DE102014210051A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers 7, mit folgenden Verfahrensschritten: Aufnahme eines stereoskopischen Bilds der Oberfläche des Körpers 7 mit einem Bildaufnahmegerät 6; und Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem durch das Bildaufnahmegerät festgelegten Koordinatensystem. Die Erfindung betrifft ferner Vorrichtungen zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers 7 in einem raumfesten Koordinatensystem und/oder einem körperfesten Koordinatensystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers in einem raumfesten und/oder einem körperfesten Koordinatensystem.
  • In vielen Anwendungen insbesondere in der Medizintechnik ist es erforderlich, zu verschiedenen Zeitpunkten und gegebenenfalls mit verschiedenen Geräten erfasste Datensätze desselben Körpers oder Körperteils abzugleichen beziehungsweise bezüglich ihrer räumlichen oder ebenen Orientierung in Übereinstimmung zu bringen. Dieser Vorgang ist auch unter dem Begriff „Registrierung” bekannt. Dabei werden in einem ersten Schritt mit einem ersten Gerät, beispielsweise einem Computer- oder Kernspintomographen oder allgemein einem bildgebenden Gerät, Daten eines Körpers oder eines Köperteils von einem Patienten erfasst und in einem ersten Datensatz abgelegt, der in einem durch das erste Gerät festgelegten Koordinatensystem definiert ist. Der erste Schritt wird in der Medizintechnik häufig vor einer eigentlichen Operation am Patienten durchgeführt. In einem zweiten, zeitlich nachfolgenden Schritt, der häufig während einer Operation durchgeführt wird, wird mit einem zweiten Gerät ein zweiter Datensatz desselben Körpers oder Körperteils in einem durch das zweite Gerät festgelegten Koordinatensystem ermittelt. Das zweite Gerät kann dabei mit dem ersten Gerät identisch sein oder sich funktional von dem ersten Gerät unterscheiden und insbesondere als Kamera oder OCT-(Optical Coherence Tomographie)Gerät ausgestaltet sein. Da sich die Lage des Körpers oder Körperteils relativ zum ersten Gerät während des ersten Schritts in der Regel von der Lage des Körpers oder Körperteils relativ zum zweiten Gerät während des zweiten Schritts unterscheidet, ist es häufig erforderlich, den im ersten Schritt gewonnenen Datensatz bezüglich seiner ebenen oder räumlichen Lage und Orientierung mit dem im zweiten Schritt gewonnenen Datensatz in Einklang zu bringen.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Registrierung Marker auf dem zu untersuchenden Körperteil aufzukleben, die während des ersten Schritts und des zweiten Schritts auf dem Patienten verbleiben. Die Lage der Marker im Raum wird durch ein geeignetes Kamerasystem während des ersten und des zweiten Schritts erfasst und mit dem ersten und dem zweiten Datensatz abgelegt. Aus einem Vergleich der ermittelten Markerlagen lässt sich eine Transformationsvorschrift ermitteln, anhand deren die Patienten-Datensätze in die gewünschten Koordinatensysteme umgerechnet werden können. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass Klebemarker verrutschen können und dass nur wenige diskrete Punkte erfasst werden, so dass nur eine geringe Datenbasis zur Ermittlung einer Transformationsvorschrift zur Verfügung steht. Ferner befindet sich das Kamerasystem in der Praxis häufig in ein bis zwei Meter Entfernung vom Operationssitus, wobei darauf zu achten ist, dass die direkte Verbindungslinie zwischen Markern und Kamera nicht unterbrochen ist. Dies führt zu Einschränkungen im Operationsablauf.
  • In einem bekannten, alternativen Verfahren werden Marker am Patienten fixiert, beispielsweise an einem Knochen festgeschraubt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass es einen invasiven Eingriff bedingt, der für den Patienten unangenehm ist.
