CN116324570B - 用于操作显微系统的方法、以及显微系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作显微系统的方法以及一种显微系统，其中限定了枢轴点(21)，其中以如下方式操作显微系统(1)：显微系统(1)的显微镜(2)在恒定的距离下围绕枢轴点(21)移动，其中确定了参考表面(19)，其中将显微镜(2)的光轴(17)与参考表面(19)的相交点确定为枢轴点(21)，其中参考表面(19)的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，并且枢轴点(21)被确定为光轴(17)与在参考坐标系中如此限定的参考表面的相交点。

Description

用于操作显微系统的方法、以及显微系统

本发明涉及一种用于操作显微系统的方法以及一种显微系统。

显微镜通常用于提供检查物体的放大视图。在医学应用中，所谓的手术显微镜特别是用于辅助手术干预。手术显微镜尤其用于提供身体区域的放大视图，以便在干预期间为外科医生提供更好的视觉取向。这些手术显微镜通常以可移动的方式特别是安装在支架上。这尤其允许用户改变显微镜的姿态(也就是说，位置和/或取向)，例如以便变更看向检查区域的角度或者以便查看其他检查区域。

当使用这种显微系统时，可能需要定期重新定位。在这种情况下，有必要调整多达七个自由度，以便获得部位的期望视图，具体地三个平移自由度、三个旋转自由度、以及可变工作距离的调整。

在现有技术中，针对从不同角度观察特定工作点的应用，存在许多解决方案。例如，EP 1 537 830 A1描述了一种用于使用显微镜从不同查看方向观察物体的方法和设备。这里，创建并且保存物体的目标区域的第一图像，枢转显微镜限定的角度，创建并且保存第二图像，然后在两个图像中都标记出物体的同一个部分。此外，通过三角测量法来计算物体该部分的坐标，并且对显微镜的控制被配置成使得能够围绕此点进行枢转运动。

同样已知的还有US2006/0274444 A1，它披露了一种显微系统，该显微系统包括显微镜光学器件，该显微镜光学器件具有至少一个透镜和此透镜的光轴，该光轴与焦点区域中的物体平面相交，控制装置试图在显微系统的操作期间保持相交位置恒定。此文件进一步披露，在显微系统的操作期间，焦点区域以外的点也可以保持恒定。因为根据此文件的教导，物体平面位于焦点区域中，物体平面的姿态是焦点位置相关的。

所谓的点锁定功能也是已知的。这里，显微系统围绕焦点移动。在这种背景下存在不同的变体。在第一变体中，显微系统或显微系统的显微镜例如通过使用操纵杆以位置控制的方式沿着球面表面移动，显微镜的取向被同时调整，使得光轴始终与焦点相交。在第二变体中，用户移动显微镜，取向和焦点被自动更新，使得光轴与焦点相交。

当点锁定功能被激活时，用户可以手动地改变焦点，但是枢轴点无法被改变，并且特别是在激活期间保持静止在由焦点位置限定的位置。

在某些应用中，期望不围绕由焦点位置限定的点进行显微系统或显微镜的旋转运动，也就是说不围绕这种点进行枢转，而是围绕在焦点位置以外的点进行旋转运动。举例来说，在所谓的锁孔操作方案中，可能期望不围绕腔体的基部表面上的点进行枢转，因为在这种情况下，相对较小的旋转运动可能已经导致通过显微镜的视图被锁孔周围的结构遮挡。

目前的用于在焦点平面以外设定枢轴点的操作方案很耗时，并且特别是需要大量的步骤。举例来说，已知通过首先聚焦在具有期望的随后枢轴点的锁孔水平的边缘处的区域上来在焦点平面以外限定这种枢轴点。随后特别是以如下方式将显微镜定位在期望的姿态，也就是说定位在期望的位置并且具有期望的取向：光轴延伸穿过锁孔所涵盖的区域，然后激活先前解释的点锁定模式。然而，为了查看部位，然后仍必须重新调整显微镜的焦点。

这种方法的缺点包括需要以协调的方式相继执行多个步骤，需要不太直观的操作。进一步，有必要让点锁定模式处于激活，以便不失去设定的枢轴点。每次在点锁定模式下中断重新定位，即使枢轴点没有变化，也有必要重新调整枢轴点。为了调整枢轴点，还有必要首先在锁孔的边缘处设定焦点，然后有必要在激活点锁定模式之前将显微镜定位在期望的姿态。这不仅需要额外的时间，而且在重新定位的期间也会中断部位的视图，该部位的视图在关键情况下特别重要。在这种方法中，非接触式控制(其也可以被称为免提操作，并且例如通过致动脚踏开关来实现)是不可能的、或者仅仅有可能但困难。

现有技术还披露了JP 2003 310638A，其披露了手术观察设备，特别是对手术期间使用的手术观察装置的支撑臂机构的控制。

EP 1 333 306 A2披露了一种立体显微方法和立体显微系统，用于生成物体的至少一对表示，以供至少一个用户观察。

WO 2018/088203 A1披露了一种医疗支持设备。

US2004/236352 A1披露了一种用于进行微创心脏介入的系统和方法。

DE 11 2017 005655T5披露了一种医疗支撑臂和医疗系统。

因此，技术问题是开发一种用于操作显微系统的方法以及一种显微系统，使得简化了显微系统的操作。

该技术问题的解决方案由此提供：

一种用于操作显微系统的方法，

其中，确定参考表面，其中该参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，

其中，将显微系统的显微镜的光轴与在该参考坐标系中如此确定的参考表面的相交点确定为枢轴点，

其中以如下方式操作该显微系统：该显微系统的显微镜围绕该枢轴点移动，

关于该参考表面的姿态的信息以可检索的形式存储，其中检索存储的关于该参考表面的信息，以便在该光轴的姿态改变之后将该枢轴点确定为该光轴在其当前姿态下与存储的参考表面的相交点。

一种显微系统，包括：

·显微镜，

·用于固持该显微镜的支架，

·用于控制该显微系统的至少一个控制和评估装置，其中，确定参考表面，其中该参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，

其中，将显微系统的显微镜的光轴与在该参考坐标系中如此确定的参考表面的相交点确定为枢轴点，

其中该显微系统能以如下方式操作：该显微镜围绕枢轴点移动，

关于该参考表面的姿态的信息以可检索的形式存储，其中检索存储的关于该参考表面的信息，以便在该光轴的姿态改变之后将该枢轴点确定为该光轴在其当前姿态下与存储的参考表面的相交点。

