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Die Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit einer ersten Visualisierungsvorrichtung und mit einer zweiten Visualisierungsvorrichtung. Die erste Visualisierungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein erstes Bild eines Objekts zu erzeugen und einem ersten Beobachter entsprechend seiner Position relativ zum Objekt lagerichtig darzustellen. Die zweite Visualisierungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein zweites Bild des Objekts zu erzeugen und einem zweiten Beobachter entsprechend seiner Position relativ zum Objekt lagerichtig darzustellen. Das Operationsmikroskop umfasst ferner eine Steuereinheit.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Operationsmikroskops.
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Die erste beziehungsweise zweite Visualisierungsvorrichtung dient dazu, dem ersten beziehungsweise zweiten Beobachter ein bevorzugt vergrößertes Bild eines Objekts darzubieten. Beide Visualisierungsvorrichtungen können (müssen aber nicht) gemeinsame optische Elemente beinhalten, zum Beispiel ein gemeinsames Hauptobjektiv. Die erste und die zweite Visualisierungsvorrichtung beinhalten jeweils eine eigene Darstellungsmöglichkeit für das erste beziehungsweise zweite Bild des Objekts. Bevorzugt ermöglichen sie dem ersten und dem zweiten Beobachter, das erste und das zweite Bild individuell an die eigenen Bedürfnisse anzupassen, zum Beispiel durch individuelle Einstellmöglichkeiten für Vergrößerung, Fokus oder Bildausschnitt.
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Chirurgische Operationen werden in der Regel durch ein Operationsteam, bestehend aus mindestens einem Chirurgen und einem Assistenten oder einem Assistenzteam, durchgeführt. Dabei werden häufig Operationsmikroskope eingesetzt, die dazu eingerichtet sind, zwei oder mehr Teammitgliedern gleichzeitig eine vergrößerte Darstellung des Objekts beziehungsweise des Operationsfelds darzubieten. Üblicherweise arbeitet dabei ein Teammitglied, zum Beispiel ein Co-Chirurg oder Assistent, einem Hauptchirurgen zu.
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Chirurgische Operationen finden häufig unter großem Zeitdruck statt, was dazu führt, dass die verbale Kommunikation zwischen den Teammitgliedern auf ein Minimum beschränkt ist. Dem Assistenzteam obliegt es, das Vorgehen des Hauptchirurgen und seine nächsten Schritte proaktiv zu antizipieren, um diesen bestmöglich unterstützen zu können. Hierfür schätzen die unterstützenden Personen die Operationssituation auf Basis ihrer eigenen Erfahrungswerte ein. Visuelle Bilddarstellung des Operationsfeld an einem Monitor oder an einem Einblick eines Operationsmikroskops sind dabei eine große Hilfe.
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Aus der
DE 10 2014 207 130 A1 ist ein Operationsmikroskop bekannt, welches dazu geeignet ist, bis zu drei Beobachtern gleichzeitig ein visuelles Bild eines Operationsfeld jeweils lagerichtig darzustellen. Das Operationsmikroskop verfügt über mehrere Bildsensoren und mehrere Displays zur Darstellung von mit den Bildsensoren aufgenommenen Bildern eines Objektbereichs, sowie über optische Strahlengänge vom Hauptobjektiv zu den Okularen. Mit Hilfe von Shuttern kann das Operationsmikroskop in zwei Betriebszustände versetzt werden. In dem ersten Betriebszustand sind die optischen Strahlengänge von dem Objekt bis zu den Augen der Beobachter freigeschaltet. In dem zweiten Betriebszustand werden über die Bildsensoren Bilder des Objektbereichs aufgenommen, die den Beobachtern mit Hilfe eines Displays zur Betrachtung an den Okularen bereitgestellt werden.
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Ein weiteres Operationsmikroskop mit mehreren optischen Strahlengängen und mehreren Okularen zur Betrachtung eines Objekts durch mehrere Beobachter ist aus der
EP 1 918 753 B2 bekannt.
