DE2822277C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein binokulares Mikroskop der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Bei der Operation des Auges, so beispielsweise bei der Operation des grauen Stars, ist es im Idealfall erwünscht, die Hornhaut nach der Operation auf denselben Krümmungsradius zu bringen, welcher vor der Operation bestand. Im menschlichen Auge ist der Krümmungsradius von Individium zu Individium unterschied­ lich, wobei ein normaler Bereich zwischen 40 und 50 Dioptrien liegt, was einem Krümmungsradius von 8,44 mm bis 6,75 mm ent­ spricht. Um sich des Krümmungsradius vor der Operation zu ver­ gewissern, wären Messungen entlang gewisser Winkel oder Meridiane vorzunehmen. Derartige Messungen werden mit Hilfe teleskopischer Instrumente vorgenommen, welche als Ophthalmometer oder Kerato­ meter bekannt sind.

Als Instrument für die Chirurgie am Auge sind derartige Vor­ richtungen, die Keratometer und Ophthalmometer, jedoch nicht geeignet, da das durch den Beobachtenden eingesehene Bild auf dem Kopf steht und seitenverkehrt ist. Zusätzlich ist das Gerät unhand­ lich; außerdem verhindert der monokulare Aufbau des Instruments eine Tiefenwahrnehmung. Messungen des Krümmungsradius der Horn­ haut bei Verwendung von monokularen Ophthalmometern oder Kerato­ metern werden im allgemeinen in einem abgedunkelten Raum voll­ zogen, um Hintergrundbeleuchtung auszuschalten, welche die ge­ nauen Messungen beeinträchtigen könnte.

Bekannt ist ein Arbeitsmikroskop für Augenchirurgie, bei welchem dem Mikroskop eine faseroptische Lichtquelle zugeordnet ist, um einen Kreis von 12 Zielpunkten zu beleuchten, welche von der Hornhaut reflektiert werden und welche während der Vernähung der Hornhaut innerhalb konzentrisch­ er Ringe des Okular-Fadenkreuzes überlagert werden, derart, daß der Chirurg bestimmen kann, wann eine Kugelfläche der Hornhaut erreicht wurde. Die Konfiguration der reflektierten Lichter als auch die Position innerhalb der geeigneten konzentrischen Ringe dient zur Anzeige der Hornhautgröße.

Weiterhin ist aus der DE 25 30 085 A1 (= US-PS 0 46 463) ein binokulares Mikroskop, unter anderem zur Verwendung bei Augenoperationen, bekannt, bei welchem die Krümmung der Hornhaut vor der Operation durch Lage und Gestalt eines ringförmigen Abbildes gekennzeichnet ist, welches durch das Mikroskop zu erkennen ist, und durch ringförmig um das Mikroskop angeordnete Lichtquellen, deren Licht von der Hornhaut reflektiert wird, erzeugt wird.

Wenn die Krümmung der Hornhaut vor der Operation bekannt ist, dann versucht der Chirurg, diese Krümmung nach der Operation wieder einzustellen. Wenn eine Operation vollzogen wird, so die Operation des Grauen Stars, dann wird im Hornhaut­ rand bzw. am Umfang der Hornhaut auf einem Bogen von etwa 180° des Hornhautumfanges ein Schnitt ausgeführt. Das Fluid inner­ halb der Vorkammer des Auges wird abgezogen, wonach die Augen­ linse entnommen wird. In gewissen Fällen wird die Linse er­ setzt, wobei man sich bekannter Kunststofflinsen-Implantations­ verfahren bedient. In jedem Fall wird nach Entnahme der Linse und nach Implantation eine Salzlösung in die Vorkammer des Auges eingeführt, wonach der Hornhautschnitt genäht wird. Im Idealfall werden die Nähte durch den Chirurgen so angezogen, daß die Hornhaut dieselbe Konfiguration besitzt, welche sie vor der Operation einnahm, d. h., daß sie denselben Krümmungsradius aufweist. Binokulare chirurgische Mikroskope werden bei dieser Operation verwendet, um die Hornhaut zu vergrößern, so daß die schwierige Operation vollzogen werden kann. Selbst mit der­ artigen chirurgischen Mikroskopen vorbeschriebener Art ist die Rekonstruktion der Hornhaut mittels geeigneter Verspannung der Nähte sehr schwierig, insbesondere hängt dies vom Geschick der Hände und der Augen des Chirurgen ab. Die Rekonstruktion der vor der Operation vorhandenen Krümmung der Hornhaut ist dann gelungen, wenn das durch das Mikroskop der vorbeschriebenen Art sichtbare kreisförmige Abbild die vor der Operation sichtbare Lage und Gestalt einnimmt.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Mikroskop für medizinische Zwecke zu schaffen, und zwar zum einen, um bei Augenoperationen die Wiederherstellung der vor der Operation gegebenen Hornhautkrümmung während des Nähens dadurch zu kontrollieren, daß ein der ursprünglichen Hornhautkrümmung zugeordnetes Bildmuster beim Anziehen der Fäden reproduziert wird und zum anderen, um dieses Mikroskop zum Vermessen der Krümmung der Hornhaut einzusetzen, indem mittels Skalierung jeder Gestalt des sichtbaren Bildmusters eine bestimmte Hornhautkrümmung zugeordnet ist, welche abgelesen oder sonstwie ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird bei einem binokularen Mikroskop der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art mit den im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Gemäß der Erfindung wurde ein neues und verbessertes Mikroskop­ system geschaffen, welches eine Einrichtung aufweist, um auf die Hornhaut ein Bild zu projizieren, so einen Kreis. Innerhalb des Mikroskops sind Mittel vorgesehen, um optisch das auf diese Weise projizierte Bild in mehrere im wesentlichen identische Bilder aufzuteilen. Diese sind durch ein Okular oder durch beide Okulare des binokularen Systems sichtbar. Ein Zoom-Mechanismus oder drehbare Prismen positionieren die Bilder in einer vorbestimmten Zuordnung, wodurch die Krümmung und die Konfiguration der Hornhaut aufgezeigt werden kann. Die Vorrichtung zur optisch­ en Teilung des Bildes umfaßt mehrere Prismen, Linsen oder Spiegel, welche in den optischen Strahlengang innerhalb des Mikroskops einbringbar sind. Derartige Vorrichtungen sind so angeordnet und in Position gebracht, daß ein Teil des chirurgischen Ge­ sichtsfeldes ohne Ablenkung das optische System passiert. Dieser Teil entspricht demjenigen Bereich, innerhalb welchem die Naht oder die Nähte angebracht werden. Das Nähen wird durch Ver­ wendung einstellbarer Nähte oder Fäden vollzogen, z. B. durch Ver­ wendung von Schlupf- oder Schleifknoten, welche wahlweise ange­ zogen oder gelockert werden können, bis die projizierten Bilder eine vorbestimmte Anordnung bilden und Kreisform auf­ weisen, wodurch die optimale Hornhautkonfiguration aufgezeigt ist. Elektronische Mittel sind vorgesehen, mittels welchen das Mikroskop auf einen vorbestimmten Krümmungsradius einstellbar ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Operationsraumes, in welchem das chirurgische Mikros­ kop nach der Erfindung Verwendung findet;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines Auges;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines Auges unter Darstellung des Schnitts;

Fig. 4 ist eine Perspektivansicht des binokularen Mikroskops, welches in der Vorrichtung nach Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht des in Fig. 4 wiedergegebenen Mikroskops;

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der optischen Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 7A-7C sind Draufsichten unter Darstellung der durch das Mikroskop unter gewissen Bedingungen eingesehenen Bilder;

Fig. 8A und 8B geben eine Endansicht und eine Draufsicht der Prismenanordnung wieder, welche in der Vorrichtung nach Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 9A und 9B sind eine Endansicht und eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Prismenanordnung, welche in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht der elektrisch/mechanisch­ en Bauteile, welche beim System nach Fig. 1 in gegen­ seitiger Beziehung zur Wirkung gelangen;

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltungs­ teile, welche in der Vorrichtung nach Fig. 1 Ver­ wendung finden; und

Fig. 12A-12C sind Perspektivansichten eines simulierten Auges unter Darstellung der Näh- bzw. Nahtfolge.

