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Die
Erfindung betrifft ein Augen-Betrachtungssystem nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Derartige
Systeme sind sowohl aus dem Bereich der Augenchirurgie als auch
aus dem Bereich der Augendiagnostik bekannt. Ihnen ist zueigen, dass
ein Chirurg oder Augenarzt das Auge über ein Mikroskop,
eine Kamera oder andere Hilfsmittel betrachtet. Oftmals ist es hierbei
für den Betrachter von großem Nutzen, eine Positionsangabe
oder anderweitige Hilfestellung zu bekommen, die Aufschluss über
die aktuelle Position oder andere Eigenschaften des zu untersuchenden
oder behandelnden Auges gibt.
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Beispielsweise
bei der Hornhautchirurgie zur Beseitigung von Fehlsichtigkeiten
des menschlichen Auges (LASIK), bei der ein Teil der Hornhaut mittels eines
Lasers abgetragen wird, ist es für den Chirurgen von Interesse,
an welchem Punkt die Sehachse des Patienten die Hornhaut durchstößt.
Anhand der exakten Bestimmung dieses Punktes auch während der
Operation kann die Laserabtragung von diesem Punkt aus präziser
erfolgen, als bei der Wahl eines theoretisch angenommenen oder geschätzten
Mittelpunktes der Hornhaut.
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Ein
weiteres Beispiel ist eine Kataraktoperation, bei der die natürliche
Linse des menschlichen Auges, welche sich getrübt hat,
durch eine künstliche Linse ersetzt wird. Einen solchen
Eingriff nimmt der Chirurg unter einem Operationsmikroskop vor.
Nach einer kreisrunden Eröffnung des vorderen Kapselblattes
wird üblicherweise die Linse zertrümmert und abgesaugt.
Anschließend wird in den leeren Kapselsack eine künstliche
Linse eingesetzt.
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Aus
der
DE 10 2004
055683 A1 ist ein Operationsmikroskop für die
Augenchirurgie bekannt, das dem zu operierenden Auge ein Muster überlagert.
Das Muster kann eine Hilfestellung zum Ansetzen der Schnittposition
geben, es kann aber auch als Orientierungshilfe beim Einsetzen torischer
Intraokularlinsen dienen oder auch eine Hilfestellung beim Einbringen
einer Naht bei einer Hornhauttransplantation geben. Zur Positionierung
des Musters an der richtigen Stelle ist es notwendig, die Position
der Pupille bzw. der Iris an dem zu behandelnden Auge zu bestimmen.
Idealerweise wird die Position auch während der Operation
immer wieder neu bestimmt oder nachgeführt, da es während
des Eingriffs zu Bewegungen des gesamten Auges bzw. der Pupille
kommen kann.
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Auch
für andere Anwendungen im Bereich der Augenchirurgie ist
es von fundamentaler Bedeutung, die Position oder den Durchmesser
der Iris des zu behandelnden Auges zu bestimmen. Beispielsweise
ist der Durchmesser der Iris notwendig, um die Stärke einer
nach einer Kataraktoperation zu implantierenden Intraokularlinse
zu berechnen. Darauf und auf weitere mögliche Anwendungen,
sowie auf ein Verfahren zur Bestimmung von Positionen und Größenordnungen
innerhalb eines Augenabschnitts wird in der
DE 101 08 797 A1 genauer
eingegangen.
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Es
sind einige Verfahren bekannt, bei denen anhand der aktuellen Aufnahme
des zu operierenden Augenabschnitts, welche mit der Kamera am Operationsmikroskop
gewonnen wird, die Position der Pupille ermittelt wird. Sowohl in
der
DE 10 2004
055683 A1 als auch in der
DE 101 08 797 A1 werden Verfahren vorgeschlagen,
bei denen als erstes anhand einer Schwellwertbildung ein Binärbild
erzeugt wird um die dunklen Bereiche im Bild zu bestimmen. Danach wird
nach dem größten zusammenhängenden Bereich
in den dunklen Regionen gesucht, welcher als Pupille identifiziert
wird. Um den Rand der Pupille bzw. Iris detaillierter zu bestimmen,
wird bei diesem Verfahren üblicherweise eine Kantendetektion
vorgenommen.