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Will einer der Beobachter einen anderen Beobachter am Operationsmikroskop auf besondere Gegebenheiten im Operationsfeld hinweisen, geschieht dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Operationsmikroskopen in der Regel dadurch, dass er mit einem Instrument oder einem Zeigegerät auf eine interessierende Stelle im Operationsfeld deutet oder dessen Position verbal beschreibt. Diese Art der Kommunikation ist umständlich, und sie kann die Operationszeit verlängern, was generell unerwünscht ist. Bei bestimmten Operationen an delikaten oder labilen Strukturen, zum Beispiel einem Aneurysma, besteht zudem die Gefahr, dass der Beobachter die Struktur mit dem Instrument oder Zeigegerät unabsichtlich berührt und schlimmstenfalls verletzt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, ein Operationsmikroskop für mehrere Beobachter bereitzustellen, welches einen verbesserten Informationsaustausch über Gegebenheiten im Operationsfeld zwischen den Beobachtern ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Betrieb eines solchen Operationsmikroskops.
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Die Aufgaben werden durch ein Operationsmikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb des Operationsmikroskops mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Operationsmikroskop umfasst eine erste Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung des ersten Beobachters. Die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Operationsmikroskops ist dazu eingerichtet, unter Berücksichtigung der erfassten Blickrichtung des ersten Beobachters einen Blickpunkt des ersten Beobachters im ersten Bild des Objekts zu ermitteln und die Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild des Objekts in Koordinaten des zweiten Bilds des Objekts zu transformieren. Das Operationsmikroskop ist ferner dazu eingerichtet, dem zweiten Bild des Objekts einer Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild positionsrichtig zu überlagern, so dass der zweite Beobachter im zweiten Bild des Objekts den Blickpunkt des ersten Beobachters im ersten Bild des Objekts erfassen kann.
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Durch die Darstellung des Blickpunkts des ersten Beobachters in dem Bild für den zweiten Beobachter steht den Beobachtern ein direktes Zeigewerkzeug zur Verfügung. Der zweite Beobachter kann jederzeit sehen und nachvollziehen, welchem Objektbereich der erste Beobachter aktuell seine Aufmerksamkeit widmet. Durch die Transformation der Position des Bildpunkts im ersten Bild in Koordinaten des zweiten Bilds ist sichergestellt, dass die Repräsentation dem zweiten Bild zur Betrachtung durch den zweiten Beobachter genau an der Stelle überlagert wird, die der Stelle entspricht, die der erste Beobachter im ersten Bild zu diesem Zeitpunkt betrachtet.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Operationsmikroskop dazu eingerichtet, auch dem ersten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild positionsrichtig zu überlagern. Damit besteht die Möglichkeit, dem ersten Beobachter die Lage der Repräsentation so zu veranschaulichen, wie sie dem zweiten Beobachter dargestellt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Operationsmikroskop eine zweite Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung des zweiten Beobachters, und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, unter Berücksichtigung der erfassten Blickrichtung des zweiten Beobachters einen Blickpunkt des zweiten Beobachters im zweiten Bild des Objekts zu ermitteln und die Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild des Objekts in Koordinaten des ersten Bilds des Objekts zu transformieren. Das Operationsmikroskop ist ferner dazu eingerichtet, dem ersten Bild des Objekts eine Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild des Objekts positionsrichtig zu überlagern, so dass der erste Beobachter im ersten Bild des Objekts den Blickpunkt des zweiten Beobachters im zweiten Bild des Objekts erfassen kann. Durch die Transformation der Position des Bildpunkts im zweiten Bild in Koordinaten des ersten Bilds ist sichergestellt, dass die Repräsentation dem ersten Bild zur Betrachtung durch den ersten Beobachter genau an der Stelle überlagert wird, die der Stelle entspricht, die der zweite Beobachter im zweiten Bild zu diesem Zeitpunkt betrachtet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Operationsmikroskop