Wie sich aus Fig. 1 der Zeichnung ergibt, wird ein Patient während einer Augenoperation, so während der Behandlung des Grauen Stars oder dergleichen auf einen geeigneten Arbeits- oder Operationstisch 22 gelegt, wobei der Kopf 24 des Patienten 20 in geeigneter Weise gehalten wird, so durch eine Auflage 26, mittels welcher der Kopf 24 unbeweglich abgestützt wird. Die Operation wird unter Verwendung eines geeigneten mikros­ kopischen Gerätes 28 ausgeführt; das mikroskopische Gerät 28 weist eine Basis 30 mit einem Ständer 32 auf, an welchem ein Gestänge 34 verstellbar angelenkt ist. Am freien Ende des Gestänges 34 ist ein binokulares Mikroskop 36 angebracht. Das binokulare Mikroskop 36 wird durch den Arzt in geeignete Lage bezüglich des zu operierenden Auges gebracht; die Objektivlinse wird dabei gewöhnlich innerhalb einer Entfernung von 150 mm zum Auge eingestellt. Das Mikros­ kop 36 weist eine motorisch betriebenen Zoom-Einrichtung auf, welche durch einen geeigneten Fuß-Betätigungsmechanis­ mus, z. B. ein Pedal 38 steuerbar ist. Das Pedal 38 steht elektrisch mit dem Motor innerhalb des Mikroskops 36 und mit einem Steuerungs­ mechanismus 40 in Verbindung. Während der durch den Chirurgen durchgeführten Operation sieht dieser durch das Mikroskop 36 und betätigt in geeigneter Weise das Fußpedal 38, um die er­ wünschte Vergrößerung mit der Zoom-Einrichtung innerhalb des Mikroskops 36 zu erhalten.

In Fig. 2 ist das menschliche Auge 42 im Schnitt dargestellt. Es weist eine konvexe Kugelfläche, die Cornea oder Hornhaut 44 auf, deren äußere Grenzen durch die gestrichelten Linien 44 a und 44 b bestimmt sind. Die Hornhaut des menschlichen Auges be­ sitzt gewöhnlich einen Krümmungsradius zwischen 6,75 mm und 8,0 mm, was 50 bis 40 Dioptrien entspricht. Im Idealfall be­ sitzt die Hornhaut 44, welche die Haupt-Fokussierfläche oder Brechungsfläche des Auges darstellt, eine Kugelfläche und kann ein Bild ohne Verzerrung auf Sehschärfe einstellen bzw. fokussieren. Unmittelbar hinter der Hornhaut 44 befindet sich eine Kammer 46, welche als vordere Augenkammer bezeichnet ist und ein Fluid ent­ hält. Die vordere Augenkammer befindet sich zwischen der Horn­ haut 44 und der Linse 48. Bei einer Person, welche an Grauem Star leidet, ist im allgemeinen die Linse 48 getrübt. Während der Operation des Grauen Stars wird die Linse 48 entnommen und gelegentlich durch ein geeignetes Linsen-Implantat ersetzt.

Bei gewissen anderen Krankheiten des Auges ist die Fläche der Hornhaut gegenüber einer echten Kugelfläche abweichend ver­ formt und kann unterschiedliche Krümmungsradien - gemessen ent­ lang unterschiedlicher Ebenen oder Meridiane durch die Mitte des Auges - aufweisen; die Folge ist reduzierte optische Schärfe infolge von Hornhautastigmatismus. In diesem Fall werden die die Hornhaut 44 passierenden Lichtstrahlen als Folge der Hornhautverformung bzw. ungleichen Krümmung nicht auf einen ein­ zigen Brennpunkt gebracht. Ein derartiger Hornhaut-Astigmatis­ mus kann auch nach chirurgischen Eingriffen auftreten, falls die Nähte nicht in geeigneter Weise gespannt oder angezogen sind, derart, daß die Hornhaut-Oberfläche verformt wird. In Fig. 3 ist das Auge 42 von der Vorderseite gesehen wiederge­ geben; der Chirurg arbeitet im allgemeinen in der oberen Hälfte des Auges 42 und oberhalb des Kopfes des Patienten. Ein Schnitt wird entlang der Linie 44 a gelegt, welche dem Umfang der Horn­ haut über einem Winkel von etwa 180° in der oberen Hälfte des Auges 42 entspricht. Bei Operation des Grauen Stars wird die Linse 48 entnommen, wonach gelegentlich eine Implantation mittels einer Kunststofflinse vollzogen wird. Mehrere Nähte 50-57 werden eingezogen und werden unter gleichem Abstand ent­ lang des Schnitts 44 a plaziert. Der Schnitt 44 a wird dort ge­ legt, wo die klare Hornhaut auf die weiße Lederhaut trifft. Nach Vollführung der Operation des Grauen Stars sollte im Ideal­ fall die Kontur der Hornhaut 44 kugelförmig geformt sein und denselben Krümmungsradius aufweisen, welcher vor der Operation existierte. Ohne die Fähigkeit, die Spannung der einzelnen Nähte 50-57 genau zu bestimmen, kann der Krümmungsradius der Hornhaut 44 beispielsweise entlang der gestrichelten Linien 60 und 62 verlaufen und kann sich je nach Spannung der Nähte beträchtlich unterscheiden. Falls beispielsweise die Nähte 51 und 52 im Vergleich zur Spannung der Nähte 55 und 56 fester an­ gezogen sind, dann ist der Krümmungsradius entlang der Linie 62 größer als der Krümmungsradius entlang der Linie 60, der­ art, daß ein Hornhautastigmatismus infolge der ungleichförmigen Oberfläche der Hornhaut 44 erzeugt wird.

Davon ausgehend wird vor jeder Operation die Größe oder der Krümmungsradius der Hornhaut gemessen; dieser Krümmungsradius wird manuell oder elektronisch aufgenommen und festgehalten. Der auf diese Weise gemessene Krümmungsradius kann entweder in Radius-mm oder in Dioptrien ausgedrückt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher diese Messung im Operationsraum vollzogen wird; nach­ folgend wird dieses Maß des Krümmungsradius der Hornhaut ver­ wendet, um ein vor-orientiertes Bildmuster für dieses Maß zu erzeugen. Beim Nähen der Hornhaut ergibt sich diese Bild­ muster, wenn die Hornhaut-Konfiguration einer Kugelfläche ent­ spricht, welche den gleichen Krümmungsradius aufweist, der vor der Operation bestand (oder unter gewissen Bedingungen einen erwünschten Krümmungsradius aufweist).

In Fig. 4 ist das binokulare Mikroskop 36 dargestellt. Dieses weist ein Paar Okulare 64 und 66, einen Haupttubus 68, eine nahe dem unteren Ende des Tubus 68 angeordnete Lichtquelle 70 und ein Zoom-Steuergehäuse 72 auf, welches sich rückwärts des Tubus 68 befindet. Der Tubus 68 enthält geeignete Linsen, welche das Licht durch den Tubus in Richtung der Okulare 64 und 66 leiten. In der Seite des Tubus 68 befindet sich eine Öffnung 74, durch welche der Zoom- oder Vergrößerungseffekt bestimmbar ist. Der Vergrößerungsmaßstab ist in geeigneter Weise auf einem Ring innerhalb des Tubus 68 aufgetragen. Der Ring ist mit dem Zoom-Mechanismus gekoppelt, so daß er eine visuelle Ablesung für die Vergrößerung vermittelt. Der Motor oder Antrieb für die Steuerung der Vergrößerung befindet sich im Motor- oder Steuerungsgehäuse 72. Das Mikroskop kann eine Zoom-Einrichtung mit einem motorischen Antrieb aufweisen, der sich innerhalb des in Fig. 1 dargestellten Mikroskops 36 befindet und in geeigneter Weise durch das Fußpedal 38 betätigbar ist, derart, daß die Hand des Chirurgen frei für die Operation bleibt, während die Beobachtung durch die Okulare 64 und 66 möglich ist. Das in Fig. 4 dargestellte binokulare Mikroskop 36 erzeugt ein Stereo- Bild, so daß dem Chirurgen die erforderliche Tiefe des Sicht­ feldes vermittelt wird, um derartige Operationen ausüben zu können.

In dem Mikroskop besitzt der Tubus 68 am oberen Ende eine Adapterbefestigung, welche die Abnahme des Okularsystems 76 ermöglicht, so daß gewisse Zusatzteile dazwischen einführ­ bar sind. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist zwischen dem Okularsystem 76 und dem Tubus 68 unter Ver­ wendung der Adapterverbindung eine Prismenbefestigung 78 an­ geordnet, welche einen verschiebbaren Prismentrog 80 aufweist. Die Lichtquelle 70 ist ringförmig und ist nahe der Basis des Tubus 68 im wesentlichen konzentrisch oder koaxial mit der Tubusmitte, also in der Ebene senkrecht zur Mittelachse ver­ laufend, befestigt.

