DE102019211870A1

DE102019211870A1 - Projection device for generating a light distribution on a surface of an examination object for aligning a medical object and method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object

Info

Publication number: DE102019211870A1
Application number: DE102019211870.4A
Authority: DE
Inventors: Alois Regensburger; Amilcar ALZAGA
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-09-03

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf einer Oberfläche eines Untersuchungsobjekts zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts, ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts, sowie ein Computerprogrammprodukt.Dabei ist die Projektionsvorrichtung dazu ausgebildet, die Lichtverteilung derart zu erzeugen, wobei die Projektionsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Lichtverteilung derart zu erzeugen, dass zwei verschiedene Lichtstrahlenbündel im Raum abhängig von einem vorgegebenen Pfad zur Ausrichtung des medizinischen Objekts erzeugt werden, wobei durch jedes der beiden Lichtstrahlenbündel jeweils eine flächige Lichtverteilung auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts derart projizierbar ist, dass die flächige Lichtverteilung entlang jeweils einer Projektionsrichtung ein linienförmiges Kontrastobjekt aufweist, dass ein Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten verläuft.The present invention relates to a projection device for generating a light distribution on a surface of an examination subject for aligning a medical object, a method for projecting a light distribution onto a surface of an examination subject, and a computer program product. The projection apparatus is designed to generate the light distribution in such a way that The projection device is designed to generate the light distribution in such a way that two different bundles of light rays are generated in space depending on a predetermined path for aligning the medical object, with each of the two bundles of light rays being able to project a flat light distribution onto the surface of the examination object that the two-dimensional light distribution along a respective projection direction has a line-shaped contrast object that a shadow of the medical object through the two Li The beam bundle runs on the surface of the examination object only when the medical object is aligned on the line-shaped contrast objects that match the predetermined path.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf einer Oberfläche eines Untersuchungsobjekts zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts, ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts, sowie ein Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a projection device for generating a light distribution on a surface of an examination object for aligning a medical object, a method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object, and a computer program product.

Häufig ist eine genaue, insbesondere geführte, Ausrichtung eines medizinischen Objekts erforderlich, beispielsweise eines chirurgischen und/oder diagnostischen Instruments, insbesondere einer medizinischen Nadel und/oder eines Endoskops und/oder eines Ablationsinstruments, und/oder eines Markerobjekts. Eine genaue Ausrichtung des medizinischen Objekts, insbesondere eines chirurgischen und/oder diagnostischen Instruments, ist dabei insbesondere für eine zielgerichtete Behandlung und/oder Entfernung von Tumoren besonders wichtig. Ferner kann eine Schädigung umliegender Gewebe durch eine genaue Ausrichtung des chirurgischen Instruments minimiert werden, beispielsweise bei einer medizinischen Behandlung.A precise, in particular guided, alignment of a medical object is often required, for example a surgical and / or diagnostic instrument, in particular a medical needle and / or an endoscope and / or an ablation instrument, and / or a marker object. Precise alignment of the medical object, in particular a surgical and / or diagnostic instrument, is particularly important for targeted treatment and / or removal of tumors. Furthermore, damage to surrounding tissue can be minimized by precisely aligning the surgical instrument, for example during medical treatment.

Aus dem Stand der Technik sind röntgenbasierte Verfahren zur Überwachung und Registrierung der Ausrichtung von chirurgischen und/oder diagnostischen Instrumenten und/oder Markerobjekten gegenüber medizinischen Bildern von einem Untersuchungsobjekt bekannt. Der Nachteil besteht dabei jedoch häufig in der erhöhten Röntgenstrahlenbelastung des Untersuchungsobjekts während der Überwachung der Ausrichtung des medizinischen Objekts.X-ray-based methods for monitoring and registering the alignment of surgical and / or diagnostic instruments and / or marker objects with respect to medical images of an examination object are known from the prior art. The disadvantage here, however, is often the increased x-ray exposure of the examination object while the alignment of the medical object is being monitored.

Ferner sind aus dem Stand der Technik Verfahren zur Projektion zweier sich an einer vorgegebenen Einstichstelle kreuzender Laserlinien auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts bekannt. Hierbei gibt es jedoch keinerlei Möglichkeit eine Abweichung zwischen der Ausrichtung des medizinischen Objekts und einer vorgegebenen Ausrichtung zu bestimmen und/oder zu erfassen.Furthermore, methods for projecting two laser lines crossing at a predetermined puncture site onto the surface of the examination subject are known from the prior art. In this case, however, there is no way of determining and / or detecting a discrepancy between the alignment of the medical object and a predetermined alignment.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine besonders intuitive und genaue Ausrichtung eines medizinischen Objekts gegenüber der Oberfläche des Untersuchungsobjekts zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object of enabling a particularly intuitive and precise alignment of a medical object with respect to the surface of the examination object.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Projektionsvorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf einer Oberfläche eines Untersuchungsobjekts zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts gemäß Patentanspruch 10, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 11. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved according to the invention by a projection device for generating a light distribution on a surface of an examination object for aligning a medical object according to patent claim 1, a method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object according to patent claim 10, and a computer program product according to patent claim 11 with appropriate further developments are the subject of the dependent claims.

Danach ist vorgesehen, dass die Projektionsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Lichtverteilung derart zu erzeugen, dass zwei verschiedene Lichtstrahlenbündel im Raum abhängig von einem vorgegebenen Pfad zur Ausrichtung des medizinischen Objekts erzeugt werden. Dabei kann durch jedes der beiden Lichtstrahlenbündel jeweils eine flächige Lichtverteilung auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts derart projizierbar sein, dass die flächige Lichtverteilung entlang jeweils einer Projektionsrichtung ein linienförmiges Kontrastobjekt aufweist. Hierbei kann erreicht werden, dass ein Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten verläuft.According to this, it is provided that the projection device is designed to generate the light distribution in such a way that two different light beams are generated in space depending on a predetermined path for aligning the medical object. In this case, a planar light distribution can be projected onto the surface of the examination object by each of the two light beams in such a way that the planar light distribution has a line-shaped contrast object along one projection direction. What can be achieved here is that a shadow of the medical object runs through the two light beam bundles on the surface of the examination object only when the medical object is aligned on the line-shaped contrast objects that match the specified path.

Das medizinische Objekt kann beispielsweise ein chirurgisches und/oder diagnostisches Instrument und/oder ein Markerobjekt umfassen. Ferner kann das medizinische Objekt ein Ausrichtelement umfassen und/oder als Ausrichtelement ausgebildet sein. Dabei kann das Ausrichtelement zumindest teilweise durch die Projektionsvorrichtung derart beleuchtbar sein, dass ein Schatten des Ausrichtelements durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten verläuft. Dabei kann das Ausrichtelement beispielsweise um das medizinische Objekt herum und/oder zumindest einseitig an dem medizinischen Objekt angeordnet und/oder befestigt sein. Vorteilhafterweise ist das Ausrichtelement derart ausgebildet, dass ein Schatten des Ausrichtelements bei einer Beleuchtung durch die beiden Lichtstrahlenbündel jeweils einen linienförmigen Teilschatten umfasst. Beispielsweise kann das Ausrichtelement parallel zu einer Längsrichtung des medizinischen Objekts an dem medizinischen Objekt angeordnet und/oder befestigt sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass bei einer Ausrichtung des Ausrichtelements entlang des vorgegebenen Pfades das medizinische Objekt zumindest abschnittsweise parallel zum vorgegebenen Pfad ausrichtbar ist.The medical object can, for example, comprise a surgical and / or diagnostic instrument and / or a marker object. Furthermore, the medical object can comprise an alignment element and / or be designed as an alignment element. The alignment element can be at least partially illuminated by the projection device in such a way that a shadow of the alignment element runs through the two light beams on the surface of the examination object only when the medical object is aligned with the predetermined path on the line-shaped contrast objects. In this case, the alignment element can be arranged and / or fastened, for example, around the medical object and / or at least on one side of the medical object. The alignment element is advantageously designed in such a way that a shadow of the alignment element comprises a line-shaped partial shadow in each case when illuminated by the two light beams. For example, the alignment element can be arranged and / or fastened to the medical object parallel to a longitudinal direction of the medical object. In this way, it can advantageously be achieved that when the alignment element is aligned along the specified path, the medical object can be aligned at least in sections parallel to the specified path.