dazu eingerichtet, auch dem zweiten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild positionsrichtig zu überlagern. Damit besteht die Möglichkeit, dem zweiten Beobachter die Lage der Repräsentation zu veranschaulichen, so wie sie dem ersten Beobachter dargestellt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Eingabevorrichtung zur Eingabe eines ersten Benutzerkommandos vorhanden, und das Operationsmikroskop ist dazu eingerichtet, dem zweiten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters nach Eingabe eines entsprechenden ersten Benutzerkommandos zu überlagern. Eine Überlagerung der Repräsentation über einem Bild beeinträchtigt immer (wenn auch gering) die Sicht des Beobachters auf dieses Bild. Mit Hilfe der ersten Eingabevorrichtung kann die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im zweiten Bild für den zweiten Beobachter bedarfsweise eingeschaltet werden, so dass im Normalbetrieb, also ohne überlagerte Repräsentation, das Sichtfeld des zweiten Beobachters ungetrübt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Operationsmikroskop dazu eingerichtet, die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters nach Eingabe des ersten Benutzerkommandos zeitlich befristet dem zweiten Bild zu überlagern. Dem zweiten Beobachter steht damit nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne wieder ein ungestörter Blick auf das zweite Bild zur Verfügung.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweite Eingabevorrichtung zur Eingabe eines zweiten Benutzerkommandos vorhanden, und das Operationsmikroskop ist dazu eingerichtet, dem ersten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters nach Eingabe eines entsprechenden zweiten Benutzerkommandos zu überlagern. Damit kann die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im ersten Bild für den ersten Beobachter bedarfsweise eingeschaltet werden, so dass im Normalbetrieb, also ohne überlagerte Repräsentation, das Sichtfeld des ersten Beobachters ungetrübt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Operationsmikroskop dazu eingerichtet, die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters nach Eingabe des zweiten Benutzerkommandos zeitlich befristet dem ersten Bild zu überlagern. Dem ersten Beobachter steht damit nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne wieder ein ungestörter Blick auf das erste Bild zur Verfügung.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine dritte Eingabevorrichtung zur Eingabe eines dritten Benutzerkommandos vorhanden, und das Operationsmikroskop ist dazu eingerichtet, nach Eingabe eines entsprechenden dritten Benutzerkommandos den aktuellen Blickpunkt des ersten Beobachters im ersten und/oder zweiten Bild des Objekts bildfest zu markieren, beispielsweise durch eine Fixierung der Repräsentation an der entsprechenden Stelle im Bild des Objekts zum Zeitpunkt der Eingabe des dritten Benutzerkommandos. „Bildfest“ bedeutet im Zusammenhang mit dieser Erfindung, dass die Markierung bei einer späteren Veränderung des Bilds nachgeführt wird, um die gekennzeichnete Stelle im Bild des Objekts nachverfolgen zu können. Die dritte Eingabevorrichtung kann mit der ersten und/oder zweiten Eingabevorrichtung identisch und insbesondere als Spracheingabevorrichtung ausgestaltet sein.
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Ein Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskops umfasst die Verfahrensschritte: Erzeugen eines ersten Bilds des Objekts zur Betrachtung durch den ersten Beobachter mit Hilfe der ersten Visualisierungsvorrichtung und Erzeugen eines zweiten Bilds des Objekts zur Betrachtung durch den zweiten Beobachter mit Hilfe der zweiten Visualisierungsvorrichtung. Erfindungsgemäß beinhaltet das Verfahren weiterhin die Verfahrensschritte Erfassung einer Blickrichtung des ersten Beobachters mit Hilfe der ersten Vorrichtung zur Erfassung der Blickrichtung; Ermittlung eines Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild unter Berücksichtigung der erfassten Blickrichtung des ersten Beobachters in einer Steuereinheit; Transformation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild des Objekts in Koordinaten des zweiten Bilds des Objekts; und positionsrichtige Überlagerung einer Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters über das zweite Bild des Objekts zur Betrachtung durch den zweiten Beobachter mit Hilfe der zweiten Vi suali sierungsvorri chtung.
