DE102011007201A1

DE102011007201A1 - Verfahren und Anordnung zur Regelung einer medizinischen Operationsleuchte

Info

Publication number: DE102011007201A1
Application number: DE102011007201A
Authority: DE
Inventors: Bernd Keuenhof
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Die Erfindung gibt eine Anordnung zur automatischen Regelung eines Lichtfeldes mit einer medizinischen Operationsleuchte (1) und ein zugehöriges Verfahren an, wobei eine Videokamera (4) videooptische Bilder eines interessierenden Bereichs (11) erfasst, eine Auswerteeinheit (5) die videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung (12) in dem interessierenden Bereich (11) auswertet und eine Steuereinheit (6), die die Operationsleuchte (1) derart regelt, dass die Schattenbildung (12) minimal ist. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass eine manuelle Bedienung zur optimalen Ausrichtung, Fokussierung und Schattenbildung der Operationsleuchte (1) nicht mehr erforderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Regelung einer medizinischen Operationsleuchte, eine Anordnung zur automatischen Regelung eines Lichtfeldes mit einer medizinischen Operationsleuchte sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine Operationsleuchte, kurz auch als OP-Leuchte bezeichnet, ist eine Beleuchtungseinrichtung in einem Operationssaal und dient der Ausleuchtung einer zu operierenden Körperregion eines auf einem Operationstisch liegenden Patienten. Die Beleuchtung von zu operierenden Körperregionen ist in Normen standardisiert. Eine schattenfreie Ausleuchtung des Operationsgebietes kann durch das im Licht arbeitende Personal behindert werden. Die von diesem geworfenen Schatten können aber durch weitere Leuchtelemente ausgeglichen werden, weshalb moderne Operationsleuchten aus mehreren einzeln verstellbaren Leuchtmodulen bestehen.
Wegen des flachen Einfallwinkels des Lichtes wird für Operationsleuchten eine Leistung von 100.000 Lux gefordert, was der Stärke des Sonnenlichts entspricht. Um eine hohe Wärmeentwicklung zu vermeiden, werden neuerdings temperaturneutrale LED-Leuchtmittel eingesetzt, die variabel gesteuert werden können.
Aus der DE 20 2007 007 054 U1 ist eine Operationsleuchte bekannt, bei der mittels einer Steuereinrichtung die Farbtemperatur einstellbar ist. Die Leuchte umfasst auch eine Videokamera, mit deren Hilfe eine Operation aufgezeichnet werden kann. Die in der Leuchte eingestellte Farbtemperatur wird an die Kamera übertragen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung einer medizinischen Operationsleuchte anzugeben, durch die eine Ausleuchtung eines interessierenden Bereichs verbessert und ein Schattenwurf durch Personen vermieden wird.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem Verfahren zur automatischen Regelung einer medizinischen Operationsleuchte, der Anordnung zur automatischen Regelung eines Lichtfeldes mit einer medizinischen Operationsleuchte und dem Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zur automatischen Regelung einer medizinischen Operationsleuchte, wobei videooptisch Bilder eines interessierenden Bereichs erfasst werden, die videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung in dem interessierenden Bereich ausgewertet werden und die Operationsleuchte derart geregelt wird, dass die Schattenbildung minimal ist. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass eine manuelle Bedienung zur optimalen Ausrichtung, Fokussierung und Schattenbildung der Operationsleuchte nicht mehr erforderlich ist. Die automatische Anpassung ermöglicht eine aktuell optimale Ausleuchtung abhängig von den jeweiligen Umgebungsbedingungen.
In einer Weiterbildung kann der Schatten durch ein medizinisches Personal, das sich im Lichtkegel der Operationsleuchte aufhält, gebildet werden und der interessierende Bereich kann zu einem Patienten gehören.
In einer weiteren Ausführungsform kann der interessierende Bereich anhand von vorgebbaren Merkmalen erfasst werden. Bevorzugt können die Merkmale Operationstuch, Operationsbesteck, offene Wunde und/oder Farbe umfassen.
Des Weiteren kann die Regelung der Operationsleuchte eine Bewegung der Operationsleuchte oder Teilen der Operationsleuchte, wie beispielsweise von Leuchtemodulen, umfassen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann die Regelung der Operationsleuchte eine Helligkeitsregelung mindestens eines Leuchtmittels der Operationsleuchte umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Regelung der Operationsleuchte eine Fokusänderung mindestens eines Leuchtmittels der Operationsleuchte umfassen.
Die Erfindung beansprucht auch eine Anordnung zur automatischen Regelung eines Lichtfeldes mit einer medizinischen Operationsleuchte. Die Anordnung umfasst eine Videokamera, die videooptische Bilder eines interessierenden Bereichs erfasst, eine Auswerteeinheit, die die videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung in dem interessierenden Bereich auswertet, und eine Steuereinheit, die die Operationsleuchte derart regelt, dass die Schattenbildung minimal ist.