Dabei kann die Projektionsvorrichtung vorteilhafterweise zumindest einen Projektor umfassen, beispielsweise einen Laserprojektor und/oder einen LED-Projektor (Licht emittierende Diode, LED) und/oder einen LCD-Projektor (engl. liquid crystal display, LCD) und/oder einen Lichtprojektor. Dabei kann der zumindest eine Projektor zumindest eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels umfassen. Vorteilhafterweise kann die Projektionsvorrichtung mehrere, insbesondere verschiedene, Projektoren umfassen. Dabei können die mehreren Projektoren an jeweils verschiedenen räumlichen Positionen, insbesondere um die Oberfläche des Untersuchungsobjekts herum, angeordnet sein. Ferner können die Projektoren an einer und/oder verschiedenen Vorrichtungen angeordnet sein, insbesondere an einem bildgebenden Gerät, beispielsweise einem C-Bogen-Röntgengerät und/oder einem Computertomographiegerät und/oder einer Magnetresonanzanlage, und/oder an einem Roboterarm, beispielsweise von einem Interventionsroboter und/oder einem Bildgebungsroboter, und/oder an einer Patientenlagerungsvorrichtung.The projection device can advantageously include at least one projector, for example a laser projector and / or an LED projector (light emitting diode, LED) and / or an LCD projector (liquid crystal display, LCD) and / or a light projector. The at least one projector can at least one Include light source for generating a light beam. The projection device can advantageously comprise several, in particular different, projectors. The multiple projectors can each be arranged at different spatial positions, in particular around the surface of the examination subject. Furthermore, the projectors can be arranged on one and / or different devices, in particular on an imaging device, for example a C-arm X-ray device and / or a computed tomography device and / or a magnetic resonance system, and / or on a robot arm, for example from an intervention robot and / or an imaging robot, and / or on a patient support device.

Ferner kann die Projektionsvorrichtung zumindest eine Blendeneinheit umfassen, welche, insbesondere elektrisch und/oder elektromagnetisch und/oder mechanisch, verstellbar ist. Die Blendeneinheit kann vorzugsweise dazu ausgebildet sein, ein von dem Projektor ausgesendetes Lichtstrahlenbündel in seiner räumlichen Ausdehnung zu begrenzen. Ferner kann die Projektionseinheit vorteilhafterweise zumindest ein, insbesondere verstellbares, Linsenobjektiv umfassen. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Fokussierung und/oder Scharfstellung einer Lichtverteilung ermöglicht werden, welche auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts projiziert wird.Furthermore, the projection device can comprise at least one screen unit which is adjustable, in particular electrically and / or electromagnetically and / or mechanically. The screen unit can preferably be designed to limit the spatial extent of a light beam emitted by the projector. Furthermore, the projection unit can advantageously comprise at least one, in particular adjustable, lens objective. In this way, it is advantageously possible to focus and / or sharpen a light distribution that is projected onto the surface of the examination subject.

Dabei kann das Untersuchungsobjekt beispielsweise ein menschlicher Patient und/oder ein tierischer Patient und/oder ein Phantom und/oder Modell sein. Ferner kann das medizinische Objekt beispielsweise eine medizinische Nadel und/oder ein Endoskop und/oder ein Laparoskop und/oder ein Ablationsinstrument und/oder ein Markerobjekt umfassen. Die Oberfläche des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise einen Hautbereich und/oder ein medizinisches Tuch und/oder einen Projektionsschirm umfassen.The object to be examined can be, for example, a human patient and / or an animal patient and / or a phantom and / or model. Furthermore, the medical object can comprise, for example, a medical needle and / or an endoscope and / or a laparoscope and / or an ablation instrument and / or a marker object. The surface of the examination subject can include, for example, a skin area and / or a medical cloth and / or a projection screen.

Die Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts kann vorteilhafterweise eine Kombination und/oder Überlagerung mehrerer auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts projizierter Lichtstrahlenbündel und/oder zumindest teilweise nicht beleuchteter flächiger und/oder linienförmiger Bereiche umfassen. Dabei wird die Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts insbesondere durch einen an der Oberfläche des Untersuchungsobjekts reflektierten Lichtanteil des jeweils projizierten Lichtstrahlenbündels erfassbar. Insbesondere kann die Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts durch den reflektierten Lichtanteil von einem Bedienpersonal beobachtbar und/oder von einer Kameraeinheit erfassbar sein.The light distribution on the surface of the examination object can advantageously comprise a combination and / or superimposition of several light beams projected onto the surface of the examination object and / or at least partially unilluminated flat and / or linear areas. In this case, the light distribution on the surface of the examination object can be detected in particular by a light component of the respectively projected light beam that is reflected on the surface of the examination object. In particular, the light distribution on the surface of the object to be examined can be observed by operating personnel through the reflected light component and / or can be recorded by a camera unit.

Dabei kann die Lichtverteilung auf einem flächigen Abschnitt der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erzeugbar sein. Hierbei kann die Lichtverteilung insbesondere je nach Kombination und/oder Überlagerung der projizierten Lichtstrahlenbündel verschiedene Helligkeiten und/oder Wellenlängen aufweisen.The light distribution can be generated on a flat section of the surface of the examination subject. Here, the light distribution can have different brightnesses and / or wavelengths, in particular depending on the combination and / or superposition of the projected light beam bundles.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die zwei Lichtstrahlenbündel abhängig von dem vorgegebenen Pfad zur Ausrichtung des medizinischen Objekts erzeugbar sind. Dabei kann jedes der beiden Lichtstrahlenbündel durch jeweils eine Zentralebene und/oder einen Zentralstrahl und/oder einen Fächerwinkel beschreibbar und/oder vorbestimmbar sein. Vorteilhafterweise verläuft die Zentralebene von jeweils einem der beiden Lichtstrahlenbündel zumindest abschnittsweise parallel zum vorgegebenen Pfad. Ferner verläuft vorteilhafterweise keiner der Zentralstrahlen der beiden Lichtstrahlenbündel zumindest abschnittsweise auf dem vorgegebenen Pfad. Ferner kann ein Lichtstrahlenbündel durch mehrere, insbesondere zueinander parallel verlaufende, Lichtstrahlen erzeugbar sein.Furthermore, it is provided that the two light beams can be generated depending on the predefined path for aligning the medical object. Each of the two light beams can be described and / or predetermined by a central plane and / or a central ray and / or a fan angle. The central plane of in each case one of the two light beam bundles advantageously runs at least in sections parallel to the predetermined path. Furthermore, advantageously, none of the central rays of the two light beam bundles runs at least in sections on the predetermined path. Furthermore, a light beam can be generated by a plurality of light beams, in particular light beams running parallel to one another.

Ferner kann der vorgegebene Pfad vorteilhafterweise relativ zur Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorgegeben sein. Beispielsweise kann eine Tangentialebene, welche tangential zur Oberfläche des Untersuchungsobjekts durch einen vorgegebenen Punkt, insbesondere einen Eintrittspunkt, verläuft, bestimmt sein. Dabei kann der vorgegebene Pfad relativ zur Tangentialebene vorgegeben werden. Des Weiteren kann der vorgegebene Pfad relativ, insbesondere absolut, zu einem Koordinatensystem des Untersuchungsobjekts und/oder einem Koordinatensystem der Projektionsvorrichtung und/oder einem Koordinatensystem einer Patientenlagerungsvorrichtung vorgegeben werden. Des Weiteren verläuft der vorgegebene Pfad vorteilhafterweise zumindest abschnittsweise geradlinig und/oder gekrümmt. Ferner kann der vorgegebene Pfad insbesondere zeitlich und/oder räumlich dynamisch anpassbar sein.Furthermore, the predefined path can advantageously be predefined relative to the surface of the examination subject. For example, a tangential plane which runs tangentially to the surface of the examination object through a predetermined point, in particular an entry point, can be determined. The specified path can be specified relative to the tangential plane. Furthermore, the specified path can be specified relative, in particular absolutely, to a coordinate system of the examination subject and / or a coordinate system of the projection device and / or a coordinate system of a patient positioning device. Furthermore, the predefined path advantageously runs in a straight line and / or curved, at least in sections. Furthermore, the predefined path can in particular be dynamically adaptable in terms of time and / or space.

Ein Lichtstrahlenbündel kann beispielsweise kegelförmig und/oder pyramidenförmig sein. Hierdurch kann vorzugsweise erreicht werden, dass beim Auftreffen des Lichtstrahlenbündels auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts eine flächige Lichtverteilung erzeugbar ist. Eine flächige Lichtverteilung beschreibt dabei eine, insbesondere streifenförmige, Lichtverteilung, welche ein zweidimensionales Muster und/oder eine zweidimensionale Fläche auf eine, insbesondere gekrümmte und/oder unebene, Oberfläche des Untersuchungsobjekts projiziert. Dabei kann die flächige Lichtverteilung entlang jeder der beiden Projektionsrichtungen jeweils ein linienförmiges Kontrastobjekt, beispielsweise eine linienförmige Grenze zwischen zwei verschiedenen Helligkeitsbereichen und/oder Wellenlängenbereichen aufweisen.A light beam can for example be conical and / or pyramidal. In this way, it can preferably be achieved that when the light beam strikes the surface of the examination object, an areal light distribution can be generated. A flat light distribution describes a light distribution, in particular a strip-shaped light distribution, which projects a two-dimensional pattern and / or a two-dimensional surface onto a, in particular curved and / or uneven, surface of the examination object. The planar light distribution along each of the two projection directions can be a line-shaped contrast object, for example a line-shaped one Have boundary between two different brightness ranges and / or wavelength ranges.

