.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die aus der minimalinvasiven Chirurgie in Zusammenhang mit Endoskopen bekannte und zwischenzeitlich etablierte Beobachtungstechnik auch direkt auf ein Exoskop angewendet werden kann. Videokameras sind zwischenzeitlich mit einer äußerst geringen Baugröße und mit relativ geringem Gewicht herzustellen, so dass das Ankoppeln einer Videokamera an das proximale Ende des Exoskops einfach und ohne Beeinträchtigung der Stabilität oder Betriebssicherheit durchzuführen ist. Diese Stelle liegt auch meist relativ weitab vom Operationsbereich, so dass durch die Videokamera und die dabei notwendigen Leitungen und Kabel keine Beeinträchtigung erfolgt. Dabei können bekannte Standardanschlüsse vorhanden sein, um die Videokamera an das Okular anzukoppeln. This measure has the advantage that the observation technique known from minimally invasive surgery in connection with endoscopes and established in the meantime can also be applied directly to an exoscope. In the meantime, video cameras are of extremely small size and of relatively low weight, so coupling a video camera to the proximal end of the exoscope is simple and does not compromise stability or operational safety. This location is usually relatively far away from the surgery area, so that no impairment occurs by the video camera and the necessary cables and cables. In this case, known standard connections may be present in order to couple the video camera to the eyepiece.

Die Videokamera kann durch einfache Weise eine Vergrößerung bewirken, nämlich durch den Zoom. Bei Operationsmikroskopen sind dazu aufwendige optische Bauteile notwendig, die das Gerät sperrig und teuer machen. The video camera can cause a magnification by a simple way, namely by the zoom. In surgical microscopes complex optical components are necessary to make the device bulky and expensive.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Optik eine Okularvergrößerung auf, durch die bei allen Zoom-Einstellungen der Videokamera ein vollflächiges Bild auf dem Monitor erreichbar ist. In a further embodiment of the invention, the optics has an eyepiece magnification, by means of which a full-surface image on the monitor can be reached at all zoom settings of the video camera.

Bei den meist runden optischen Instrumenten ist eine kreisrunde Blende vorhanden. Auf einen rechteckigen Monitor projiziert, bleiben Teile des Monitors im Eckenbereich schwarz. Um den Monitor für das Videobild voll auszunutzen, insbesondere bei 16:9 Formaten, wird die Zoom-Charakteristik so eingestellt, dass eine Blende auch bei 1 × Zoom nicht sichtbar ist. Most circular optical instruments have a circular aperture. Projected onto a rectangular monitor, parts of the monitor remain black in the corner area. To take full advantage of the monitor for the video image, especially in 16: 9 formats, the zoom characteristic is set so that an aperture is not visible even at 1 × zoom.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the specified combinations, but also in other combinations or in Stand alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: The invention will be described in more detail below with reference to some embodiments in conjunction with the accompanying drawings and explained. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Exoskops von schräg unten, also etwa entgegen der Ausstrahl- bzw. Blickrichtung der Optik, 1 a perspective view of a first embodiment of an exoscope obliquely from below, that is approximately opposite to the emission or viewing direction of the optics,

2 eine entsprechende perspektivische Darstellung von oben, 2 a corresponding perspective view from above,

3 eine perspektivische Darstellung des Basisteils des Exoskops bei abgenommener Optik, 3 a perspective view of the base part of the exoscope with removed optics,

4 eine perspektivische Darstellung der vom Basisteil der 3 abgenommenen Optik, 4 a perspective view of the base of the 3 removed optics,

5 einen Längsschnitt längs der Linie V-V in 4, 5 a longitudinal section along the line VV in 4 .

6 stark schematisiert einen Längsschnitt durch das Basisteil, wie es in 3 dargestellt ist, also ohne eingeschobene Optik und insbesondere zur Darstellung der Führung der Lichtleiter, 6 strongly schematized a longitudinal section through the base part, as in 3 is shown, that is without inserted optics and in particular for the representation of the guidance of the light guides,

7 eine perspektivische Darstellung vergleichbar mit der Darstellung von 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Exoskops, 7 a perspective view similar to the representation of 1 a second embodiment of an exoscope,

8 eine perspektivische Draufsicht auf das Exoskop von 7, 8th a perspective top view of the exoscope of 7 .

9 eine Draufsicht auf das Exoskop von 7, 9 a top view of the exoscope of 7 .

10 einen Schnitt längs der Linie X-X in 9, 10 a section along the line XX in 9 .

11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in 9, 11 a section along the line XI-XI in 9 .

12 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Exoskops mit Geradeausblick, 12 a perspective view of a third embodiment of an exoscope with straight ahead,

13 stark schematisch eine mögliche Anordnung des Exoskops von 12 in einer vertikalen Ausrichtung durch eine Halterung, 13 very schematically a possible arrangement of the Exoskops of 12 in a vertical orientation by a holder,

14 eine stark schematisierte Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Exoskops mit 90°-Blick, ähnlich wie die Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels, jedoch mit einer angekoppelten Videokamera, die ein Bild auf einen Monitor überträgt, 14 a highly schematic representation of a fourth embodiment of an inventive exoscope with 90 ° view, similar to the embodiment of the second embodiment, but with a coupled video camera that transmits an image to a monitor,

15 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Exoskopes mit nur einer Beleuchtungseinheit und 90°-Blick, 15 A fifth embodiment of an exoscope with only one illumination unit and 90 ° view,

16 einen Längsschnitt im Bereich des Kopfteils von 15, 16 a longitudinal section in the region of the head part of 15 .

17 eine Explosionsdarstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Exokopes in Modulbauweise, 17 an exploded view of a sixth embodiment of an exocope in modular design,

18 den distalen Endbereich des Exoskopes von 17 in zusammengesetzten Zustand, 18 the distal end portion of the exoscope of 17 in assembled condition,

19 einen Schnitt längs der Linie XIX−XIX in 18, 19 a section along the line XIX-XIX in 18 .

20 eine Einsatzmöglichkeit der Modulbauteile an einem Operationsfeld, und 20 a possible use of modular components in a surgical field, and

21 ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Exoskopes mit seitlich versetzten Beleuchtungseinheiten. 21 A seventh embodiment of an exoscope with laterally offset lighting units.

Ein in den 1 bis 6 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Exoskops ist in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. One in the 1 to 6 illustrated first embodiment of an Exoskops invention is in its entirety with the reference numeral 10 designated.

Das Exoskop 10 weist eine Optik 12 auf, die, wie das insbesondere aus 4 ersichtlich ist, als ein modulares, in sich abgeschlossenes Bauteil ausgebildet ist. Ferner weist das Exoskop 10 ein Basisteil 13 auf, wie das insbesondere aus 3 ersichtlich ist, in dem die Beleuchtung 14 integriert ist. The exoscope 10 has an optic 12 on that, like that in particular 4 can be seen as a modular, self-contained component is formed. Further, the exoscope points 10 a base part 13 on how that particular out 3 it can be seen in which the lighting 14 is integrated.

