DE102017110103A1

DE102017110103A1 - Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereichs eines Objektes

Info

Publication number: DE102017110103A1
Application number: DE102017110103.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hauger; Alois Regensburger
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15
Also published as: US20180332270A1; US11533465B2

Abstract

Es wird ein Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereiches eines Objektes, mit einer Messeinrichtung (6), die einen Abstand eines chirurgischen Instrumentes (9) im Zielbereich (10) zu einer vorbestimmten Struktur (11) im Zielbereich (10) ermittelt, und die eine erste Ansicht des Zielbereiches (10) sowie eine zweite Ansicht mit dem chirurgischen Instrument (9) und der vorbestimmten Struktur (11) quer zur ersten Ansicht erzeugt, einer Anzeigeeinheit (7) zum Darstellen der Ansichten und einer Steuereinheit (8) bereitgestellt, wobei die Steuereinheit (8), die die Anzeigeeinheit (7) so ansteuert, dass sie in einem ersten Anzeigemodus ist, wenn der ermittelte Abstand größer ist als ein vorbestimmter erster Grenzwert, und dass sie vom ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von größer als einem vorbestimmten zweiten Grenzwert, der kleiner als oder gleich zum vorbestimmten ersten Grenzwert ist, zu kleiner als dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ändert, wobei im ersten Anzeigemodus von beiden Ansichten mindestens die erste Ansicht dargestellt wird und im zweiten Anzeigemodus, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht nicht dargestellt wird, die zweite Ansicht dargestellt wird, oder, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht dargestellt wird, die zweite Ansicht optisch hervorgehoben im Vergleich zum ersten Anzeigemodus dargestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereichs eines Objektes und kann zum Beispiel als Stereooperationsmikroskop ausgebildet sein.
Solche Stereooperationsmikroskope werden zum Beispiel in der Augenchirurgie für Eingriffe an der Vorder- und/oder Hinterkammer des Auges eingesetzt. Mittels des Stereooperationsmikroskops erhält der Benutzer bzw. Operateur während einer Operation eine stereoskopische Draufsicht des Zielbereichs, in dem die Operation durchzuführen ist, sodass sich der Operateur gut orientieren kann. Bei einer solchen Operation ist es wünschenswert, wenn der Operateur den Abstand des chirurgischen Instruments, das er verwendet, zu einer vorbestimmten Struktur im Zielbereich visuell gut erfassen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereichs eines Objekts bereitzustellen, mit dem eine gute Visualisierung eines Abstands eines chirurgischen Instrumentes im Zielbereich zu einer vorbestimmten Struktur im Zielbereich realisiert werden kann.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereichs eines Objekts kann eine Messeinrichtung, die einen Abstand eines chirurgischen Instruments im Zielbereich zu einer vorbestimmen Struktur im Zielbereich ermittelt, und die eine erste Ansicht des Zielbereichs sowie eine zweite Ansicht mit dem chirurgischen Instrument und der vorbestimmen Struktur erzeugt, wobei die zweite Ansicht quer zur ersten Ansicht verläuft bzw. wobei die zweite Ansicht nicht parallel zur ersten Ansicht liegt, aufweisen. Des Weiteren kann das Visualisierungssystem eine Anzeigeeinheit zum Darstellen der Ansichten und eine Steuereinheit umfassen, wobei die Steuereinheit die Anzeigeeinheit so ansteuert, dass sie in einem ersten Anzeigemodus ist, wenn der ermittelte Abstand größer als ein vorbestimmter erster Grenzwert ist, und dass sie vom ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von größer als einem vorbestimmten zweiten Grenzwert, der kleiner als oder gleich zum vorbestimmten ersten Grenzwert ist, zu kleiner als dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ändert. Im ersten Anzeigemodus wird von den Ansichten mindestens die erste Ansicht dargestellt und im zweiten Anzeigemodus wird, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht nicht dargestellt wird, die zweite Ansicht dargestellt, oder wird, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht dargestellt wird, die zweite Ansicht optisch hervorgehoben im Vergleich zum ersten Anzeigemodus dargestellt.