Ferner kann ein linienförmiges Kontrastobjekt durch einen linienförmigen Schatten, welcher beispielsweise durch eine Spaltblende erzeugbar ist, gebildet werden. Dabei kann das medizinische Objekt bei einer Ausrichtung entlang des vorgegebenen Pfads zumindest teilweise durch die beiden Lichtstrahlenbündel im Bereich des linienförmigen Schattens unbeleuchtet sein. Sobald die Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad abweicht, kann es wieder zu einer Beleuchtung durch zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel kommen, wobei ein Schatten innerhalb der flächigen Lichtverteilung entsteht.Furthermore, a line-shaped contrast object can be formed by a line-shaped shadow, which can be generated, for example, by a slit diaphragm. The medical object can be at least partially unilluminated by the two light beams in the area of the linear shadow when it is aligned along the predetermined path. As soon as the alignment of the medical object deviates from the specified path, illumination by at least one of the two light beam bundles can occur again, with a shadow being created within the two-dimensional light distribution.

Vorteilhafterweise kann die flächige Lichtverteilung zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel beispielsweise ein Gitternetz und/oder Strahlenmuster und/oder eine Anordnung von Punkten und/oder eine geometrische Form umfassen. Ferner kann die flächige Lichtverteilung derart ausgebildet sein, dass eine Abweichung des Schattens des medizinischen Objekts von den linienförmigen Kontrastobjekten erfassbar, insbesondere beobachtbar und/oder messbar, ist.The planar light distribution can advantageously include at least one of the two light beams, for example, a grid and / or beam pattern and / or an arrangement of points and / or a geometric shape. Furthermore, the planar light distribution can be designed such that a deviation of the shadow of the medical object from the line-shaped contrast objects can be detected, in particular observed and / or measured.

Ferner kann die Projektionsvorrichtung vorteilhafterweise zumindest einen Spiegel zur Reflektion, insbesondere Umlenkung, eines Lichtstrahlenbündels umfassen. Hierdurch kann eine räumlich flexible Anordnung eines Projektors und/oder eines weiteren Projektors ermöglicht werden.Furthermore, the projection device can advantageously comprise at least one mirror for reflecting, in particular deflecting, a light beam. This allows a spatially flexible arrangement of a projector and / or a further projector.

Jeder der beiden Teilschatten des Schattens auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts kann durch Beleuchtung des medizinischen Objekts durch jeweils eines der beiden Lichtstrahlenbündel entstehen. Dabei kann zumindest einer der beiden Teilschatten des Schattens des medizinischen Objekts außerhalb des linienförmigen Kontrastobjekts zumindest von einem der beiden Lichtstrahlenbündel verlaufen. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten verläuft.Each of the two partial shadows of the shadow on the surface of the examination object can be created by illuminating the medical object with one of the two light beams. In this case, at least one of the two partial shadows of the shadow of the medical object can run outside the linear contrast object from at least one of the two light beams. In this way it can be achieved that the shadow of the medical object runs through the two light beams on the surface of the examination object advantageously only when the medical object is aligned on the line-shaped contrast objects that match the predetermined path.

Insbesondere bei der Ausrichtung eines biegsamen medizinischen Objekts, beispielsweise eines Katheters und/oder Endoskops und/oder einer medizinischen Nadel, und/oder eines medizinischen Objekts, welches zumindest ein Gelenk aufweist, kann es vorkommen, dass eine Verformung, insbesondere eine Durchbiegung und/oder ein Abknicken, des medizinischen Objekts bei einem Kontakt mit der Oberfläche des Untersuchungsobjekts und/oder einer dichteren Substanz und/oder einem dichteren Objekt auftritt. Eine derartige Verformung des medizinischen Objekts kann vorteilhafterweise durch eine Veränderung, insbesondere eine Durchbiegung und/oder ein Abknicken, des Schattens, insbesondere von zumindest einem der beiden Teilschatten, des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel erfassbar und/oder beobachtbar sein. Hierdurch kann vorzugsweise eine Abweichung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad durch eine Verformung des medizinischen Objekts besonders intuitiv erfassbar und/oder beobachtbar sein.In particular when aligning a flexible medical object, for example a catheter and / or endoscope and / or a medical needle, and / or a medical object that has at least one joint, it can happen that a deformation, in particular a bending and / or kinking of the medical object occurs upon contact with the surface of the examination object and / or a denser substance and / or a denser object. Such a deformation of the medical object can advantageously be detectable and / or observable through a change, in particular a bending and / or kinking, of the shadow, in particular of at least one of the two partial shadows, of the medical object by the two light beams. In this way, a deviation of the medical object from the predefined path due to a deformation of the medical object can preferably be particularly intuitively detectable and / or observable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann die Projektionsvorrichtung weiterhin dazu ausgebildet sein, die Lichtverteilung derart zu erzeugen, dass zusätzlich zu jedem der beiden Lichtstrahlenbündel jeweils ein weiteres Lichtstrahlenbündel im Raum erzeugbar ist. Dabei können die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel derart erzeugbar sein, dass durch jedes der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel jeweils eine linienförmige Lichtverteilung zusätzlich zur flächigen Lichtverteilung auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts projizierbar ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf der linienförmigen Lichtverteilung verläuft.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the projection device can furthermore be designed to generate the light distribution in such a way that in addition to each of the two light beam bundles, a further light beam bundle can be generated in space. The two further bundles of light rays can be generated in such a way that each of the two further bundles of light rays can project a line-shaped light distribution onto the surface of the examination subject in addition to the flat light distribution. In this way, it can advantageously be achieved that a shadow of the medical object runs through the two light beams on the surface of the examination object only when the medical object is aligned on the linear light distribution that matches the predetermined path.

Dabei kann jedes der weiteren Lichtstrahlenbündel vorteilhafterweise derart, insbesondere durch Blenden, räumlich begrenzt sein, dass es vorwiegend innerhalb einer räumlichen Ebene liegt. Hierdurch kann vorzugsweise erreicht werden, dass beim Auftreffen der weiteren Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts jeweils die linienförmige Lichtverteilung erzeugbar ist. Ein weiteres Lichtstrahlenbündel kann beispielweise durch einen Lichtfächer gebildet werden. Die linienförmige Lichtverteilung kann dabei insbesondere eine Lichtverteilung beschreiben, welche vorwiegend innerhalb derselben räumlichen Ebene verläuft wie das zugehörige weitere Lichtstrahlenbündel. Ferner kann die linienförmige Lichtverteilung entlang der Oberfläche des Untersuchungsobjekts gekrümmt verlaufen.In this case, each of the further bundles of light rays can advantageously be spatially limited in such a way, in particular by diaphragms, that it lies predominantly within a spatial plane. In this way, it can preferably be achieved that the linear light distribution can be generated in each case when the further light beam bundles impinge on the surface of the examination object. Another bundle of light rays can be formed, for example, by a fan of light. The linear light distribution can in particular describe a light distribution which runs predominantly within the same spatial plane as the associated further light beam. Furthermore, the linear light distribution can run curved along the surface of the examination subject.

Vorteilhafterweise kann zumindest eines der weiteren Lichtstrahlenbündel mittels eines Laserprojektors erzeugbar sein. Advantageously, at least one of the further light beam bundles can be generated by means of a laser projector.

Ferner kann zumindest eines der weiteren Lichtstrahlenbündel durch Anordnung einer Spaltblende im Strahlengang des Projektors erzeugbar sein. Des Weiteren kann zumindest eines der weiteren Lichtstrahlenbündel alternativ oder zusätzlich mittels einer Fokussiereinheit erzeugbar sein. Dabei kann die Fokussiereinheit vorteilhafterweise zur Fokussierung der linienförmigen Lichtverteilung auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts ausgebildet sein.Furthermore, at least one of the further light beam bundles can be generated by arranging a slit diaphragm in the beam path of the projector. Furthermore, at least one of the further light beam bundles can alternatively or additionally be generated by means of a focusing unit. The focusing unit can advantageously be designed to focus the linear light distribution onto the surface of the examination subject.

Vorteilhafterweise umfasst die Projektionsvorrichtung zumindest zwei Projektoren, insbesondere Laserprojektoren, die zur Erzeugung der zwei weiteren Lichtstrahlenbündel ausgebildet sind. Dabei können die zumindest zwei Projektoren vorzugsweise an verschiedenen räumlichen Positionen angeordnet sein. Hierdurch kann eine verbesserte Projizierbarkeit der beiden linienförmigen Lichtverteilungen sichergestellt werden.The projection device advantageously comprises at least two projectors, in particular laser projectors, which are designed to generate the two further light beam bundles. The at least two projectors can preferably be arranged at different spatial positions. This ensures that the two linear light distributions can be projected better.