本发明的另外的有利配置是显而易见的，即：

该参考表面的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。

该参考表面的姿态和/或形状是以如下方式限定的：由部位开口所涵盖的区域形成该参考表面或被该参考表面至少部分地涵盖。

该部位开口是自动或手动限定的。

该参考表面是有界表面和/或弯曲的表面，和/或该参考表面的姿态和/或形状是基于术前生成的数据确定的。

确定部位的地形信息，该参考表面的姿态和/或形状是基于该地形信息确定的。

该参考表面是通过限定至少一个参考表面点来确定的，该参考表面被限定为垂直于该显微镜的光轴而定向并且布置有该参考表面点的平面或被布置在该平面中。

将由用户设定的焦点确定为该至少一个参考表面点，或者其特征在于，该至少一个参考表面点是通过姿态标记器械的定位来限定的，或者其特征在于，该参考表面点是基于至少一个标记器的位置和/或取向来确定的，或者其特征在于，该至少一个参考表面点是基于查看方向检测来限定的。

通过改变已经限定的参考表面点的姿态来限定参考表面点的姿态。

确定至少三个参考表面点，该参考表面的姿态和/或形状以如下方式确定：该至少三个参考表面点位于该参考表面上，或者这些参考表面点距该参考表面或包含该参考表面的平面的距离是最小的。

如果该光轴不与该有界参考表面相交，则将焦点限定为该枢轴点。

焦点位置基于该显微镜距该枢轴点的距离的变化而发生变化。

该参考表面的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。

该显微系统包括用于生成地形信息的装置和/或用于检测姿态标记器械和/或标记器的姿态的至少一个姿态检测装置。

提出了一种用于操作显微系统的方法。

显微系统包括显微镜。在本发明的含义内，显微镜指代用于放大检查物体的视觉表示的装置。显微镜可以是传统的光学显微镜，该光学显微镜通过利用光学效应生成放大的图像表示，特别是通过用于光束引导和/或光束整形和/或光束偏转的器件，例如透镜。然而，显微镜也可以是数字显微镜，其中要由显微镜可视化的图像表示可以借助于图像采集装置产生，并且可以被显示在适当的显示装置、例如显示单元上。

显微镜特别是可以包括至少一个目镜。目镜是指显微镜的一部分，用户通过目镜观看或看向目镜，以便查看由显微镜产生的图像表示。

此外，显微镜可以包括至少一个物镜。此物镜可以产生检查物体的真实光学图像表示。这里，物镜可以包括用于光束引导和/或光束整形和/或光束偏转的光学元件。

显微镜可以具有光轴。这可以是物镜的光轴。如果显微镜包括立体相机系统，则立体相机系统的两个图像采集装置的光轴在焦点处相交。在这种情况下，显微镜的光轴可以对应于两个图像采集装置的光轴之间的平分线，该平分线也延伸穿过焦点。

此外，显微镜可以包括显微镜本体。在这种情况下，显微镜本体可以包括用于光束引导和/或光束整形和/或光束偏转的另外的光学元件。物镜可以是可释放的，也就是说，也可互换地紧固在显微镜本体上。然而，物镜也可以被牢固地集成在显微镜本体中或其上。在这种情况下，物镜可以相对于显微镜本体布置在固定位置。

进一步，显微系统可以包括用于固持显微镜的支架。显微镜、特别是显微镜本体可以因此机械地紧固到支架上。显微镜可以特别是以可移动、例如可枢转的方式紧固到支架的自由端。在这种情况下，支架被实施为允许显微镜在空间中的特别是至少一个自由度、优选地六个自由度的运动。当然，支架也可以被实施为允许显微镜在空间中的有限数量的自由度、也就是说特别是少于六个自由度的运动。

在这种情况下，自由度可以是平移或旋转自由度。特别地，支架可以使得能够实现三个不同的平移自由度和三个不同的旋转自由度的运动。

在这种情况下，自由度可以与全局参考坐标系有关。此参考坐标系的竖轴(z轴)可以被定向成与重力平行和与重力相反。在这种情况下，参考坐标系的纵轴(x轴)和参考坐标系的横轴(y轴)可以跨越垂直于竖轴的平面。此外，纵轴和横轴也可以被定向成彼此正交。因此，参考坐标系可以是笛卡尔坐标系。

此外，支架可以包括用于移动显微镜的至少一个驱动装置。支架优选地包括多个驱动装置。在这种情况下，驱动装置是指用于产生驱动力或驱动力矩的装置。这种驱动装置例如可以是伺服马达。当然，支架还可以包括用于传递力/力矩的装置，例如齿轮单元。特别地，至少一个驱动装置可以以如下方式被控制：显微镜在空间中进行期望的运动并且因此期望的姿态变化或者在空间中采用期望的姿态。在这种情况下，姿态是指位置和/或取向。在这种情况下，运动速度可以被限制在预定的最大速度。

例如，至少一个驱动装置可以以如下方式被控制：物镜的光轴采用期望的取向。此外，至少一个驱动装置可以以如下方式被控制：显微镜的参考点、例如焦点被定位在空间中的期望位置。

在这种情况下，目标姿态可以由用户或另一个高级系统指定。用于基于目标姿态和支架的运动学结构控制至少一个驱动装置的方法这里是本领域技术人员已知的。在这种情况下，用户可以是指操作显微镜、特别是看向目镜/通过目镜观看以便获得物体的放大视图的人。显微镜可以是所谓的手术显微镜。在这种情况下，用户可以特别是外科医生。

进一步，限定了枢轴点，并且操作显微系统、特别是显微系统的至少一个驱动装置和/或至少一个制动装置，使得上文解释的显微系统的显微镜围绕限定的枢轴点移动，特别是但不一定在恒定的距离下移动。此枢轴点也可以被称为枢轴。特别地，可以以如下方式操作显微系统：显微镜例如在由手动致动带来的运动期间围绕限定的枢轴点移动。例如，这可以借助于由操作实现或引起适当的运动控制(例如呈力控制的运动控制的形式)来实现。然而，也可以以如下方式操作显微系统：上文解释的驱动装置经受开环或闭环控制，使得由此引起的显微镜的运动例如通过位置控制被相应地实现。

在这种情况下，制动装置可以以如下方式实施和/或布置：显微镜围绕/沿着至少一个轴线的运动被制动。围绕/沿着多个轴线(但不是所有的轴线)的运动也可以通过制动装置制动。在另一替代方案中，围绕/沿着所有轴的运动可以通过制动装置制动。

枢轴点被确定为显微镜的光轴与参考表面的相交点。为此可以确定光轴的姿态，下文将更详细地解释。

根据本发明，参考表面的姿态是在参考坐标系中以与焦点位置无关的方式限定的。换句话说，参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的。为此，可以相应地限定姿态，特别是提前限定。进一步，枢轴点被确定为光轴与在参考坐标系中如此限定的参考表面的相交点。姿态的限定与焦点位置无关的事实意味着，如果焦点位置例如在全局参考坐标系中发生变化，则参考表面的姿态不发生变化。替代地，但是优选地累加地，参考表面的姿态可以是在参考坐标系中以与物体平面无关的方式限定的。换句话说，参考表面的姿态可以是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。姿态的限定与物体平面无关的事实意味着，如果物体平面、特别是其姿态例如在全局参考坐标系中发生变化，则参考表面的姿态不发生变化。参考表面特别是可以是平面，也就是说非弯曲的表面。然而，也可以设想，参考表面不是平面，例如是弯曲的表面。