In Fig. 5 ist die Konstruktion schematisch wiedergegeben. Die Okulare 64 und 66 weisen geeignete ergänzende Linsen und Spiegelelemente zum Leiten von Licht auf, das von einer Lichtquelle, so von der Hornhaut durch den Boden des Tubus 68 und die Haupt- Objektivlinse 82 kommt. Die Linse 82 erzeugt ein Operations- Sichtfeld. Nahe dazu befindliche Objekte erscheinen durch die jedem der Okulare 64 und 66 zugeordneten, parallelen Linsen­ systeme, so daß eine Tiefe des Sichtfeldes zum Zwecke der Stereo-Betrachtung erzeugt wird. Innerhalb des Tubus 68 sind bewegbare Linsen 84 und 86, welche entlang der optischen Achse jeder der parallelen Linsenanordnungen in geeigneter Weise motorisch steuerbar sind, um die erforderliche Einstellung der Zoom-Wirkung oder Vergrößerung herbeizuführen. Die Linsen 84 und 86 arbeiten zusammen mit Linsen 88 und 90, um die Ver­ größerungs-Einstellungen zu ermöglichen. Zwischen den Linsen 88 und 90 und dem Okularsystem 76 befindet sich der Prismen­ befestigungskörper 78, welcher drei Prismen 92, 94 und 96 enthält. Diese sind in einer im wesentlichen ebenen Reihe zwischen den Linsen 88 und 90 und der Ebene der Eintrittslinsen 98 und 100 des Okularsystems 76 angeordnet. Wie ersichtlich ist, ist das Prisma 92 nur der Lichtbahn des Okulars 64 zugeordnet. In entsprechender Weise ist das Prisma 96 nur der Lichtbahn des Okulars 66 zugeordnet, während das dazwischen befindliche Prisma 94 das passierende Licht durch beide Okulare 64 und 66 richtet. Wie nachfolgend erläutert ist, sind die Prismen aus­ gerichtet und so angeordnet, daß die in den Fig. 7A-7C dargestellten Abbildungen entsprechend der Konfiguration der Hornhaut entstehen.

In Fig. 6 ist die prinzipielle Funktion des optischen Mikroskopsystem für die in Rede stehende Chirurgie dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Im Prinzip arbeiten die Bau­ teile als prismatisches Meßsystem. Die Dimension der zu mes­ senden Hornhaut ist ein Produkt der prismatischen Ablenkung oder Deviation und dem Abstand zwischen dem Gerät bzw. Mikros­ kop und dem zu messenden Objekt, d. h., dem Abstand zwischen der Objektivlinse 82 und der Hornhaut. Die Lichtquelle 70 projiziert einen Kreis, welcher von der Hornhaut reflektiert wird; die Größe und die Form des Kreises sind proportional zum Radius der Hornhautkrümmung. Die Verwendung eines einzelnen Prismas erzeugt eine Verdoppelung des reflektierten Kreises. Wenn die Kreise die Hornhautkrümmung "berühren", wie dies durch die Größe der Hornhautkrümmung bestimmt ist, dann kann das reflektierte Bild errechnet werden, wenn die Kennzahl des Prismas bekannt ist und wenn auch der Abstand zwischen dem Prisma und dem zu messenden Objekt bekannt ist. In Fig. 6 ist das Auge des Beobachters schematisch bei 104 dargestellt, während mit Bezugszahl 106 ein Okular eines binokularen Prismen­ systems wiedergegeben ist, wobei der Beobachter bei 104 durch das Auge 42 sieht und sich dabei besonders auf die Hornhaut 44 konzentriert. Die Lichtquelle 70 erzeugt auf der Hornhaut 44 einen Kreis, welcher durch die ausgezogene Linie 108 wieder­ gegeben ist; dieser Lichtkreis 108 wird durch das binokulare Gerät 106 durch eine Zoom-Einrichtung 110 und durch ein Prisma 111 durch den Beobachter 104 betrachtet. Infolge der Abschneidung des Lichtrings 108 durch das Prisma 111 wird das Original in Abhängigkeit von den Kennzahlen des Prismas 111 abgelenkt, wobei der Beobachter bei 104 ein Vergleichsbild sieht, welches gegenüber dem Bezugsbild versetzt ist. Dieses Vergleichsbild 42 a ist in gestrichelten Linien wiedergegeben, wo­ bei eine entsprechende Versetzung der Hornhaut durch die ge­ strichelten Linien mit 44 a wiedergegeben ist. In vergleichbarer Weise erscheint dem Beobachter 104 ein zweiter Ring von Licht, ein Vergleichsbild 108 a. Die Zoom-Einrichtung 110 ist in geeigneter Weise eingestellt, um den Durchmesser der Bilder zu verkleinern oder zu vergrößern, bis das Bezugsbild 108 tangential zum Vergleichsbild 108 a des Bildes 42 a verläuft bzw. dieses berührt. Bei einem bekannten Abstand zwischen der Längsachse des Prismas 111 und der Ebene der einander berührenden Bilder 108 und 108 a und einer be­ kannten prismatischen Deviation ist die Größe der Krümmung der Hornhaut proportional zur Vergrößerung der Zoom-Einrichtung 110.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist; wird das Bild 42 a bei im allge­ meinen vertikalen Scheitel des Prismas 111 bezüglich des tat­ sächlichen Objektes, welches das Auge 42 ist, vertikal nach oben projiziert. Falls ein zweites Prisma in derselben Ebene wie das Prisma 111 angeordnet wird und sein Scheitel um 90° bezüglich des Scheitels des Prismas 111 versetzt wird, dann wird zusätzlich zum tatsächlichen oder reellen Bild des Auges 42 und des ersten projizierten Bildes 42 a ein drittes Bild er­ zeugt, welches in Richtung des Scheitels versetzt ist. Dieses Ergebnis ist in Fig. 7A dargestellt, wobei das chirurgische Sichtfeld 112 , welches im allgemeinen ein vergrößertes Bild der Hornhaut darstellt, durch die Linse 82 im unteren Teil des Tubus 68 des binokularen Mikroskops 36 gesehen wird. Das Bezugsbild 108 grenzt an das zuvor genannte Vergleichsbild 108 a und an ein zweites, versetztes Vergleichsbild 108 b an, welches vom zweiten verwendeten Prisma resultiert. Dies wäre unter Bezugnahme auf Fig. 5 gleichwertig mit der Verwendung der Prismen 92 und 96 ohne das dazwischenliegende Prisma 94.

Gemäß Fig. 7A resultiert der Lichtring 70, welcher von der Hornhaut reflektiert und durch die Prismen abgelenkt wird, in den drei Bildern 108, 108 a und 108 b, welche die Beziehung und Form gemäß Fig. 7A besitzen, wenn die innerhalb des chirurgischen Sichtfeldes 112 befindliche Fläche der Hornhaut eine Kugel­ fläche darstellt. Die Bilder erscheinen tangential und von Kreis­ form. Nach der Schnittlegung und vor dem Vernähen der Hornhaut wird die in Fig. 7B dargestellte, unregelmäßige Konfiguration ersichtlich, d. h., es erscheinen ovale Bilder, welche von einer nicht-kugelförmigen Hornhautfläche reflektiert sind. Die Bilder 108, 108 a und 108 b besitzen die gleiche Konfiguration, weisen jedoch infolge der unregelmäßigen Fläche der Hornhaut, von welcher der Lichtring 70 reflektiert wird, unregelmäßige Form auf. In Fig. 7C ist das erwünschte Endresultat wiedergegeben, wenn die Nähte oder Fäden 116 an der Hornhaut 112 angelegt sind, um dadurch den Krümmungsradius der Linie zwischen den diametral gegenüberliegenden Nähten 114 und 116 zu vergrößern, derart, daß das ursprüngliche Gesamtbild wieder herbeigeführt wird und die Kreisformen anzeigen, daß die Hornhaut die erwünschte Formgebung besitzt.