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Alle
diese Verfahren arbeiten aber zum Teil fehlerhaft, d. h. die Eigenschaft
oder Position des charakteristischen Augenbestandteils kann nicht durchgängig über
die gesamte Augenuntersuchung oder – behandlung mit absoluter
Zuverlässigkeit ermittelt werden, die angebotene Hilfestellung
kann, gerade bei starken Beeinträchtigungen des Auges durch
die Operation, auch falsch sein. Außerdem ist es, trotz
aller Hilfestellungen, letztlich immer dem Arzt, Chirurgen oder
Optiker überlassen zu entscheiden, inwieweit er die angebotenen
Hilfestellung verwendet, sich also gewissermaßen auf sie
verlässt, oder inwieweit er versucht mit seinen eigenen
Kenntnissen oder Beobachtungen zurecht zu kommen. Er trägt,
unabhängig von allen gerätetechnischen Unterstützungen
die Verantwortung. Aus diesem Grund ist bei vielen behandelnden
Personen die Bereitschaft zum Einsetzen der angebotenen Hilfestellung
und zum Vertrauen auf deren Zuverlässigkeit nicht allzu groß,
viele haben deshalb darauf verzichtet, eine derartige Hilfestellung überhaupt
einzusetzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Augen-Betrachtungssystem
anzubieten, welches dem Arzt, Chirurgen, Optiker o. Ä.
Hilfestellungen mit Informationen über Position und/oder
Eigenschaften von charakteristischen Augenbestandteilen während der
Augenuntersuchung oder – behandlung bietet und das so ausgebildet
ist, dass diese Hilfestellungen auf größere Akzeptanz
stoßen.
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Gelöst
wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein
Augen-Betrachtungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß ist
ein Augen-Betrachtungssystem, das zum einen eine Kamera zum Aufnehmen
wenigstens eines Ausschnitts eines zu behandelnden Auges aufweist, zum
anderen eine Beobachtungseinheit wie beispielsweise ein Operationsmikroskop
oder eine Funduskamera und eine Recheneinheit, durch die das an
der Kamera aufgenommene Bild analysiert und dabei Position oder
Eigenschaft eines charakteristischen Augenbestandteils abgeleitet
werden kann mit einer Assistenzeinheit versehen, welche Hilfsinformationen
an den Beobachter übermittelt, die aus der von der Recheneinheit
abgeleiteten Größe gebildet werden. Um diese Hilfsinformationen
für den Untersuchenden oder Behandelnden besser nutzbar
und einschätzbar zu gestalten ist das Augen-Betrachtungssystem
darüber hinaus mit einer Wiedergabeeinheit ausgestattet,
die dem Benutzer zusätzlich zur angebotenen Hilfsinformation
eine Angabe über deren Zuverlässigkeit bietet.
Diese Zusatzinformation wird vorzugsweise von der Recheneinheit
direkt beim Bestimmen von Position oder einer anderen Eigenschaft
des charakteristischen Augenbestandteils mit ermittelt. Dadurch,
dass der Benutzer nicht nur die Hilfsinformation selbst, sondern gleichzeitig
auch eine Information über deren Verlässlichkeit
die sich aus der Wahrscheinlichkeit der Richtigkeit der ermittelten
Position bzw. anderen Eigenschaft des charakteristischen Augenbestandteils ergibt,
mit übermittelt bekommt, kann der Betrachter sofort einschätzen,
inwieweit ihm die Hilfsinformation aktuell eine verlässliche
Hilfe bietet. Die gleichzeitige Angabe von Hilfsinformation und
Zuverlässigkeit derselben unterstützt den Benutzer
der Hilfsinformation in seiner Entscheidung inwieweit er sich auf
die angebotene Hilfsinformation verlässt und diese beispielsweise
bei der Behandlung des Auges verwendet. Dies ist immer eine äußerst
kritische Entscheidung, so dass es gut ist alle verfügbaren
Informationen zu nutzen um sie möglichst transparent zu
machen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wiedergabeeinheit,
die über die Zuverlässigkeit der angezeigten Hilfsinformation