因此，参考表面的姿态可以是在与焦点位置无关和与物体平面无关的参考坐标系中限定的。在与焦点位置无关的参考坐标系中的限定可以同样是在与物体平面无关的参考坐标系中的限定。

参考表面的姿态也可以是在与清晰度平面无关的参考坐标系中限定的，特别地替代于或累加于在与焦点位置无关和/或与物体平面无关的参考坐标系中的限定。姿态的限定与清晰度平面无关的事实意味着，如果清晰度平面、特别是其姿态例如在全局参考坐标系中发生变化，则参考表面的姿态不发生变化。清晰度平面可以表示物体空间中的以下平面：所述平面中的物体以期望的清晰度被成像。所述平面可以被定向成与显微镜的光轴正交，该光轴在景深范围的中心处与清晰度平面相交。景深范围可以以已知的方式取决于当前设定的焦距、当前设定的距离以及当前设定的光圈。显微镜的工作距离可以表示清晰度平面与显微镜的物镜系统的末端元件之间沿着显微镜的光轴的距离，该距离可以由显微镜的物镜或物镜系统限定。工作距离也可以是在最大聚焦时物镜、特别是末端元件与物体之间的距离。

工作距离可以例如通过用户或通过执行自动对焦功能来调整，以便限定清晰度平面的姿态。如果工作距离发生变化，则清晰度平面的姿态也发生变化。因此，焦点的变化、特别是其姿态的变化也可以引起清晰度平面的姿态的变化。物体平面可以对应于清晰度平面。

在这种情况下，参考表面在所述参考坐标系中的姿态可以被预先确定，关于姿态和可选地另外的参考表面特定的特性(比如其形状)的信息能够被可检索地存储在存储装置中。在这种情况下，因此有必要在确定枢轴点之前、特别是在第一次确定枢轴点之前确定一次参考表面在参考坐标系中的姿态和可选地另外的特性，然后当(重新)确定枢轴点时相应地检索和评估此信息。下文更详细地解释了此确定的多种不同实施例。

参考坐标系可以是患者固定的坐标系或身体部分固定的坐标系，例如骨或颅骨固定的坐标系。坐标系也可以是先前解释的全局参考坐标系。作为另一替代方案，参考坐标系可以是显微系统或显微镜固定的坐标系。举例来说，参考坐标系可以是相对于显微系统的支架的基部区段静止地布置的坐标系。支架的可移动部分可以紧固到此基部区段上。当按预期使用时，基部区段可以静止地布置在地板表面上。这并不排除基部区段能够例如在滚轮上沿着地板表面移动，以达到运输显微系统的目的。

因此，枢轴点是以如下方式确定的：当显微镜的焦点位置发生变化时，枢轴点特别是在限定枢轴点之后的时间内不发生变化。换句话说，如果在限定了枢轴点之后显微镜的焦点位置发生变化，则限定的枢轴点的姿态不发生变化。如果在限定了枢轴点之后显微镜的物体平面和/或清晰度平面的姿态发生变化，则限定的枢轴点的姿态也可以不发生变化。

特别地，参考表面可以以如下方式确定：参考表面不对应于显微镜的焦点平面或完全不布置在焦点平面中。然而，可以设想，参考表面的一部分布置在焦点平面中或与焦点平面相交。附加地，参考表面可以以如下方式确定：参考表面不对应于物体平面和/或清晰度平面或完全不布置在此平面/这些平面中。然而，可以设想，参考表面的一部分布置在此平面/这些平面内或与此平面/这些平面相交。

在这种情况下，焦点平面表示布置有焦点并且垂直于光轴延伸的平面。因此，使用所提出的方法，可以不限定焦点、而是限定在焦点平面以外的枢轴点作为枢轴点。

也可以独立于焦点限定枢轴点。这可以意味着，枢轴点是以如下方式限定的：当焦点发生变化时，枢轴点不发生变化。

在这种情况下，参考表面可以是基于数据确定的。这可以意味着，参考表面是基于术前或术中生成的数据确定的。术中生成的数据特别是可以是编码部位的地形信息的数据。术中生成的数据也可以是由姿态检测装置生成并且编码姿态标记器械或标记器的空间姿态的数据。这将在下文更详细地解释。数据也可以编码显微镜的操作参数。

参考表面也可以是基于来自用户输入的数据确定的。

以光轴与参考表面的相交点限定枢轴点有利地使得枢轴点的限定简单、准确且可靠。此外，确保简单、准确且可靠地限定在焦点平面以外的枢轴点可以有利地实现。这进而有利地改善了特别是在上文解释的锁孔操作方案中显微系统的操作，枢轴点能够被限定为由部位开口所涵盖的区域中的点，例如如下文更详细地解释的。与先前的方法相比，特别是在这种操作方案中，这使得显微系统的操作简单并且因此节省时间。

有利地，用于确定枢轴点的参考表面仅需要限定一次，并且然后可以以可检索的形式存储。根据本发明，然后在稍后的时间点检索存储的关于参考表面的信息，并且新的枢轴点被确定为光轴在其当前姿态下与存储的参考表面的相交点。然后，显微系统的至少一个驱动装置和/或至少一个制动装置可以以如下方式操作：显微系统的所解释的显微镜围绕新限定的枢轴点移动。这使得显微镜能够围绕参考表面上的枢轴点(该枢轴点也可以被称为枢轴)反复移动，而可以无需重新确定和限定参考表面。这允许用户反复地激活枢轴模式，然后始终围绕存储的参考表面中的枢轴点进行旋转运动。

在另一实施例中，参考表面的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。上文已经解释了这一点以及对应的优点。

在另一实施例中，参考表面的姿态和/或形状是以如下方式限定的：由部位开口所涵盖的区域形成参考表面或被参考表面涵盖。

部位开口可以由解剖结构来限定。特别地，部位开口可以是颅骨开口，此开口是由开口周围的颅骨限定的。也可以设想，部位开口是由医疗器械(例如套管针)或由医疗夹钳限定的。

在这种情况下，由部位开口所涵盖的区域可以表示在截面平面中由部位开口的边缘界定的区域，此截面平面被定向成与部位开口的中心中线垂直。换句话说，上述截面平面中的区域是由部位开口的边缘界定的。

针对沿着中心中线的不同截面平面，涵盖的区域的形状和/或尺寸可以发生变化。在这种情况下，例如涵盖的区域可以被确定为针对不同的截面平面产生的一组区域中具有最小尺寸的区域。

因此有利地是，显微系统的枢轴点可以独立于焦点平面、特别是在焦点平面以外以如下方式被容易、快速、准确且可靠地限定：在用此限定的枢轴点操作显微系统期间，也就是说在由此枢轴点激活的点锁定模式下，当焦点改变时，用户可以可靠地通过部位开口观看而视图不被遮挡。枢轴点的简化限定也是可能的。这特别是在已经解释的锁孔操作方案中是有利的。