Wie nachfolgend erläutert ist, kann das binokulare, chirurgische Mikroskop nach der Erfindung verwendet werden, um den Krümmungsradius der Hornhaut vor der Operation zu messen. Dieses Maß wird gemäß der Vergrößerung des Mikroskop in einer ersten Ausführungsform kalibriert. Gemäß den relativen Positionen von drehbaren Prismen in einer zweiten Ausführungsform ist die Eichung oder Kalibrierung eine Anzeige der Brechkraft der drehbaren Prismen. Bei Verwendung als Meßinstrument, im Idealfall mit kreisförmigen Bildern, entspricht das chirurgische Blickfeld bzw. Gesichtsfeld 112 im allgemeinen einem Flächenbereich, welcher die gesamte Hornhaut umfaßt. Zum Zwecke der Erläuterung werden die Fig. 7A-7C verwendet, um den Umfang der Hornhaut darzustellen. Unter Bezugsnahme auf Fig. 7A und das schematisch in Fig. 5 dargestellte binokulare optische System ist die Hornhaut bezüglich der objektivlinse 82 und dem ringförmigen Lichtring 70 so angeordnet, daß das Bezugsbild 108 im wesentlichen dieselbe Mitte besitzt wie das Hornhaut-Blickfeld 112. Die Prismen 92, 94 und 96 sind Zwei-Dioptrien-Prismen mit einem Vergleichsbild 108 a, dessen Mitte sich auf einem Durchmesser befindet, der sich durch die Mitte des Bezugsbildes 108 erstreckt, während das zweite Vergleichsbild 108 b auf einem zweiten Durchmesser angeordnet ist, der im wesentlichen senkrecht zum ersten Durchmesser verläuft. Obwohl diese Durchmesser in der beschriebenen Ausführungsform nicht senkrecht sein müssen, wurde eine senkrechte Ausrichtung zum Zwecke der Beschreibung gewählt. Bei Sicht durch das Mikroskop können die Bilder 108, 108 a und 108 b zunächst in überlappender Beziehung ausgerichtet sein, d. h., von größerem Durchmesser, als dargestellt ist. Sie können auch kleineren Durchmesser besitzen, in welchem Fall sie sich nicht berühren. Als Meßinstrument weist die Objektivlinse 82 einen feststehenden Abstand von der Hornhaut- Oberfläche auf; dieser feststehende Abstand ist im allgemeinen 150 mm (oder eine andere, vorbestimmte und bekannte Entfernung). Bei einem Lichtring 70 eines Durchmessers von etwa 127 mm wird die Vergrößerung bzw. der Zoom-Effekt kalibriert, so daß man ein Signal bzw. eine Ablesung in Einheiten von Dioptrien oder mm des Krümmungsradius erhält. Die gegebenen Dimensionen sind nicht verbindlich, müssen jedoch bekannt sein, um eine Anzeige für die Krümmung der Hornhaut zu geben. In der schematischen Darstellung nach Fig. 7A wird von einer richtig geformten Fläche der Hornhaut ausgegangen. Wenn das Mikroskop zunächst eingestellt wird, um eine Messung vorzunehmen, dann wird die Zoom-Einrichtung betätigt, um den Durchmesser der Bilder 108, 108 a und 108 b zu vergrößern oder zu verkleinern, bis sich die Umfangslinien der Bilder berühren oder in tangentialer Beziehung stehen, wie dies in Fig. 7A dargestellt ist. Danach wird die Ablesung vorgenommen, um den Krümmungsradius der Hornhaut aufzuzeigen.

Bei einem bekannten Krümmungsradius (oder mit dem erwünschten Krümmungsradius bei anderen Operationen, wo die Rückgestaltung der Hornhaut vollzogen werden soll) wird das chirurgische Mikroskop verwendet, während der Schnitt genäht wird, derart, daß die Nähte richtig gespannt werden, bis die Bilder ausgerichtet sind und die in Fig. 7A ersichtliche Konfiguration besitzen. Wenn das System für die Zwecke des Nähens benutzt wird, dann wird die Vergrößerung des in Fig. 5 schematisch dargestellten optischen Systems gemäß dem erwünschten Krümmungsradius eingestellt, um die einzelnen Teile in eine Position zu bringen, da das von der Hornhaut reflektierte Bezugsbild und die optisch aufgeteilten Meßbilder nur bei richtiger Form der Hornhaut die räumliche Beziehung der Bilder einnehmen, welche in Fig. 7A dargestellt ist. Wenn das optische System richtig ausgelegt und die Nähte in Position gebracht, jedoch noch nicht richtig angezogen sind, dann resultiert das vor-orientierte optische System infolge des Schnitts in einem Gesichtsfeld 112, welches durch die Okulare 64 und 66 eingesehen wird und dem in Fig. 7B dargestellten entspricht. Die gestrichelte Linie 109 schneidet das Gesichts- oder Blickfeld 112 horizontal in eine obere Hälfte und in eine untere Hälfte. Wie nachfolgend erläutert ist, ist der Umfang der unteren Hälfte des Gesichtsfeldes 112 derjenige Flächenbereich, in welchem sich der Schnitt befindet, und in welchem der Chirurg arbeitet, indem er mit geeigneten Werkzeugen Nähte bzw. Fäden einführt und spannt. Es ist infolgedessen sehr erwünscht, daß nur ein Bild der Nähinstrumente durch das binokulare System projiziert wird, wenn der Chirurg die Nähwerkzeuge oder Nähinstrumente in diesem Bereich hält. Im wesentlichen ist es zweckmäßig, daß diese untere Hälfte des chirurgischen Gesichtsfeldes ungestört bleibt, und daß ihr das System passierendes Bild ohne Ablenkung verbleibt. In Fig. 7C sind außer den zuvor genannten Nähten 114 und 116 zusätzliche Nähte 115 wiedergegeben, welche im ungestörten Anteil des Gesichtsfeldes 112 vorliegen.

In Fig. 8 ist eine vergrößerte Endansicht unter Darstellung der Prismen 92, 94 und 96 wiedergegeben, während in Fig. 8B die entsprechende Draufsicht dargestellt ist. In Fig. 8B ist der Prismenträger 80 schematisch dargestellt; es handelt sich im wesentlichen um einen Plattenkörper, an dessen Ende flächig die drei Prismen 92, 94, 96 befestigt sind. Die Richtungen der Pfeile zeigen die Richtung der Bildverlagerung an, wenn durch die Okulare 64 und 66 gesehen wird. Unmittelbar oberhalb des Troges oder Prismenträgers 80 sind die Prismen 92, 94, 96 in vertikaler Ausrichtung bezüglich der optischen Achsen der Okulare 64 und 66 ausgerichtet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Prismen so bezüglich der optischen Achsen ausgerichtet sind, um einen Teil oder etwa die Hälfte des chirurgischen Gesichtsfeldes durch die Prismenreihe nicht zu stören, derart, daß das Bild der oberen Hälfte der Hornhaut ohne Unterbrechungen und ohne Ablenkungen passieren kann. Die obere Hälfte der Hornhaut ist derjenige Bereich, in welchem die Operation durchzuführen ist. Dabei werden die Nähte 50-57 in der Hornhaut 44 (Fig. 3) gelegt. Die reflektierten oder abgelenkten Bilder der drei Prismen 92, 94 und 96 erstrecken sich in den Richtungen der Pfeile, die auf ihnen wiedergegeben sind; jeder der Pfeile zeigt in Richtung des Scheitels des entsprechenden Prismas. Gemäß Fig. 7A erscheint das Bild auf dem Gesichtsfeld 112 als Folge der aus drei Prismen bestehenden Reihe, welche in den Fig. 8A und 8B wiedergegeben ist. 108 stellt das Bezugsbild als Lichtring dar, während das Vergleichsbild 108 a vom Prisma 94 und das Vergleichsbild 108 b vom Prisma 96 stammt. Das in gestrichelten Linien wiedergegebene Vergleichsbild 108 c stammt vom Prisma 92. Die Prismen 92, 94, 96 sind je Zwei-Dioptrien- Prismen.

In jedem Fall besitzt die ebene Reihe von Prismen Scheitel, welche einen gegenseitigen Winkel aufweisen, wobei die Prismen so angeordnet sind, daß sie eine Vorderkante 97 bilden. Diese befindet sich am angenäherten Mittelpunkt der optischen Strahlengänge der Okulare 64 und 66, derart, daß das Bild des auf der Hornhaut erscheinenden reflektierten Lichtringes optisch geteilt wird. Da die Prismen nur die Hälfte des projizierten Bildes auffangen, erscheint die andere Hälfte des Bildes in den Okularen ohne Unterbrechung, derart, daß ein klares Gesichtsfeld von etwa einer Hälfte der Hornhaut erscheint. Dieses klare Gesichtsfeld entspricht demjenigen, in welchem der Chirurg arbeitet. So gibt in Fig. 3 die horizontale, gestrichelte Linie 43 etwa den Mittelpunkt der Hornhaut 44 wieder (in Fig. 7A-7C auch als Linie 109 dargestellt). Der Teil oberhalb der Linie, welcher den Schnitt 44 a enthält, ist derjenige Bereich, in welchem der Chirurg mit Hilfe von Instrumenten arbeitet, um den Schnitt 44 a zu legen und um mittels anderer Instrumente die Nähte zu ziehen. Dieser Bereich verbleibt im Gesichtsfeld des Chirurgen ungestört; obwohl drei oder vier Bilder projiziert und gemäß Fig. 7A beobachtet werden, ist das Bezugsbild 108 das einzige Bild, in welchem die Instrumente des Chirurgen erscheinen. Vollständige und optisch geteilte Vergleichsbilder 108 a, 108 b, 108 c werden als Folge der optischen Anordnung gebildet, welche schematisch in Fig. 5 dargestellt ist; dabei ist die ebene Reihe der Prismen 92, 94 und 96 gegenüber der Ebene der feststehenden Linsen 88 und 90 versetzt, welche der Zoomeinrichtung zugeordnet sind. Gleichzeitig besitzen sie einen Abstand von einer Ebene der feststehenden Linsen 98 und 100, die sich im binokularen System 76 befinden.