informiert, als optische Anzeige ausgeführt. Viele der
Hilfsinformationen werden optisch angezeigt. Deshalb ist es vorteilhaft, auch
die Information über deren Zuverlässigkeit in optischer
Form anzuzeigen. Vorzugsweise sind sowohl Hilfsinformationen als
auch die Angabe der Zuverlässigkeit dieser so angeordnet,
dass sie auf einen Blick erfassbar sind. Idealerweise erscheinen beide
hierzu auf einer einzigen Anzeigeeinheit. Dadurch kann die behandelnde
oder untersuchende Person beide Informationen zusammen mit nur einem
Blick erfassen; es kostet sie keine zusätzliche Zeit, die
Angabe über die Zuverlässigkeit der abgeleiteten
Hilfsinformation aufzunehmen. Sie wird also nicht oder nur in so
wenig Umfang wie möglich in dem Behandlungsablauf gestört.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Wiedergabeeinheit für die
Zuverlässigkeit der Hilfsinformation als optische Abbildungseinheit
ausgebildet ist. Dies eröffnet die Möglichkeit,
die Information über die Zuverlässigkeit an eine
Stelle zu projizieren, auf die die behandelnde Person ohnehin zumindest
gelegentlich schaut, so dass sie sich in ihrem Blickfeld befindet,
ohne dass die behandelnde Person extra ihren Blick in eine andere
Richtung richten muss. Sie könnte beispielsweise in oder
direkt neben das zu behandelnde Auge projiziert werden, vorzugsweise
wird sie jedoch in den Strahlengang des Augenbetrachtungssystems
selbst eingeblendet. Die optische Abbildungseinheit ist hierfür
so aufgebaut und angeordnet, dass die Angabe über die Zuverlässigkeit
der Hilfsinformation idealer Weise gemeinsam mit der Hilfsinformation
selbst in den Strahlengang zwischen zu behandelndem Auge und dem
Auge der betrachtenden Person einkoppelbar ist. Dies kann beispielsweise
realisiert werden, über eine Anzeige zum Erzeugen eines,
die Zuverlässigkeit anzeigenden Bildes und optische Elemente
wie z. B. einen Strahlteiler, zum Einblenden dieses Bildes in den
Strahlengang bspw. des Okulars eines Operationsmikroskops. Die behandelnde
Person sieht auf diese Weise sowohl das zu behandelnde Auge als
auch gleichzeitig die dargebotene Hilfsinformation sowie die Sicherheit
darüber, wie zuverlässig diese Hilfsinformation einzuschätzen
ist. Hierdurch wird die behandelnde Person möglichst wenig
in ihrem Behandlungs- oder Untersuchungsablauf gestört,
kann aber dennoch jederzeit die angebotene Information in Betracht
ziehen und nutzen. Die Angabe der Zuverlässigkeit kann
beispielsweise in Form einer Prozentangabe als Ziffernfolge oder
als Balkendiagramm erfolgen. Die Zuverlässigkeit kann aber
auch dadurch übermittelt werden, dass die Hilfsinformation
entsprechend ihrer Sicherheit variiert wird. So kann die Hilfsinformation
beispielsweise grün gefärbt werden, wenn der Algorithmus
zu ihrer Ableitung sehr sicher durchgeführt werden konnte,
rot dagegen, wenn das Ergebnis des Algorithmus nicht ganz sicher
oder zuverlässig ist. Hier sind beliebige andere Beispiele
vorstellbar. Jene, die die Zuverlässigkeit dadurch wiedergeben,
dass die Hilfsinformation modifiziert wird haben wiederum den Vorteil,
dass der Benutzer einer Angabe beide Informationen entnehmen kann
und so am wenigsten von seiner Behandlung oder Untersuchung abgelenkt
wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Wiedergabeeinheit
zur Angabe der Zuverlässigkeit der Hilfsinformation als
akustische Einheit ausgeführt. Hierdurch wird nicht die
Sicht des Behandelnden beeinträchtigt, er kann seine ganze optische
Aufmerksamkeit weiterhin dem zu behandelnden oder untersuchenden
Auge widmen, während er gleichzeitig über sein
Gehör die Information über die Zuverlässigkeit
der angebotenen Hilfsinformation aufnimmt. Dies kann beispielsweise
in Form eines Warntons geschehen, wenn die Hilfsinformation nicht
sicher abgeleitet werden konnte.