Das Basisteil 13 weist einen langerstreckten, etwa halbschalenförmigen steifen Schaft 16 auf, dessen distales Ende 18 mit einem Kopfteil 20 verbunden ist. The base part 13 has an elongated, approximately half-shell-shaped rigid shaft 16 on, its distal end 18 with a headboard 20 connected is.

In dem Kopfteil 20 ist eine erste Beleuchtungseinheit 22 integriert, die Licht in einer Ausstrahlrichtung 23 aussendet. Ferner ist im Kopfteil 20 noch eine zweite Beleuchtungseinheit 24 angeordnet, die ebenfalls Licht in einer Ausstrahlrichtung 25 aussendet. Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung von 6 zu entnehmen, sind im Innern des Basisteils 13 Zuleitungen 26 angeordnet, um Beleuchtungslicht zu den Beleuchtungseinheiten 22 und 24 zu transportieren. Dazu ist ein seitlich vom proximalen Ende des Schaftes 16 abstehender Lichtleiteranschluss 30 vorgesehen, in den ein Strang 31 an Lichtleitern 28 eingesetzt ist. Der Strang 31 setzt sich aus einem Bündel an zahlreichen flexiblen Glasfasern zusammen, wie das an sich aus dem Endoskopbau bekannt ist. Dieser Strang 31 ist im Schaft 16 bis zum Kopfteil 20 geführt und trennt sich dort, wie das insbesondere aus der Darstellung von 2 ersichtlich ist, in zwei Zweige 32 und 34 auf, die jeweils zu den Beleuchtungseinheiten 22 und 24 führen. An der Unterseite, sprich also der Ausstrahlseite des Kopfteils 20, ist eine entsprechende Ausstrahlöffnung 36 vorgesehen, die durch ein optisch aktives Fenster 40 hermetisch abgeschlossen ist. In the headboard 20 is a first lighting unit 22 integrated, the light in a beam direction 23 sending out. Furthermore, in the headboard 20 another second lighting unit 24 arranged, which also light in a direction of radiation 25 sending out. As in particular from the sectional view of 6 can be seen inside the base part 13 leads 26 arranged to illuminate lighting to the lighting units 22 and 24 to transport. This is a laterally from the proximal end of the shaft 16 protruding fiber optic connection 30 provided in the one strand 31 on fiber optics 28 is used. The strand 31 consists of a bundle of numerous flexible glass fibers, as is known in the field of endoscopy. This strand 31 is in the shaft 16 to the headboard 20 led and separates there, as that in particular from the representation of 2 it can be seen in two branches 32 and 34 on, each to the lighting units 22 and 24 to lead. At the bottom, so speak the Ausstrahlseite of the headboard 20 , is a corresponding Ausstrahlöffnung 36 provided by an optically active window 40 hermetically sealed.

Das Kopfteil 20 weist ein allseits geschlossenes Gehäuse 38 auf, das mit dem steifen Schaft 16 fest verbunden ist. The headboard 20 has a housing closed on all sides 38 on, with the stiff shaft 16 is firmly connected.

Wie insbesondere aus 6 zu entnehmen, ist im Kopfteil 20 integriert eine Fokussierung 44 angeordnet, die verschiebbare Kondensorlinsen 46 aufweist, um eine Fokussierung des Beleuchtungslichts zu erzielen. As in particular from 6 can be seen in the header 20 integrates a focus 44 arranged, the sliding condenser lenses 46 to achieve a focusing of the illumination light.

Das Gehäuse 38 ist in der Regel dicht abgeschlossen und somit autoklavierbar. Die Kondensorlinse 46 sorgt auch dafür, dass nicht die einzelnen Lichtleiter abgebildet werden, sondern das Beleuchtungsfeld homogen ist. Meist wird die Einstellung bereits vom Hersteller vorgesehen und der Anwender kann diese nicht verändern. Falls dennoch eine Bewegung der Kondensorlinsen erwünscht ist, können im Kopfteil 20 auch integrierte Stellorgane angeordnet sein, beispielsweise Stellringe oder Stellscheiben, die von außen bedient werden können und deren Drehen zu einer Hin- und Herverschiebung der Kondensorlinsen 46 in der Beleuchtungsrichtung 23 führt. The housing 38 is usually tightly sealed and thus autoclavable. The condenser lens 46 also ensures that the individual light guides are not displayed, but that the illumination field is homogeneous. Usually, the setting is already provided by the manufacturer and the user can not change it. If, nevertheless, a movement of the condenser lenses is desired, can in the headboard 20 Also be arranged integrated actuators, such as collars or adjusting discs that can be operated from the outside and their rotation to a back and forth displacement of the condenser lenses 46 in the direction of illumination 23 leads.

Aus der Darstellung von 1 bis 3 ist ersichtlich, dass die Ausstrahlrichtungen 23 und 25 der Beleuchtungseinheiten 22 und 24 unter einem Winkel von etwa 90° aus der Längsachse 48 des Schaftes 16 abgewinkelt verlaufen. From the presentation of 1 to 3 it can be seen that the radiation directions 23 and 25 the lighting units 22 and 24 at an angle of about 90 ° from the longitudinal axis 48 of the shaft 16 Angled run.

Insbesondere aus 1 und 3 ist zu erkennen, dass am Basisteil 13 eine Führung 50 für die Optik 12 ausgeführt ist. Die Führung 50 weist am proximalen Ende des Schaftes 16 eine hohle Führungshülse 52 auf, von der auch der seitliche Lichtleiteranschluss 30 sich weg erstreckt. Das proximale Ende des Kopfteils 20 ist als eine Art Schacht 54 ausgebildet, in den der distale Endabschnitt der Optik 12 eingeschoben werden kann. In particular from 1 and 3 it can be seen that at the base part 13 a guide 50 for the optics 12 is executed. The leadership 50 points at the proximal end of the shaft 16 a hollow guide sleeve 52 on, from the side of the optical fiber connection 30 extends away. The proximal end of the head part 20 is as a kind of shaft 54 formed in the distal end portion of the optics 12 can be inserted.

Bei der Montage wird die Optik 12, wie sie in 4 eingestellt ist, von distal nach proximal durch die Hülse 52 längs des Schaftes 16 nach distal vorgeschoben, bis der distale Endbereich in den Schacht 54 eingeschoben ist, wie das in 1 dargestellt ist. Eine Koppelstelle 63 an der Optik 12 sorgt für eine bestimmte Drehausrichtung der Optik 12 im Hinblick auf das Basisteil 13. When assembling the optics 12 as they are in 4 is adjusted, from distal to proximal through the sleeve 52 along the shaft 16 advanced distally until the distal end portion into the shaft 54 is inserted, like that in 1 is shown. A coupling point 63 at the optics 12 ensures a certain Drehausrichtung the optics 12 with regard to the base part 13 ,

Die Optik 12 selbst weist, wie das insbesondere aus den 4 und 5 ersichtlich ist, einen langerstreckten Optikschaft 62 auf, an dessen proximalem Ende ein Okular 64 aufgeschraubt ist. The optics 12 even shows how that particular from the 4 and 5 it can be seen, an elongated optic shaft 62 on, at the proximal end of an eyepiece 64 is screwed on.