Insbesondere kann eine Schnittgerade zwischen den zwei weiteren Lichtstrahlenbündeln entstehen. Dabei kann die Schnittgerade der zwei weiteren Lichtstrahlenbündel vorteilhafterweise abhängig von, insbesondere abschnittsweise parallel und/oder kongruent zu, dem vorgegebenen Pfad zur Ausrichtung des medizinischen Objekts sein. Ferner kann die Schnittgerade der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel durch einen Auftreffpunkt an der Oberfläche des Untersuchungsobjekts verlaufen. Dabei können sich die beiden linienförmigen Lichtverteilungen im Auftreffpunkt der Schnittgeraden der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel an der Oberfläche des Untersuchungsobjekts schneiden. Vorteilhafterweise verlaufen die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel nicht tangential zur Oberfläche des Untersuchungsobjekts am Auftreffpunkt der Schnittgeraden.In particular, a straight line of intersection can arise between the two further bundles of light rays. In this case, the straight line of intersection of the two further light beam bundles can advantageously be dependent on, in particular in sections parallel and / or congruent to the specified path for aligning the medical object. Furthermore, the straight line of intersection of the two further light beam bundles can run through a point of impact on the surface of the examination object. The two linear light distributions can intersect at the point of incidence of the intersection lines of the two further light beams on the surface of the examination subject. The two further bundles of light rays advantageously do not run tangentially to the surface of the examination object at the point of incidence of the straight line of intersection.

Des Weiteren können die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel jeweils von einem der Projektoren zur Erzeugung der beiden Lichtstrahlenbündel erzeugbar sein und/oder von jeweils einem weiteren Projektor erzeugbar sein.Furthermore, the two further light beam bundles can each be generated by one of the projectors for generating the two light beam bundles and / or each can be generated by a further projector.

Sofern zur Erzeugung der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel jeweils ein weiterer Projektor verwendet wird, kann der jeweils eine weitere Projektor vorteilhafterweise innerhalb der und/oder parallel zum jeweiligen weiteren Lichtstrahlenbündel angeordnet sein. Beispielsweise kann der jeweils eine weitere Projektor zur Erzeugung des jeweiligen weiteren Lichtstrahlenbündels relativ zur Schnittgeraden der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel gegenüber dem Projektor zur Erzeugung des korrespondierenden Lichtstrahlenbündels angeordnet sein.If a further projector is used in each case to generate the two further light beam bundles, the respective further projector can advantageously be arranged within and / or parallel to the respective further light beam bundle. For example, the one further projector for generating the respective further light beam can be arranged relative to the line of intersection of the two further light beam opposite the projector for generating the corresponding light beam.

Vorteilhafterweise ist das medizinische Objekt anhand des Auftreffpunkts der Schnittgeraden der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel an der Oberfläche des Untersuchungsobjekts zumindest grob positionierbar.The medical object can advantageously be positioned at least roughly on the surface of the examination object on the basis of the point of incidence of the straight lines of intersection of the two further light beam bundles.

Sofern zur Erzeugung der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel jeweils ein weiterer Projektor verwendet wird, welcher insbesondere gegenüber des Projektors zur Erzeugung des jeweils korrespondierenden Lichtstrahlenbündels angeordnet ist, kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die linienförmige Lichtverteilung im Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts, insbesondere beobachtbar, bleibt. Des Weiteren kann jeweils eine der beiden linienförmigen Lichtverteilungen auf jeweils einem der beiden linienförmigen Kontrastobjekte verlaufen.If a further projector is used to generate the two further light beams, which is arranged in particular opposite the projector to generate the respectively corresponding light beam, it can advantageously be ensured that the linear light distribution in the shadow of the medical object through the two light beams on the surface of the Examination object, in particular observable, remains. Furthermore, one of the two linear light distributions can each run on one of the two linear contrast objects.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann die Projektionsvorrichtung weiterhin dazu ausgebildet sein, die Lichtverteilung umfassend die zwei Lichtstrahlenbündel mit verschiedenen Wellenlängen, insbesondere zur Erzeugung verschiedener Lichtfarben, zu erzeugen. Dabei kann die Projektionsvorrichtung weiterhin dazu ausgebildet sein, die beiden Lichtstrahlenbündel mit verschiedener Helligkeit zu erzeugen. Ferner kann die Projektionsvorrichtung weiterhin dazu ausgebildet sein, die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel mit einer gemeinsamen Wellenlänge oder zueinander verschiedenen Wellenlängen zu erzeugen.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the projection device can furthermore be designed to generate the light distribution including the two light beams with different wavelengths, in particular to generate different light colors. The projection device can also be designed to generate the two light beams with different brightness. Furthermore, the projection device can also be designed to generate the two further light beam bundles with a common wavelength or mutually different wavelengths.

Vorteilhafterweise kann die Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts durch die Erzeugung der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel und/oder der beiden Lichtstrahlenbündel mit jeweils verschiedenen Wellenlängen verschiedene Lichtfarben aufweisen. Hierfür kann die Projektionsvorrichtung vorteilhafterweise zumindest zwei verschiedene Lichtquellen zur Erzeugung verschiedener Wellenlängen umfassen. Ferner kann die Projektionsrichtung weiterhin eine optische Filtereinheit, insbesondere einen Farbfilter, zur Filterung zumindest einer Wellenlänge aus den projizierten Lichtstrahlenbündeln und/oder den projizierten weiteren Lichtstrahlenbündeln umfassen.The light distribution on the surface of the examination object can advantageously have different light colors by generating the two further light beams and / or the two light beams with different wavelengths in each case. For this purpose, the projection device can advantageously comprise at least two different light sources for generating different wavelengths. Furthermore, the projection direction can furthermore comprise an optical filter unit, in particular a color filter, for filtering at least one wavelength from the projected light beam bundles and / or the projected further light beam bundles.

Insbesondere wenn die verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums liegen, können verschiedene beobachtbare Lichtfarben in der flächigen und/oder linienförmigen Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erzeugbar sein. Insbesondere wenn die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel eine gegenüber den beiden Lichtstrahlenbündeln verschiedene Wellenlänge aufweisen, kann eine beobachtbare Unterscheidung zwischen der linienförmigen Lichtverteilung und der flächigen Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts anhand der verschiedenen Lichtfarben ermöglicht werden. Ferner kann eine Unterscheidung der beiden flächigen Lichtverteilungen außerhalb eines Überschneidungsbereichs der beiden Lichtstrahlenbündel durch Erzeugung der beiden Lichtstrahlenbündel mit jeweils verschiedenen Wellenlängen sichergestellt werden.In particular, if the different wavelengths are in the visible range of the light spectrum, different observable light colors can be generated in the flat and / or linear light distribution on the surface of the examination object. In particular, if the two other light beam bundles have a different wavelength than the two light beam bundles, an observable differentiation between the linear light distribution and the flat light distribution on the surface of the examination object can be made possible on the basis of the different light colors. Furthermore, a differentiation between the two flat light distributions outside of an overlapping area of the two light beam bundles can be ensured by generating the two light beam bundles each with different wavelengths.

Des Weiteren kann bei Verwendung verschiedener Wellenlängen zur Erzeugung der beiden Lichtstrahlenbündel und/oder der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel eine Überlagerung und/oder Mischung der flächigen und/oder linienförmigen Lichtverteilungen auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise berücksichtigt werden. Furthermore, when using different wavelengths to generate the two light beams and / or the two further light beams, an overlay and / or mixture of the flat and / or linear light distributions on the surface of the examination subject can advantageously be taken into account.

Ferner können die linienförmigen Lichtverteilungen der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel und die flächigen Lichtverteilungen der beiden Lichtstrahlenbündel mit derart verschiedenen Lichtfarben erzeugt werden, dass eine, insbesondere gegenüber Achromatopsie robuste, Unterscheidung durch Beobachtung der Lichtverteilung durch ein Bedienpersonal ermöglicht wird.Furthermore, the linear light distributions of the two other light beams and the flat light distributions of the two light beams can be generated with such different light colors that a distinction, particularly robust to achromatopsia, is made possible by observation of the light distribution by an operator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann das jeweils eine Lichtstrahlenbündel mit einem vorgegebenen Fächerwinkel erzeugbar sein. Dabei kann der Fächerwinkel insbesondere eine Auffächerung des Lichtstrahlenbündels, beispielsweise einen Öffnungswinkel gegenüber der Zentralebene des Lichtstrahlenbündels, beschreiben. Dabei kann das Lichtstrahlenbündel von Randstrahlen begrenzt sein, wobei der Fächerwinkel einen Winkel zwischen den Randstrahlen des Lichtstrahlenbündels beschreiben kann.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the one light beam can be generated with a predetermined fan angle. In this case, the fan angle can in particular describe a fanning out of the light beam, for example an opening angle with respect to the central plane of the light beam. The light beam can be limited by marginal rays, the fan angle being able to describe an angle between the marginal rays of the light beam.