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Vorteilhafter
Weise wird die Information über die Zuverlässigkeit
der angebotenen Hilfsinformation, welche aus einer abgeleiteten
Eigenschaft wie dem Radius oder der Position eines charakteristischen
Augenbestandteils bspw. des Limbus oder der Pupille abgeleitet wurde,
im Rahmen des Verfahrens zur Ableitung der Hilfsinformation gleich
mit bestimmt. Dadurch lässt sich sehr einfach ohne zusätzlichen
Aufwand eine aussagekräftige Größe über
die Zuverlässigkeit ableiten. Ein sehr schnelles und zuverlässiges
Verfahren das sowohl für die Ermittlung von charakteristischen
Augenbestandteilen als auch zur Ableitung der Sicherheit der ermittelten
Größe besonders vorteilhaft ist, besteht darin,
vorzugsweise den Limbus über eine Faltung des digitalen
Bildausschnitts mit einem Ringfilter entsprechender Größe zu
bestimmen, indem die Filterantwort ausgewertet wird. Hat der Ringfilter
mit dem das Bild gefaltet wird etwa dieselbe Größe
wie der Limbus, so ergibt sich dann die maximale Filterantwort,
wenn das Zentrum des Limbus mit dem Zentrum des Ringfilters übereinstimmt.
So lässt sich mit einem Ringfilter entsprechender Größe
der Ort des Zentrums des Limbus als Ort der maximalen Filterantwort
finden. Allerdings muss auch die Größe des Ringfilters
erst ermittelt werden, da diese im Vorhinein nicht bekannt ist.
Deshalb wird das digitale Bild mit Ringfiltern unterschiedlicher
Größe gefaltet und jeweils die maximale Filterantwort
gegen den Radius der verwendeten Ringfilter aufgetragen. Es wurde
erkannt, dass der größte Radius, bei dem die,
sich daraus ergebende Kurve der maximalen Werte der Filterantwort
ein lokales Maximum annimmt, dem Radius des Limbus entspricht. Der
Radius des Limbus kann also direkt aus der Kurve der Radien der
verwendeten Ringfilter aufgetragen über die damit erzielten
maximalen Filterantworten abgelesen werden.
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Sobald
dieser Radius einmal bestimmt wurde und bekannt ist oder wenn er
nur annähernd bekannt ist oder geschätzt wird,
kann jeweils ein Ringfilter definierten Radius verwendet werden
um den digitalen Bildausschnitt des Auges mit diesem zu falten um
so jeweils den Ort der Position des Zentrums des Limbus oder entsprechend
der Pupille zu bestimmen. Der einmal bestimmte Radius kann somit
im Verlauf einer Augenbehandlung oder -untersuchung immer wieder
verwendet werden und muss nicht jedes Mal neu bestimmt werden, zumindest
solange dasselbe Auge betrachtet wird und sich die Aufnahmebedingungen
(wie z. B. der Zoomfaktor) nicht verändern.
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So
kann viel Rechenzeit gespart werden. Dieses Verfahren hat sich als
sehr schnell und zuverlässig erwiesen, da es sogar sehr
robust gegenüber bei einer Operation auftretenden Störungen
ist, da der ringförmige Charakter der Augenbestandteile
nahezu immer erhalten bleibt und da es ohne eine fehleranfällige
Schwellwertbildung auskommt. Zusätzlich bietet es den Vorteil,
dass mit dem absoluten Wert der maximalen Filterantwort jeweils
eine sehr aussagekräftige Größe vorhanden
ist, aus der direkt die Sicherheit des Verfahrens abgeleitet werden kann.
Je besser Ringfilter und der ringförmige zu ermittelnde
charakteristische Augenbestandteil übereinstimmen und in
ihrer Position übereinander liegen, umso größer
fällt dieser Wert der Filterantwort aus. Somit kann dieser
Wert direkt zur Angabe der Zuverlässigkeit der von dem
ermittelten Augenbestandteil abgeleiteten Hilfsinformation verwendet
werden ohne dass zusätzlich noch ein weiteres Verfahren
zur Ermittlung der Zuverlässigkeit durchgeführt
werden müsste.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
das anhand der Zeichnungen eingehend erläutert wird.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
ein erfindungsgemäßes Augen-Betrachtungssystem,
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2 ein
Beispiel eines Ringfilters zur Lokalisierung des Limbus eines mit
dem Augen-Betrachtungssystem betrachteten Augenausschnitts,
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3 ein
Beispiel einer Filterantwort der Faltung des Augenausschnitts mit
einem Ringfilter,
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4 ein
Beispiel für Filterantworten unterschiedlich großer
Filter, aufgetragen über deren Radius und
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5a und
b Beispiele für Augenausschnitte mit als Hilfsinformation überlagertem
Limbuskreis mit gleichzeitiger Anzeige der Zuverlässigkeit
der Hilfsinformation.