In einer Weiterbildung der Anordnung kann die Schattenbildung durch ein medizinisches Personal verursacht sein und der interessierende Bereich kann zu einem Patienten gehören.
In einer weiteren Ausführungsform kann der interessierende Bereich anhand von vorgebbaren Merkmalen erfassbar sein, wobei die Merkmale ein Operationstuch, ein Operationsbesteck, eine offene Wunde und/oder Farbe umfassen können.
Des Weiteren kann die Anordnung eine durch die Steuereinheit geregelte Antriebseinheit aufweisen, die die Operationsleuchte oder Module der Operationsleuchte so bewegt, dass die Schattenbildung minimal wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Anordnung mehrere Leuchtmittel der Operationsleuchte und eine Helligkeitsregeleinheit umfassen, die die Helligkeit der Leuchtmittel derart regelt, dass die Schattenbildung minimal ist.
Bevorzugt kann die Anordnung eine Fokusänderungseinheit umfassen, die den Fokus der Leuchtmittel derart ändert, dass die Schattenbildung minimal ist.
Außerdem kann das Leuchtmittel eine LED sein.
Die Erfindung beansprucht auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, wenn das Computerprogramm in einer Steuereinheit ausgeführt wird.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen:
1: eine Operationsleuchte mit Kamera gemäß Stand der Technik,
2: ein Blockschaltbild einer Regelung einer Operationsleuchte und
3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regelung einer Operationsleuchte.
1 zeigt eine medizinische Operationsleuchte 1 bestehend aus einer Vielzahl von Leuchtenmodulen 2. In den Leuchtemodulen 2 sind jeweils mehrere Leuchtmittel 3, beispielweise LED, angeordnet. Die Leuchtmittel 3 verursachen ein Leuchtfeld und beleuchten einen Patienten 10 und sollen einen interessierenden Bereich 11 ausleuchten. Der Bereich 11 wird auch „Region of Interest (ROI)” bezeichnet. Durch im Strahlengang der Operationsleuchte 1 befindliche Personen 13, beispielsweise dem medizinischen Personal, kann es im interessierenden Bereich 11 zu einer Schattenbildung 12 kommen.
Um die Schattenbildung 12 zu minimieren, wird die Operationsleuchte automatisch bewegt, d. h. in eine andere Position gebracht. Zusätzlich oder optional können aber lediglich einzelne Leuchtenmodule 2 oder Leuchtmittel 3 ihre Helligkeit oder ihren Fokus ändern. Zu videooptischen Erfassung des interessierenden Bereichs 11 wird eine Videokamera 4 verwendet, die im Zentrum der Operationsleuchte 1 angeordnet ist. Alternativ kann die Videokamera 4 auch auf einem separaten Stativ befestigt sein. Die videotechnisch erfassten Bilder werden bezüglich einer Schattenbildung 12 ausgewertet und die Operationsleuchte 1 in ihrer Position, Ausrichtung oder Helligkeit entsprechend geregelt, so dass die Schattenbildung minimiert wird.
2 zeigt ein zu 1 passendes Blockschaltbild. Eine Operationsleuchte 1 mit einer Videokamera 4 ist mit einer Auswerteeinheit 5 verbunden, die die Videobilder bezüglich der Schattenbildung 12 in dem interessierenden Bereich 11 auswertet. Zu Definition des interessierenden Bereichs 11 können vorgebbare Merkmale, wie Operationstücher, ein Operationsbesteck, offene Wunden oder Farben, verwendet und videotechnisch ausgewertet werden. Die Auswerteeinheit 5 ist mit einer Steuereinheit 6 verbunden, die wiederum mit einer Antriebseinheit 7, einer Helligkeitsregeleinheit 8 und einer Fokusänderungseinheit 9 verbunden ist. Die Antriebseinheit 7 kann die Operationsleuchte 1 als Ganzes oder einzelne Module 2 der Leuchte 1 aus 1 bewegen. Die Helligkeitsregeleinheit 8 ändert die Helligkeit der Leuchtmittel 3 und die Fokusänderungseinheit 9 kann den Fokus der Leuchtmittel 3 aus 1 verändern. Die Maßnahmen einzeln oder im Bündel können die Schattenbildung 12 reduzieren oder komplett unterdrücken. Die Bildauswertung kann mit üblicher Bildverarbeitungssoftware erfolgen.
3 zeigt ein Ablausdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung einer Operationsleuchte. Im Schritt 100 werden mittels einer Videokamera Bilder eines interessierenden Bereichs 11 eines Patienten erfasst. Der interessierende Bereich kann aufgrund von Merkmalen M, wie Operationstüchern, einem Operationsbesteck, offenen Wunden oder Farben erkannt werden. Er kann aber auch über Lagekoordinaten definiert werden. Im Schritt 101 werden die videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung 12 in dem interessierenden Bereich 11 ausgewertet. Dies kann beispielweise durch eine Helligkeitsauswertung erfolgen. Aufgrund der ermittelten Schattenbildung 12 wird im Schritt 102 die Operationsleuchte derart geregelt, dass die Schattenbildung 12 in dem interessierenden Bereich 11 minimiert wird. Im einfachsten Fall reichte es aus, die Operationsleuchte zu verschieben oder einzelne Leuchtmittel aus- bzw. anzuschalten.
Bezugszeichenliste