Mit dem erfindungsgemäßen Visualisierungssystem findet somit eine automatische Umschaltung von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus statt, wenn der vorbestimmte zweite Grenzwert unterschritten wird. Damit kann im ersten Anzeigemodus die erste Ansicht, die beispielsweise eine Draufsicht des Zielbereichs ist, dargestellt werden und kann im zweiten Anzeigemodus dann die zweite Ansicht so dargestellt werden, dass der Benutzer bzw. Operateur gut den Abstand zwischen seinem chirurgischen Instrument und der vorbestimmten Struktur visuell wahrnehmen kann. Die zweite Ansicht kann eine Seitenansicht oder eine Schnittansicht sein. Mit dem erfindungsgemäßen Visualisierungssystem kann dem Operateur somit eine gute Übersicht über den Zielbereich anhand der ersten Ansicht im ersten Anzeigemodus bereitgestellt werden, so dass sich der Operateur gut orientieren kann. Sobald der Operateur mit seinem chirurgischen Instrument nahe an der vorbestimmten Struktur ist, wird in den zweiten Anzeigemodus geschaltet, in dem dem Operateur visuell der Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument und der vorbestimmten Struktur dargestellt wird. Natürlich kann im zweiten Anzeigemodus noch zusätzlich die erste Ansicht dargestellt werden. Es ist aber auch möglich, dass im zweiten Anzeigemodus die erste Ansicht nicht dargestellt wird.
Unter dem optisch hervorgehobenen Darstellen der zweiten Ansicht im zweiten Anzeigemodus wird insbesondere verstanden, dass die zweite Ansicht größer und/oder heller als im ersten Anzeigemodus und/oder an einer anderen Position (z. B. mittiger) auf der Anzeigeeinheit als im ersten Anzeigemodus dargestellt wird. Ferner kann zusätzlich oder alternativ die Farbe bei der Darstellung geändert werden.
Die Anzeigeeinheit kann die erste Ansicht stereoskopisch darstellen. Ferner kann die Anzeigeeinheit die zweite Ansicht stereoskopisch darstellen. Die erste Ansicht kann insbesondere eine Draufsicht auf den Zielbereich sein. Die zweite Ansicht kann eine Seitenansicht oder Schnittansicht sein. Die erste und zweite Ansicht können Darstellungen des Zielbereichs sein, die aufeinander senkrecht stehen oder einen Winkel einschließen, der im Bereich von 45° bis 90° liegt.
Die Steuereinheit kann die Anzeigeeinheit so ansteuern, dass sie vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von kleiner als dem vorbestimmten ersten Grenzwert zu größer als dem vorbestimmten ersten Grenzwert ändert. Wenn der vorbestimmte erste Grenzwert größer ist als der vorbestimmte zweite Grenzwert, liegt somit eine Hysterese vor, die ein Hin- und Herschalten bei kleinen Änderungen im Bereich des vorbestimmten ersten Grenzwertes oder des vorbestimmten zweiten Grenzwertes verhindert.
Ferner kann die Steuereinheit die Anzeigeeinheit so ansteuern, dass vor einem erneuten Umschalten vom ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Umschalten vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus vergangen sein muss. Auch dadurch wird eine Hysterese erzeugt, die ein Hin- und Herschalten verhindert.
Die Messeinrichtung kann ein Mikroskop aufweisen, das mittels optischer Abbildung die erste Ansicht erzeugt. Das Mikroskop kann als Stereomikroskop und/oder als Operationsmikroskop ausgebildet sein.
Die Messeinrichtung kann eine optische Kohärenz-Tomographie-(OCT)-Einrichtung aufweisen, die den gesamten Zielbereich abdeckende OCT-Messdaten erzeugt. Die OCT-Messdaten können insbesondere zur Erzeugung der zweiten Ansicht verwendet werden. Sie können jedoch auch zusätzlich oder alternativ zur Erzeugung der ersten Ansicht verwendet werden.
Ferner kann die Messeinrichtung ein Mikroskop aufweisen, dessen Messdaten für die Erzeugung der ersten Ansicht und/oder der zweiten Ansicht verwendet werden. Insbesondere können die Messdaten des Mikroskops und die Messdaten der OCT-Einrichtung zusammen zur Erzeugung der ersten Ansicht und/oder der zweiten Ansicht verwendet werden.
Ferner kann die Messeinrichtung eine Abstandsmesseinheit aufweisen, die den Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument und der vorbestimmen Struktur im Zielbereich (bevorzugt laufend) misst.
Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise als Einblick des Mikroskops ausgebildet sein. Die zweite Ansicht kann beispielsweise in den Einblick eingespiegelt werden. Ferner kann die Anzeigeeinheit als Monitor oder Bildschirm oder als eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare Anzeigevorrichtung (Head-Mounted-Display-Vorrichtung = HMD-Vorrichtung) ausgebildet sein. Der Monitor oder Bildschirm sowie die HMD-Vorrichtung können die Ansichten als zweidimensionale Ansichten oder als dreidimensionale Ansichten darbieten. Beispielsweise kann die erste Ansicht dreidimensional und die zweite Ansicht zwei- oder dreidimensional dargestellt werden.