在另一实施例中，部位开口、特别是其形状和/或姿态是自动限定的。为此目的，可以评估特别是来自检测装置、特别是传感器的输出信号。下文更详细地解释这方面的示例性方法。也可以通过评估术前或术中生成的数据、特别是图像数据来限定部位开口。

替代地，部位开口是特别是通过用户输入手动限定的。

当然，也可以半自动地限定部位开口，自动限定算法是通过用户输入来协助的。

在这种情况下，用于确定参考表面的数据是例如通过检测装置或用户输入生成的。

这有利地使得部位开口以及因此参考表面的限定简单且可靠。

在另一实施例中，参考表面是有界表面。参考表面可以是所有侧都有界的表面。在这种情况下，参考表面可以例如是圆形表面或椭圆形表面。当然，也可以设想，参考表面具有不同的形状、特别是还有自由形状。

替代地，参考表面可以是所有侧都没有界的表面。举例来说，参考表面可以是仅在一侧有界的表面。在这种情况下，参考表面的边缘的至少一部分可以是部分圆形或椭圆形。当然，也可以设想，边缘的这部分具有不同的形状、特别是还有自由形状。

使用作为有界表面的参考表面有利地使得：枢轴点可以可靠地限定在期望的区域，其结果是可以例如确保当用以此方式限定的枢轴点操作显微系统时，特别是如果参考表面对应于由部位开口所涵盖的区域，用户可以可靠地通过部位开口观看。

当然，也可以设想，参考表面是无界表面、也就是说平面。在这种情况下，以有利的方式获得枢轴点的特别简单的限定。

在另一实施例中，参考表面是弯曲的表面。这有利于使得进一步改善枢轴点的限定的可靠性，如上文已经解释的，这进而降低了用户在用此限定的枢轴点进行操作时失去视线的风险。

在另一实施例中，参考表面的姿态和/或形状是基于术前生成的数据确定的。这种术前生成的数据可以是例如基于CT的数据或基于MRI的数据。当然，也可以使用其他方法来在术前生成数据，所述数据编码参考表面的姿态和/或形状或者可以基于所述数据限定参考表面的姿态和/或形状。

举例来说，在计划手术时，可以基于术前生成的数据、特别是代表要进行手术的患者的解剖结构的数据来限定部位开口的姿态和/或形状。

在这种情况下，可能有必要使术前数据与所解释的参考坐标系形成几何关系。这可以例如通过本领域技术人员已知的配准过程来实现。特别地，这使得能够确定用于将基于术前生成的数据确定的姿态和/或形状从术前数据的坐标系变换到参考坐标系的变换规则。这可以用于基于术前生成的数据确定参考表面的姿态和/或形状。

这有利地使得对参考表面的姿态和/或形状的确定简单。

在另一实施例中，确定部位的地形信息，参考表面的姿态和/或形状是基于此信息确定的。在这种情况下，用于确定参考表面的数据可以编码地形信息或其一部分。

地形信息可以通过用于生成地形信息的装置生成。这种装置特别是可以包括图像采集装置。在这种情况下，参考表面的姿态和/或形状可以因此以基于图像的方式确定。为此，可以评估由至少一个图像采集装置生成的图像表示。在这种情况下，图像采集装置可以表示用于确定部位的地形信息的装置。图像采集装置可以生成二维或三维的图像表示，并且例如可以是CCD相机或CMOS相机。然而，图像采集装置也可以是飞行时间相机。评估可以通过评估装置实现，该评估装置可以被设计为或包括微控制器或集成电路。

特别地，为此可以评估由显微系统生成的至少一个图像、优选地多个图像。在这种情况下，显微系统可以包括至少一个图像采集装置，其图像表示特别是通过显微系统的评估装置进行评估，以便确定参考表面的姿态和/或形状。

显微系统的图像采集装置特别是可以是以下图像采集装置：其用于将由显微镜生成的图像表示数字化，然后将所述图像表示例如呈现在显微系统的适当显示装置上。

替代地，也可以评估来自以下图像采集装置的图像表示：该图像采集装置不是显微系统的一部分和/或不用于所解释的数字化。举例来说，图像采集装置可以是姿态检测装置的图像采集装置。姿态检测装置可以是显微系统的姿态检测装置。在这种情况下，例如，图像采集装置可以布置/附接到显微系统，但它不用于数字化由显微镜生成的图像表示。

本领域技术人员已知的图像处理方法、例如分割方法可以用于姿态和/或形状的基于图像的确定。就像在使用术前数据的情况下，可能有必要借助于配准来确定图像采集装置的坐标系与先前解释的参考坐标系之间的几何关系，然后能够基于此几何关系例如以坐标变换的形式确定形状和/或姿态。

例如，可以例如通过使用合适的分割方法在一个或多个图像表示中检测出部位开口。然后，可以将由部位开口的边缘所涵盖的区域限定为参考表面。

也可以基于地形信息并另外基于显微镜的查看方向和/或用户的查看方向来确定参考表面的姿态和/或形状。

为此，可以确定显微镜的查看方向。举例来说，这可以基于显微镜的对准来确定。举例来说，查看方向可以被确定为光轴特别是在参考坐标系中的方向/取向。

用户的查看方向可以对应于显微镜的查看方向。替代地，用户的查看方向可以通过查看方向检测装置(例如本领域技术人员已知的注视跟踪系统)确定。

举例来说，可以确定查看方向与可基于地形信息确定的部位表面之间的相交点。然后，可以以如下方式限定参考表面：将此相交点布置在参考表面上。另外，可以基于此相交点的姿态来确定部位开口的搜索区域，然后使用用于评估地形信息、例如用于图像处理的合适的方法来搜索部位开口。如果检测到多个部位开口，则可以将由最接近相交点的部位开口的边缘所涵盖的区域限定为参考表面。也可以让用户将显微镜的查看方向或他们的查看方向与参考表面的边缘对准并且在预定的时间间隔内改变所述查看方向，使得所述查看方向沿着边缘移动，因此限定参考表面的边界。

也可以基于地形信息并且进一步另外基于姿态标记器械和/或标记器的姿态确定参考表面的姿态和/或形状。下文更详细地解释了姿态标记器械和标记器。

在这种情况下，可以通过评估地形信息、也就是说特别是以基于图像的方式来检测姿态和/或形状。

此外，至少一个标记器可以以如下方式布置：可以基于标记器的姿态确定参考表面的姿态和/或形状。举例来说，三个或多于三个的标记器可以以如下方式布置：这些标记器的位置位于共同的平面中，参考表面也布置在此平面中。标记器之间的连接线可以编码参考表面的边界线。标记器的取向也可以编码参考表面的取向。因此，参考表面的姿态也可以通过单个标记器的姿态来限定。

