[发明专利]特殊照明的外科手术立体显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊照明的外科手术立体显微镜，该术语包括传统的外科手术立体显微镜、视频外科手术显微镜、内窥镜、或一对外科手术放大镜，以及涉及一种用于操作这样的特殊照明外科手术立体显微镜的方法。

术语定义

下面将说明某些重要术语和功能的定义。

白光外科手术显微镜照明设备对于本领域技术人员来说是公知的，这是因为它广泛用于各种外科手术显微镜。它覆盖白光的整个光谱，由于它主要用于照亮手术区域，并且通常想要以尽可能中性色调的方式来实施。当然，落入术语“照明设备”下的对象包括单光源，但不限于此，并且还可以包括多光源。白光外科手术显微镜照明设备还可以包括其他对象，诸如导光元件、防护滤光器(例如，IR或UV滤光器等)。在本发明中，所使用的特定白光照明设备原则上对本发明的主要思想不是必需的。例如，本发明还可以与普通手术室照明一起作用，以及在极端情形中甚至与日光一起作用。因此，它对于本发明不是强制的，但通常假定特殊照明外科手术立体显微镜包括单独的白光外科手术显微镜照明设备。然而，这样的照明设备将通常存在以使得普通手术(不由特殊照明支持的)也能够执行。针对本发明而言的基本问题是实际上照明光从任意点传输到手术区域上，从而可以使得手术区域被照亮，并且使用者以尽可能以中性色调的方式观察手术区域。

在外科手术显微镜的情况下，特定的光波长范围被理解为在物场内的对象上产生特殊观察效果的光波长范围。根据现有技术，这样的观察效果可以特别是荧光、自体荧光和伪色照明等。此外，特殊照明未必一定来自前述的白光外科手术显微镜照明设备，而是还可以根据现有技术，由其他的光源或照明设备以已知的方式来提供。

在本申请中，术语“辐射”既包含“反射”又包含“发射”，后者是在荧光或受激发射的情形下。基于“光学百科全书(Encyclopedia of Optics)”，Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg，Berlin，ISBN3-8274-0382-0，1999，第188-189页，在下文中自发发射(荧光)和诱发(受激)发射之间作出严格的区别，虽然当从表面上观察时，诱发(受激)发射呈现给观测者的像荧光现象，但它明显不是一种荧光现象。

因此，术语“荧光”用于指的是电子从激发态到较低能级状态跃迁的过程中光的自发发射。电子先前通过特定波长的辐射从基态被提升至较高能级状态，从那儿经过振动弛豫到达中间状态。通过光的自发发射，即不受外界影响，电子变为较低能级状态，从那儿再一次通过振动弛豫到达基态(参见图1)。该过程中发射的光被感知为荧光辐射。

在现有技术中，特殊照明设备的光在手术期间借助于至少一种可选择引入的工作滤光器(例如，照明滤光器或激发滤光器用于激发荧光或自发发射)而处于可控光谱范围。

正如更广义的通用术语“特殊照明外科手术立体显微镜”所表达的那样，这样的外科手术显微镜必须既装备有用于外科手术的设备，又装备有用于特殊照明显微镜检查(例如，在荧光技术情形下的荧光显微镜检查)，以及还用于立体显微镜检查以使得它们用于特殊照明外科手术立体显微镜检查目的的设备。

外科手术照明光的反射部分沿观测光束路径通过并进入目镜或进入摄像机、或者到视频芯片上，以便经部分光束路径的每部分都能够被捕获、电子转换、并显示在一个或多个监视器或显示器上。

因此，外科手术立体显微镜允许观测者三维地观察物场，并且因而能够识别三维结构。外科手术立体显微镜通常具有相对低的放大率。

视频外科手术立体显微镜此外具有针对每个光束路径的立体摄像机、或视频芯片，其通过分束器布置在图像平面内以用于手术区域虚像的光电子转换。可选择地，这些立体摄像机或视频芯片可作为目镜或目镜光束路径的替换物，以单独经由监视器来向外科医生呈现信息。

本发明背景下所使用的术语“监视器”还包括用于将图像反射进入例如外科手术显微镜或平视显示器的可视观测光束路径的设备。

此外，除了另外的(特殊)照明设备之外，传统的特殊照明外科手术立体显微镜还包括滤光器设备，其允许外科医生经由光学或物理效应来识别物场内对象的更多的细节或更多的物理或生物细节。一个示例是外科手术荧光立体显微镜检查，其允许借助于荧光激发和观测使得肿瘤组织能够与健康组织加以区别。

背景技术

外科手术荧光显微镜检查在现有技术中是公知的。在该技术中，身体外来的物质以及在已经引入血流或组织之后存在于人体或动物组织内的物质被激发光激发而发荧光。产生的荧光辐射由外科医生经由观测滤光器而直接进行观测。