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Wie oben bereits beschrieben steht den Beobachtern durch die Darstellung des Blickpunkts des ersten Beobachters in dem Bild für den zweiten Beobachter ein direktes Zeigewerkzeug zur Verfügung, so dass der zweite Beobachter jederzeit sehen und nachvollziehen kann, welchem Objektbereich der erste Beobachter aktuell seine Aufmerksamkeit widmet. Das erste Bild für den ersten Beobachter und das zweite Bild für den zweiten Beobachter können sich dabei unterscheiden, zum Beispiel wenn beide Beobachter unterschiedliche Bereiche des Objekts betrachten oder unterschiedliche Vergrößerungen eingestellt haben. Damit der Blickpunkt des ersten Beobachters, der das erste Bild betrachtet, im zweiten Bild dargestellt werden kann, ist es jedoch erforderlich, dass sich die Bildbereiche des ersten und des zweiten Bilds zumindest überschneiden. Wesentlich ist, dass die Repräsentation dem zweiten Beobachter im zweiten Bild genau an der Stelle des Objekts dargestellt wird, die der erste Beobachter im ersten Bild aktuell betrachtet. Dies wird durch die Transformation der Position des Bildpunkts im ersten Bild in Koordinaten des zweiten Bilds erreicht.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Verfahrensschritt einer positionsrichtigen Überlagerung der Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters über dem ersten Bild des Objekts zur Betrachtung durch den ersten Beobachter mit Hilfe der ersten Visualisierungsvorrichtung. Auf diese Weise kann der erste Beobachter die Anzeige der Repräsentation seiner Blickrichtung für den zweiten Beobachter kontrollieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:
- - Erfassen einer Blickrichtung des zweiten Beobachters mit Hilfe einer zweiten Vorrichtung zur Erfassung der Blickrichtung des zweiten Beobachters;
- - Ermittlung eines Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild unter Berücksichtigung der erfassten Blickrichtung des zweiten Beobachters;
- - Transformation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild des Objekts in Koordinaten des ersten Bilds des Objekts;
- - Positionsrichtige Überlagerung einer Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters über das erste Bild des Objekts zur Betrachtung durch den ersten Beobachter mit Hilfe der ersten Visualisierungsvorrichtung. Damit erhält der zweite Beobachter die Möglichkeit, durch Blick auf bestimmte Objektbereiche in dem von ihm betrachteten zweiten Bild den ersten Beobachter auf Gegebenheiten im Operationsfeld hinzuweisen, welche der erste Beobachter dann in dem von ihm betrachteten ersten Bild direkt verorten kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Verfahrensschritt einer positionsrichtigen Überlagerung der Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters über dem zweiten Bild des Objekts zur Betrachtung durch den zweiten Beobachter mit Hilfe der zweiten Visualisierungsvorrichtung. Auf diese Weise kann der zweite Beobachter die Anzeige der Repräsentation seiner Blickrichtung für den ersten Beobachter kontrollieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt, dass dem zweiten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters erst nach Eingabe eines ersten Benutzerkommandos an einer ersten Eingabevorrichtung überlagert wird. Das Benutzerkommando kann bevorzugt wahlweise von dem ersten und/oder dem zweiten Beobachter eingegeben werden. Damit kann ein Beobachter die Überlagerung der Repräsentation über dem zweiten Bild wahlweise aktivieren und bevorzugt auch deaktivieren. Eine Sichtbehinderung des zweiten Beobachters durch eine unnötige Überlagerung der Repräsentation über dem betrachteten Bild wird dadurch minimiert. Ferner wird dem zweiten Beobachter die Möglichkeit an die Hand gegeben, durch Eingabe des ersten Benutzerkommandos das Verhalten des ersten Benutzers bei Bedarf proaktiv nachvollziehen zu können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt, dass die Überlagerung der Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters mit dem zweiten Bild des Objekts nach Eingabe des ersten Benutzerkommandos zeitlich befristet erfolgt. Dem zweiten Beobachter bleibt es damit erspart, aktiv die Repräsentation auszublenden zu müssen, um wieder eine ungestörte Sicht auf das Operationsfeld zu erhalten, wodurch der Arbeitsablauf vereinfacht wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt, dass dem ersten Bild des Objekts die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters erst nach Eingabe eines zweiten Benutzerkommandos an einer zweiten Eingabevorrichtung überlagert wird. Das zweite Benutzerkommando kann bevorzugt nur durch den ersten Beobachter erteilt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass einem Hauptchirurgen, der in der Regel die Verantwortung für das Operationsgeschehen trägt, nicht unerwartet unerwünschte Zusatzinformationen in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Alternativ ist aber auch eine Aktivierung der Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im ersten Bild durch ein Eingabe eines Benutzerkommandos des ersten oder des zweiten Benutzers vorstellbar. Die zweite Eingabevorrichtung kann mit der ersten Eingabevorrichtung identisch sein. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung als Spracheingabevorrichtung ausgestaltet sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt, dass die Überlagerung der Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters mit dem ersten Bild des Objekts nach Eingabe des zweiten Benutzerkommandos zeitlich befristet erfolgt. Dem ersten Beobachter bleibt es damit erspart, aktiv die Repräsentation auszublenden zu müssen, um wieder eine ungestörte Sicht auf das Operationsfeld zu erhalten, wodurch der Arbeitsablauf vereinfacht wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt, dass der aktuelle Blickpunkt des ersten Beobachters nach Eingabe eines dritten Benutzerkommandos an einer dritten Eingabevorrichtung im ersten Bild und/oder zweiten Bild des Objekts bildfest markiert wird, beispielsweise durch eine Fixierung der Repräsentation an der entsprechenden Stelle im Bild des Objekts zum Zeitpunkt der Eingabe des dritten Benutzerkommandos. Die dritte Eingabevorrichtung kann mit der ersten und/oder zweiten Eingabevorrichtung identisch und insbesondere als Spracheingabevorrichtung ausgestaltet sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei bezeichnen im Einzelnen
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops für mehrere Benutzer; und
- 2 eine Darstellung einer Repräsentation des Blickpunkts eines Benutzers im Bild für den anderen Benutzer.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops 1 für mehrere Benutzer dargestellt. Das Operationsmikroskop 1 umfasst eine erste Visualisierungsvorrichtung 2 mit einer Anzahl optischer Elemente, durch die ein erster optischer Beobachtungsstrahlengang 3 gebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet die erste Visualisierungsvorrichtung ein Hauptobjektiv 7, eine erste Tubuslinse 8 und eine erste Okularlinse 9. Hauptobjektiv 7 und erste Tubuslinse 8 bilden einen Objektbereich 5 in ein erstes Bild 10 ab, welches in einer ersten Zwischenbildebene 11 liegt. Durch die erste Okularlinse 9 kann ein erster Beobachter 6 das erste Bild 10 in der ersten Zwischenbildebene 11 betrachten.
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Eine zweite Visualisierungseinrichtung 12 beinhaltet in diesem Ausführungsbeispiel das Hauptobjektiv 7, eine zweite Tubuslinse 18 und eine zweite Okularlinse 19. Hauptobjektiv 7 und zweite Tubuslinse 18 bilden den Objektbereich 5 über einen zweiten Beobachtungsstrahlengang 13 in ein zweites Bild 20 ab, welches in einer zweiten Zwischenbildebene 21 liegt. Durch die zweite Okularlinse 19 kann ein zweiter Beobachter 36 das zweite Bild 20 in der zweiten Zwischenbildebene 21 betrachten.
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An einem Tubus des Operationsmikroskops 1 ist eine erste Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung 30 angeordnet, mit deren Hilfe eine Blickrichtung einer Person, die das Objekt über den ersten Beobachtungsstrahlengang 3 betrachtet, ermittelt werden kann. Im Folgenden wird diese Person als erster Beobachter 6 bezeichnet.
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Die erste Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel lediglich schematisch dargestellt. Häufig bestehen solche Vorrichtungen aus Infrarot-Lichtquellen (zum Beispiel in Form von einem oder mehreren Mikro-Projektoren zur Ausleuchtung des Auges) und einer Infrarotkamera, die beide auf das Auge des Beobachters ausgerichtet sind. Die Bestandteile der Vorrichtung zur Erfassung einer Lichtquelle sind oft in einem gemeinsamen Modul angeordnet. Die Blickrichtung des Auges kann zum Beispiel aus der Position der Iris ermittelt werden, die durch das an der Retina reflektierte Infrarotlicht deutlich und robust in dem Bild der Infrarotkamera erkennbar ist (sogenannter „bright-pupil-effect“). Alternativ oder ergänzend lässt sich die Blickrichtung des Auges aus den Position der Reflektionen des Infrarot-Lichtstrahls an der Hornhaut im Verhältnis zum Pupillenzentrum des Auges ermitteln, so dass die Blickrichtung des Auges als Vektor bestimmt werden kann.