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Die 1 zeigt
ein Augen-Betrachtungssystem 1, wie es beispielsweise bei
einer Kataraktoperation verwendet werden kann. Das zu behandelnde Auge 2 des
Patienten, welches mit einer nicht dargestellten Lichtquelle beleuchtet
wird, wird mit einer Kamera 3 aufgenommen. Im Beobachtungsstrahlengang
der Kamera 3 ist ein Strahlteiler 4 angeordnet, der
den Beobachtungsstrahlengang so aufspaltet, dass das zu behandelnde
Auge 2 gleichzeitig mittels eines Operationsmikroskops 5 mittels
des Auges des behandelnden Arztes 6 betrachtet werden kann.
Die Kamera 3 und das Operationsmikroskop 5 stehen über
einen Computer 7 miteinander in Verbindung, über
den sie Daten austauschen können. An dem Operationsmikroskop 5 befindet
sich ein Mustergenerator 8, der ein LCD-Display 9 und
eine im Inneren des Geräts befindliche und deshalb nicht
sichtbare optische Einheit zum Einkoppeln des am LCD-Display 9 angezeigten
Musters in den Strahlengang des Operationsmikroskops 5 umfasst.
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Das
Bild des zu behandelnden Auges 2 wird, während
es der behandelnde Arzt mit seinem Auge 6 betrachtet, über
eine Kamera 3 aufgenommen. Die erfassten digitalen Daten
des Bildes des Auges 2 werden an einen Computer 7 übergeben,
an dem sie ausgewertet werden. An diesem Computer 7 wird
die Position und Größe von charakteristischen
Augenmerkmalen des Auges 2 wie beispielsweise Limbusposition
und -radius aus dem mit der Kamera 3 aufgenommenen Bild
abgeleitet. Am Computer 7 wird aus diesen Größen
eine Hilfsgröße wie beispielsweise ein ringförmiges
Muster gebildet sowie dessen Soll-Position bestimmt und die entsprechende
Größe an den Mustergenerator 8 übergeben.
Ein zur Bestimmung von Limbusradius und -position sowie zur Ableitung
der Hilfsgröße geeignetes Verfahren wird weiter
unten anhand der 2 bis 4 beschrieben.
Eine Darstellung des ringförmigen Musters wird am LCD-Display 9 erzeugt
und mit optischen Elementen in den Betrachtungsstrahlengang des
Auges 6 des Betrachters eingeblendet so dass sich ein dem Bild
des zu behandelnden Auges 2 überlagertes Bild ergibt,
welches dem Auge 6 des Betrachters einen Augenausschnitt
mit eingeblendeter Hilfestellung zur Verfügung stellt.
So hat dieser beispielsweise eine Information über die
Lage des Limbus des zu behandelnden Auges 2, so dass er
seinen Schnitt bei der Katarakt-Operation einfacher platzieren kann.
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Um
dem Auge 6 eine Hilfestellung zur Ermittlung der Lage des
Limbus anzeigen zu können, muss diese Position, z. B. anhand
des mit der Kamera 3 aufgenommenen Bildes des zu behandelnden
Auges 2, ermittelt werden. In einem hierfür gut
geeigneten Verfahren wird dieses digitale Bild des Augenausschnitts
des zu behandelnden Auges 2, welches beispielhaft in 2 dargestellt
ist, mit einem Ringfilter 10, wie er schematisch ebenfalls
in 2 dargestellt ist, gefaltet. Der Ringfilter 10 enthält
zwei konzentrische Ringe 11 und 12, die in 2 symmetrisch
um den zu bestimmenden Limbus 13 gelegt sind. Der Ringfilter 10 ist
so normiert, dass der äußere Ring 11 positive
Beiträge zur Filterantwort liefert, während der
Innere Ring 12 negative Beiträge ergibt. Darüber hinaus
ist der Ringfilter 10 so normiert, dass die Filterantwort
bei der Faltung mit einer grauen Fläche den Wert Null ergibt.
Das bedeutet, dass die beiden Ringe 11 und 12 entsprechend
ihrer Flächenanteile im Bild gewichtet sind. Dieser Ringfilter 10 wird
nun mit dem von der Kamera 3 an den Computer 7 übermittelten
digitalen Bildausschnitt gefaltet, d. h., die Filterantwort wird
an jedem Punkt des aufgenommenen Bildes ermittelt.