Die OCT-Einrichtung kann aus allen bekannten OCT-Technologien aufgebaut sein. Die OCT-Einrichtung kann ein Time-Domain-OCT-System, ein Frequency-Domain-OCT-System, ein Spectral-Domain-OCT-System und/oder ein Swept-Source-OCT-System sein.
Die OCT-Einrichtung und das Mikroskop können zumindest zum Teil gleiche optische Elemente benutzen.
Ferner wird ein Visualisierungsverfahren zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereichs eines Objektes für ein Visualisierungssystem bereitgestellt, das eine Messeinrichtung, die einen Abstand eines chirurgischen Instruments im Zielbereich zu einer vorbestimmten Struktur im Zielbereich ermittelt, und die eine erste Ansicht des Zielbereichs sowie eine zweite Ansicht mit dem chirurgischen Instrument und der vorbestimmten Struktur erzeugt, wobei die zweite Ansicht quer zur ersten Ansicht liegt bzw. sich nicht parallel zur ersten Ansicht erstreckt, und eine Anzeigeeinheit zum Darstellen der Ansichten aufweist. Die Anzeigeeinheit wird so angesteuert, dass sie in einem ersten Anzeigemodus ist, wenn der ermittelte Abstand größer als ein vorbestimmter erster Grenzwert ist, und dass sie vom ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von größer als einem vorbestimmten zweiten Grenzwert, der kleiner als oder gleich zum vorbestimmten ersten Grenzwert ist, zu kleiner als dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ändert, wobei im ersten Anzeigemodus von beiden Ansichten mindestens die erste Ansicht dargestellt wird und im zweiten Anzeigemodus, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht nicht dargestellt wird, die zweite Ansicht dargestellt wird, oder, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht dargestellt wird, die zweite Ansicht optisch hervorgehoben im Vergleich zum ersten Anzeigemodus dargestellt wird.
Das erfindungsgemäße Visualisierungsverfahren kann die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Visualisierungssystem beschriebenen Verfahrensschritte aufweisen. In gleicher Weise kann das erfindungsgemäße Visualisierungssystem Elemente oder Komponenten aufweisen, um die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Visualisierungsverfahren beschriebenen Schritte durchzuführen.
Ferner wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, dass Softwarecode aufweist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Visualisierungsverfahrens auszuführen, wenn das Produkt ausgeführt wird (insbesondere auf einem Steuergerät oder einer Steuereinheit eines Visualisierungssystems mit der Messeinrichtung und der Anzeigeeinheit).
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Visualisierungssystems;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Darstellung auf der Anzeigeeinheit 7 im ersten Anzeigemodus;
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Darstellung auf der Anzeigeeinheit 7 in einem zweiten Anzeigemodus;
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Darstellung auf der Anzeigeeinheit 7 im ersten Anzeigemodus, und
5 eine schematische Darstellung zu Erläuterung der Darstellung auf der Anzeigeeinheit 7 im zweiten Anzeigemodus.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Visualisierungssystems 1 zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereiches eines Objektes 2 (hier z.B. ein menschliches Auge) gezeigt. Das Visualisierungssystem 1 umfasst ein Mikroskop 3 (z.B. ein Operationsmikroskop 3), eine optische Kohärenz-Tomographie-(OCT)-Einrichtung 4 und eine Abstandsmesseinheit 5. Das Mikroskop 3, die OCT-Einrichtung 4 und die Abstandsmesseinheit 5 bilden zusammen eine Messeinrichtung 6 des Visualisierungssystems 1.
Ferner umfasst das Visualisierungssystem 1 eine Anzeigeeinheit 7, sowie eine Steuereinheit 8. Die Anzeigeeinheit 7 kann z.B. ein Binokulareinblick des Mikroskops 3, ein Monitor oder eine auf den Kopf aufsetzbare Anzeigevorrichtung (die auch als HMD-Vorrichtung: Head-Mounted-Display-Vorrichtung bezeichnet werden kann) sein. Die Anzeigeeinheit 7 kann eine zweidimensionale Bilddarstellung oder bevorzugt eine dreidimensionale Bilddarstellung oder ein stereoskopische Bilddarstellung bereitstellen.