  • Aus der EP 1142536 ist bekannt, die Oberfläche eines zu untersuchenden Körpers mit einem Handlaser zu scannen, wobei die Laserpunkte durch ein 3D-Kamerasystem erfasst werden. Aus der ermittelte Lage der Laserpunkte wird eine Topographie der Oberfläche errechnet, die mit einem präoperativ gewonnenen Datensatz abgeglichen wird. Alternativ ermöglicht ein von der Firma Brainlab unter dem Namen Softtouch vertriebenes Produkt eine Topographiebestimmung mit Hilfe eines Tastkopfes, der an die zu erfassende Oberfläche herangeführt wird und dessen Lage und Orientierung im Raum bei Berührung der Oberfläche wiederum durch ein Kamerasystem ermittelt wird. Nachteilig an diesen Verfahren ist der große Zeitaufwand zur Ermittlung der Topographie infolge des sequentiellen Abtastens der Oberfläche. Außerdem erfordern diese Verfahren ein Kamerasystem zur Ermittlung der Lage der Laserpunkte mit den damit verbundenen Einschränkungen im Operationsablauf.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers in einem raumfesten und/oder einem körperfesten Koordinatensystem bereitzustellen, welche die Nachteile der vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen überwindet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 13 und 14 gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst folgende Schritte: Aufnahme eines stereoskopischen Bilds der Oberfläche des Körpers mit einem Bildaufnahmegerät; und Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem. Unter einem stereoskopischen Bild sind dabei beispielsweise Aufnahmen zu verstehen, die mit Hilfe von zwei Kameras oder mit einer Kamera, die räumlich bewegt wird, oder mit einer 3D-Kamera im Laufzeitverfahren aufgenommen werden. Durch die Nutzung des stereoskopischen Bildes steht eine Vielzahl von Datenpunkten zur Verfügung, die mittels geeigneter Verfahren gleichzeitig zur Erzeugung des Topographie-Datensatzes verwendet werden können. Dadurch ist die erforderliche Zeit zur Ermittlung eines Topographie-Datensatzes verringert.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Position des Bildaufnahmegeräts in einem raumfesten und/oder einem körperfesten Koordinatensystem ermittelt. Der Begriff „körperfest” bezieht sich dabei auf den zu untersuchenden Körper. Dies erleichtert den Abgleich zwischen den im ersten und im zweiten Schritt ermittelten Daten insbesondere dann, wenn der Körper dazwischen oder während des zweiten Schritts bewegt wurde.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Generierung des Topographie-Datensatzes mindestens ein weiteres stereoskopisches Bild der Oberfläche des Körpers mit dem Bildaufnahmegerät aus einem Blickwinkel aufgenommen, der sich von dem Blickwinkel bei der Aufnahme des ersten stereoskopischen Bilds unterscheidet. Dadurch steht eine größere Anzahl von stereoskopischen Bildern und damit Datenpunkten zur Verfügung, die zur Erzeugung des Topographie-Datensatzes verwendet werden können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem bestimmt und der Topographie-Datensatz wird mit Hilfe der Transformationsvorschrift in das raumfeste beziehungsweise körperfeste Koordinatensystem transformiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird als Bildaufnahmegerät eine 3D-Kamera verwendet, die in einem Mikroskop, insbesondere in einem Operationsmikroskop, aufgenommen oder an einem solchen Mikroskop angebracht sein kann.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Ermittlung der Position des Bildaufnahmegeräts in dem raumfesten Koordinatensystem mit Hilfe eines raumfest angeordneten Navigationsgeräts, welcher zur Positionsbestimmung eines an dem Bildaufnahmegerät angeordneten Markers eingerichtet ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird mit dem Bildaufnahmegerät ein stereoskopisches Bild eines raumfest oder körperfest angeordneten Markers aufgenommen und das aus dem stereoskopischen Bild des raumfest oder körperfest angeordneten Markers die Position des Bildaufnahmegeräts in dem raumfesten Koordinatensystem oder dem körperfesten Koordinatensystem ermittelt wird. Dies erleichtert die Ermittlung der Position des Bildaufnahmegeräts relativ zum Körper oder zu dem umgebenden Raum, wobei auf zusätzliche Navigationsgeräte im Umfeld des Körpers verzichtet werden kann.