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Das
Ergebnis der Faltung mit dem Ringfilter 10, also die Filterantwort
wenn Filterzentrum und Zentrum des Limbus 13 annähernd
identisch sind ist in 3 als Beispiel dargestellt.
An dem Ort, an dem das Limbuszentrum liegt, wenn Limbus 13 und
Ringfilter 10 übereinander liegen und der Radius
von Limbus 13 und Ringfilter 10 identisch sind
ergibt sich die maximale Filterantwort, welche hier hell dargestellt ist.
Das Zentrum dieses hellen Bereichs entspricht dem Limbus-Mittelpunkt
und wird als solcher an die Mustererzeugungseinheit 8 übergeben.
Die genaue Bestimmung dieses Zentrums ist jedoch erst dann mit der
erforderlichen Genauigkeit möglich, wenn der Radius des
Ringfilters 10 an den Radius des Limbus 13 angepasst
ist. Zu Beginn des Verfahrens ist dieser noch unbekannt. Um ihn
zu bestimmen wird deshalb eine Faltung des Bildausschnitts mit Ringfiltern 10 verschiedener
Größe über einen zu untersuchenden Radiusbereich
durchgeführt. Das Bild wird jeweils mit einem Ringfilter 10 eines
anderen Radius gefaltet und die jeweils maximale Filterantwort ermittelt.
Die sich dabei ergebenden maximalen Filterantworten werden über
die Radien der zugehörigen Ringfilter 10 aufgetragen.
Als Ergebnis dieser Untersuchung erhält man eine Kurve,
wie sie beispielsweise in 4 zu sehen
ist. Beim am besten angepassten Radius zeigt die Kurve ein deutlich
ausgeprägtes Maximum. Das Maximum, welches sich beim größten
Radius eines Ringfilters 10 ergibt deutet darauf hin, dass
der Radius des Ringfilters 10 mit dem Radius des Limbus 13 übereinstimmt.
Der Radius, den der Ringfilter 10 dann hat entspricht also
dem Limbusradius, die Position des hellsten Bereichs in der Filterantwort
der Faltung mit diesem Ringfilter 10 entspricht der Position des
Limbuszentrums. Diese beiden Werte, Position und Radius des Limbus 13 werden
an den Mustergenerator 8 am Operationsmikroskop 5 übergeben,
so dass dieser am LCD-Display 9 einen dem Limbus 13 entsprechenden
Hilfsring erzeugen kann, welcher über optische Elemente
in den Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops 5 eingeblendet werden
kann.
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Das
Auge des Betrachters 6 sieht dann durch das Operationsmikroskop 5 ein
Bild, das dem in der 5a dargestellten entspricht.
Dieses zeigt wiederum den Ausschnitt des zu behandelnden Auges 2 sowie
einen diesem überlagerten Musterring 14. Dieser
Musterring 14 gibt dem zu behandelnden Arzt eine Hilfestellung,
die es ihm einfacher ermöglicht, eine geeignete Schnittposition
für die Kataraktoperation zu finden. Wie verlässlich
dieser Musterring 14, also die angebotene Hilfestellung
für den Chirurgen ist, hängt jedoch von einer
Vielzahl von Faktoren ab. Vor allem dann wenn das Auge stark durch
Störungen während der Operation selbst beeinträchtigt
ist, kann die Sicherheit über die Richtigkeit der Position
des angezeigten Musterringes 14 zurückgehen. Somit
ist es für den Chirurgen von großer Bedeutung
zu erfahren, wie zuverlässig die ihm angegebene Hilfsgröße 14 eigentlich
ist. Aus diesem Grund wird im Rahmen des hier dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens auch eine Größe abgeleitet, die eine
Aussage über die Zuverlässigkeit der aktuell ermittelten
Position sowie des Radius des Limbus 13 gibt. Das hier
verwendete Verfahren der Faltung mit einem Ringfilter 10 bietet
ein besonders einfach abzuleitendes Maß für diese
Zuverlässigkeit. Als solches Maß kann der absolute
Wert des Maximums der Filterantwort des am besten angepassten Ringfilters 10 verwendet
werden. Je höher der Wert der maximalen Filterantwort ist,