Vorteilhafterweise kann der Fächerwinkel des jeweils einen Lichtstrahlenbündels in Abhängigkeit einer Entfernung zwischen der Projektionsvorrichtung und der Oberfläche des Untersuchungsobjekts, insbesondere dynamisch, anpassbar sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine perspektivische Verzerrung der flächigen Lichtverteilung durch Anpassung des Fächerwinkels korrigierbar sein. Hierfür kann die Projektionsvorrichtung vorzugsweise einen Entfernungssensor umfassen, beispielsweise einen ultraschallbasierten Entfernungssensor und/oder einen elektromagnetischen Abstandssensor und/oder einen optischen Entfernungssensor.The fan angle of the respective one light beam can advantageously be adapted as a function of a distance between the projection device and the surface of the examination subject, in particular dynamically. In this way, a perspective distortion of the planar light distribution can advantageously be corrected by adapting the fan angle. For this purpose, the projection device can preferably comprise a distance sensor, for example an ultrasound-based distance sensor and / or an electromagnetic distance sensor and / or an optical distance sensor.

Durch Vorgabe eines Fächerwinkels des jeweils einen Lichtstrahlenbündels kann eine räumliche Ausdehnung der flächigen Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorgegeben werden. Ferner kann durch die Vorgabe eines Fächerwinkels ein räumlicher Bereich, innerhalb dessen das medizinische Objekt, insbesondere auch bei einer Ausrichtung außerhalb einer der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel, durch das Lichtstrahlenbündel beleuchtet wird, begrenzbar sein.By specifying a fan angle of the respective one light beam, a spatial extent of the two-dimensional light distribution on the surface of the examination object can be specified. Furthermore, by specifying a fan angle, it is possible to limit a spatial area within which the medical object is illuminated by the light beam, in particular also in the case of an alignment outside one of the two further light beam bundles.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann die Projektionsvorrichtung eine Blickrichtungserfassungseinheit (engl. Eye-Tracker) umfassen. Dabei kann die Blickrichtungserfassungseinheit zur Erfassung einer Blickrichtung eines Bedienpersonals ausgebildet sein, wobei die Lichtverteilung in Abhängigkeit der erfassten Blickrichtung anpassbar ist. Vorteilhafterweise kann die Blickrichtungserfassungseinheit die Blickrichtung des Bedienpersonals mittels aktiver optischer Sensoren und/oder einer Kameraeinheit zumindest eine Kamera umfassend erfassen. Dabei kann die Blickrichtungserfassungseinheit vorteilhafterweise weiterhin dazu ausgebildet sein, Blickrichtungserfassungsdaten zu erzeugen. Ferner kann die Projektionsvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Lichtverteilung in Abhängigkeit der erfassten Blickrichtung des Bedienpersonals, insbesondere in Abhängigkeit der von der Blickrichtungserfassungseinheit erzeugten Blickrichtungserfassungsdaten, anzupassen. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die linienförmigen Lichtverteilungen und/oder die flächigen Lichtverteilungen auch bei einer geänderten Blickrichtung des Bedienpersonals beobachtbar sind. Insbesondere kann dabei eine Sichtbehinderung durch das medizinische Objekt bei der Beobachtung der linienförmigen Lichtverteilungen und/oder der flächigen Lichtverteilungen durch das Bedienpersonal verringert werden.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the projection device can comprise a viewing direction detection unit (eye tracker). In this case, the viewing direction detection unit can be designed to detect a viewing direction of an operating personnel, the light distribution being adaptable as a function of the detected viewing direction. Advantageously, the viewing direction detection unit can comprehensively detect the viewing direction of the operating personnel by means of active optical sensors and / or a camera unit. In this case, the viewing direction detection unit can advantageously also be designed to generate viewing direction detection data. Furthermore, the projection device can be designed to adapt the light distribution as a function of the detected viewing direction of the operating personnel, in particular as a function of the viewing direction detection data generated by the viewing direction detection unit. In this way it can advantageously be achieved that the linear light distributions and / or the flat light distributions can also be observed when the operator's viewing direction changes. In particular, a visual obstruction by the medical object when observing the linear light distributions and / or the two-dimensional light distributions by the operating personnel can be reduced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel einen Farbverlauf aufweisen. Insbesondere kann zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel einen abgestuften oder stufenlosen Farbverlauf aufweisen. Insbesondere kann das linienförmige Kontrastobjekt zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel durch eine Grenze zwischen zwei Farbbereichen, insbesondere Bereichen verschiedener Lichtfarben, gebildet werden. Des Weiteren kann bei einer Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad eine Reflexion des Farbverlaufs an dem medizinischen Objekt erfolgen. Beispielsweise kann die Projektionsvorrichtung eine optische Filtereinheit, insbesondere einen Farbverlaufsfilter, und/oder eine Anordnung von zumindest zwei Lichtquellen, beispielsweise LEDs, verschiedener Wellenlängen zur Erzeugung verschiedener Lichtfarben umfassen. Vorteilhafterweise kann der Farbverlauf, insbesondere eine Richtung des Farbverlaufs, des zumindest einen Lichtstrahlenbündels in Abhängigkeit einer Ausrichtung des zu dem Lichtstrahlenbündel korrespondierenden weiteren Lichtstrahlenbündels erzeugbar sein. Insbesondere kann der Farbverlauf parallel und/oder senkrecht zu einem der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel erzeugbar sein. Ferner kann der Farbverlauf, insbesondere eine Richtung des Farbverlaufs, des zumindest einen Lichtstrahlenbündels strahlenförmig um den Auftreffpunkt der Schnittgeraden der zwei weiteren Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts herum erzeugbar sein. Hierdurch kann eine Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad besonders intuitiv und genau erfassbar und/oder beobachtbar sein.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, at least one of the two light beam bundles can have a color gradient. In particular, at least one of the two light beams can have a graduated or stepless color gradient. In particular, the line-shaped contrast object of at least one of the two light beams can be formed by a border between two color areas, in particular areas of different light colors. Furthermore, if the alignment of the medical object deviates from the specified path, the color gradient can be reflected on the medical object. For example, the projection device can comprise an optical filter unit, in particular a color gradient filter, and / or an arrangement of at least two light sources, for example LEDs, of different wavelengths for generating different light colors. The color gradient, in particular a direction of the color gradient, of the at least one light beam can advantageously be generated as a function of an alignment of the further light beam corresponding to the light beam. In particular, the color gradient can be generated parallel and / or perpendicular to one of the two further light beams. Furthermore, the color gradient, in particular a direction of the color gradient, of the at least one light beam can be generated in a ray-shaped manner around the point of incidence of the intersection of the two further light beams on the surface of the examination object. As a result, a deviation of the alignment of the medical object from the specified path can in particular be intuitively and precisely comprehensible and / or observable.

Ferner kann eine Reflexion des Farbverlaufs des zumindest einen Lichtstrahlenbündels an dem medizinischen Objekt auftreten. Dabei kann es bei einer Änderung der Ausrichtung des medizinischen Objekts gegenüber dem vorgegebenen Pfad vorteilhafterweise zu einer Veränderung, insbesondere Verschiebung und/oder Verlagerung und/oder Verzerrung, des reflektierten Farbverlaufs kommen. Insbesondere kann das zumindest eine Lichtstrahlenbündel derart mit einem Farbverlauf erzeugbar sein, dass bei einer parallelen Ausrichtung des medizinischen Objekts zum vorgegebenen Pfad nur eine Farbe des Farbverlaufs an dem medizinischen Objekt reflektiert wird. Hierdurch kann eine Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad besonders intuitiv und genau durch eine Beobachtung des an dem medizinischen Objekt reflektierten Farbverlaufs erfassbar sein.Furthermore, the color gradient of the at least one light beam can be reflected on the medical object. A change in the alignment of the medical object with respect to the predefined path can advantageously result in a change, in particular a shift and / or displacement and / or distortion, of the reflected color gradient. In particular, the at least one light beam can be generated with a color gradient such that only one color of the color gradient is reflected on the medical object when the medical object is aligned parallel to the predetermined path. As a result, a deviation of the alignment of the medical object from the predetermined path can be detected particularly intuitively and precisely by observing the color gradient reflected on the medical object.