另外，可以基于器械/标记器的姿态来确定部位开口的搜索区域，然后使用用于评估地形信息、例如用于图像处理的合适方法来搜索部位开口。如果检测到多个部位开口，则可以将由最接近器械/标记器的姿态的部位开口的边缘所涵盖的区域限定为参考表面。

这同样有利地使得对参考表面的形状和/或姿态的确定简单且可靠。

在优选的实施例中，参考表面是通过限定至少一个参考表面点来确定的，参考表面被限定为垂直于显微镜的光轴而定向并且布置有参考表面点的平面或被布置在该平面中。在这种情况下，用于确定的数据可以包括或编码关于参考表面点的姿态和光轴的取向的信息。

为此，可能有必要确定显微镜的光轴特别是在先前解释的参考坐标系中的取向。进一步，可能有必要限定参考表面点优选地同样在先前解释的参考坐标系中的姿态。下文解释了用于限定参考表面点的姿态的示例性方法。

在这种情况下，参考表面点并不或不一定对应于上文解释的枢轴点。

这有利地使得参考表面的限定简单且快速。

如果参考表面是以此方式确定的，则参考表面点可以仅限定一次并且可以例如以可检索的形式存储。然后可以检索存储的关于参考表面点的信息，并且可以在稍后的时间点基于参考表面点确定参考表面，新的枢轴点被确定为光轴在其当前姿态下与如此确定的参考表面的相交点。然后，显微系统的至少一个驱动装置和/或至少一个制动装置可以以如下方式操作：显微系统的所解释的显微镜围绕新限定的枢轴点移动。这使得显微镜能够围绕参考表面上的枢轴点(该枢轴点也可以被称为枢轴)反复运动，而可以无需重新限定参考表面点。

尤其在此实施例中，但不排他地，参考表面可以具有预定的几何形状、例如圆形形状或椭圆形形状，几何形状的特性能够被预先确定。

在另一实施例中，将由用户设定的焦点确定为至少一个参考表面点。在这种情况下，用于确定参考表面的数据可以因此另外包括显微镜的操作参数数据。

在这种情况下，在确定/限定参考表面点之后，显微系统的焦点位置可以再次发生变化，然而参考表面是基于在发生变化之前设定的参考表面点来确定的。如果参考表面或参考表面点的姿态在手术或手术阶段期间没有发生变化，则参考表面点仅需要限定一次。参考表面或参考表面点的姿态的变化可能例如因患者的姿态的变化而出现。

如果参考表面或参考表面点的姿态的变化可在手术或手术阶段期间例如借助于合适的姿态跟踪系统确定，则参考表面或参考表面点的姿态也可以根据确定的姿态变化来更新。

替代地，至少一个参考表面点是通过姿态标记器械的定位来限定的。姿态标记器械特别是可以是能够由用户特别是在手术期间手动定位的器械。例如，可以借助于用户将姿态标记器械定位成与参考表面点的期望姿态相对应的姿态来限定参考表面点，然后例如由用户生成姿态确定信号。此信号特别是可以由用户输入(例如触觉、声学或任何其他类型的用户输入)来生成。参考表面点的姿态可以被限定为姿态标记器械的然后确定的姿态。姿态标记器械的姿态可以例如对应于姿态标记器械的预定点、例如端头的姿态。

替代地，参考表面点可以是基于至少一个标记器的姿态来确定的。尤其在手术期间，标记器可以是静态布置的器械，更具体地布置在部位处。

为此，可以确定姿态标记器械或标记器特别是在先前解释的参考坐标系中的姿态。姿态可以例如通过姿态检测装置、例如光学姿态检测装置、特别是立体姿态检测装置来确定。当然，也可以使用其他姿态检测装置。

姿态标记器械或标记器的姿态也可以以基于图像的方式、例如基于来自光学姿态检测装置的图像表示或根据显微系统的图像采集装置的图像表示来确定。

姿态标记器械或标记器可以进一步包括至少一个目标，例如该至少一个目标包括或具有至少一个标记元件。在这种情况下，标记元件特别是可以是可光学采集的并且因此还可在图像表示中检测到，特别是可以具有可光学检测的图案。

在这种情况下，例如，目标可以紧固到姿态标记器械或标记器上。

姿态标记器械可以被设计为例如注射器、镊子、勺子、剪刀、手术刀、钳子、抽吸器或烧灼器、或在手术期间被用户动态定位或能够被动态定位的其他器械。

标记器可以被设计为例如夹钳(特别是皮肤夹钳)、固持器、套管针、手术牵引器、皮肤缝合器，但也可以是牵引器(例如大脑牵引器)或在手术期间静态布置的另一种器械。

因此，姿态标记器械或标记器可以由上述解释的器械之一形成。

在这种情况下，用于确定参考表面的数据可以因此是由姿态检测装置生成的数据。

由于这一点，参考表面点的简单限定同样以有利的方式出现。

替代地，至少一个参考表面点可以是基于查看方向检测来限定的。上文已经解释了查看方向检测。

进一步，参考表面点可以被限定为沿着查看方向的点，例如限定为查看方向轴线与预定或用户限定的地形特征的相交点。此限定可以通过用户输入、特别是以语音命令形式的声学用户输入来实现。

举例来说，可以实现自动对焦功能，参考表面点则被限定为在实现自动对焦功能之后确定的焦点。在这种情况下，在确定/限定参考表面点之后，显微系统的焦点位置可以再次发生变化。

由于这一点，参考表面点的简单限定同样以有利的方式出现。

在另一实施例中，通过改变已经限定的参考表面点的姿态来限定参考表面点的姿态。举例来说，可以通过确定距离来改变姿态，通过将已经限定的参考表面点的姿态特别是沿着预定的方向(例如沿着已经限定的参考表面的法线方向或沿着光轴)特别是朝向显微镜改变以如下方式确定的距离来确定参考表面点的姿态。

距离可以例如通过用户输入(例如触觉、声学或任何其他类型的用户输入)来限定。这有利地使得参考表面点以及因此参考表面的改变简单。

在另一实施例中确定至少三个参考表面点，参考表面的姿态和/或形状以如下方式确定：至少三个参考表面点位于参考表面上，或者参考表面点距参考表面或包含参考表面的平面的距离是最小的。例如，可以设想，参考表面的姿态和/或形状是以如下方式确定的：至少三个参考表面点形成参考表面的边缘点。然而，这并不是强制性的。因此，也可以设想，至少三个参考表面点不形成参考表面的任何边缘点。关于参考表面点的限定，参考上文解释的示例性方法。由于这一点，参考表面的简单限定同样以有利的方式出现。

在另一实施例中，如果光轴不与有界参考表面相交，则将焦点限定为枢轴点。这有利地意味着，用户可以容易地将显微系统置于先前解释的点锁定模式和用于实现围绕根据所提出的方法限定的点的运动的模式两者。