Obwohl, wie in Fig. 7A durch ausgezogene Linien wiedergegeben ist, zwei Prismen zur Erzeugung des Bezugsbildes 108 und zur Erzeugung zweier optisch geteilter Vergleichsbilder 108 a und 108 b verwendet werden, um eine quantitative Flächenmessung vorzunehmen, ist die Verwendug vor drei Prismen zur Erzeugung des zusätzlichen, in gestrichelten Linien dargestellten Vergleichsbildes 108 c aus den nachfolgenden Gründen als genauer anzusprechen. Wenn gemäß Fig. 7B die Hornhautfläche verformt ist, dann werden ovale oder eiförmige Bilder projiziert. Wenn nur drei Bilder erscheinen, dann können diese bei leicht eiförmiger Hornhautfläche tangential wiedergegeben werden, was eine richtige Konfiguration der Hornhautfläche von Kugelform wiedergeben würde. Da die eiförmigen Bilder jedoch in ihrer Form elliptisch sind, sind zwei gegenseitig senkrechte Linien erforderlich, um eine Ellipse zu bilden, d. h., vier Punkte. Durch Projizierung des vierten Bildes unter Verwendung der drei Prismen würde - falls die Bilder nur etwas elliptisch sind, dieser Umstand sofort offensichtlich werden.

In den Fig. 9A und 9B ist eine zweite Ausführungsform unter Verwendung drehbarer Prismen in einem Mikroskop ohne Zoom-Einrichtung dargestellt. Gemäß Fig. 9B ist die Oberkante 122 des Prismentrogs 120 optisch klar, wobei sich im Träger drehbare erste und zweite Prismen 124 und 126 befinden. Diese sind an ihrem Außenumfang mit Zahnradteilen 128 und 130 versehen. Die Zahnradteile bzw. Zahnringe 128 und 130 wirken mit einer Zahnschnecke 132 zusammen, welche durch ein Daumenrad 134 betätigbar ist, derart, daß gleichzeitig die Prismen 124 und 126 in entgegengesetzten Richtungen drehbar sind. Unmittelbar oberhalb des Prismenträgers 120 gemäß Fig. 9B ist der obere Teil desselben in Fluchtung mit den optischen Bahnen der Okulare 64 und 66 befindlich wiedergegeben. Jedes der drehbaren Prismen 124 und 126 nimmt etwa eine Hälfte des Lichts auf, welches die Okulare passiert. An jedem der Prismen 124 und 126 befindet sich ein Pfeil, welcher die winkelige Versetzung der optisch geteilten Bilder wiedergibt, derart, daß die in Fig. 7A mit ausgezogenen Linien dargestellten projizierten Bilder entstehen.

Die Pfeile an den Prismen 124 und 126 geben auch die wirksame Scheitel-Ausrichtung jedes der drehbaren Prismen wieder; falls beispielsweise die drehbare Linse 126 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet gedreht wird, dann wird die Linse 124 im Uhrzeigersinn gerichtet gedreht. Auf diese Weise werden die effektiven Scheitel­ lagen relativ zueinander neu in Lage gebracht. Folglich werden die durch die Okulare 64 und 66 gesehenen Bilder versetzt. Bei einer feststehenden Vergrößerung am Mikroskop wird das Daumenrad 34 gedreht, bis die projizierten Bilder tangential liegen. In Fig. 9A ist die Anordnung der Prismen 124 und 126 bei gegen­ seitigen senkrechten Winkelversetzungen bzw. -verlagerungen wiedergegeben. Bei Drehung des Daumenrades 134 wird das Ausmaß der Ablenkung des Lichtes durch jedes Prisma verändert, derart, daß die Prismen-Dioptrien-Rate der Prismen innerhalb eines be­ stimmten Bereiches wirksam verändert wird.

Bei der zweiten Ausführungsform der in den Fig. 9A und 9B dargestellten Prismenreihe verbleibt die durch das Mikroskop eingesehene Bildgröße infolge des Fehlens einer 200-m-Einrichtung im Durchmesser konstant; durch Drehung des Daumenrades 134 wird die Ausrichtung jedes der infolge Durchgangs durch die drehbaren Linsen 124 und 126 optisch erzeugten Bilder bezüglich des Bezugsbildes 108 (Fig. 7A) ausgerichtet. Wenn der Dioptrienbereich der drehbaren Prismen bekannt ist und wenn die Objektivlinse einen vorbestimmten Abstand von der Hornhaut auf­ weist und auch ein bestimmter Durchmesser der bilderzeugenden Lichtquelle bekannt ist, so des Lichtringes 70, dann vermittelt das Maß der Rückführung oder Ausrichtung der optisch erzeugten Vergleichsbilder 108 a und 108 b eine Anzeige für den Krümmungsradius der Hornhaut. Als Folge kann das Daumenrad 134 in geeigneter Weise an ein elektrisches Fühlergerät angeschlossen werden, so an einen Regelwiderstand bzw. Rheostaten, um ein elektrisches Signal zu erhalten, welches das erforderliche Ausmaß der Drehung wieder­ gibt, um die Bilder in der in Fig. 7A dargestellten Weise aus­ zurichten. Während die Ausführungsformen nach den Fig. 8A und 8B Prismen wiedergeben, können auch Linsen und Spiegel in gleicher Weise benutzt werden, um optisch die durch die Okulare einge­ sehenen Meßbilder zu erzeugen. Obwohl das wiedergegebene und beschriebene Bild ein kreisförmiges Bild ist, können auch andere Originalbilder benutzt werden; ihre gegenseitige Ausrichtung muß nicht unbedingt tangential sein, sondern kann eine andere vorbestimmte Relation besitzen. Vorzugsweise werden die anderen Bilder in ge­ eigneter Weise mit den radial symmetrischen Bildern verwendet.

Beim chirurgischen Mikroskopsystem nach der ersten Ausführungs­ form, bei welcher die Bilder geteilt bzw. erzeugt werden, werden mit Hilfe der motorisch betriebenen Zoom-Einrichtung im allgemeinen Vergrößerungen von 7-20 erreicht. In Fig. 10 ist der Zahnring 138 im Eingriff mit einem Zahnrad 140, welches mit Hilfe eines Motors 142 angetrieben wird; der Motor 142 ist reversibel und kann beispielsweise als Gleichstrommotor ausgelegt sein. Die normale Betätigung des Motors 142 in dem in Fig. 1 dargestellten chirurgischen Mikroskop geschieht mit Hilfe des Fußpedals 38. Gemäß der Erfindung sind zusätzliche Steuerungs­ mittel vorgesehen; diese sind in Fig. 10 dargestellt und umfassen ein zweites Zahnrad 144, welches durch den Zahnring 138 angetrieben wird. Das angetriebene Zahnrad 144 ist an einer geeigneten Positions­ fühleinrichtung angeschlossen, so an ein Potentiometer 146, welches vorzugsweise als Präzisionspotentiometer mit mehreren Drehberei­ chen ausgebildet ist. Der Schieber oder Drehkörper des Potentiometers ist an das Zahnrad 144 angeschlossen und durch dieses drehbar. Auf diese Weise wird ein elektrisches Signal erzeugt, welches die Vergrößerung des Zoom-Linsensystems anzeigt. Wenn sich die Bilder in der in Fig. 7A dargestellten Weise berühren, dann entspricht diese Vergrößerung einer Anzeige des Krümmungsradius der Hornhaut vor der Operation. Das auf diese Weise als Ergebnis der Position bzw. des Widerstandes des Potentiometers 146 empfangene, elektrische Signal ist an eine Digital-Anzeige angeschlossen, derart, daß eine direkte Anzeige, entweder in Dioptrien oder in Einheiten des Krümmungsradius, auf einem digitalen Schirm etc. erscheint. Das in der digitalen Anzeige 148 sichtbare Signal vermittelt ein elektrisches Signal für eine Rückkopplungs-Schleife 150; diese digitale Anzeige wird auch in einem Speicher 152 gespeichert. Wenn die Original-Hornhautradiusanzeige erreicht ist, dann kann der Prismentrog 80 abgenommen werden, so daß der Chirurg den Schnitt erzeugt und die Linsen-Implantation vor­ nimmt, während er sich des gesamten chirurgischen Gesichtsfeldes bedient. Jedoch verbleibt während der Operation der Abstand zwischen dem Auge und dem binokularen Mikroskop 36 unverändert, obwohl die Vergrößerungskraft während der Operation veränderbar ist, um eine zusätzliche Einsichtnahme der Linse 48 vornehmen zu können, so beispielsweise während der im Verlauf der Operation des Grauen Stars vorgenommenen Linsen-Implantation. Wenn der Chirurg die Linsen-Implantation vollzogen hat und sich vorbereitet, den Schnitt zu nähen, dann wird der Prismentrog 80 etwa in seine Mittelpunkt- Lage zurückgebracht; die im Speicher 152 gespeicherte digitale Anzeige betätigt einen Motor-Takter 154, um das Zahnrad 138 wieder auf den Vergrößerungswert zurückzuführen, welcher durch die Anzeige innerhalb des Speichers 152 vorgegeben ist. Diese Position vermittelt die ursprüngliche Form der Hornhaut. Der Fußschalter 156 kann als Fußschalter mit mehreren Positionen ausgebildet sein und kann eine Obersteuerungsposition be­ sitzen, mittels welcher der Motor-Impulsgeber veranlaßt wird, auf die durch den Speicher 152 angegebene Vergrößerung überzugehen. Eine Rückstellschaltung 158 ist auch vorgesehen, um den Speicher 152 zurückzustellen.