Das Visualisierungssystem 1 kann z.B. im Bereich der Augenchirurgie (z.B. für Eingriffe an der Vorder- und/oder Hinterkammer des Auges) eingesetzt werden. Häufige Eingriffe an der Vorderkammer sind z.B. Katarakt- und Glaukombehandlungen. An der Retina werden häufig Membranpeeling und Makulaloch-Eingriffe durchgeführt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird von einer Kataraktbehandlung ausgegangen, wobei noch schematisch ein chirurgisches Instrument 9, das z.B. ein Sauger, eine Pinzette, ein Bipolar, etc. sein kann, eingezeichnet ist.
Da die Messeinrichtung 6 das Mikroskop 3 und die OCT-Einrichtung 4 umfasst, kann die Messeinrichtung 6 Mikroskopbilddaten und OCT-Bilddaten bereitstellen. Bei den Mikroskopbilddaten wird das Objekt 2 von vorne in einer Draufsicht (also quasi in der x-y-Ebene) betrachtet. Bevorzugt ist das Mikroskop 3 als Stereomikroskop ausgebildet, so dass eine stereoskopische Draufsicht vorliegt. Bei den OCT-Bilddaten können Volumendaten des gesamten dreidimensionalen Zielbereiches 10, in dem auch die zu ersetzende Linse 11 liegt, erzeugt werden. Basierend auf den digital vorliegenden OCT-Bilddaten ist die Erzeugung einer Draufsicht (in der x-y-Ebene), einer seitlichen Ansicht bzw. eines Schnittbildes (jeweils z.B. in der x-z-Ebene) möglich. Eine Draufsicht des Zielbereiches 10 bietet den Vorteil eines Überblickbildes, während eine seitliche Ansicht oder eine Schnittansicht die Tiefeninformation und den Abstand des chirurgischen Instrumentes 9 zur Linse 10 besser visualisieren und z. B. eine Fortschrittskontrolle während der Operation ermöglichen kann.
Das erfindungsgemäße Visualisierungssystem 1 ist so ausgebildet, dass eine automatische Umschaltung zwischen einer dargestellten Draufsicht (erste Ansicht) und einer dargestellten seitlichen Ansicht oder dargestellten Schnittansicht (zweite Ansicht) durchgeführt wird. Dazu wertet die Steuereinheit 8 den mittels der Abstandsmesseinheit 5 gemessenen Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument 9 und der Linse 11 laufend aus. Solange der gemessene Abstand größer ist als ein vorbestimmter Umschaltwert, steuert die Steuereinheit 8 die Anzeigeeinheit 7 so an, dass die Draufsicht D (erste Ansicht) des Zielbereiches 10 dargestellt wird, wie schematisch in 2 gezeigt ist. Dabei kann es sich z.B. um die stereoskopische Draufsicht D des Mikroskops 3 handeln. Die Anzeigeeinheit 7 befindet sich in einem ersten Anzeigemodus. Wenn während der Operation der Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument 9 und der Linse 10 den vorbestimmen Umschaltwert unterschreitet, schaltet die Steuereinheit 8 die Anzeigeeinheit 7 von ihrem ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus, in dem nicht mehr die Draufsicht D, sondern basierend auf den Bilddaten der OCT-Einrichtung 4 nur eine Seitenansicht S oder nur eine Schnittansicht S auf der Anzeigeeinheit 7 dargestellt wird (3). Dadurch kann der Benutzer bzw. Operateur visuell sehr gut sehen, wie weit er mit seinem chirurgischen Instrument 9 noch von der Linse 11 entfernt ist. Dem Benutzer wird quasi eine y-z-Ansicht angezeigt. Da die Umschaltung von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus basierend auf dem gemessenen Abstand automatisch durchgeführt wird, liegt eine ausgezeichnete Visualisierung für den Benutzer vor, was zu sehr guten Operationsergebnissen beiträgt.