Im Innern des Optikschaftes 62 ist ein Linsensystem 66 aufgenommen, beispielsweise ein aus dem Endoskopbau bekanntes Stablinsensystem nach HOPKINS. Am distalen Ende 68 des Linsensystems 66 ist ein Prisma 70 angeordnet, das dafür sorgt, dass eine Blickrichtung 74 unter einem Winkel 76 von etwa 90° aus der Längsachse 72 des Optikschaftes 62 heraus resultiert. Ein entsprechendes transparentes Fenster 78 schließt den Optikschaft 62 seitlich in diesem Bereich der Blickrichtung 74 ab. Inside the optics shaft 62 is a lens system 66 recorded, for example, a known from endoscopy Stablinsensystem HOPKINS. At the distal end 68 of the lens system 66 is a prism 70 arranged, which ensures that a line of sight 74 at an angle 76 of about 90 ° from the longitudinal axis 72 of the optics 62 results out. A corresponding transparent window 78 closes the optics shaft 62 laterally in this area of the viewing direction 74 from.

Wie insbesondere aus der perspektivischen Darstellung von 1 zu entnehmen, liegt dann das Fenster 78 so, dass die Blickrichtung 74 etwa gleichsinnig gerichtet und parallel zu den Ausstrahlrichtungen 23 und 25 der Beleuchtungseinheiten 22 und 24 steht. As in particular from the perspective view of 1 to remove, then lies the window 78 so that the line of sight 74 directed approximately in the same direction and parallel to the emission directions 23 and 25 the lighting units 22 and 24 stands.

Diese Ausgestaltung des Exoskopes 10 mit 90°-Blickwinkel und 90°-Beleuchtungsrichtung bezüglich der Längsachse des Schaftes 16 wird dann eingesetzt, wenn, wie das in 2 ersichtlich ist, ein Objektfeld 56 beleuchtet und beobachtet werden soll, bei dem das Exoskop 10 keinen allzu großen Bauraum über dem Objektfeld 56 belegen soll. Das Exoskop 10 wird durch eine hier nicht näher dargestellte Halterung so gehalten und ausgerichtet, dass es sich quer zur Fläche des Objektfeldes 56 von der Operationsstelle weg erstreckt. This embodiment of the exoscope 10 with 90 ° viewing angle and 90 ° illumination direction with respect to the longitudinal axis of the shaft 16 is used when, as in the 2 it can be seen, an object field 56 illuminated and observed, where the exoscope 10 not too big space above the object field 56 should prove. The exoscope 10 is held and aligned by a holder, not shown here, that it is transverse to the surface of the object field 56 extending away from the surgical site.

Bei einem in den 7 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines Exoskops ist dieses in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet. Auch hier weist das Exoskop 80 eine Optik 82 und eine Beleuchtung 84 auf. Auch hier ist ein langerstreckter, in diesem Ausführungsbeispiel geschlossen hohlzylindrischer Schaft 86 vorgesehen, an dessen distalem Ende 88 ein Kopfteil 90 montiert ist. Auch in dem Kopfteil 90 ist eine erste Beleuchtungseinheit 92 sowie eine zweite Beleuchtungseinheit 94 angeordnet. Auch hier ist wieder die Ausstrahlrichtung 93 der Beleuchtungseinheit 92 sowie die Ausstrahlrichtung 95 der Beleuchtungseinheit 94 so gerichtet, dass diese unter einem Winkel von etwa 90° zur Längsachse 87 des Schaftes 86 verläuft. At one in the 7 to 10 illustrated second embodiment of an exoscope this is in its entirety by the reference numeral 80 designated. Again, the exoscope points 80 an optic 82 and a lighting 84 on. Again, an elongate, in this embodiment closed hollow cylindrical shaft 86 provided, at its distal end 88 a headboard 90 is mounted. Also in the headboard 90 is a first lighting unit 92 and a second lighting unit 94 arranged. Here, too, is the direction of radiation 93 the lighting unit 92 as well as the direction of radiation 95 the lighting unit 94 directed so that these at an angle of about 90 ° to the longitudinal axis 87 of the shaft 86 runs.

Die Optik 82 ist von proximal in ein Führungsrohr 100 des Schaftes 86 eingeschoben und ist fest mit dem Kopf 90 verbunden, wie das in 10 ersichtlich ist. The optics 82 is from proximal to a guide tube 100 of the shaft 86 pushed in and is stuck to the head 90 connected, like that in 10 is apparent.

Auch die Optik 82 ist wieder als 90°-Optik ausgebildet, d.h. deren Blickrichtung 83 verläuft, wie das insbesondere aus 7 ersichtlich ist, unter einem Winkel von 90° zur Längsachse 87 des Schaftes 86, in dem der hier nicht näher dargestellte Schaft der Optik 82 eingeschoben ist. Auch hier ist die Anordnung so, dass das seitliche Fenster, über das der 90°-Ausblick ermöglicht ist, im Kopfteil 90 angeordnet ist und ist, wie das insbesondere aus 7 ersichtlich ist, zwischen den beiden Beleuchtungseinheiten 92 und 94 angeordnet. Die Optik 82 ist mit einem Okular 98 versehen. Also the optics 82 is again designed as a 90 ° optics, ie their line of sight 83 runs like that in particular 7 can be seen at an angle of 90 ° to the longitudinal axis 87 of the shaft 86 , in which the shaft of the optics, not shown here 82 is inserted. Again, the arrangement is such that the side window, over which the 90 ° view is possible, in the headboard 90 is arranged and is how the particular out 7 apparent is between the two lighting units 92 and 94 arranged. The optics 82 is with an eyepiece 98 Mistake.

Ein seitlich vom proximalen Ende des Schaftes 86 vorspringender Lichtleiteranschluss 102 dient wieder zur Aufnahme von Lichtleitern 104, die, wie das aus der Schnittdarstellung von 10 ersichtlich ist, in einem Zwischenraum 105 zwischen dem äußeren Schaft 86 und dem Führungsrohr 100 angeordnet und nach distal zu den Beleuchtungseinheiten 92 und 94 geführt sind. A laterally from the proximal end of the shaft 86 projecting fiber optic connection 102 serves again to receive light guides 104 that, like that from the sectional view of 10 it can be seen in a gap 105 between the outer shaft 86 and the guide tube 100 arranged and distal to the lighting units 92 and 94 are guided.