Das in Fig. 10 schematisch dargestellte elektrische System ist im einzelnen in Fig. 11 wiedergegeben; es ist der Zahn­ ring 138 dargestellt, welcher mit dem an den Motor 142 ange­ schlossenen Zahnrad 140 zusammenwirkt und durch dieses ange­ trieben wird. Der Motor 142 kann beispielsweise ein Gleichstrom- Zahnradmotor sein, welcher eine geeignete Zahnrad-Untersetzung zwischen der Geschwindigkeit des Motors 142 und der Geschwindigkeit des Zahnrades 144 vermittelt. Wie vorstehend erwähnt wurde, zeigt die Position des Zahnringes 138 die Vergrößerung des Mikroskops 36 an; diese Position wird elektrisch mit Hilfe des Zahnrades 144 wiedergegeben, derart, daß dieses den verschiebbaren Abgriff 160 am Potentiometer 146 in eine gewisse Position bringt. Die Enden des Potentiometers 146 sind zwischen einer positiven Spannungs­ quelle (+V) und Masse verbunden. Als Folge davon wird durch die Position des Schiebers oder Abgriffes 160 am Potentiometer 146 zur Erzeugung eines Analogsignals verwendet, welches über die Leitung 162 einem Analog- bzw. Digitalkonverter 164 eingegeben wird. Der digitale Ausgang des Konverters bzw. Umsetzers 164 wird dem Verknüpfungsglied 166 eingegeben, wobei dessen Ausgang an einem ersten Eingang eines digitalen Komparators 168 und auch über die Leitung 170 an eine digitale Anzeige 172 angelegt wird. Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 166 wird auch über die Leitung 174 an einem zweiten Verknüpfungsglied 178 angelegt. Das Verknüpfungs­ glied 178 wird mittels eines Berührungsschalters 180 einge­ stellt, welcher über die Leitung 182 einen Eingang am Verknüpfungs­ glied 178 anlegt. Das Verknüpfungsglied 178 erzeugt den zweiten Eingang am Digitalkomparator 168 über Leitung 184.

Je nach dem Wert der digitalen Ausgänge der Verknüpfungsglieder 166 und 178 werden Impulse über eine der fünf Ausgangsleitungen 185-189 des digitalen Komparators 168 übertragen. Jede der Aus­ gangsleitungen 185, 186, 188 und 189 erzeugt einem ersten Eingang an einem angeschlossenen UND-Glied 192-195. Die Ausgangsleitung 187 des digitalen Komparators 186 besitzt einen Impulsausgang, wenn die zwei Eingangssignale der Verknüpfungsglieder 166 und 178 identisch sind, derart, daß ein "Rücksetz"-Impuls am Flip-Flop 198 angelegt wird. Das Flip-Flop 198 ist ein bistabiler Multi­ vibrator, welcher durch Betätigung eines zweiten Berührungs­ schalters 200 "gesetzt" wird. Der Berührungsschalter 200 er­ zeugt über die Leitung 202 ein Signal an einem monostabilen Multivibrator 204, dessen Ausgang das Flip-Flop setzt. Der Aus­ gang des Flip-Flops 198 wird über die Leitung 206 als zweiter Eingang an jedem der UND-Glieder 192 und 195 angelegt. Der dritte Eingang an jedem der UND-Glieder 192 und 195 wird über die Leitung 208 von einem Hochgeschwindigkeits-Zeitgeber 210 an­ gelegt. Der Zeitgeber 210 ist im wesentlichen ein Impulsgenerator, dessen Impulsbreite für eine Impulsfrequenz ausgelegt ist, welche in geeigneter Weise auf eine hohe Geschwindigkeit einge­ stellt und innerhalb eines bestimmten Bereiches mittels eines Rheostaten 212 einstellbar ist.

Die dritten Eingänge der UND-Glieder 193 und 194 werden über die Leitung 214 von einem zweiten Zeitgeber bzw. einem Niederge­ schwindigkeits-Zeitgeber 216 eingegeben. Dieser ist entsprech­ end einem Impulsgenerator aufgebaut, welcher Niedergeschwindigkeits­ folgt: Wenn der Chirurg am Mikroskopsystem arbeitet, um die in Fig. 7A wiedergegebene Ausgangs-Bildposition einzustellen, dann wird das System mit Hilfe des Fußschalters wirksam. Der Fußschalter wird zwischen der "Zoom-Aufwärts"-Position oder dem Kontakt 224 und der "Zoom-Abwärts"-Position oder dem Kontakt 228 betätigt. Der Hochgeschwindigkeits-Zeitgeber 210 und der Niedergeschwindigkeits-Zeitgeber 216 sind bei Erregung des Systems wirksam. Falls der bewegbare Kontakt 226 des Fuß­ schalters in die "Zoom-Aufwärts"-Position gebracht wird, dann wird das UND-Glied 220 mit Hilfe des Eingangssignals über die Leitung 222 und durch den Ausgang des Niedergeschwindig­ keits-Zeitgebers 216 aktiviert, während der Ausgang des UND- Glieds 220 durch das ODER-Glied 228 am positiven Eingang des Verstärkers 256 angelegt wird. Der Verstärker 256 wird als Schalter benutzt und verstärkt den Eingangsimpuls von etwa 5 Volt auf einen Ausgang von etwa 12 Volt. Dieser Ausgang wird über die Leitung 260 am Motor 142 angelegt, um diesen in einer Richtung anzutreiben, in welcher der Vergrößerungseffekt ver­ größert wird. Wenn sich der Zahnring 138 in die erwünschte Position dreht, dann dreht sich das Potentiometer-Zahnrad 144 entsprechend, um den Abgriff 160 des Potentiometers 166 in eine Position zu bringen, derart, daß ein Analogsignal erzeugt wird, welches die Position des Zahnringes 138 anzeigt. Dieses Analog­ signal wird über die Leitung 162 am Konverter 164 angelegt, von welchem die ersten und zweiten Ausgänge mit dem Verknüpfungs­ glied 166 in Verbindung stehen, um ein Digital-Signal zu er­ zeugen, welches der am Abgriff 160 des Potentiometers 146 er­ scheinenden analogen Spannung entspricht. Der digitale Inhalt des Verknüpfungsgliedes 166 wird gemäß der analogen Position kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht. Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 166 wird in geeigneter Weise mit Hilfe der Leitung 170 aufgezeigt, wobei diese den Ausgang mit der digitalen Anzeige 172 verbindet. Die digitale Anzeige vermittelt ein Maß des Krümmungsradius, entweder in Dioptrien oder Radius-mm, was von der ursprünglichen Einstellung des Systems abhängt.

Wenn die durch die Okulare oder binokularen Linsen gesehenen Bilder denen nach Fig. 7A entsprechen, betätigt der Chirurg den Berührungsschalter 180, um einen lmpuls über die Leitung 182 am Verknüpfungsglied 178 einzugeben. Dieser Impuls wird im digitalen Inhalt des Verknüpfungsgliedes 166 mit Hilfe der Ver­ bindung der Leitung 174 gespeichert oder verriegelt. Das Ver­ knüpfungsglied 178 ist im wesentlichen ein Speicher, welcher die ursprüngliche digitale Messung speichert. Dieses Maß wird während der Zeitdauer der Operation gespeichert. Nach Vollendung der Linsen-Implantation im Verlauf einer Operation des Grauen Stars drückt der Chirurg momentan den zweiten Berührungsschalter 200, welcher das System nach Fig. 11 in die "Ausgangs"-Position zurückführt, d.h., in die Drehposition des Zahnringes 138 ge­ mäß dem im Speicher- bzw. Verknüpfungsglied 178 gespeicherten Befehl.