Ferner können insbesondere beide Lichtstrahlenbündel jeweils einen, insbesondere voneinander verschiedenen, Farbverlauf aufweisen. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass das jeweilige linienförmige Kontrastobjekt der flächigen Lichtverteilung als eine linienförmige Grenze zwischen zwei verschiedenen Farbstufen und/oder Farben des Farbverlaufs des zugehörigen Lichtstrahlenbündels ausgebildet ist. Ferner kann im Bereich der Überlagerung der beiden flächigen Lichtverteilungen auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts durch geeignete Vorgabe der beiden Farbverläufe eine Unterscheidbarkeit der beiden linienförmigen Kontrastobjekte sichergestellt werden. Beispielsweise kann das erste Lichtstrahlenbündel mit einem abgestuften rot-grünen Farbverlauf ausgebildet sein, während das zweite Lichtstrahlenbündel mit einem abgestuften blau-gelben Farbverlauf ausgebildet sein kann. Im Überlagerungsbereich der zu den beiden Lichtstrahlenbündeln korrespondierenden flächigen Lichtverteilungen auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts können hierdurch insbesondere vier voneinander unterscheidbare Quadranten mit jeweils unterschiedlicher Lichtfarbe erzeugbar sein. Die linienförmigen Kontrastobjekte können dabei weiterhin entlang der linienförmigen Grenzen zwischen den verschiedenen Lichtfarben der flächigen Lichtverteilungen verlaufen.Furthermore, in particular both light beams can each have a color gradient, in particular different from one another. In this way, it can advantageously be achieved that the respective line-shaped contrast object of the two-dimensional light distribution is designed as a line-shaped boundary between two different color levels and / or colors of the color gradient of the associated light beam. Furthermore, in the area of the superimposition of the two flat light distributions on the surface of the examination object, a differentiation between the two line-shaped contrast objects can be ensured by suitable specification of the two color gradients. For example, the first light beam can be designed with a graded red-green color gradient, while the second light beam can be designed with a graded blue-yellow color gradient. In the superimposition area of the two-dimensional light distributions corresponding to the two light beams on the surface of the examination object, in particular four mutually distinguishable quadrants each with different light colors can thereby be generated. The line-shaped contrast objects can continue to run along the line-shaped boundaries between the different light colors of the two-dimensional light distributions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann ein Schnittpunkt der beiden linienförmigen Kontrastobjekte auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts mit einem vorgegeben Eintrittspunkt des medizinischen Objekts übereinstimmen. Insbesondere kann der vorgegebene Eintrittspunkt des medizinischen Objekts durch den Schnittpunkt der beiden linienförmigen Kontrastobjekte auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts markiert werden. Hierdurch kann eine verbesserte Genauigkeit bei der Ausrichtung des medizinischen Objekts hin zum Eintrittspunkt ermöglicht werden. Beispielsweise kann durch den Schnittpunkt eine Einstichstelle einer medizinischen Nadel vorgegeben und/oder markiert werden.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, an intersection point of the two line-shaped contrast objects on the surface of the examination object can coincide with a predefined entry point of the medical object. In particular, the specified entry point of the medical object can be marked by the intersection of the two line-shaped contrast objects on the surface of the examination object. This enables improved accuracy in the alignment of the medical object towards the entry point. For example, a puncture point of a medical needle can be specified and / or marked through the intersection.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann die Projektionsvorrichtung eine Kameraeinheit umfassen. Dabei kann die Kameraeinheit vorteilhafterweise zur Erfassung zumindest eines Ausschnitts der Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ausgebildet sein. Ferner kann eine dreidimensionale Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts anhand des erfassten Ausschnitts der Lichtverteilung rekonstruierbar sein. Zudem kann die Lichtverteilung in Abhängigkeit der rekonstruierten dreidimensionalen Oberflächenform anpassbar sein. Dabei kann die Kameraeinheit vorteilhafterweise zumindest eine Kamera umfassen, die zur Erfassung der linienförmigen und/oder der flächigen Lichtverteilung in dem Ausschnitt auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ausgebildet ist. Hierbei umfasst der von der Kamera erfassbare Ausschnitt auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise den Schnittpunkt der beiden linienförmigen Kontrastobjekte.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the projection device can comprise a camera unit. The camera unit can advantageously be designed to capture at least a section of the light distribution on the surface of the examination subject. Furthermore, a three-dimensional surface shape of the surface of the examination object can be reconstructed on the basis of the recorded section of the light distribution. In addition, the light distribution can be adapted as a function of the reconstructed three-dimensional surface shape. In this case, the camera unit can advantageously comprise at least one camera which is designed to detect the linear and / or the planar light distribution in the cutout on the surface of the examination subject. In this case, the section on the surface of the examination object that can be recorded by the camera advantageously comprises the intersection of the two line-shaped contrast objects.

Ferner kann die zumindest eine Kamera zur Erfassung zumindest eines bestimmten Wellenlängenbereiches ausgebildet sein, beispielsweise im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums und/oder im Infrarotbereich. Dabei kann zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel derart erzeugbar sein, dass die flächige Lichtverteilung eine Überlagerung, insbesondere verschiedener, weiterer flächiger Lichtverteilungen verschiedener Wellenlängenbereiche umfasst. Beispielsweise kann die flächige Lichtverteilung eine erste flächige Lichtverteilung umfassen, wobei die erste flächige Lichtverteilung besonders zur Erfassung einer Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad ausgebildet ist. Ferner kann die flächige Lichtverteilung eine zweite flächige Lichtverteilung umfassen, wobei die zweite flächige Lichtverteilung besonders zur Erfassung der dreidimensionalen Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ausgebildet ist. Dabei kann beispielsweise die erste flächige Lichtverteilung insbesondere vollständig im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums erzeugbar sein. Ferner kann die zweite flächige Lichtverteilung zumindest teilweise im unsichtbaren Bereich, insbesondere Infrarotbereich, des Lichtspektrums erzeugbar sein.Furthermore, the at least one camera can be designed to capture at least one specific wavelength range, for example in the visible range of the light spectrum and / or in the infrared range. In this case, at least one of the two light beam bundles can be generated in such a way that the flat light distribution comprises an overlay, in particular different, further flat light distributions of different wavelength ranges. For example, the two-dimensional light distribution can include a first two-dimensional light distribution, the first two-dimensional light distribution being designed in particular to detect a deviation of the alignment of the medical object from the predetermined path. Furthermore, the two-dimensional light distribution can comprise a second two-dimensional light distribution, the second two-dimensional light distribution being designed in particular to detect the three-dimensional surface shape of the surface of the examination object. In this case, for example, the first two-dimensional light distribution can in particular be generated completely in the visible region of the light spectrum. Furthermore, the second planar light distribution can be generated at least partially in the invisible range, in particular the infrared range, of the light spectrum.

Anhand des erfassten Ausschnitts der, insbesondere zweiten flächigen, Lichtverteilung kann die dreidimensionale Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts rekonstruierbar sein. Dabei kann vorteilhafterweise ein Abgleich zwischen der projizierten Lichtverteilung und der mittels der Kameraeinheit erfassten Lichtverteilung zur Rekonstruktion der dreidimensionalen Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erfolgen. Insbesondere kann mittels der Kameraeinheit ein zweidimensionales Bild des erfassten Ausschnitts der Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erzeugbar sein. Anhand der Verformung der in dem zweidimensionalen Bild abgebildeten linienförmigen und/oder flächigen Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts gegenüber der bekannten projizierten Lichtverteilung kann eine Rekonstruktion der Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ermöglicht werden. Dabei kann vorteilhafterweise ein dreidimensionales Modell der Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erzeugt werden. Ferner kann eine Transformationsvorschrift zur Transformation der bekannten projizierten Lichtverteilung auf die dreidimensionale Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ermittelt werden.The three-dimensional surface shape of the surface of the examination object can be reconstructed on the basis of the recorded section of the, in particular the second flat, light distribution. A comparison between the projected light distribution and the light distribution detected by means of the camera unit for reconstructing the three-dimensional surface shape of the surface of the examination object. In particular, the camera unit can be used to generate a two-dimensional image of the captured section of the light distribution on the surface of the examination subject. A reconstruction of the surface shape of the surface of the examination object can be made possible on the basis of the deformation of the linear and / or two-dimensional light distribution on the surface of the examination object, which is depicted in the two-dimensional image, compared to the known projected light distribution. A three-dimensional model of the surface shape of the surface of the examination object can advantageously be generated. Furthermore, a transformation rule for transforming the known projected light distribution onto the three-dimensional surface shape of the surface of the examination object can be determined.

Des Weiteren ist die, insbesondere flächige und/oder linienförmige, Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts in Abhängigkeit der dreidimensionalen Oberflächenform der Oberfläche des Untersuchungsobjekts anpassbar. Beispielsweise kann die Lichtverteilung anhand des ermittelten dreidimensionalen Modells der Oberflächenform und/oder der Transformationsmatrix derart anpassbar sein, dass eine Entzerrung der Lichtverteilung bei Betrachtung durch ein Bedienpersonal auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ermöglicht wird. Beispielsweise kann durch Anpassung der Lichtverteilung anhand der rekonstruierten dreidimensionalen Oberflächenform eine Krümmung und/oder Verzerrung korrigiert werden.Furthermore, the, in particular flat and / or linear, light distribution on the surface of the examination object can be adapted as a function of the three-dimensional surface shape of the surface of the examination object. For example, the light distribution can be adapted based on the determined three-dimensional model of the surface shape and / or the transformation matrix in such a way that the light distribution can be rectified when viewed by an operator on the surface of the examination object. For example, a curvature and / or distortion can be corrected by adapting the light distribution on the basis of the reconstructed three-dimensional surface shape.