可以以如下方式操作显微系统：显微系统的显微镜在恒定的距离下围绕枢轴点移动。如果显微镜的运动是借助于可手动操作的控制装置、例如操纵杆来控制的，则这种在恒定的距离下的运动是特别有意义的，其中通过操作控制装置来改变距离是不期望的或不可能的。恒定的距离允许显微镜运动，其中光学特性(比如放大率、图像截面、亮度和可选地另外的特性)在运动期间保持不变或不需要发生变化。当然，如果在通过手动致动带来的运动期间确保了恒定的距离，则也可以确保这一点。

在另一实施例中，焦点位置基于显微镜距枢轴点的距离的变化(也就是说特别是如果当显微镜围绕枢轴点移动时距离发生变化)而发生变化。这可以以自动方式实现。距离可以是沿着显微镜的光轴的距离。举例来说，焦点位置的变化可以等于距离的变化。换句话说，可以进行重新聚焦，使得即使距离发生变化，聚焦的点/区域仍然保持聚焦。在这种情况下，即使当围绕枢轴点移动时，焦点位置可以在参考坐标系中仍然保持恒定。

然而，这种重新聚焦的实现并不是强制性的。因此，可能期望，焦点位置不基于显微镜距枢轴点的距离的变化而(自动)发生变化。在这种情况下，当围绕枢轴点移动时，焦点位置可能在参考坐标系中发生改变。

还提出了一种显微系统，包括：

- 显微镜，

- 用于固持显微镜的支架，该支架包括用于移动显微镜的至少一个驱动装置，

-至少一个控制和评估装置，显微系统可以如下方式操作、特别是可由控制和评估装置控制：显微镜围绕枢轴点移动，其中参考表面被确定，显微镜的光轴与参考表面的相交点被用作枢轴点。

根据本发明，参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，并且枢轴点可确定为光轴与在参考坐标系中如此限定的参考表面的相交点。

特别地，显微系统可以包括存储装置、例如基于RAM或ROM的存储装置，其中关于参考表面在参考坐标系中的姿态的信息和可选地另外的参考表面特定的信息(比如参考表面的形状)被可检索地存储。此信息可以通过控制和评估装置检索，然后枢轴点也能够通过此控制和评估装置确定。

因此，显微系统特别是以如下方式被配置：能够使用该显微系统执行根据本披露内容披露的实施例之一的方法。这有利地得到能够执行这种方法的显微系统。

在这种情况下，控制和评估装置可以被实施为或包括微控制器或集成电路。控制和评估装置特别是可以形成先前解释的用于评估地形信息的评估装置。进一步，控制和评估装置可以执行先前解释的用于确定/限定参考表面的方法。

在另一实施例中，参考表面的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。上文已经解释了这一点以及对应的优点。

在另一实施例中，显微系统包括用于生成地形信息的装置，所述装置特别是能够被设计为图像采集装置或能够包括至少一个图像采集装置。上文已经解释了这一点以及对应的优点。进一步替代地或累加地，显微系统包括用于检测姿态标记器械和/或标记器的姿态的至少一个姿态检测装置。

进一步，显微系统可以包括用于检测用户的查看方向的装置。进一步，显微系统可以包括用于确定显微镜的姿态、特别是显微镜的查看方向或光轴的取向的装置。

同样地，显微系统可以包括用户输入装置。进一步，显微系统可以包括用于读入术前数据的接口。

将基于示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：

图1 示出了根据本发明的方法的示意性流程图，

图2 示出了用于确定参考表面的示意性流程图，

图3a 示出了部位中的部位开口的示意性视图，

图3b 示出了部位中的部位开口的另一示意性视图，以及

图4 示出了根据本发明的显微系统的示意性视图。

下文中相同的附图标记指示具有相同或类似技术特征的要素。

图1描绘了根据本发明的用于操作显微系统1(例如，见图4)的方法的示意性流程图。

这里，在第一步骤S1中，确定参考表面19(例如，见图3)。这特别是包括确定姿态，也就是说例如在参考坐标系中参考表面19的支撑点的位置和参考表面19的取向。

在这种情况下，参考表面19是基于数据确定的。举例来说，可以读入术前数据以进行确定，通过评估术前数据确定参考表面19。为此，可能有必要将术前数据的坐标系变换为先前解释的参考坐标系。这可以使用适当的配准程序来实现。

举例来说，可以使用图像处理方法来检测术前数据中的部位开口20，此部位开口20例如是由操作计划者例如借助于用户输入的方式限定的计划部位开口20。

然后，可以以如下方式限定参考表面19：由检测到的部位开口20所涵盖的区域形成参考表面19或被参考表面19涵盖。

也可以特别是在术中确定部位的地形信息，然后能够评估编码地形信息的数据以便限定参考表面19。如上文已经详细解释的，例如，地形信息可以是例如呈部位的2维或三维图像表示的形式的图像信息，图像信息能够由一个或多个图像采集装置生成。举例来说，可以使用图像处理方法来检测在此术中生成的图像数据中的部位开口20。在这种情况下，参考表面19也可以以如下方式被限定：由检测到的部位开口20所涵盖的区域形成参考表面19或被参考表面19涵盖。

进一步，对参考表面19的确定还可以包括对参考表面19的形状的确定。对形状的这种确定特别是也可以通过评估所解释的数据、例如通过使用合适的图像处理方法来实现。然而，当然也可以设想，参考表面19的形状是预先确定的形状。在这种情况下，可以是形状的所有特性都是预先确定的。也可以是形状的仅某些特性是预先确定的，而形状的另外的特性是基于数据确定的。举例来说，参考表面19的形状可以被限定为圆形，半径是基于数据确定的。

进一步，以此方式确定的参考表面19的姿态被可检索地存储在与焦点位置无关的参考坐标系中、特别是在图4所示的参考坐标系中。在这种情况下，参考表面的姿态也可以是在与物体平面无关和/或与清晰度平面无关的参考坐标系中限定的，并且被可检索地存储。

因此，参考表面19仅需要确定一次，尤其如果患者13(见图4)的部位的姿态不发生变化。然后，新的枢轴点可以特别是在光轴17的姿态变化之后在各自情况下被确定为存储的参考表面19与此光轴17在其当前姿态下、也就是说在其当前位置和当前取向下之间的相交点。

因此，如果已经确定了参考表面19的姿态，也可以从存储装置中检索存储的关于参考表面19的姿态的信息，作为在第一步骤S1中所解释的确定的替代方案。

进一步，在第二步骤S2中确定显微镜2的光轴17的姿态。这特别是包括确定在参考坐标系中光轴17的取向和光轴17的支撑点的位置，例如光轴17与显微镜2的透镜的相交点。下文参考图4更详细地解释参考坐标系。光轴17的取向可以特别是基于来自显微系统1、特别是显微系统1的支架3的姿态/角度传感器的输出信号来确定。