Aus der Schnittdarstellung von 11 ist ersichtlich, dass im Kopfteil 90 ein Prisma 108 angeordnet ist, das von den Lichtleitern 104 zugeführtes Beleuchtungslicht um 90° aus der Längsachse 87 in die Ausstrahlrichtung 95 umlenkt. Eine zwischengeschaltete Linse 106 sorgt dafür, dass dieser Beleuchtungslichtumlenkvorgang mit möglichst wenig Streuverlusten erfolgt. From the sectional view of 11 it can be seen that in the headboard 90 a prism 108 is arranged, that of the light guides 104 supplied illumination light by 90 ° from the longitudinal axis 87 in the direction of radiation 95 deflects. An intermediate lens 106 Ensures that this Beleuchtungslichtumlenkvorgang done with the least possible wastage.

Insbesondere aus der perspektivischen Darstellung von 7 ist ersichtlich, dass die beiden Beleuchtungseinheiten 92 und 94 und der dazwischen angeordnete Einlass der Optik 82 in Blickrichtung 83 in einer Reihe angeordnet sind, die quer zur Längsachse des Schaftes 87 verläuft. In particular, from the perspective view of 7 it can be seen that the two lighting units 92 and 94 and the interposed inlet of the optics 82 in the direction of view 83 arranged in a row transverse to the longitudinal axis of the shaft 87 runs.

Es ist auch möglich, diese Reihe so auszurichten, dass diese in Richtung der Längsachse 87 verläuft. Dabei kann die Reihe direkt in der Ausrichtung der Längsachse 87 liegen, aber auch seitlich links oder rechts versetzt sein, so dass bei bestimmten Operationstechniken, falls das gewünscht ist, Arbeitsraum unmittelbar neben dem Kopfteil 90 auf einer Seite der Längsachse 87 zur Verfügung steht. Dabei müssen diese drei Bauelemente auch nicht auf einer geradlinigen Linie liegen, sondern können auch auf einer gekrümmten Linie liegen. In den Ausführungsbeispielen, in denen mehr als zwei Beleuchtungseinheiten 92 und 94 vorgesehen sind, beispielsweise drei oder vier, können diese entsprechend um das distale Ende der Optik 82 herum angeordnet sein. It is also possible to align this row so that this in the direction of the longitudinal axis 87 runs. The row can be directly in the alignment of the longitudinal axis 87 lie, but also be laterally offset left or right, so that in certain surgical techniques, if desired, working space immediately adjacent to the headboard 90 on one side of the longitudinal axis 87 is available. These three components do not have to lie on a straight line, but may also lie on a curved line. In the embodiments in which more than two lighting units 92 and 94 are provided, for example three or four, they can according to the distal end of the optics 82 be arranged around.

In den 12 und 13 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Exoskops dargestellt, das in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 110 bezeichnet ist. Auch das Exoskop 110 weist eine Optik 112 auf, die in einem Schaft 114 aufgenommen ist. Die Blickrichtung 113 der Optik 112 erfolgt dabei in Richtung der Längsachse 115 des Schaftes, ist somit eine Optik 112 mit einer 0°-Blickrichtung. Auch hier ist wieder am proximalen Ende des Schaftes 114 ein Kopfteil 116 angeordnet, in dem zwei Beleuchtungseinheiten 118 und 120 aufgenommen sind, deren Ausstrahlrichtungen 119 bzw. 121 ebenfalls in Richtung der Längsachse 115 ausgerichtet ist. In 13 ist dargestellt, wie das Exoskop 110 über eine Halterung 134 an einer ortsfesten Stelle 142, montiert ist. Üblicherweise ist das der Operationstisch oder ein spezielles Stativ. In the 12 and 13 a third embodiment of an exoscope is shown, which in its entirety by the reference numeral 110 is designated. Also the exoscope 110 has an optic 112 on that in a shaft 114 is included. The direction of view 113 the optics 112 takes place in the direction of the longitudinal axis 115 of the shaft, is thus an optic 112 with a 0 ° view. Again, this is again at the proximal end of the shaft 114 a headboard 116 arranged in the two lighting units 118 and 120 are recorded, the Ausstrahlrichtungen 119 respectively. 121 also in the direction of the longitudinal axis 115 is aligned. In 13 is shown as the exoscope 110 over a bracket 134 at a fixed location 142 , is mounted. This is usually the operating table or a special tripod.

Dazu weist die Halterung 134 einen ggf. mehrfach gelenkig ausgebildeten Arm 136 auf, der über eine Klammer 138 mit dem Schaft 114 verbunden ist. Eine Schraube 140 erlaubt eine lösbare Verbindung zwischen Halterung 134 und Exoskop 110, wobei das in der Höhe verstellt werden kann. For this purpose, the holder 134 a possibly multiple articulated arm 136 up, over a bracket 138 with the shaft 114 connected is. A screw 140 allows a detachable connection between the bracket 134 and exoscope 110 , which can be adjusted in height.

Wie aus der Darstellung in 13 ersichtlich, werden von den Beleuchtungseinheiten 118, 120 zwei Lichtkegel 123, 125 abgestrahlt, die so ausgerichtet sind, dass sie sich überschneiden. Dadurch kann sowohl ein relativ fernab liegendes Objektfeld 130 als auch ein relativ nahe liegendes Objektfeld 128 optimal, d.h. homogen ausgeleuchtet werden. Die Darstellung von 13 ist nicht maßstabsgerecht, die Maximalabstände zwischen den Beleuchtungseinheiten 118 bzw. 120 und dem entsprechenden Objektfeld können im Bereich von 1 m liegen. Diese Anordnung mit der 0°-Optik und der entsprechenden Beleuchtungsrichtung wird dann gewählt, wenn über dem jeweiligen Objektfeld ausreichend Platz zur Verfügung steht. As from the illustration in 13 can be seen by the lighting units 118 . 120 two light cones 123 . 125 radiated, which are aligned so that they overlap. This allows both a relatively distant object field 130 as well as a relatively close object field 128 optimal, ie be illuminated homogeneously. The representation of 13 is not to scale, the maximum distances between the lighting units 118 respectively. 120 and the corresponding object field can be in the range of 1 m. This arrangement with the 0 ° optics and the corresponding illumination direction is selected when sufficient space is available above the respective object field.