Dabei kann die Korrektur der Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise sowohl anhand der rekonstruierten dreidimensionalen Oberflächenform als auch anhand von Blickrichtungsdaten der Blickrichtungserfassungseinheit erfolgen.The correction of the light distribution on the surface of the examination object can advantageously take place both on the basis of the reconstructed three-dimensional surface shape and on the basis of gaze direction data from the gaze direction detection unit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung kann die Projektionsvorrichtung zum Empfang eines Ausrichtungssignals ausgebildet sein. Dabei kann das Ausrichtungssignal vorteilhafterweise eine Information zur Ausrichtung des medizinischen Objekts umfassen. Ferner kann eine Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad anhand des Ausrichtungssignals ermittelbar sein. Ferner kann die Projektionsvorrichtung weiterhin zur Erzeugung eines Lichtformobjekts auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ausgebildet sein. Dabei kann das Lichtformobjekt in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung erzeugbar sein. Dabei kann ein Lichtformobjekt beispielsweise als Pfeil und/oder Textfeld und/oder graphischer Hinweis und/oder geometrische Form ausgebildet sein. Ein Lichtformobjekt kann beispielsweise mittels eines Laserprojektors und/oder eines LED-Projektors und/oder eines LCD-Projektors und/oder einer Formblende vor einem Projektor erzeugbar sein.In a further advantageous embodiment of the proposed projection device, the projection device can be designed to receive an alignment signal. The alignment signal can advantageously include information about the alignment of the medical object. Furthermore, a deviation of the alignment of the medical object from the predetermined path can be determined on the basis of the alignment signal. Furthermore, the projection device can furthermore be designed to generate a light-shaping object on the surface of the examination object. The light shape object can be generated depending on the determined deviation. In this case, a light shape object can be designed, for example, as an arrow and / or text field and / or graphic information and / or geometric shape. A light-shaped object can be generated in front of a projector, for example, by means of a laser projector and / or an LED projector and / or an LCD projector and / or a shaped screen.

Dabei kann das Ausrichtungssignal in Abhängigkeit einer Ausrichtung des medizinischen Objekts bezüglich der Oberfläche des Untersuchungsobjekts und/oder des vorgegeben Pfads und/oder einem räumlichen Koordinatensystem von einer Ausrichtungserfassungseinheit erzeugbar sein. Die Ausrichtungserfassungseinheit kann beispielsweise ein Gyroskop und/oder einen elektromagnetischen Sensor und/oder einen hydraulischen Sensor und/oder einen optischen Sensor und/oder Ultraschallsensor zur Erfassung einer Ausrichtung des medizinischen Objekts umfassen.The alignment signal can be generated by an alignment detection unit as a function of an alignment of the medical object with respect to the surface of the examination object and / or the predefined path and / or a spatial coordinate system. The alignment detection unit can include, for example, a gyroscope and / or an electromagnetic sensor and / or a hydraulic sensor and / or an optical sensor and / or ultrasound sensor for detecting an alignment of the medical object.

Vorteilhafterweise ist die Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts vom vorgegebenen Pfad anhand des Ausrichtungssignals ermittelbar, beispielsweise anhand eines Vergleichs des Ausrichtungssignals mit einem Referenzausrichtungssignal.The deviation of the alignment of the medical object from the predefined path can advantageously be determined using the alignment signal, for example using a comparison of the alignment signal with a reference alignment signal.

Vorteilhafterweise kann mittels des Lichtformobjekts auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts ein Hinweis zur Ausrichtung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung erzeugbar sein. Hierdurch kann eine besonders intuitive Ausrichtung und direkte Rückmeldung an das Bedienpersonal ermöglicht werden. Dabei kann vorteilhafterweise eine Richtung zur Ausrichtung des medizinischen Objekts hin zum vorgegebenen Pfad durch ein Lichtformobjekt auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts anzeigbar sein. Ferner können weitere Informationen zur Ausrichtung des medizinischen Objekts mittels eines Lichtformobjekts darstellbar sein, beispielsweise eine Information zur ermittelten Abweichung.Advantageously, the light shape object can be used to generate an indication of the alignment of the medical object as a function of the determined deviation on the surface of the examination object. This enables a particularly intuitive alignment and direct feedback to the operating personnel. In this case, a direction for aligning the medical object towards the predetermined path through a light-shaping object on the surface of the examination object can advantageously be displayed. Furthermore, further information about the alignment of the medical object can be displayed by means of a light-shaping object, for example information about the determined deviation.

Nachstehend wird ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts beschrieben. Die Vorteile des Verfahrens entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorab beschriebenen beispielhaften Projektionsvorrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf einer Oberfläche eines Untersuchungsobjekts zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.A method for projecting a light distribution onto a surface of an examination subject is described below. The advantages of the method essentially correspond to the advantages of the above-described exemplary projection device for generating a light distribution on a surface of an examination object for aligning a medical object. Features, advantages or alternative embodiments mentioned here can also be transferred to the other claimed subjects and vice versa.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts derart erzeugt werden, dass zwei verschiedene Lichtstrahlenbündel im Raum abhängig von einem vorgegebenen Pfad zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts erzeugt werden. Dabei kann durch jedes der beiden Lichtstrahlenbündel jeweils eine flächige Lichtverteilung auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts projiziert werden, dass die flächige Lichtverteilung entlang jeweils einer Projektionsrichtung ein linienförmiges Kontrastobjekt aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten verläuft.In a method according to the invention, a light distribution can be generated on the surface of the examination subject in such a way that two different light beams are in space are generated depending on a predetermined path for aligning a medical object. In this case, a planar light distribution can be projected onto the surface of the examination object by each of the two light beams, so that the planar light distribution has a line-shaped contrast object along one projection direction. This makes it possible to ensure that a shadow of the medical object runs through the two light beams on the surface of the examination object only when the medical object is aligned on the line-shaped contrast objects that match the specified path.

Dabei kann das medizinische Objekt vorteilhafterweise ein Markerobjekt, beispielsweise einen Markerstab und/oder einen Markerstift umfassen. Ferner kann das vorgeschlagene Verfahren zur Kalibrierung einer Ausrichtungserfassungseinheit und/oder Bildgebungseinheit, beispielsweise einem C-Bogen-Röntgengerät und/oder einem Computertomographiegerät und/oder einer Magnetresonanzanlage, verwendet werden. Durch Ausrichtung des medizinischen Objekts entlang des vorgegebenen Pfades kann der Schatten des medizinischen Objekts auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel entlang der linienförmigen Kontrastobjekts ausgerichtet werden. Bei einer Kalibrierung kann anschließend vorteilhafterweise eine Registrierung der Ausrichtungserfassungsdaten der Ausrichtungserfassungseinheit und/oder der Bilddaten der Bildgebungseinheit zum vorgegebenen Pfad erfolgen.The medical object can advantageously include a marker object, for example a marker rod and / or a marker pen. Furthermore, the proposed method can be used to calibrate an alignment detection unit and / or imaging unit, for example a C-arm x-ray device and / or a computed tomography device and / or a magnetic resonance system. By aligning the medical object along the specified path, the shadow of the medical object on the surface of the examination object can be aligned along the line-shaped contrast object by means of the two light beams. During a calibration, the alignment acquisition data of the alignment acquisition unit and / or the image data of the imaging unit can then advantageously be registered for the specified path.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts kann insbesondere zur Unterstützung eines Bedienpersonals bei einer Kalibrierung einer Ausrichtungserfassungseinheit und/oder Bildgebungseinheit dienlich sein. Ferner kann das vorgeschlagene Verfahren zur Unterstützung des Bedienpersonals bei einer Ausrichtung des medizinischen Objekts in Abhängigkeit des vorgegebenen Pfades dienlich sein.The proposed method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object can be useful, in particular, for supporting an operator in calibrating an alignment detection unit and / or imaging unit. Furthermore, the proposed method can be useful for supporting the operating personnel in aligning the medical object as a function of the predefined path.

Des Weiteren wird eine Verarbeitungseinheit, insbesondere ein Mikroprozessor vorgeschlagen, welche dazu ausgebildet ist, Informationen und/oder Daten und/oder Signale von der erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung und/oder weiteren Komponenten, beispielsweise der Kameraeinheit und/oder der Blickrichtungserfassungseinheit, zu verarbeiten. Ferner ist die Verarbeitungseinheit vorteilhafterweise dazu ausgebildet, Steuerbefehle an die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung und/oder weitere Komponenten zu senden. Insbesondere kann die vorgeschlagene Projektionsvorrichtung die Verarbeitungseinheit umfassen.Furthermore, a processing unit, in particular a microprocessor, is proposed which is designed to process information and / or data and / or signals from the projection device according to the invention and / or further components, for example the camera unit and / or the line of sight detection unit. Furthermore, the processing unit is advantageously designed to send control commands to the projection device according to the invention and / or other components. In particular, the proposed projection device can include the processing unit.