Wenn sich im Laufe der Operation der Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument 9 und der Linse 11 so ändert, dass er wieder größer wird als der vorbestimmte Umschaltwert, steuert die Steuereinheit 8 die Anzeigeeinheit 7 so an, dass sie wieder in den ersten Anzeigemodus geschaltet wird, in dem nur das Übersichtsbild D (bzw. Draufsicht D) dargestellt wird.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit 8 so ausgebildet, dass eine gewisse Hysterese bei der Umschaltung vorliegt, um ein ständiges Hin- und Herschalten zwischen dem ersten und zweiten Anzeigemodus bei sehr kleinen Abstandsänderungen zu vermeiden. Dazu kann z.B. der Abstandswert zum Umschalten vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus so gewählt werden, dass er nicht dem vorbestimmten Umschaltwert entspricht, sondern einem vorbestimmten ersten Grenzwert, der größer ist als der vorbestimmte Umschaltwert, der auch als vorbestimmter zweiter Grenzwert bezeichnet werden kann. So kann z.B. eine Umschaltung von der Draufsicht (erster Anzeigemodus) zur Seitenansicht (zweiter Anzeigemodus) beim Erreichen eines Abstands von z. B. 200 µm (zweiter Grenzwert) ausgehend von größeren Abstandwerten durchgeführt werden. Ein Zurückschalten in den ersten Anzeigemodus und somit ein Umschalten von der Seitenansicht zur Draufsicht kann erst wieder beim Erreichen eines Abstandes von z. B. 350 µm (erster Grenzwert) durchgeführt werden. Ferner kann zusätzlich oder alternativ nach einem Umschalten vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus ein erneutes Umschalten in den zweiten Anzeigemodus erst dann durchgeführt werden, wenn eine vorbestimmte Mindestzeitdauer vergangen ist. Dabei kann es sich z.B. um eine Zeitdauer von 1, 2, 3, 4, 5 Sekunden handeln. Erst nach Ablauf der vorbestimmten Mindestzeitdauer wird ein Umschalten in den zweiten Anzeigemodus durchgeführt, wenn der gemessene Abstand zwischen dem chirurgischen Instrument S und der Linse 11 den zweiten Grenzwert erreicht oder unterschreitet.
Typische Werte für den ersten und zweiten Grenzwert oder den Umschaltwert (insbesondere in der Augenchirurgie) können im Bereich von z.B. 100 µm bis 500 µm liegen.
Das Mikroskop 3 kann als analoges Mikroskop oder als digitales Mikroskop aufgebaut sein. Bei einem analogen Aufbau liegt ein optischer Einblick vor und liegen somit analoge Bilddaten für die Draufsicht vor. Der optische Einblick kann so ausgebildet sein, dass die Bilddaten für den zweiten Anzeigemodus eingespiegelt werden. Die Einspiegelung kann so durchgeführt werden, dass nur die eingespiegelten Bilddaten sichtbar sind. Alternativ ist es möglich, dass die eingespiegelten Bilddaten zusätzlich sichtbar sind.
Bei einem digitalen Aufbau des Operationsmikroskops liegen digitale Bilddaten vor, die in geeigneter Weise dargestellt werden können.
Die Draufsicht D im ersten Anzeigemodus kann auf den Bilddaten des Mikroskops 3 und/oder den OCT-Bilddaten beruhen. Wenn sowohl Bilddaten des Mikroskops 3 als auch der OCT-Einrichtung 4 verwendet werden, können diese überlagert und/oder vermischt werden.
In gleicher Weise können die Bilddaten für die Seitenansicht oder Schnittansicht im zweiten Anzeigemodus auf den Bilddaten des Mikroskops 3 und/oder den Bilddaten der OCT-Einrichtung 4 beruhen. Wenn Bilddaten des Mikroskops 3 und der OCT-Einrichtung 4 verwendet werden, können diese überlagert und/oder vermischt sein. Die Bilddaten des Mikroskops 3 können für die Seitenansicht berechnet und auf Basis einer Topographie dargestellt sein.
Die Seitenansicht kann z. B. eine perspektivische Volumendarstellung, eine dreidimensionale Darstellung oder eine zweidimensionale Darstellung sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Draufsicht D und die Seitenansicht S (bzw. Schnittansicht S) sowohl im ersten Anzeigemodus als auch im zweiten Anzeigemodus der Anzeigeneinheit 7 dargestellt. Jedoch wird im zweiten Anzeigemodus die Seitenansicht S (bzw. Schnittansicht S) optisch hervorgehoben dargestellt im Vergleich zur Seitenansicht im ersten Anzeigemodus. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Größe der Darstellung der Seitenansicht S (bzw. Schnittansicht S) im zweiten Anzeigemodus (5) größer ist als im ersten Anzeigemodus (4). Natürlich ist auch eine Darstellung möglich, bei der zumindest eine teilweise Überlappung von Seitenansicht S (bzw. Schnittansicht S) und Draufsicht vorliegt.