Bei dem in 14 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel wird ein Exoskop 80' eingesetzt, das, was die Ausgestaltung des Schaftes, der Beleuchtungszuführung und die Umlenkung betrifft, gleich ausgestaltet ist, wie das in den 7 bis 10 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Exoskops 80. Im Unterschied zu diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist an das Okular eine Videokamera 150 angekoppelt, die über ein Kabel 151 mit einem Monitor 152 verbunden ist. Das Exoskop 80' ist über eine Halterung 156 mit einer Wand 158 verbunden. Ein nach proximal vorstehender Lichtleiteranschluss 161 ist mit einer Leitung 162 verbunden, die zu einer abseitigen Lichtquelle 164 führt. Auch hier sind die Beleuchtungseinheiten so ausgelegt, dass ein Lichtkegel 170 resultiert, der ein Objektfeld 154 optimal ausleuchtet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt im Objektfeld 154 ein Organ, beispielsweise ein schlagendes Herz, an dessen äußeren Gefäßen 174 im Bereich einer Verzweigung 176 ein chirurgischer Eingriff vorgenommen werden soll. Durch Pfeile 166, 167, 168 ist dargestellt, dass das Objektfeld 154 von vielen Seiten durch einen Operateur oder Hilfspersonen ungestört zugänglich ist. Für alle diese Personen besteht die Möglichkeit, das Objektfeld 154 visualisiert auf dem Monitor 152 zu beobachten. At the in 14 illustrated fourth embodiment is an exoscope 80 ' used, which, as regards the configuration of the shaft, the lighting supply and the deflection, is designed the same, as in the 7 to 10 illustrated embodiment of an Exoskops 80 , In contrast to this second embodiment, a video camera is connected to the eyepiece 150 docked via a cable 151 with a monitor 152 connected is. The exoscope 80 ' is over a bracket 156 with a wall 158 connected. A proximal protruding fiber optic connector 161 is with a lead 162 connected to an off-center light source 164 leads. Again, the lighting units are designed so that a cone of light 170 results, which is an object field 154 optimally illuminates. In the illustrated embodiment lies in the object field 154 an organ, such as a beating heart, on its outer vessels 174 in the area of a branch 176 a surgical procedure should be made. By arrows 166 . 167 . 168 is shown that the object field 154 accessible from many sides by an operator or assistants undisturbed. For all these persons there is the possibility of the object field 154 visualized on the monitor 152 to observe.

Soll beispielsweise zu Beginn der Operation zunächst der Brustkorb geöffnet und das Organ 172 entsprechend freigelegt werden, kann die Halterung 156 das Exoskop 80' so ausgerichtet halten, dass der gesamte Brustbereich großflächig ausgeleuchtet ist. Soll dann beispielsweise an der Verzweigung 176 ein Eingriff vorgenommen werden, kann entweder über die Kamera 150 eine entsprechende Fokussierung auf diese Stelle vorgenommen werden oder es kann auch über die Halterung 156 das Exoskop 80' bzw. dessen Kopfteil 90 näher an das Objektfeld 154 herangerückt werden. In allen Stellungen ist eine optimale Ausleuchtung und eine optimale visuelle Verfolgung des Operationsgeschehens möglich. For example, at the beginning of surgery, the chest should first be opened and the organ 172 can be exposed accordingly, the holder 156 the exoscope 80 ' Keep aligned so that the entire chest area is illuminated over a large area. Should then, for example, at the junction 176 An intervention can be made either through the camera 150 a corresponding focus can be made on this spot or it can also be about the bracket 156 the exoscope 80 ' or its head part 90 closer to the object field 154 be brought up. In all positions an optimal illumination and an optimal visual tracking of the surgical procedure is possible.

In den 15 und 16 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Exoskopes dargestellt, das in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 180 bezeichnet ist. In the 15 and 16 a fifth embodiment of an inventive exoscope is shown, which in its entirety by the reference numeral 180 is designated.

Auch hier weist das Exoskop 180 ein Basisteil 184 auf, in dem eine Optik 182 aufgenommen ist. Am proximalen Ende ist ein Okular 183 vorhanden. Again, the exoscope points 180 a base part 184 in which an optic 182 is included. At the proximal end is an eyepiece 183 available.

Die Blickrichtung 185 der Optik 182 verläuft um 90° aus deren Längsachse abgewinkelt. The direction of view 185 the optics 182 runs at 90 ° from its longitudinal axis angled.

Die Optik 182 ist in einem Schaft 186 des Exoskopes 180 aufgenommen. Am distalen Ende 188 des Schaftes 186 ist ein Kopfteil 190 vorgesehen. The optics 182 is in a shaft 186 of the exoscope 180 added. At the distal end 188 of the shaft 186 is a headboard 190 intended.

Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung von 16 zu erkennen, endet das distale Ende der Optik 182 in diesem Kopfteil 190. As in particular from the sectional view of 16 to recognize, ends the distal end of the optics 182 in this headboard 190 ,

In dem Kopfteil 190 ist eine einzige Beleuchtungseinheit 192 aufgenommen. In the headboard 190 is a single lighting unit 192 added.

Deren Ausstrahlrichtung 193 verläuft ebenfalls unter einem Winkel von etwa 90° gegenüber der Längsachse 187 des Schaftes 186, wobei diese Längsachse 187 sich auch in Richtung der Längsachse der Optik 182 erstreckt. Their direction of radiation 193 also runs at an angle of about 90 ° relative to the longitudinal axis 187 of the shaft 186 , where this longitudinal axis 187 also in the direction of the longitudinal axis of the optics 182 extends.

In dem Schaft 186 sind Lichtleiter 194 aufgenommen, die im Kopfteil 190 eine Krümmung 195 aufweisen, damit sie Beleuchtungslicht in der Ausstrahlrichtung 193 ausstrahlen. In the shaft 186 are optical fibers 194 taken in the headboard 190 a curvature 195 have, so that they illuminating light in the direction of radiation 193 radiate.

Das Basisteil 184 weist proximalseitig ein Gehäuse 198 auf, von dem seitlich ein Lichtleiteranschluss 196 vorspringt. Dieser Lichtleiteranschluss 196 ist über ein Kabel 200 mit einer Lichtquelle verbunden. The base part 184 has a housing on the proximal side 198 on, from the side of an optical fiber connection 196 projects. This fiber optic connection 196 is over a cable 200 connected to a light source.

Auch hier ist wieder im Inneren des Kopfteiles 190 eine Fokussierung 202 vorhanden. Again, it is inside the headboard again 190 a focus 202 available.

Diese dient wieder dazu nicht die einzelnen Lichtleiter (194) abzubilden, sondern das Beleuchtungslicht homogen der Operationsstelle zuzuführen. This again serves not the individual light guides ( 194 ), but to supply the illumination light homogeneously to the surgical site.

Aus der Schnittdarstellung von 16 ist zu erkennen, dass die Bildeintrittsstelle der Optik 182 und die Lichtaustrittstelle der Beleuchtungseinheit 192 in Reihe hintereinander in Richtung der Längsachse 187 des Endoskopes (180) liegen. From the sectional view of 16 it can be seen that the image entry point of the optics 182 and the light exit point of the lighting unit 192 in series one after the other in the direction of the longitudinal axis 187 of the endoscope ( 180 ) lie.