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In einer Steuereinheit 50 wird unter Berücksichtigung der ermittelten Blickrichtung des ersten Beobachters 6 ein Blickpunkt des ersten Beobachters auf das von ihm betrachtete erste Bild 10 des Objekts ermittelt. Die Ermittlung des Blickpunkts kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann der Blickpunkt aus der ermittelten Blickrichtung des ersten Beobachters 6 (relativ zu dem Operationsmikroskop) und den optischen Daten der optischen Elemente in der ersten Visualisierungsvorrichtung bestimmt werden, zum Beispiel als Schnittpunkt zwischen der Blickrichtung (als Vektor) und der Fokusebene des Mikroskops. Alternativ oder ergänzend kann auch eine weitere Vorrichtung zur Ermittlung der Blickrichtung des anderen Auges des ersten Beobachters vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Blickrichtung des anderen Auges als Vektor bestimmt wird. Der Blickpunkt ist dann durch die Schnittstelle der beiden Blickrichtungsvektoren definiert. Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung des Blickpunkts ist durch eine Kalibrierung der Blickrichtung des Auges auf eine zweidimensionale Fläche gegeben, wodurch die Berechnung des Blickpunkts des Beobachters auf diese Fläche ermöglicht ist. Für eine optimale Kalibrierung befindet sich die Vorrichtung zur Ermittlung der Blickrichtung entweder in unmittelbarer Nähe der Kalibrierungsfläche oder wenige Zentimeter vor dem Auge. Eine Kalibrierung muss individuell für jeden Nutzer erfolgen.
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Ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, kann die Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung am Okular des Operationsmikroskops, am Operationsmikroskop selber, an einem Bildschirm oder in der Brille eines Head-Mounted-Displays angeordnet sein.
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In einer Steuereinheit 50 wird die Position des Blickpunkts des ersten Beobachters im ersten Bild in Koordinaten des zweiten Bildes transformiert. Anschließend wird eine Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters an einem zweiten Display 32 dargestellt und über eine geeignete zweite Optik 33 und einen zweiten Einspiegelungsstrahlteiler 31 so in den zweiten Beobachtungsstrahlengang 13 eingespiegelt, dass die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters dem zweiten Bild des Objekts positionsrichtig überlagert ist. „Positionsrichtig“ bedeutet in diesem Zusammenhang, das die Repräsentation dem zweiten Bild an der Stelle überlagert wird, die der Stelle entspricht, die der erste Beobachter im ersten Bild in diesem Moment über die erste Visualisierungsvorrichtung betrachtet.
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Die Repräsentation der Position des Blickpunkts des ersten Beobachters wird dem zweiten Bild allgemein bevorzugt als (teil-)transparente Struktur oder als filigrane Struktur mit geringen Linienstärken angezeigt, um die interessierenden Bildinformationen nicht zu verdecken, sondern zu betonen. In 2 ist eine Repräsentation 35 beispielhaft als dünner Kreis über einem Bild des Objekts ausgeführt.