Die Abstandsmesseinheit kann video-, laser- und/oder OCT-basiert auslegt sein. Ferner ist es möglich, die Abstandsmesseinheit 5 über ein intraoperatives Navigationssystem oder Trackingsystem zu realisieren, wie es z.B. bei neurochirurgischen Anwendungen eingesetzt wird.

Claims

Visualisierungssystem zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereiches eines Objektes, mit einer Messeinrichtung (6), die einen Abstand eines chirurgischen Instrumentes (9) im Zielbereich (10) zu einer vorbestimmten Struktur (11) im Zielbereich (10) ermittelt, und die eine erste Ansicht des Zielbereiches (10) sowie eine zweite Ansicht mit dem chirurgischen Instrument (9) und der vorbestimmten Struktur (11) quer zur ersten Ansicht erzeugt, einer Anzeigeeinheit (7) zum Darstellen der Ansichten und einer Steuereinheit (8), die die Anzeigeeinheit (7) so ansteuert, dass sie in einem ersten Anzeigemodus ist, wenn der ermittelte Abstand größer ist als ein vorbestimmter erster Grenzwert, und dass sie vom ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von größer als einem vorbestimmten zweiten Grenzwert, der kleiner als oder gleich zum vorbestimmten ersten Grenzwert ist, zu kleiner als dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ändert, wobei im ersten Anzeigemodus von beiden Ansichten mindestens die erste Ansicht dargestellt wird und im zweiten Anzeigemodus, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht nicht dargestellt wird, die zweite Ansicht dargestellt wird, oder, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht dargestellt wird, die zweite Ansicht optisch hervorgehoben im Vergleich zum ersten Anzeigemodus dargestellt wird.
Visualisierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die erste Ansicht eine Draufsicht auf den Zielbereich ist.
Visualisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Anzeigeeinheit (7) die erste Ansicht stereoskopisch darstellt.
Visualisierungssystem nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Steuereinheit (8) die Anzeigeeinheit (7) so ansteuert, dass sie vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von kleiner als dem vorbestimmten ersten Grenzwert zu größer als dem vorbestimmten ersten Grenzwert ändert.
Visualisierungssystem nach Anspruch 4, bei dem die Steuereinheit (8) die Anzeigeeinheit (7) so ansteuert, dass vor einem erneuten Umschalten vom ersten Anzeigenmodus in den zweiten Anzeigenmodus eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Umschalten vom zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus vergangen sein muss.
Visualisierungssystem nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Messeinrichtung (6) ein Mikroskop (3) aufweist, das mittels optischer Abbildung die erste Ansicht erzeugt.
Visualisierungssystem nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Messeinrichtung eine optische Kohärenz-Tomographie-(OCT)-Einrichtung (4) aufweist, die den gesamten Zielbereich (10) abdeckende OCT-Messdaten erzeugt.
Visualisierungsverfahren zur Visualisierung eines dreidimensionalen Zielbereiches eines Objektes für ein Visualisierungssystem, das eine Messeinrichtung (6), die einen Abstand eines chirurgischen Instrumentes (9) im Zielbereich (10) zu einer vorbestimmten Struktur (11) im Zielbereich (10) ermittelt, und die eine erste Ansicht des Zielbereiches (10) sowie eine zweite Ansicht mit dem chirurgischen Instrument (9) und der vorbestimmten Struktur (11) quer zur ersten Ansicht erzeugt, und eine Anzeigeeinheit (7) zum Darstellen der Ansichten aufweist, wobei die Anzeigeeinheit (7) so angesteuert wird dass sie in einem ersten Anzeigemodus ist, wenn der ermittelte Abstand größer ist als ein vorbestimmter erster Grenzwert, und dass sie vom ersten Anzeigemodus in einen zweiten Anzeigemodus umschaltet, wenn sich der ermittelte Abstand von größer als einem vorbestimmten zweiten Grenzwert, der kleiner als oder gleich zum vorbestimmten ersten Grenzwert ist, zu kleiner als dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ändert, wobei im ersten Anzeigemodus von beiden Ansichten mindestens die erste Ansicht dargestellt wird und im zweiten Anzeigemodus, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht nicht dargestellt wird, die zweite Ansicht dargestellt wird, oder, wenn im ersten Anzeigemodus die zweite Ansicht dargestellt wird, die zweite Ansicht optisch hervorgehoben im Vergleich zum ersten Anzeigemodus dargestellt wird.
Computerprogrammprodukt, das Softwarecode aufweist, um die Schritte des Anspruchs 8 auszuführen, wenn das Produkt ausgeführt wird.