Um die Vergrößerung auf die vorbestimmte Position zurückzuführen, vergleicht der digitale Komparator 168 den Realzeit-Digitalin­ halt des Verknüpfungsglieds 166 mit dem Zielin­ halt bzw. angezeigten Inhalt des Verknüpfungsgliedes 178, derart, daß einer von fünf Ausgängen entsprechend dem Unterschied im Wert zwischen den zwei Eingängen entsteht. Falls der Differenz­ wert groß ist, bestimmt der Ausgang des digitalen Komparators, daß der Motor 142 durch Impulse vom Hochgeschwindigkeits-Zeit­ gebers 210 gespeist wird, derart, daß der Motor 142 mit hoher Drehgeschwindigkeit läuft. Wenn der Wert der Differenz zwischen den zwei Eingangsimpulsen kleiner wird, dann erscheint der Aus­ gang des Digitalkomparators über einer weiteren Leitung, derart, daß der Motor 142 durch Impulse von dem Niedergeschwindigkeits- Zeitgeber 216 gespeist wird. Auf diese Weise wird die genaue Positionierung des Zahnringes 138 bezüglich seiner erwünschten Position vollzogen.

Die Ausgangsleitung 185 des Digitalkomparators 168 ermöglicht es, daß die Hochgeschwindigkeits-Impulse die Vergrößerung an­ heben, während ein an der Leitung 186 erscheinender Ausgang die Niedergeschwindigkeits-Impulse befähigt, die Vergrößerung zu verkleinern. In vergleichbarer Weise werden die an den Ausgangs­ leitungen 188 und 189 erscheinenden Impulse als Niedergeschwindig­ keits- und Hochgeschwindigkeits-Impulse am Motor 142 angelegt. Der digitale Komparator 168 ist auf eine "Dekade"-Basis einge­ stellt. Wenn der Unterschied zwischen dem Eingang des Verknüpfungs­ gliedes 166 und dem Verknüpfungsglied 178 größer ist als eine Dekade, dann erscheint der Ausgangsimpuls, offensichtlich von der Polarität abhängend, entweder an der Leitung 185 oder an der Leitung 189. Falls der Unterschied bzw. das Differential zwischen den Eingängen zwischen 0 und einer Dekade ist, dann ist der Aus­ gang des Digitalkomparators 168, wieder in Abhängigkeit vom Aus­ gang des Verknüpfungsgliedes 166 oberhalb oder unterhalb des Inhalts des Verknüpfungsgliedes 178. Der Ausgangsimpuls vom Digitalkomparator 168 erscheint entweder an der Leitung 186 oder an der Leitung 188. Wenn eine Null- oder Balance-Position zwischen den zwei Ein­ gängen erreicht ist, dann erscheint der Ausgang des Digital­ komparators 168 an der Leitung 187.

Wenn der Berührungsschalter 200 betätigt ist, dann ist die Leitung 202 erregt, um den monostabilen Multivibrator 204 zu betätigen, derart, daß das Flip-Flop 198 gesetzt wird; dieses bleibt gesetzt, um einen ersten Eingang an allen UND-Gliedern 192-195 zu aktivieren. Jedes dieser UND-Glieder besitzt als zweiten Eingang eine der Eingangsleitungen 185, 186, 188 und 189 vom digitalen Komparator 168. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Fußschalter inaktiv verbleibt, weil sich der bewegbare Kontakt 226 zwischen den stationären Kontakten 224 und 228 befindet, sind die UND-Glieder 220, 232, 236 und 234 entregt bzw. abge­ schaltet, wodurch die Motorsteuerung vollständig automatisch ist. Wenn eines der UND-Glieder 192- 195 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Eingängen am digitalen Komparator 168 aktiviert ist, dann wird entweder das ODER-Glied 248 oder 250 aktiviert, um ein Signal für die reversierenden oder nicht-re­ versierenden Eingänge des Verstärkers 256 auszulösen, derart, daß die Richtung und die Drehgeschwindigkeit des Motors 142 in geeigneter Weise steuerbar sind, um den Zahnring 138 in die Position zu bringen, welche durch den digitalen Inhalt des Verknüpfungs- oder Speichergliedes 178 bestimmt ist. Wenn die Null- oder Balance-Position erreicht ist, dann erzeugt der digitale Komparator 168 einen Impulsausgang über Leitung 187, um das Flip-Flop 198 zurückzusetzen, derart, daß die UND-Glieder 192-195 entregt werden. Nach Wunsch kann der an der Leitung 187 erscheinende Ausgang auch benutzt werden, um eine Anzeigelampe zu erregen, welche anzeigt, daß die "Ausgangs"-Position er­ reicht ist, d.h., daß eine Null-Ausgleichsposition existiert. An diesem Punkt kann der Chirurg das erwünschte Nähen vollführen, um den Schnitt zu schließen.

Falls die ursprüngliche digitale Anzeige während des Messens des Auges des Patienten vor der Operation 44,5 Dioptrien ergab, dann wird diese Zahl digital im Speicher- oder Verknüpfungsglied 178 gespeichert; nach Vollendung der Operation des Grauen Stars wird die erwünschte Vergrößerung auf eine Ablesung von 44,5 Dioptrien zurückgeführt. Der die Bilder durch die Okulare 64 und 66 einsehende Chirurg sieht vor dem Nähen Bilder entsprechend der Darstellung in Fig. 7B, wobei er ein viertes Bild sieht, falls drei Prismen verwendet werden. Diese Bilder sind, wie vor­ stehend erwähnt wurde, etwas elliptisch oder eiförmig in ihrer Form und sind nicht tangential zugeordnet.

Da der Teil der Hornhaut, in welcher das Nähen vorgenommen wird, das binokulare Mikroskop ungestört passiert, ist der Chirurg in einer Position, in welcher er die Nähte oder Fäden in der in den Fig. 12A-12C gezeigten Folge setzt. Gemäß Fig. 12A wird das Nähmaterial 240 durch die Lederhaut und durch die Horn­ haut 44 des Auges beidseitig des Schnitts 44 a hindurchgezogen. Gemäß Fig. 12B wird daraufhin das Nähmaterial 240 in einer Schleife geknotet, um eine einstellbare Naht zu erzeugen, der­ art, daß der Schleifen-Knoten verstellbar ist, um das Ausmaß der Spannung bzw. des Zugs in erforderlicher Weise zu verändern, so daß die im wesentlichen kugelförmige Fläche der Hornhaut 44 nach dem Nähen gebildet ist. Der Schleifen-Knoten wird daraufhin auf eine nominelle Zugsituation eingestellt, bis die acht Stiche 50- 57 gemäß Fig. 3 unter gleichem Winkel entlang einem Bogen von etwa 180° gelegt sind, um den Schnitt 44 a zu schließen. Die Nähte 50-57 werden dann wahlweise angezogen oder gelockert, so lange das in Fig. 7B dargestellte Bild projiziert wird. Obwohl sich die elliptischen Bilder 108, 108 a und 108 b in einer im wesentlichen horizontalen Richtung erstrecken, kann das Bild des reflektierten Lichtes, gesehen durch das Okular bzw. die Augen­ linse durch entsprechendes Anziehen oder Lockern der verschiedenen Nähte oder Stiche verlagert werden, derart, daß andere Winkel entstehen, wobei sich im wesentlichen die Hauptachse jedes dieser Bilder in der gleichen Richtung erstreckt. In jedem Fall sind die Nähte 50-57 hinsichtlich ihres Zugs genau einstellbar, bis das in Fig. 7C dargestellte Bild erscheint. Wenn alle Schleifen- oder Schlupfknoten eingestellt sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, dann wird ein zweiter Knoten über den ursprünglichen Schleifen- oder Schlupfknoten plaziert, um einen quadratischen Knoten zu bilden und um auf diese Weise die so ein­ gestellten Fäden zu sichern.

Bei Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens vorbeschrieb­ ener Art kann der Krümmungsradius der Hornhaut wieder zurückge­ führt oder in seinen ursprünglichen Zustand gebracht werden, also auf einen Radius, welcher vor der Operation existierte. Bei normaler Operation des Grauen Stars liegt der Krümmungsradius normalerweise innerhalb eines Bereiches von 1-8 Dioptrien des ursprünglichen Krümmungsradius der Hornhaut, was weitgehend vom Geschick des Chirurgen abhängt. Durch Verwendung des vorbe­ schriebenen Systems nach der Erfindung ist hinsichtlich des Nähens eine Präzision erreichbar, welche innerhalb von 0-1 Dioptrien des Originalkrümmungsradius der Hornhaut liegt.