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Ergänzend kann das Operationsmikroskop eine zweite Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung 40 des zweiten Beobachters 36 aufweisen, die entsprechend einer der im Zusammenhang mit der ersten Vorrichtung zur Erfassung einer Blickrichtung 30 beschriebenen Gestaltungsvarianten ausgeführt sein kann. In der Steuereinheit 50 wird unter Berücksichtigung der ermittelten Blickrichtung des zweiten Beobachters 36 ein Blickpunkt des zweiten Beobachters auf das von ihm betrachtete zweite Bild 20 des Objekts ermittelt. Die Ermittlung des Blickpunkts kann nach einer der im Zusammenhang mit der ersten Vorrichtung zur Ermittlung der Blickrichtung 30 beschriebenen Methoden erfolgen. Nachfolgend wird die Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters im zweiten Bild in Koordinaten des ersten Bildes transformiert. Anschließend wird eine Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters an einem ersten Display 42 dargestellt und über eine geeignete erste Optik 43 und einen ersten Einspiegelungsstrahlteiler 41 so in den ersten Beobachtungsstrahlengang 3 eingespiegelt, dass die Repräsentation der Position des Blickpunkts des zweiten Beobachters dem ersten Bild des Objekts positionsrichtig überlagert ist. „Positionsrichtig“ bedeutet in diesem Zusammenhang, das die Repräsentation dem ersten Bild an der Stelle überlagert wird, die der Stelle entspricht, die der zweite Beobachter in diesem Moment im zweiten Bild über die zweite Visualisierungsvorrichtung betrachtet.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Visualisierungsvorrichtung 2 und die zweite Visualisierungsvorrichtung 12 durch optische Elemente realisiert, durch die ein erster optischer Beobachtungsstrahlengang 3 und ein zweiter optischer Beobachtungsstrahlengang 13 definiert sind. In alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die erste und/oder die zweite Visualisierungsvorrichtung aber auch jeweils eine Kamera zur Aufnahme von Bildern des Objekts und ein Display zur Darstellung des aufgenommenen Bilds für den entsprechenden Beobachter umfassen. Ebenso ist es möglich, eine gemeinsame Kamera für den ersten und den zweiten Beobachter vorzusehen und das mit dieser Kamera aufgenommene Bild an einem Display für den ersten und einem anderen Display für den zweiten Benutzern jeweils lagerichtig passend zur Position des ersten und des zweiten Benutzers relativ zum Objekt dazustellen. Die Bilddarstellung erfolgt dabei in der Regel vergrößert, wobei die Vergrößerung bevorzugt in dem optischen Strahlengang zwischen Objekt und Kamera und/oder durch einen digitalen Zoom des am Display angezeigten Bildes realisiert ist. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit können auch Optiken zur Betrachtung der Bilder an den Displays vorgesehen oder die Displays als Head-Mounted-Displays ausgeführt sein. Bei den hier beschriebenen digitalen Operationsmikroskopen kann die Überlagerung der Repräsentation der Position des Blickpunkts eines Beobachters über dem Bild, welches dem anderen Beobachter zugeführt wird, beispielsweise erfolgen, indem die Repräsentation an dem Display angezeigt und damit dem Bild überlagert wird, oder indem wie oben beschrieben ein Strahlteiler in einem Strahlengang zwischen dem Display und dem Auge des Beobachters angeordnet ist, über den die Repräsentation eingeblendet wird.
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Das erfindungsgemäße Operationsmikroskop und das erfindungsgemäße Verfahren zu seinem Betrieb ermöglichen es dem Operationsteam, Informationen nonverbal zwischen verschiedenen Beobachtern am Mikroskop auszutauschen. Insbesondere erhält das Assistenzteam durch die Einblendung des Blickpunkts des Chirurgen wesentliche Informationen, die es den Teammitgliedern ermöglichen, eine Operationssituation besser einschätzen zu können. Das Operationsmikroskop und das Betriebsverfahren eignen sich auch zur Unterstützung verbaler Kommunikation zwischen den Teammitgliedern. Beispielsweise kann ein Chirurg den geplanten nächsten Operationsschritt ankündigen und dem Team oder seinem Assistenten durch einen Blick auf das entsprechende Operationsgebiet gleichzeitig visualisieren. Dies ist insbesondere hilfreich bei der Ausbildung eines Arztes oder eines Teammitglieds. Der Chirurg braucht die auszubildende Person nicht mehr verbal oder durch Zeigen mit einem Zeigegerät auf eine bestimmte, interessante Region aufmerksam zu machen, da die auszubildende Person stets erfährt, worauf sich der Chirurg aktuell konzentriert.
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Umgekehrt erhält der Assistent des Hauptchirurgen oder ein anderes Teammitglied die Möglichkeit, den Hauptchirurgen durch (kurzzeitiges) Einblenden des eigenen Blickpunkts in das von dem Hauptchirurgen betrachtete Bild auf bestimmte Sachverhalte im Operationsfeld hinzuweisen. Die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern wird damit wesentlich effizienter, schneller und zuverlässiger.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014207130 A1 [0006]
- EP 1918753 B2 [0007]