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist der Körper relativ zu dem raumfest angeordneten Marker fixiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Topographie-Datensatz aus dem stereoskopischen Bild der Oberfläche des Körpers als dichte 3D-Rekonstruktion nach der Methode des optischen Flusses oder der Epipolargeometrie oder einer spärlich besetzten Oberflächendarstellung auf Basis von Knotenpunkten mit anschließender Optimierung einer Kostenfunktion erzeugt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Topographie-Datensatz als Tiefenkarte und/oder metrisch korrekte topographische Rekonstruktion, insbesondere als Mesh, Graustufenbild oder Punktewolke, erzeugt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Topographie-Datensatz durch Bearbeitung auf einem oder mehreren Computer mit paralleler Rechnerstruktur zumindest annähernd in Echtzeit generiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Topographie-Datensatz und/oder eine ermittelte Position eines raumfest angeordneten Markers über eine Schnittstelle zur Nutzung durch andere interne oder externe Applikationen bereitgestellt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers in einem raumfesten Koordinatensystem und/oder einem körperfesten Koordinatensystem umfasst ein stereoskopisches Bildaufnahmegerät, welches einen Marker aufweist und welches zur Aufnahme eines stereoskopischen Bilds in einem durch das Bildaufnahmegerät festgelegten Koordinatensystem ausgestaltet ist; ein Navigationsgerät, welches zur Ermittlung einer Position des Markers des Bildaufnahmegeräts in dem raumfesten Koordinatensystem und/oder dem körperfesten Koordinatensystem eingerichtet ist; und eine Steuereinheit, welche zur Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Bestimmung einer Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Transformation des Topographie-Datensatzes in das raumfeste Koordinatensystem beziehungsweise das körperfeste Koordinatensystem mit Hilfe der Transformationsvorschrift eingerichtet ist.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers in einem raumfesten Koordinatensystem oder einem körperfesten Koordinatensystem ein stereoskopisches Bildaufnahmegerät, welches einen Marker aufweist und welches zur Aufnahme eines stereoskopischen Bilds in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem ausgestaltet und zur Ermittlung einer Position bezüglich des raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise des körperfesten Koordinatensystem fixierten Markers eingerichtet ist; und eine Steuereinheit, welche zur Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Bestimmung einer Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Transformation des Topographie-Datensatzes in das raumfeste Koordinatensystem beziehungsweise das körperfeste Koordinatensystem mit Hilfe der Transformationsvorschrift eingerichtet ist.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Bildaufnahmegerät als Kamera, insbesondere als 3D-Kamera, ausgebildet.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Bildaufnahmegerät in einem Mikroskop, insbesondere in einem Operationsmikroskop integriert oder mit einem Mikroskop, insbesondere einem Operationsmikroskop, verbunden.
  • Die Erfindung wir nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
  • In der einzigen Figur ist ein Patient 1 auf einem Operationstisch 2 liegend dargestellt. Im Vorfeld der Operation wurden medizinische Daten des zu behandelnden Körperteils, in diesem Ausführungsbeispiel des Kopfs des Patienten, mit einem medizinischen Gerät, beispielsweise einem Computertomographen (CT) oder einem Kernspintomographen (MRI), in einem durch das medizinische Gerät festgelegten Koordinatensystem ermittelt. Die medizinischen Daten sind in einer Rechnereinheit 3 abgelegt.
  • Während der Operation sollen die in der Rechnereinheit abgelegten, präoperativ ermittelten Daten mit intraoperativ gewonnenen Daten bezüglich ihrer räumlichen Lage und Orientierung in Übereinstimmung gebracht werden. In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die intraoperativ gewonnenen Daten aus einem mit Hilfe eines Operationsmikroskops 4 aufgenommenen Livebild des Patienten, dem die präoperativ gewonnenen CT- oder MRI-Daten überlagert werden sollen. Das Operationsmikroskop 4 ist an einem in der Figur nicht gezeigten Stativ gehaltert. Das Livebild mit den überlagerten Daten kann entweder an einem Bildschirm dargestellt werden oder die präoperativ gewonnenen Daten werden in einem Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops 4 eingespiegelt, so dass Livebild und überlagerte Daten in einem Okular 5 des Operationsmikroskops 4 betrachtet werden können.
  • Zur Registrierung wird mit einem in dem Operationsmikroskop integrierten Bildaufnahmegerät in Form einer Stereokamera 6 ein stereoskopisches Bild von dem Kopf des Patienten aufgenommen, aus dem ein Topographie-Datensatz in einem durch die Stereokamera festgelegten Koordinatensystem generiert wird. Der Kopf 7 des Patienten ist dabei mittels eines stereotaktischen Rahmens oder einer anderen geeigneten Vorrichtung bezüglich des Operationstisches 2 fixiert. Gleichzeitig wird durch die Stereokamera 6 ein Navigationspunkt zum Beispiel in Form eines im Bild sichtbaren Markers 8 am stereotaktischen Rahmen oder am Operationstisch 2 erfasst, dessen Position relativ zum Untersuchungsort (dem Kopf des Patienten) fixiert ist. Die Bereitstellung eines fixen Navigationspunkts am stereotaktischen Rahmen oder am Operationstisch bietet den Vorteil einer erleichterten Navigation im späteren Operationsverlauf, wenn der Körper des Patienten beispielsweise durch Steriltücher abgedeckt ist.