进一步，在第三步骤S3中，确定显微镜2的枢轴点21，该枢轴点被确定为光轴17与参考表面19之间的相交点。特别地，这包括确定此枢轴点21在参考坐标系中的坐标。

在第四步骤S4中，以如下方式操作显微系统1的支架3(例如，见图4)的驱动装置和/或制动装置：显微系统1的显微镜2在距离A(例如，见图3)下围绕枢轴点21移动。在这种情况下，距离A可以是恒定的距离。然而，这并不是强制性的。举例来说，如果距离A会因支架3的可移动部分围绕旋转轴线4、5、6的运动而改变，则这些运动可以被阻止。进一步，驱动装置仅可以使得能够实现或生成显微镜2在恒定的距离A下围绕枢轴点21移动的这种运动。

此操作可以通过控制装置7经受开环/闭环控制。控制装置7也可以实现对光轴17的姿态的确定、对参考表面19的确定、以及对相交点的确定。

图2示出了用于确定参考表面19的示意性流程图。这里，在第一部分步骤S1a中限定参考表面点22(例如，见图3b)。此参考表面点22可以与要确定的枢轴点21不同。上面已经解释了用于限定参考表面点22的多种不同选项。举例来说，可以将由用户设定的显微镜2的焦点确定为参考表面点22，该焦点在此后能够再次发生变化。同样，参考表面点22可以是基于至少一个标记器的姿态来确定的，例如此姿态能够以基于图像的方式确定。进一步，参考表面点22可以是基于查看方向检测来限定的。关于参考点的信息可以以可检索的形式存储，并且允许简单地重新确定参考表面19和枢轴点21。

在另外的部分步骤1b中，参考表面19被限定为平面或被确定为该平面中的区域，该平面被定向成与显微镜2的光轴17垂直并且参考表面点22布置在该平面中。

在第一部分步骤1a中可以确定多个参考表面点22、特别是至少三个参考表面点，然后以如下方式确定参考表面19的姿态和/或姿态：多个参考表面点22位于参考表面19上、或者与参考表面19或包含参考表面19的平面的间隔不超过预定的测量标准。

图3a示出了部位中的部位开口20的示意性视图。还示出了显微镜2和显微镜2的光轴17。这里，显微镜2以不同的取向示出。进一步显而易见的是，枢轴点21布置在参考表面19上，参考表面19的姿态和形状是以如下方式限定的：由部位开口20所涵盖的区域形成参考表面19。

例如，部位开口20可以是颅骨开口，该颅骨开口在神经外科手术期间被引入患者的颅骨中以便触及下层结构。在大脑中定期创建腔体23，其直径大于颅骨开口的直径。以所解释的参考表面19的点限定枢轴点21有利地意味着用户、例如神经外科医生可以通过显微镜2从不同的查看方向查看腔体的基部表面，而视图不被例如包括颅骨开口的颅骨结构遮挡，另外使得能够借助于仅具有几个自由度的部件的运动来实现这一点。也可以独立于枢轴点21设定显微镜2的焦点24。特别地，因此可以改变焦点24的位置而不改变枢轴点21的位置。

图3b示出了部位中的部位开口20的另一示意性视图。同样示出了显微镜2和显微镜2的光轴17。进一步显而易见的是，枢轴点21布置在参考表面19上，参考表面19的姿态和形状是以如下方式限定的：由部位开口20所涵盖的区域形成参考表面19。

还示出了姿态标记器械24，该姿态标记器械例如可以由用户定位。姿态标记器械24的能够被姿态检测装置(未示出)检测到的姿态例如是通过姿态标记器械24的端头限定的。示意性地示出了可光学检测的标记元件25，这些标记元件可以被姿态检测装置检测到，然后能够基于这些成像的标记元件25来确定由端头限定的姿态。标记元件25可以是目标9(见图4)的一部分。还示出了参考表面点22是通过姿态标记器械24限定的。所述参考表面点限定了参考表面19，该参考表面同时被定向成与显微镜2的光轴17正交。

图4示出了根据本发明的显微系统1的示意性视图。显微系统1包括显微镜2，该显微镜布置在用于固持显微镜2的支架3上、特别是在支架3的自由端处。支架3允许显微镜2移动，以便改变显微镜2的姿态，也就是说位置和/或取向。参考坐标系用竖轴z和纵轴x描绘。这里，竖轴z与重力方向平行并且被定向成与重力方向相反。纵轴x被定向成与竖轴z垂直。参考坐标系的横轴(未示出)这里被定向成与纵轴x和竖轴z垂直，其中，轴x、z形成笛卡尔坐标系。

所示的支架3是用于固持和移动显微镜2的运动学结构的示例。本领域技术人员当然知道也可以使用其他运动学结构。

支架3包括用于移动显微镜2的驱动装置(未示出)。这里，驱动装置可以例如允许支架3的可移动部分围绕旋转轴线4、5、6以及与竖轴z平行的旋转轴线进行旋转运动。还示出了控制装置7，该控制装置用于控制驱动装置(未示出)，并且例如可以包括微控制器。在这种情况下，控制装置7可以形成控制和评估装置。

进一步，控制装置7还可以控制支架3的制动装置(未示出)，这些制动装置可以制动或阻止可移动部分的旋转运动。

借助于控制装置7，驱动装置可以特别是以如下方式被控制：特别是在参考坐标系中，显微镜2实现期望的运动。举例来说，可以将显微镜2定位在期望的空间位置上并具有期望的取向。进一步，控制装置7还可以用于调整显微镜2的操作参数和/或运动参数，例如调整显微镜2的焦点值。为此，控制装置7可以信号连接和/或数据连接至显微镜2和/或驱动装置。

显微系统1还包括用于检测可以由用户8握持和移动的器械19的姿态的姿态检测装置。器械19特别是可以是姿态标记器械24，例如图3b中所示。用户8例如可以是外科医生。姿态检测装置包括具有至少一个标记元件25(例如，见图4)的至少一个目标9和用于采集目标的至少一个图像采集装置10。借助于姿态检测装置，可以确定目标9相对于图像采集装置特别是在姿态检测装置的坐标系中的姿态。在这种情况下，目标9包括至少一个无源标记元件25、优选地三个无源标记元件25。

图4示出了目标9紧固到器械19上。器械19可以被配置为例如抽吸器。在这种情况下，器械19由用户8以如下方式握持：目标9布置在图像采集装置10的采集区域中。

器械19的姿态可以由姿态检测装置借助于特别是以基于图像的方式确定目标9的姿态来检测，其中器械19的姿态然后也可以根据目标9在器械19上的固定布置来确定。在这种情况下，目标9与器械19之间的相对姿态可以是提前已知的，并且可以通过例如配准来确定。

还示出了显微系统1的图像采集装置10，例如CCD相机。此图像采集装置10布置在显微镜2的显微镜本体16中。特别地，图像采集装置布置在显微镜本体16的壳体中。此外，图像采集装置10特别是机械地刚性地布置在显微镜2的一部分上，并且因此相对于所述部分布置在固定位置。