umso besser passen Ringfilter 10 und Limbus 11 überein
und umso sicherer kann man sein, dass die richtige Größe
ermittelt wurde. Diese Zuverlässigkeit der ermittelten
Position und damit auch die Verlässlichkeit des eingeblendeten
Musterringes 14 soll nun dem Chirurgen ebenfalls, am besten
direkt zusammen mit dem Musterring 14 angezeigt werden,
so dass dieser zusätzlich zu der angebotenen Hilfestellung
auch immer sofort einen Eindruck darüber gewinnen kann,
wie zuverlässig die Hilfsgröße 14 eigentlich
ist. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten,
von denen zwei in den 5a und 5b dargestellt
sind. In einer Ausführungsform wird das am LCD-Display 9 angezeigte Ringmuster 14 einfach
je nach Zuverlässigkeit modifiziert. Eine durchgezogene
Linie, wie sie in 5a zu sehen ist bedeutet, dass
das Verfahren sehr zuverlässig arbeitet und die Position
des Musterringes 14 sehr wahrscheinlich mit der tatsächlichen
Position des Limbus 13 übereinstimmt. Sobald das
Verfahren größere Probleme bei der Ermittlung
der Position des Limbus 13 hat, welche sich in einem absolut
niedrigeren Maximalwert der Filterantwort äußern,
wird der Musterring 14 ausgesetzt dargestellt, wie dies
am Beispiel der 5b zu sehen ist. Hier tritt
der Limbus 13 teilweise aus dem aufgenommenen Bildausschnitt heraus
und ist dadurch schwerer zu ermitteln. Durch diese verschiedenen
Darstellungsformen erhält der Chirurg nicht nur die Hilfestellung
sondern beim Betrachten dieses Musterrings 14 auch sogleich
einen Eindruck, inwieweit das Verfahren, welches zur Generierung
dieses Musterringes verwendet wurde, sicher bezüglich der
ermittelten Position und Größe des Limbus 13 und
damit der Position der angebotenen Hilfestellung 14 ist.
Letztlich muss nämlich immer der Chirurg selbst entscheiden,
wo er die Schnittposition ansetzt und kann sich nicht nur auf die
Hilfestellung verlassen. Die angebotene Information über
die Zuverlässigkeit der Hilfestellung 14 gibt
ihm allerdings eine zusätzliche Hilfe diese Entscheidung
zu fällen. Eine weitere Möglichkeit, die Zuverlässigkeit des
Verfahrens und damit die Sicherheit die dem Generieren des Musters 14 zugrunde
liegt, transparent zu machen, besteht darin, eine Angabe über
die Zuverlässigkeit als separate Information mit in das
vom Auge des Betrachters 6 zu betrachtende Bild einzublenden.
Dies kann z. B. wie in 5a und b gezeigt, in Form eines
Balkendiagramms 15 geschehen. Dieses wird wie in 5a zu
sehen ist länger, je sicherer das Verfahren arbeiten konnte,
je größer also die Wahrscheinlichkeit ist, dass
die vom Algorithmus bestimmte Position tatsächlich die
Position des Limbuszentrums und der ermittele Radius tatsächlich
der Radius des Limbus 13 ist. In 5b dagegen
ist der Balken extrem kurz, da wie bereits erläutert die
Zuverlässigkeit des Verfahrens deutlich sinkt, sobald der
Limbus 13 teilweise aus dem Bildausschnitt herauswandert.
Anhand einer derartigen Zuverlässigkeitsanzeige 14 oder 15,
welche am LCD-Display 9 mit erzeugt wird, gewinnt der Chirurg
eine wichtige Hilfestellung dafür zu entscheiden, inwieweit
er sich auf die Position der angebotenen Hilfestellung verlassen
kann.
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- 1
- Augen-Betrachungsystem
- 2
- Zu
behandelndes Auge
- 3
- Kamera
- 4
- Strahlteiler
- 5
- Operationsmikroskop
- 6
- Auge
des Behandelnden
- 7
- Computer
- 8
- Mustergenerator
- 9
- LCD-Display
- 10
- Ringfilter
- 11
- Äußerer
Ring
- 12
- Innerer
Ring
- 13
- Limbus
- 14
- Musterring
als Hilfestellung
- 15
- Balkendiagramm
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004055683
A1 [0005, 0007]
- - DE 10108797 A1 [0006, 0007]