  • Aus dem stereoskopischen Bild wird eine topographisch dichte Rekonstruktion der Szene ermittelt. Die Rekonstruktion erfolgt bevorzugt in Echtzeit durch Nutzung einer Parallelarchitektur in der Rechnereinheit 3 oder durch parallele Nutzung mehrerer Rechnereinheiten (Cluster). Die Rechnereinheit kann hierfür beispielsweise eine Mehrkern-CPU oder einen geeigneten Grafikprozessor (Graphics Processing Unit, GPU) umfassen oder als programmierbare Gatter-Anordnung (Field Programmable Gate Array, FPGA) aufgebaut sein.
  • Das Ergebnis der Rekonstruktion kann als Tiefenkarte und/oder metrisch korrekte topographische Rekonstruktion (Mesh, Graustufenbild, Punktwolke) zur Verfügung gestellt werden.
  • Die topographisch dichte Rekonstruktion wird anschließend mit einer aus den präoperativ ermittelten Daten erstellten Topographie der Oberfläche des Kopfes verglichen und in Übereinstimmung gebracht. Aus dem Vergleich kann eine Transformationsvorschrift zur Umrechnung der präoperativ ermittelten Daten in ein körperfestes oder raumfestes Koordinatensystem ermittelt werden, so dass nachfolgend die präoperativ ermittelten Daten in ein während der Operation aufgenommenes Livebild eingeblendet und bei Bewegungen des Patienten relativ zum Operationsmikroskop nachgeführt werden können.
  • Bevorzugt erfolgt eine automatische Detektion der 3D-Position des fixen Navigationspunkts relativ zur Topographie des zu untersuchenden Körperteils.
  • Über eine Schnittstelle können Topographie und 3D-Position des fixen Navigationspunkts weiteren internen und/oder externen Anwendungen zur Verfügung gestellt und/oder für den späteren Operationsverlauf gespeichert werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden größere Oberflächen und/oder Volumina des zu untersuchenden Körperteils erfasst, was auch vollautomatisiert erfolgen kann. Hierzu ist das Operationsmikroskop mit dem integrierten oder daran angeordneten Bildaufnahmegerät bevorzugt an einem robotischen Stativ, also einem Stativ mit antriebsunterstützten Bewegungsmöglichkeiten, gehaltert. Mit Hilfe der Antriebe werden mehrere Positionen angefahren, in denen stereoskopische Aufnahmen der Oberfläche des Körpers aufgenommen werden, die einander im Idealfall überlappen. Für jede Aufnahme erfolgt eine topographische Rekonstruktion der Oberfläche. Durch Zusammenfügen der Teilaufnahmen (sogenanntes „stitchen”) mittels Kombination der intrinsischen Positionsinformationen des Operationsmikroskops in einem raumfesten und/oder körperfesten Koordinatensystem (grobe Initialisierung) und der Bildinformationen aus den stereoskopischen Aufnahmen können die aus den Aufnahmen gewonnenen topographischen Daten zu einer größeren Oberfläche oder einem größeren Volumen zusammengefügt werden.
  • Wiederum ein weiteres Ausführungsbeispiel ermöglicht eine semiautomatische Erfassung größerer Oberflächen oder Volumina. Hierfür ist das Operationsmikroskop mit dem integrierten oder daran angeordneten Bildaufnahmegerät an einem Stativ mit Pivot-Funktionalität gehaltert. Unter einer Pivot-Funktionalität ist dabei eine Eignung des Stativs zur Drehung des Operationsmikroskops um einen feststehenden Punkt im Raum zu verstehen, wobei der feststehende Punkt immer in einem Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops liegt. Nach Aufnahme eines stereoskopischen Bilds wird das Mikroskop so ausgerichtet, dass eine weitere Aufnahme unter einem anderen Blickwinkel gemacht werden kann. Dieser Vorgang kann automatisiert erfolgen, indem nach Lösen der Bremsen das Operationsmikroskop automatisch in eine entsprechende Richtung verfahren wird. Sobald ein Abstand zu einer Zielposition einen Grenzwert unterschreitet, werden die Bremsen wieder aktiviert und es wird eine neue stereoskopische Aufnahme erstellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte gewünschte Fläche erfasst ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Bildaufnahmegerät mit einer Einzelkamera ausgestattet. Ohne Patientenbewegung und mit bekannter Positionsänderung des Bildaufnahmegeräts relativ zu dem Patienten kann auch ein sogenannter Structure-from-Motion Ansatz für die topographische Rekonstruktion gewählt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1142536 [0005]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers (7), mit folgenden Verfahrensschritten: – Aufnahme eines stereoskopischen Bilds der Oberfläche des Körpers (7) mit einem Bildaufnahmegerät (6); und – Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem durch das Bildaufnahmegerät festgelegten Koordinatensystem.