1: Operationsleuchte
2: Leuchtenmodul
3: Leuchtmittel/LED
4: Videokamera
5: Auswerteeinheit
6: Steuereinheit
7: Antriebseinheit
8: Helligkeitsregeleinheit
9: Fokusänderungseinheit
10: Patient
11: Interessierender Bereich
12: Schattenbildung
13: Medizinisches Personal
100: videooptische Bilderfassung
101: Auswertung der videooptisch erfassten Bilder
102: Regelung der Operationsleuchte
M: Merkmal des interessierenden Bereichs 11

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007007054 U1 [0004]

Claims

Verfahren zur automatischen Regelung einer medizinischen Operationsleuchte (1), gekennzeichnet durch: – eine videooptische Bilderfassung (100) eines interessierenden Bereichs (11), – eine Auswertung (101) der videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung (12) in dem interessierenden Bereich (11), – eine Regelung (102) der Operationsleuchte (1) derart, dass die Schattenbildung (12) minimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schatten (12) durch ein medizinisches Personal (13) gebildet wird und der interessierende Bereich (11) zu einem Patienten (10) gehört.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der interessierende Bereich (11) anhand von vorgebbaren Merkmalen (M) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale (M) Operationstuch, Operationsbesteck, offene Wunde und/oder Farbe umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Operationsleuchte (1) eine Bewegung der Operationsleuchte (1) oder Teilen der Operationsleuchte (1) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Operationsleuchte (1) eine Helligkeitsregelung mindestens eines Leuchtmittels (3) der Operationsleuchte (1) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Operationsleuchte 81) eine Fokusänderung mindestens eines Leuchtmittels (3) der Operationsleuchte (1) umfasst.
Anordnung zur automatischen Regelung eines Lichtfeldes mit einer medizinischen Operationsleuchte (1), gekennzeichnet durch: – eine Videokamera (4), die videooptische Bilder eines interessierenden Bereichs (11) erfasst, – eine Auswerteeinheit (5), die die videooptisch erfassten Bilder in Hinblick auf eine Schattenbildung (12) in dem interessierenden Bereich (11) auswertet, und – eine Steuereinheit (6), die die Operationsleuchte (1) derart regelt, dass die Schattenbildung (12) minimal ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schattenbildung (12) durch ein medizinisches Personal (13) verursacht ist und der interessierende Bereich (11) zu einem Patienten (10) gehört.
Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der interessierende Bereich (11) anhand von vorgebbaren Merkmalen (M) erfassbar ist.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale (M) Operationstuch, Operationsbesteck, offene Wunde und/oder Farbe umfassen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch: – einen durch die Steuereinheit (6) geregelte Antriebseinheit (7), die die Operationsleuchte (1) oder Leuchtmodule (2) der Operationsleuchte (1) derart bewegt, dass die Schattenbildung (11) minimal ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch: – Leuchtmittel (3) der Operationsleuchte (1) und – eine Helligkeitsregeleinheit (8), die die Helligkeit der Leuchtmittel (3) derart regelt, dass die Schattenbildung (11) minimal ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch: – eine Fokusänderungseinheit (9), die den Fokus der Leuchtmittel (3) derart ändert, dass die Schattenbildung (11) minimal ist.
Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (3) eine LED ist.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist, wenn das Computerprogramm in einer Steuereinheit ausgeführt wird.