Diese können auch, in Richtung der Längsachse 187 gesehen, nebeneinander liegen. These can also, in the direction of the longitudinal axis 187 Seen, lying next to each other.

Der Lichtkegel der Beleuchtungseinheit 192 ist herstellerseits so eingestellt, dass in den üblichen Arbeitsabständen, also meist im Bereich zwischen 20 und 60 cm eine homogene Ausleuchtung erfolgt, d.h. der Blickkegel der Optik schneidet entsprechend den Beleuchtungskegel des Beleuchtungslichtes. The light cone of the lighting unit 192 is factory set so that in the usual working distances, ie usually in the range between 20 and 60 cm, a homogeneous illumination, ie the gaze of the optic intersects according to the illumination cone of the illumination light.

Ein in den 17 bis 20 dargestelltes sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Exoskopes ist in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 210 bezeichnet. One in the 17 to 20 illustrated sixth embodiment of an inventive exoscope is in its entirety with the reference numeral 210 designated.

Das Exoskop 210 weist eine Optik 212 auf, die wie zuvor beschrieben, einen Schaft 213 und ein Fenster 211 für einen 90°-Blick aus der Längsachse des Schaftes 213 heraus ermöglicht. The exoscope 210 has an optic 212 on, as described above, a shaft 213 and a window 211 for a 90 ° view from the longitudinal axis of the shaft 213 out possible.

Das Basisteil des Exoskopes 210 besteht aus einem ersten Modul 214 und einem zweiten Modul 222. The base part of the exoscope 210 consists of a first module 214 and a second module 222 ,

Das erste Modul 214 weist einen langerstreckten Schaft 216 auf, der an seinem proximalen Ende einen abgewinkelten Lichtleiteranschluss 218 aufweist. The first module 214 has an elongate shaft 216 on, at its proximal end an angled optical fiber connection 218 having.

Am distalen Ende weist der Schaft 216 ein erweitertes Kopfteil 219 auf, in dem eine Beleuchtungseinheit 220 aufgenommen ist. At the distal end, the shaft 216 an extended headboard 219 in which a lighting unit 220 is included.

Auch hier, wie zuvor beschrieben, werden in dem Schaft 216 Lichtleiter 221 zu der Beleuchtungseinheit 220 geführt. Again, as previously described, are in the shaft 216 optical fiber 221 to the lighting unit 220 guided.

Das zweite Modul 222 weist ebenfalls einen Schaft 224 auf, der proximalseitig einen abgewinkelten Lichtleiteranschluss 226 aufweist. Am distalen Ende ist ein erweitertes Kopfteil 227 vorhanden, in dem eine Beleuchtungseinheit 228 aufgenommen ist. The second module 222 also has a shaft 224 on, the proximal side of an angled optical fiber connection 226 having. At the distal end is an extended headboard 227 present in which a lighting unit 228 is included.

Auch hier werden wieder durch den Lichtleiteranschluss 226 Leichtleiter 229 durch den Schaft 224 zu der Beleuchtungseinheit 228 geführt. Again, through the fiber optic connection 226 easy Head 229 through the shaft 224 to the lighting unit 228 guided.

In 18 ist dargestellt, wie die drei Bauteileelemente, nämlich Optik 212 erstes Modul 214 ein zweites Modul 222 zu dem endfertigen Exoskop 210 zusammengesetzt sind. In 18 is shown as the three component elements, namely optics 212 first module 214 a second module 222 to the finished exoscope 210 are composed.

In Zusammenhang mit 17 ist zu erkennen, dass die Ausgestaltung der Kopfteile 219, des ersten Modules 214 und des Kopfteiles 227 des zweiten Modules 222 so ausgebildet sind, dass diese ineinandergefügt werden können und dadurch die beiden Beleuchtungseinheiten 220 und 228 in einer Reihe, in Längsachse der Schäfte 216 und 224 gesehen, hintereinander angeordnet sind. Relating to 17 It can be seen that the design of the head parts 219 , the first module 214 and the headboard 227 of the second module 222 are formed so that they can be joined together and thereby the both lighting units 220 and 228 in a row, in the longitudinal axis of the shafts 216 and 224 Seen, arranged one behind the other.

Dazu ist in dem Kopfteil 227 eine entsprechende hier nicht näher bezeichnete Ausnehmung vorhanden, in die das Kopfteil 219 seitlich passend eingeschoben werden kann, wie das dem Übergang von 17 zu 18 entspricht. This is in the headboard 227 a corresponding not specified here recess exists, in which the head part 219 can be inserted laterally fitting, as the transition from 17 to 18 equivalent.

Aus der Schnittdarstellung von 19 ist zu erkennen, dass der Schaft 213 der Optik 212, der Schaft 216 des ersten Modules 214 und der Schaft 224 des zweiten Modules 222 so ausgeformt sind, dass die beiden Schäfte 224 und 216 an eine Außenseite des Schaftes 213 anschmiegend angelegt werden können. From the sectional view of 19 it can be seen that the shaft 213 the optics 212 , the shaft 216 of the first module 214 and the shaft 224 of the second module 222 are shaped so that the two shafts 224 and 216 to an outside of the shaft 213 can be created clinging.

Der Zusammenbau aus den drei Schäften 213, 216 und 224 wird durch eine diese umfassende Befestigung in Form einer Klammer 230 zusammengehalten. The assembly of the three shafts 213 . 216 and 224 is characterized by a comprehensive attachment in the form of a clip 230 held together.

Die Klammer 230 weist zum besseren Spreizen an der Außenseite eine Einschnürung 231 auf. The clip 230 has a constriction for better spreading on the outside 231 on.

Aus der Darstellung von 18 ist zu erkennen, dass das distale Ende des Schaftes 213 der Optik 212 in einem Freiraum im Kopfteil 219 zum Liegen kommt, und zwar derart, dass das Fenster 211 in Reihe und, von proximal nach distal gesehen, vor der Reihe der Beleuchtungseinheiten 220, 228 zum Liegen kommt. From the presentation of 18 it can be seen that the distal end of the shaft 213 the optics 212 in a free space in the headboard 219 comes to rest, in such a way that the window 211 in series and, seen from proximal to distal, in front of the row of lighting units 220 . 228 comes to rest.

Im praktischen Einsetzen kann das Exoskop 210 in dem in 18 dargestellten, vollständig zusammengebautem Zustand eingesetzt werden. In practical use, the exoscope 210 in the 18 shown, fully assembled state can be used.

Es ist aber auch möglich, wie das in 20 angedeutet ist, das Exoskop 210 mit voneinander getrennten Bauteilen einzusetzen. But it is also possible, like that in 20 implied is the exoscope 210 use with separate components.

In 20 ist ein Operationsfeld 232 angedeutet, das durch das Exoskop 210 beobachtet und beleuchtet werden soll. In 20 is a surgical field 232 indicated by the exoscope 210 observed and illuminated.