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt eine Position des Bildaufnahmegeräts (6) in einem raumfesten und/oder einem körperfesten Koordinatensystem ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung des Topographie-Datensatzes mindestens ein weiteres stereoskopisches Bild der Oberfläche des Körpers (7) mit dem Bildaufnahmegerät (6) aus einem Blickwinkel aufgenommen wird, der sich von dem Blickwinkel bei der Aufnahme des ersten stereoskopischen Bilds unterscheidet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem bestimmt wird und dass der Topographie-Datensatz mit Hilfe der Transformationsvorschrift in das raumfeste beziehungsweise körperfeste Koordinatensystem transformiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bildaufnahmegerät (6) eine 3D-Kamera verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Position des Bildaufnahmegeräts (6) in dem raumfesten Koordinatensystem mit Hilfe eines raumfest angeordneten Navigationsgeräts erfolgt, welcher zur Positionsbestimmung eines an dem Bildaufnahmegerät angeordneten Markers eingerichtet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Bildaufnahmegerät (6) ein stereoskopisches Bild eines raumfest oder körperfest angeordneten Markers (8) aufgenommen wird, und dass aus dem stereoskopischen Bild des raumfest oder körperfest angeordneten Markers (8) die Position des Bildaufnahmegeräts in dem raumfesten Koordinatensystem oder dem körperfesten Koordinatensystem ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (7) relativ zu dem raumfest angeordneten Marker (8) fixiert ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Topographie-Datensatz aus dem stereoskopischen Bild der Oberfläche des Körpers (7) als dichte 3D-Rekonstruktion nach der Methode des optischen Flusses oder der Epipolargeometrie oder einer spärlich besetzten Oberflächendarstellung auf Basis von Knotenpunkten mit anschließender Optimierung einer Kostenfunktion erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Topographie-Datensatz als Tiefenkarte und/oder metrisch korrekte topographische Rekonstruktion, insbesondere als Mesh, Graustufenbild oder Punktewolke, erzeugt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Topographie-Datensatz durch Bearbeitung auf einem oder mehreren Computer (3) mit paralleler Rechnerstruktur zumindest annähernd in Echtzeit generiert wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Topographie-Datensatz und/oder eine ermittelte Position eines raumfest angeordneten Markers (8) über eine Schnittstelle zur Nutzung durch andere interne oder externe Applikationen bereitgestellt wird.
  13. Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers (7) in einem raumfesten Koordinatensystem und/oder einem körperfesten Koordinatensystem mit – einem stereoskopischen Bildaufnahmegerät (6), welches einen Marker aufweist und welches zur Aufnahme eines stereoskopischen Bilds in einem durch das Bildaufnahmegerät festgelegten Koordinatensystem ausgestaltet ist; – einem Navigationsgerät, welches zur Ermittlung einer Position des Markers des Bildaufnahmegeräts in dem raumfesten Koordinatensystem und/oder dem körperfesten Koordinatensystem eingerichtet ist; und – eine Steuereinheit, welche zur Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Bestimmung einer Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Transformation des Topographie-Datensatzes in das raumfeste Koordinatensystem beziehungsweise das körperfeste Koordinatensystem mit Hilfe der Transformationsvorschrift eingerichtet ist.
  14. Vorrichtung zur Bestimmung einer Oberflächentopographie eines Körpers (7) in einem raumfesten Koordinatensystem oder einem körperfesten Koordinatensystem mit – einem stereoskopischen Bildaufnahmegerät (6), welches einen Marker aufweist und welches zur Aufnahme eines stereoskopischen Bilds in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem ausgestaltet und zur Ermittlung einer Position bezüglich des raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise des körperfesten Koordinatensystem fixierten Markers eingerichtet ist; und – eine Steuereinheit, welche zur Generierung eines Topographie-Datensatzes aus dem stereoskopischen Bild in einem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Bestimmung einer Transformationsvorschrift zwischen dem raumfesten Koordinatensystem beziehungsweise dem körperfesten Koordinatensystem und dem mit dem Bildaufnahmegerät verbundenen Koordinatensystem und zur Transformation des Topographie-Datensatzes in das raumfeste Koordinatensystem beziehungsweise das körperfeste Koordinatensystem mit Hilfe der Transformationsvorschrift eingerichtet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufnahmegerät (6) als Kamera, insbesondere als 3D-Kamera, ausgebildet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufnahmegerät (6) in einem Mikroskop (4), insbesondere in einem Operationsmikroskop integriert ist oder mit einem Mikroskop, insbesondere einem Operationsmikroskop, verbunden ist.
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