Die Operation wird im wesentlichen wie folgt durchgeführt: Vor der Operation wird die Lichtquelle 70 unter Verwendung des binokularen Mikroskops 36 gemäß Fig. 4 und bei Verwendung der Prismenreihe nach Fig. 8 erregt, derart, daß ein Licht­ kreis auf die Hornhaut des Patienten gerichtet wird. Wenn der Prismentrog 80 in eine Position gebracht ist, in welcher er im wesentlichen die Hälfte des Bildes aufnimmt, erscheinen vier Lichtkreise durch die Okulare 64 und 66. Der Zoom-Antrieb des Mikroskops wird daraufhin, betätigt oder er­ regt, bis das Bezugsbild 108 und die Vergleichsbilder 108 a-c die gegenseitige Beziehung gemäß Fig. 7A einnehmen und eine digi­ tale Anzeige, gemessen in Dioptrien oder mm des Krümmungsradius, mit Hilfe des elektronischen Systems nach Fig. 11 erreicht ist. Diese digitale Anzeige wird dann in geeigneter Weise im Speicher aufgenommen, um eine Anzeige des tatsächlichen Krümmungs­ radius vor der Operation der Hornhaut zu erhalten. Der Schnitt wird dann gelegt; im Falle einer Operation des Grauen Stars wird durch den Schnitt hindurch eine Linsen-Implantation vorge­ nommen. Der Schnitt erstreckt sich bei normalen Operationen auf einem Bogen von etwa 180° des Umfangs der Hornhaut. Nach der Linsenimplantation werden unter gleichem Winkelabstand liegende Nähte, vorzugsweise insgesamt acht, verwendet, um den Schnitt zu schließen. Jede der Nähte oder Nähfaden besitzt einen ersten Schlupf- oder Schleifenknoten, mit welchem jede der acht Nähte hinsichtlich des Zuges oder der Spannung einstellbar ist, derart, daß die Krümmung der Hornhaut gemäß den Bildern einstellbar ist, welche durch die Okulare 64 und 66 einge­ sehen werden. Da der Bereich, innerhalb welchem der Chirurg arbeitet, in der Abbildung ungestört ist, sieht der Chirurg davon nur ein Bild, welches die Werkzeuge wiedergibt, mit welchen er arbeitet. Die optisch geteilten Bilder erscheinen als Meßbilder durch das Mikroskop, jedoch ohne Abbildung der Instrumente. Wenn sich die Instrumente der Mittellinie nähern (in Fig. 7A als Linie 109 dargestellt), dann erscheinen die Instrumente mit den Meßbildern, sind jedoch von unterge­ ordneter Intensität und sind infolgedessen nicht störend. Die Bilder sind vor ihrer Einstellung im allgemeinen elliptisch oder eiförmig und besitzen Winkelorientierungen bezüglich der Hornhaut,-welche von der Relativspannung jeder der Nähte be­ züglich der anderen abhängen. Die Nähte oder Fäden können alternativ gelockert oder angezogen werden, bis alle Bilder Kreisform besitzen und tangential am vorgeschriebenen ursprüng­ lichen und zuvor erhaltenen Krümmungsradius anliegen, der­ art, daß aufgezeigt ist, daß die Hornhautfläche nach dem Nähen der Hornhautfläche vor der Operation entspricht. Jede der Nähte bzw. der Nahtfäden wird daraufhin mit einem zweiten quadratischen Knoten verknüpft, um sie in ihrer Position zu halten.

Claims (17)

1. Binokulares Mikroskop für medizinische Zwecke, insbesondere zur Verwendung beim Vernähen eines in der Hornhaut gelegten Schnittes, insbesondere zur Wiederher­ stellung der sphärischen Krümmung der Hornhaut eines Auges, das eine Eingangslinse aufweist, welche unter einem feststehenden Abstand vom Auge in Position bringbar ist, wobei nahe der Eingangslinse eine ringförmige Lichtquelle vorgesehen ist, mittels welcher ein Originalbild auf die Hornhaut projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine zusätzliche Abbildungsoptik mit wenigstens einem Prisma oder einer Linse oder einem Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) teilweise im Strahlengang des Mikros­ kops (36) angeordnet ist, so daß ein Teil des Lichts durch die zusätzliche Abbildungsoptik nicht abgelenkt wird und ein Bezugsbild (108) erzeugt, so daß mittels der zusätzlichen Abbildungsoptik wenigstens ein weiteres, im wesentlichen mit dem Bezugsbild (108) kongruentes, aber zu diesem versetztes Vergleichsbild (108 a, b, c) erzeugt wird und
• - das Mikroskop (36) eine Einstelleinrichtung aufweist, mittels welcher Lage und/oder Größe des Bezugsbildes (108) und wenigstens eines Vergleichsbildes (108 a, b, c) einstellbar ist.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen oder Linsen oder Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) jeweils dieselbe Dioptrienrate oder Brechzahl besitzen.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (111, 92, 94, 96, 124, 126) in einer im wesentlichen ebenen Reihe angeordnet sind, derart, daß die Prismenscheitel winkelig gegenseitig versetzt sind, und daß die Prismen (111, 92, 94, 96, 124, 126) so angeordnet sind, daß sie eine Vorderkante bilden, die etwa bis zur Mittelachse des optischen Strahlengangs der Okulare in diesen hineinragt.

4. Mikroskop nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop eine Digitalanzeige (148) zur Anzeige der Krümmung der Hornhaut aufweist.

5. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Abbildungsoptik zwei Prismen oder Linsen oder Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) enthält.

6. Mikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - es sich bei der ringförmigen Lichtquelle (70) um eine künstliche Lichtquelle handelt, und
• - durch die zwei Prismen oder Linsen oder Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) zwei Vergleichsbilder (108 a, b) erzeugt werden, deren Mittelpunkte mit dem Mittelpunkt des Bezugsbildes (108) die Ecken eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks bilden, wobei sich die ringför­ migen Vergleichsbilder (108 a, b) mit dem ringförmigen Bezugsbild (108) paarweise tangential berühren.

7. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Abbildungsoptik drei Prismen (92, 94, 96) enthält.

8. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (36) eine Zoomeinrichtung (110) zum stufen­ losen Einstellen der Vergrößerung des betrachteten Objektes einschließlich des Originalbildes aufweist.

9. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das Mikroskop (36) eine feststehende Vergrößerung besitzt und die die optische Abbildung wenigstens eines anderen Vergleichsbildes (108 a, b) erzeugende zusätzliche Abbil­ dungsoptik drehbare Prismen (124, 126) enthält, mittels welcher die Prismenbrechzahl und die Position wenigstens eines anderen Vergleichsbildes (108 a, b) bezüglich des Bezugsbildes (108) veränderbar ist.

10. Mikroskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Prismen (124, 126) sich innerhalb des Mikroskops (36) befinden, um wenigstens teilweise die optischen Strahlengänge jedes der Okulare derart zu schneiden, daß zwei andere, im wesentlichen identische Vergleichsbilder (108 a, b) abgebildet werden.

11. Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (124, 126) an einem Tragkörper (120) befestigt sind, welcher senkrecht zum Strahlengang des Mikroskops (36) bewegbar ist.

12. Mikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden drehbaren Prismen (124, 126) in einer im wesentlichen ebenen Ausrichtung auf einem Tragkörper (120) angeordnet sind, welcher senkrecht zum Strahlengang des Mikroskops (36) bewegbar ist.

13. Mikroskop nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prisma (111, 92, 94, 96 124, 126) um eine zu seinem Scheitel parallele Achse drehbar angeordnet ist.

14. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma oder die Prismen oder Linsen oder Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) etwa die Hälfte des Strahlenganges beein­ flussen, also etwa bis zur Mittelachse des Strahlen­ ganges quer in diesen hineinragen.

15. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma oder die Prismen oder Linsen oder Spiegel (111, 92, 94, 96, 124, 126) seitlich aus dem Mikroskop (36) herausge­ nommen werden können, ohne darüber hinaus die Einstellung des Mikroskops (36) zu verändern, um für die Operation den gesamten Strahlengang des Mikroskops (36) durch die Prismen unbeeinflußt zu belassen.

16. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der Prismen (111, 92, 94, 96, 124, 126) in einer zum Strahlengang senkrecht ver­ laufenden Ebene liegen und senkrecht zueinander verlaufen.

17. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zoomeinrichtung (110) motorisch über ein Getriebe angetrieben wird und an das Getriebe eine Vorrichtung angeschlossen ist, welche ein der eingestellten Vergrößerung des Mikroskops (36) proportionales Analogsignal erzeugt.