In 20 ist dargestellt, dass die drei Bauelemente, nämlich Optik 212 erstes Modul 214 und zweites Modul 222, etwa sternförmig und jeweils um 120° versetzt, um das Operationsfeld 232 herum angeordnet sind. Da sowohl das erste Modul 214 als auch das zweite Modul 222 mit eigenen Lichtleitern 221, 229 versehen sind, und diese auch bis zu einer entsprechenden Beleuchtungsquelle geführt sind, können diese beiden Module 214 und 222 völlig unabhängig voneinander eingesetzt werden, sie können aber auch beide aneinanderliegend eingesetzt werden. In 20 is shown that the three components, namely optics 212 first module 214 and second module 222 , approximately star-shaped and each offset by 120 ° to the surgical field 232 are arranged around. Because both the first module 214 as well as the second module 222 with own light guides 221 . 229 are provided, and these are also led to a corresponding illumination source, these two modules 214 and 222 can be used completely independently of each other, but they can also be used both adjacent to each other.

Die sternförmige Anordnung ist selbstverständlich nur ein Beispiel, es können diese einzelnen Instrumente auch gruppiert, oder in anderer winkelmäßiger Verteilung angeordnet werden. The star-shaped arrangement is of course only an example, these individual instruments can also be grouped, or arranged in a different angular distribution.

Es soll hier nur demonstriert werden, welche Flexibilität für die Handhabungsperson besteht, um an einem bestimmten Operationsfeld 232 eine optimale Beobachtung und eine jeweils günstige Ausleuchtung zu erzielen. It will only be demonstrated here, which flexibility exists for the handling person in order to operate on a certain operating field 232 to achieve optimal observation and a favorable illumination.

Im Ausführungsbeispiel ist dargestellt, dass jedes der Module 214, 222 nur eine Beleuchtungseinheit aufweist. In the exemplary embodiment it is shown that each of the modules 214 . 222 has only one lighting unit.

Es ist auch möglich, Ausführungen zu bauen, bei denen zwei oder mehrere Beleuchtungseinheiten vorhanden sind. Diese Modulbauweise erweitert nicht nur das Einsatzfeld, sondern erlaubt eine einfache Reinigung und Sterilisierung nach einem Einsatz. Durch Lösen der Klammer 230 können dann die einzelnen Bauteileelemente, nämlich Optik 212, erstes Modul 214 und zweites Modul 222 separat gereinigt, sterilisiert und weiter behandelt und für einen weiteren Einsatz vorbereitet werden. It is also possible to build designs in which two or more lighting units are present. This modular design not only extends the field of application, but also allows easy cleaning and sterilization after use. By loosening the clamp 230 can then the individual component elements, namely optics 212 , first module 214 and second module 222 separately cleaned, sterilized and further treated and prepared for further use.

In 21 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Exoskopes dargestellt, das in seine Gesamtheit mit der Bezugsziffer 240 bezeichnet ist. In 21 a seventh embodiment of an inventive exoscope is shown, which in its entirety by the reference numeral 240 is designated.

Auch das Exoskop 240 ist in einer Modulbauweise aufgebaut. Also the exoscope 240 is constructed in a modular design.

Das Exoskop 240 weist eine Optik 242 auf, die einen langerstreckten Schaft 243, wie das zuvor mehrfach beschrieben worden ist, aufweist. The exoscope 240 has an optic 242 on, which has an elongated shaft 243 as previously described several times.

Auch hier ist ein Fenster 245 vorhanden, das einen 90°-Blick aus der Längsachse des Schaftes 243 heraus ermöglicht. Again, there is a window 245 present, a 90 ° view from the longitudinal axis of the shaft 243 out possible.

Die Optik 242 ist an einem Basisteil 244 montiert, das sich selbst wiederum aus einem ersten Modul 246 und einem zweiten Modul 252 zusammensetzt. The optics 242 is at a base part 244 mounted, which in turn consists of a first module 246 and a second module 252 composed.

Das erste Modul 246 weist dabei wieder einen Schaft 248 auf, der ein gegenüber dessen Längsachse seitlich angeordnetes Kopfteil 249 mit einer Beleuchtungseinheit 250 aufweist. The first module 246 again has a shaft 248 on, the one opposite the longitudinal axis laterally arranged headboard 249 with a lighting unit 250 having.

Das zweite Modul 252 weist ebenfalls einen langerstreckten Schaft 254 auf und geht ebenfalls in ein seitlich in gleicher Richtung weisendes Kopfteil 255, wie das Kopfteil 249 über, das eine Beleuchtungseinheit 256 aufweist. The second module 252 also has an elongate shaft 254 and also goes in a laterally pointing in the same direction headboard 255 like the headboard 249 over, that's a lighting unit 256 having.

Die beiden Kopfteile 249 und 255 liegen über eine gerade Anlagefläche aneinander. Auch sind hier nicht näher gezeigte Lichtleiter im Innern der Schäfte 248 und 254 zu den Beleuchtungseinheiten 250 und 256 geführt. The two headboards 249 and 255 lie over a straight contact surface together. Also here are not shown in detail light guide inside the shafts 248 and 254 to the lighting units 250 and 256 guided.

Dieser Zusammenbau aus Optik 242, erstem Modul 246 und zweitem Modul 252 kann über eine Befestigungseinheit, wie zuvor beschrieben, bspw. eine Klammer, zusammengehalten werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die beiden Module 246 und 252 aneinander zu klipsen bzw. aneinander zu befestigen. Somit können die beiden Module als ein Basisteil 244 gehandhabt werden. Von dem Basisteil 244 kann die Optik 242 abgenommen und an einem anderen günstigeren Ort am Operationsfeld eingesetzt werden. This assembly of optics 242 , first module 246 and second module 252 can be held together via a fastening unit, as described above, for example. A clip. In this embodiment, it is also possible, the two modules 246 and 252 to clip to each other or to attach to each other. Thus, the two modules as a base part 244 be handled. From the base part 244 can the optics 242 be removed and used at another favorable location at the surgical field.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung mit seitlich in gleicher Richtung aus der Längsachse der Schäfte herausgerichteten Beleuchtungseinheiten 250 und 256 ist, dass man auf der gegenüberliegenden Seite, also in der Darstellung von 21 auf der linken Seite, mit Werkzeugen ungehindert arbeiten kann. A particular advantage of this embodiment with laterally aligned in the same direction from the longitudinal axis of the shafts lighting units 250 and 256 is that one on the opposite side, that is in the representation of 21 on the left, can work with tools unhindered.

Ein Durchmesser 258 des Schaftes 243 der Optik 242 beträgt etwa 7,5 mm. A diameter 258 of the shaft 243 the optics 242 is about 7.5 mm.