还示出了图像采集装置10与控制装置7之间的信号连接和/或数据连接12。借助于控制装置7或借助于评估装置(未示出)，可以确定目标9与图像采集装置10之间的在姿态检测装置的三维坐标系中的相对姿态，该评估装置可以是例如姿态检测装置的一部分。举例来说，可以确定目标9在图像采集装置10的二维图像坐标系中的姿态，然后基于此姿态，确定在姿态检测装置的坐标系中的姿态。在这种情况下，在姿态检测装置的三维坐标系中，可以确定位置和取向两者。通过将目标9紧固到器械19上，因此还可以确定器械19在姿态检测装置的坐标系中并且因此还有在参考坐标系中的姿态。特别地，目标9的姿态变化并且因此还有器械19的姿态变化可以借助于姿态检测装置来检测。

在开始操作显微系统1之前，姿态检测装置的坐标系可以与所示的参考坐标系配准。换句话说，可以确定变换规则以将姿态检测装置的坐标系中的姿态变换为参考坐标系中。

图4示出了图像采集装置10布置在显微镜本体16中。当然，也可以将这些紧固到显微镜本体16的外部。也可以不将图像采集装置紧固到显微系统1上，而是紧固到姿态检测装置的支架上，该支架与显微系统1的支架3不同。

目标9的姿态可以通过正确地评估图像采集装置10的一个二维图像表示来检测。

还示出了躺在手术台14上的患者13。还示出了显微镜2包括目镜15，用户8看向该目镜以便通过显微镜2查看患者13的特别是放大的局部区域。

还示出了显微镜2的光轴17。在沿着此光轴从显微镜2到患者13的光束方向上，图像采集装置10被布置在显微镜2的玻璃片18前面，该玻璃片将显微镜本体16的壳体的内部与外部环境隔离。因此，玻璃片18布置在图像采集装置10与要观察的患者13之间。

在这种情况下，用于姿态检测的图像采集装置10的采集区域与用于放大对患者或患者13的身体区域的描绘的显微镜的采集区域至少部分地重叠。

通过例如用他的手移动器械19，用户8可以移动目标9并且因此改变目标的姿态。在这种情况下，姿态的变化可以通过姿态检测装置来检测，然后能够将以此方式设定的姿态确定为参考表面点22(见图3b)的姿态。

用于检测支架3的可移动部分之间的相对姿态的角度传感器未被示出，控制装置7能够基于来自角度传感器的输出信号确定显微镜2、特别是还有光轴17的空间姿态。

显微系统可借助于控制装置7以如下方式操作：显微镜2在恒定的距离A(见图3a)下围绕枢轴点21移动，枢轴点21是显微镜2的光轴17与参考表面19的相交点。进一步，参考表面19可以基于数据、特别是借助于控制装置7来确定。上文已经解释了这一点。

附图标记列表

1 显微系统

2 显微镜

3 支架

4 旋转轴线

5 旋转轴线

6 旋转轴线

7 控制装置

8 用户

9 目标

10 图像采集装置

12 信号连接和/或数据连接

13 患者

14 手术台

15 目镜

16 显微镜本体

17 光轴

18 玻璃片

19 器械

20 部位开口

21 枢轴点

22 参考表面点

23 腔体

24 姿态标记器械

25 标记元件

26 焦点

A 距离

S1 第一步骤

S2 第二步骤

S2a 第一部分步骤

S2b 第二部分步骤

S3 第三步骤

S4 第四步骤

Claims (15)

1.一种用于操作显微系统(1)的方法，

其中，确定参考表面(19)，其中该参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，

其中，将显微系统(1)的显微镜(2)的光轴(17)与在该参考坐标系中如此确定的参考表面的相交点确定为枢轴点(21)，

其中以如下方式操作该显微系统(1)：该显微系统(1)的显微镜(2)围绕该枢轴点(21)移动，

其特征在于，

关于该参考表面(19)的姿态的信息以可检索的形式存储，其中检索存储的关于该参考表面(19)的信息，以便在该光轴(17)的姿态改变之后将该枢轴点(21)确定为该光轴(17)在其当前姿态下与存储的参考表面(19)的相交点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该参考表面(19)的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该参考表面(19)的姿态和/或形状是以如下方式限定的：由部位开口(20)所涵盖的区域形成该参考表面(19)或被该参考表面(19)至少部分地涵盖。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该部位开口(20)是自动或手动限定的。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该参考表面(19)是有界表面和/或弯曲的表面，和/或该参考表面(19)的姿态和/或形状是基于术前生成的数据确定的。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定部位的地形信息，该参考表面(19)的姿态和/或形状是基于该地形信息确定的。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该参考表面(19)是通过限定至少一个参考表面点(22)来确定的，该参考表面(19)被限定为垂直于该显微镜(2)的光轴(17)而定向并且布置有该参考表面点(22)的平面或被布置在该平面中。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将由用户设定的焦点确定为该至少一个参考表面点(22)，或者其特征在于，该至少一个参考表面点(22)是通过姿态标记器械(24)的定位来限定的，或者其特征在于，该参考表面点(22)是基于至少一个标记器的位置和/或取向来确定的，或者其特征在于，该至少一个参考表面点(22)是基于查看方向检测来限定的。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过改变已经限定的参考表面点(22)的姿态来限定参考表面点(22)的姿态。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，确定至少三个参考表面点(22)，该参考表面(19)的姿态和/或形状以如下方式确定：该至少三个参考表面点(22)位于该参考表面(19)上，或者这些参考表面点距该参考表面或包含该参考表面的平面的距离是最小的。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，如果该光轴(17)不与该有界参考表面(19)相交，则将焦点限定为该枢轴点(21)。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，焦点位置基于该显微镜(2)距该枢轴点(21)的距离的变化而发生变化。

13.一种显微系统，包括：

·显微镜(2)，

·用于固持该显微镜(2)的支架(3)，

·用于控制该显微系统(1)的至少一个控制和评估装置(7)，其中，确定参考表面(19)，其中该参考表面的姿态是在与焦点位置无关的参考坐标系中限定的，

其中，将显微系统(1)的显微镜(2)的光轴(17)与在该参考坐标系中如此确定的参考表面的相交点确定为枢轴点(21)，

其中该显微系统(1)能以如下方式操作：该显微镜(2)围绕枢轴点(21)移动，

其特征在于，

关于该参考表面(19)的姿态的信息以可检索的形式存储，其中检索存储的关于该参考表面(19)的信息，以便在该光轴(17)的姿态改变之后将该枢轴点(21)确定为该光轴(17)在其当前姿态下与存储的参考表面(19)的相交点。

14.如权利要求13所述的显微系统，其特征在于，该参考表面(19)的姿态是在与物体平面无关的参考坐标系中限定的。

15.如权利要求13或14所述的显微系统，其特征在于，该显微系统(1)包括用于生成地形信息的装置和/或用于检测姿态标记器械(24)和/或标记器的姿态的至少一个姿态检测装置。