Die Breite 260 der zusammengesetzten Kopfteile 249 und 255 beträgt etwa 20 mm. Die Höhe 262 der zusammengesetzten Kopfteile 249 und 255 beträgt etwa 25 mm. The width 260 the composite headboards 249 and 255 is about 20 mm. The height 262 the composite headboards 249 and 255 is about 25 mm.

Daraus ist ersichtlich, dass zwar ein gegenüber dem Schaft oder den Schäften erheblich erweitertes Kopfteil vorhanden ist. Dennoch ist eine relativ kleine kompakte Ausgestaltung des Exoskpes 240 im distalen Endbereich vorhanden. It can be seen that although a relative to the shank or shanks considerably expanded headboard is present. Nevertheless, a relatively small compact design of Exoskpes 240 present in the distal end region.

Der Zusammenbau wie er in 21 dargestellt ist, kann bspw. an ein Operationsfeld horizontal seitlich herangeführt werden, er kann als solcher Kompaktzusammenbau 240, als Zusammenbau aus den beiden Modulteilen 246 und 252 und davon getrennter Optik 242 eingesetzt werden, oder, wie zuvor in Zusammenhang mit dem Exoskop 210 beschrieben, auch in Form der drei einzelnen Bauteilen, nämlich Optik 242, erstes Modul 246 und zweites Modul 252. The assembly like him in 21 is shown, for example, can be brought horizontally laterally to an operating field, he can as such compact assembly 240 , as assembly of the two module parts 246 and 252 and separate optics 242 be used, or, as previously in connection with the exoscope 210 described, even in the form of the three individual components, namely optics 242 , first module 246 and second module 252 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2004/100815 A2 [0003]
WO 2008/153969 A1 [0006, 0013]

Claims

Exoscope for observing and illuminating an object field ( 56 . 154 ) on a patient from a position away from the patient's body, with an optic ( 12 . 82 . 112 ) for observing the object field ( 56 . 154 ) and with a lighting ( 14 . 84 ) for illuminating the object field ( 56 . 154 ), where a distance between optics ( 12 . 82 . 112 ) and object field ( 56 . 154 ) via a holder ( 134 . 156 ) is variable, characterized by a shaft ( 16 . 86 . 114 ), at the distal end thereof opposite the shaft extended head part ( 20 . 90 . 116 ), the lighting ( 14 . 84 ) in the distal-side head part ( 20 . 90 . 116 ), and wherein in the header ( 20 . 90 . 116 ) at least one emitting illumination unit ( 22 . 24 ; 92 . 94 ; 118 . 120 . 192 ) whose beam characteristic is adjustable such that the object field ( 86 . 154 ) in all possible distances of the optics ( 12 . 82 . 112 ) is homogeneously illuminable, and wherein in the shaft ( 16 . 86 . 114 . 186 ) Supply lines ( 26 ) for the at least one lighting unit ( 22 . 24 ; 92 . 94 ; 118 . 120 . 192 ) are arranged.

Exoscope according to claim 1, characterized in that at least two emitting illumination units ( 22 . 24 ; 92 . 94 ; 118 . 120 ) available.

Exoscope according to claim 1 or 2, characterized in that the radiating illumination units ( 22 . 24 ; 192 ) with a condenser lens ( 46 ) focusing ( 44 . 202 ) are provided.

Exoscope according to claim 2 or 3, characterized in that light cone ( 123 . 125 ) emitted by the several emitting lighting units ( 118 . 120 ) are set out, are set so that the light cone ( 123 . 125 ) so that at least the object field ( 56 . 154 ) becomes homogeneously illuminable by the overlapping area.

Exoscope according to one of claims 1 to 4, characterized in that each lighting units distal ends of optical fibers ( 28 . 194 ), which from a proximal-side optical fiber connection ( 30 . 196 ) over the shaft ( 16 . 186 ) in the headboard ( 20 . 190 ) are guided.

Exoscope according to claim 5, characterized in that the light guides ( 28 ) in the shaft ( 16 ) as strand ( 31 ) and in the header ( 20 ) to a respective radiating illumination unit ( 22 . 24 ) leading branches ( 32 . 34 ) exhibit.

Exoscope according to one of claims 1 to 6, characterized in that a viewing direction ( 113 ) of the optics ( 112 ) and a radiation direction ( 119 . 121 ) of the lighting units ( 118 . 120 ) in the direction of a longitudinal axis ( 115 ) of the shaft ( 114 ) he follows.

Exoscope according to one of claims 1 to 6, characterized in that a viewing direction ( 74 . 83 . 185 ) of the optics ( 12 . 82 . 182 ) and a radiation direction ( 23 . 24 ; 93 . 95 . 193 ) of a lighting unit ( 22 . 24 ; 92 . 94 . 192 ) at an angle ( 76 ) from the longitudinal axis ( 72 . 87 . 187 ) of the shaft ( 16 . 86 . 180 ) he follows.

Exoscope according to claim 8, characterized in that the angle ( 76 ) is up to about 90 °.

Exoscope according to claim 8 or 9, characterized in that the deflection of the emission direction ( 95 ) through in the header ( 90 ) received prisms ( 108 ) he follows.

Exoscope according to claim 8 or 9, characterized in that the deflection of the emission direction ( 23 . 24 ; 193 ) by appropriate curvature ( 32 . 34 ; 195 ) of the distal end regions of flexible light guides ( 28 . 194 ) he follows.

Exoscope according to one of claims 1 to 11, characterized in that the optics ( 12 ; 212 . 242 ) is formed as a separate component, which in a the head part ( 20 ) having base part ( 13 ; 244 ) is insertable.

Exoscope according to claim 12, characterized in that on the shaft ( 16 ) a guided tour ( 50 ) through which the optics ( 12 ) to the headboard ( 20 ) is feasible.

Exoscope according to claim 12, characterized in that a base part ( 244 ), that with the optics ( 242 ) can be coupled.

Exoscope according to claim 14, characterized in that the base part ( 244 ), consists of several modules ( 214 . 222 ; 246 . 252 ), each comprising at least one illumination unit ( 220 . 228 ; 250 . 256 ) and their supply lines.

Exoscope according to claim 15, characterized in that each module ( 221 . 222 ; 246 . 252 ) a shaft ( 216 . 224 ; 248 . 254 ) and a headboard ( 219 . 227 ; 249 . 255 ), which via a releasable attachment ( 230 ) are joinable.

Exoscope according to one of claims 1 to 16, characterized in that the head part ( 20 . 90 . 116 ) as a closed housing ( 38 ) is formed, the proximal side with the shaft ( 10 ) connected is.

Exoscope according to one of claims 1 to 17, characterized in that the optics ( 82 ) one this docked video camera ( 150 ) connected to a monitor ( 152 ) for visualizing the images of the video camera ( 150 ) connected is.

Exoscope according to claim 18, characterized in that the optics ( 82 ) has an eyepiece magnification, through which at all zoom settings of the video camera ( 150 ) a full-surface image on the monitor ( 152 ) is reachable.