Ferner wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar ist und Programmmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, aufweist, um ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in die Verarbeitungseinheit zu laden ist. Durch das Computerprogrammprodukt kann das ein Verfahren zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Verarbeitungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Verarbeitungseinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können.Furthermore, a computer program product is proposed which comprises a program and can be loaded directly into a memory of a programmable computing unit and has program means, e.g. Libraries and auxiliary functions, in order to carry out a method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object when the computer program product is executed. The computer program product can include software with source code that has yet to be compiled and linked or that only has to be interpreted, or an executable software code that only needs to be loaded into the processing unit for execution. The computer program product enables a method for projecting a light distribution onto a surface of an examination object to be carried out quickly, identically, repeatably and robustly. The computer program product is configured such that it can carry out the method steps according to the invention by means of the processing unit. The processing unit must in each case have the prerequisites such as a corresponding main memory, a corresponding graphics card or a corresponding logic unit, so that the respective method steps can be carried out efficiently.

Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer Verarbeitungseinheit geladen werden kann, der mit der Verarbeitungseinheit direkt verbunden oder als Teil der Verarbeitungseinheit ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Verarbeitungseinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Verarbeitungseinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen.The computer program product is stored, for example, on a computer-readable medium or on a network or server, from where it can be loaded into the processor of a processing unit, which can be directly connected to the processing unit or formed as part of the processing unit. Furthermore, control information of the computer program product can be stored on an electronically readable data carrier. The control information of the electronically readable data carrier can be designed in such a way that, when the data carrier is used in a processing unit, it carries out a method according to the invention. Examples of electronically readable data carriers are a DVD, a magnetic tape or a USB stick on which electronically readable control information, in particular software, is stored. When this control information is read from the data carrier and stored in a processing unit, all of the embodiments according to the invention of the methods described above can be carried out. Thus, the invention can also proceed from said computer-readable medium and / or said electronically readable data carrier.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen

1 und 2 schematische Darstellungen einer Lichtverteilung zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts;
3 eine schematische perspektivische Darstellung einer vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung;
4 eine schematische Seitenansicht einer vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung;
5 eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung mit Farbverlauf zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts;
6 eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts mit einem Ausrichtelement;
7 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts.

Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. The same reference symbols are used for the same features in different figures. Show it

1 and 2 schematic representations of a light distribution for aligning a medical object;
3 a schematic perspective illustration of a proposed projection device;
4th a schematic side view of a proposed projection device;
5 a schematic representation of a light distribution with a color gradient for aligning a medical object;
6th a schematic representation of a light distribution for aligning a medical object with an alignment element;
7th a schematic representation of a flow chart of a method according to the invention for projecting a light distribution onto a surface of an examination object.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Lichtverteilung zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts 16. Dabei ist die Projektionsvorrichtung (hier nicht gezeigt) vorteilhafterweise dazu ausgebildet, die Lichtverteilung derart zu erzeugen, dass zwei verschiedene Lichtstrahlenbündel im Raum abhängig von einem vorgegebenen Pfad 15 erzeugt werden. Dabei kann das medizinische Objekt 16 insbesondere eine medizinische Nadel umfassen. Ferner kann durch jedes der beiden Lichtstrahlenbündel jeweils eine flächige, insbesondere streifenförmige, Lichtverteilung 13 und 14 auf die Oberfläche des Untersuchungsobjekts derart projizierbar sein, dass die flächige Lichtverteilung 13 und 14 entlang jeweils einer Projektionsrichtung ein linienförmiges Kontrastobjekt 11 und 12 aufweist. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Schatten 23 des medizinischen Objekts 16 durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad 15 übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 auf den linienförmigen Kontrastobjekten 11 und 12 verläuft. Dabei können die beiden linienförmigen Kontrastobjekte 11 und 12 beispielsweise jeweils durch eine Grenze zwischen zwei verschiedenen Helligkeitsbereichen und/oder Wellenlängenbereichen 51, 53, 52 und 54 der flächigen Lichtverteilungen 13 und 14 gebildet werden. 1 shows a schematic representation of an exemplary light distribution for aligning a medical object 16 . The projection device (not shown here) is advantageously designed to generate the light distribution in such a way that two different bundles of light rays in space are dependent on a predetermined path 15th be generated. The medical object can 16 in particular comprise a medical needle. Furthermore, a flat, in particular strip-shaped, light distribution can be achieved through each of the two light beams 13 and 14th be projectable onto the surface of the examination subject in such a way that the flat light distribution 13 and 14th a line-shaped contrast object along each projection direction 11 and 12 having. This can advantageously achieve that a shadow 23 of the medical object 16 through the two light beams on the surface of the examination subject only in one with the specified path 15th matching alignment of the medical object 16 on the line-shaped contrasting objects 11 and 12 runs. The two line-shaped contrast objects 11 and 12 for example, in each case by a boundary between two different brightness ranges and / or wavelength ranges 51 , 53 , 52 and 54 the flat light distribution 13 and 14th are formed.

Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Lichtverteilung auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts zwei streifenförmige flächige Lichtverteilungen 13 und 14, sowie zwei linienförmige Kontrastobjekte 11 und 12. Des Weiteren verläuft der Schatten 23 des medizinischen Objekts 16 bei der vom vorgegebenen Pfad 15 abweichenden Ausrichtung des medizinischen Objekts im dargestellten Ausführungsbeispiel außerhalb der linienförmigen Kontrastobjekte 11 und 12. Dabei kann der Schatten 23 des medizinischen Objekts insbesondere zwei Teilschatten 21 und 22 umfassen, wobei jeder der Teilschatten 21 und 22 durch jeweils eines der beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts erzeugbar ist.In the in 1 In the illustrated embodiment, the light distribution on the surface of the examination object comprises two strip-shaped flat light distributions 13 and 14th , as well as two line-shaped contrasting objects 11 and 12 . Furthermore, the shadow runs 23 of the medical object 16 at the given path 15th different alignment of the medical object in the illustrated embodiment outside of the line-shaped contrast objects 11 and 12 . The shadow can 23 of the medical object in particular two partial shadows 21st and 22nd include, each of the partial shade 21st and 22nd can be generated by one of the two light beams on the surface of the examination subject.

Ferner schneiden sich die beiden linienförmigen Kontrastobjekte 11 und 12 im Schnittpunkt AP an der Oberfläche des Untersuchungsobjekts. Dabei kann der Schnittpunkt AP der beiden linienförmigen Kontrastobjekte 11 und 12 auf der Oberfläche des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise mit einem vorgegebenen Eintrittspunkt EP des medizinischen Objekts 16 übereinstimmen.Furthermore, the two line-shaped contrasting objects intersect 11 and 12 at the point of intersection AP on the surface of the examination subject. The point of intersection AP of the two line-shaped contrast objects 11 and 12 on the surface of the examination object, advantageously with a predetermined entry point EP of the medical object 16 to match.

In der in 2 schematisch dargestellten Lichtverteilung zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts 16 stimmt die Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 mit dem vorgegebenen Pfad 15 überein. Dabei verlaufen die beiden Teilschatten 22 und 21 des Schattens 23 von dem medizinischen Objekt 16 entlang der linienförmigen Kontrastobjekte 11 und 12.In the in 2 schematically shown light distribution for aligning a medical object 16 the alignment of the medical object is correct 16 with the given path 15th match. The two partial shadows run 22nd and 21st of the shadow 23 from the medical object 16 along the line-shaped contrasting objects 11 and 12 .

Des Weiteren kann die Projektionsvorrichtung vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, die Lichtverteilung umfassend die zwei Lichtstrahlenbündel mit verschiedenen Wellenlängen, insbesondere zur Erzeugung verschiedener Lichtfarben, zu erzeugen.Furthermore, the projection device can advantageously be designed to generate the light distribution including the two light beam bundles with different wavelengths, in particular for generating different light colors.

In 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung abgebildet. Dabei kann die Projektionsvorrichtung beispielsweise zwei Projektoren P1 und P2 umfassen. Ferner kann jeder der beiden Projektoren P1 und P2 jeweils zur Erzeugung eines weiteren Lichtstrahlenbündels zusätzlich zu jedem der beiden Lichtstrahlenbündel ausgebildet sein. Dabei können die beiden weiteren Lichtstrahlenbündel vorteilhafterweise derart im Raum erzeugbar sein, dass durch jedes der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel jeweils eine linienförmige Lichtverteilung (hier nicht gezeigt) zusätzlich zur flächigen Lichtverteilung 13 und 14 auf die Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 projizierbar ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Schatten 23 des medizinischen Objekts 16 durch die beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad 15 übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 auf der linienförmigen Lichtverteilung verläuft.In 3 is a schematic perspective representation of a proposed projection device shown. The projection device can, for example, have two projectors P1 and P2 include. Furthermore, either of the two projectors P1 and P2 each be designed to generate a further light beam in addition to each of the two light beams. The two further bundles of light rays can advantageously be generated in space in such a way that each of the two further bundles of light rays has a linear light distribution (not shown here) in addition to the flat light distribution 13 and 14th on the surface 8th of the examination subject 7th is projectable. In this way it can be achieved that a shadow 23 of the medical object 16 through the two light beams on the surface 8th of the examination subject 7th only with one with the given path 15th matching alignment of the medical object 16 runs on the linear light distribution.

Beispielsweise können das linienförmige Kontrastobjekt 12 und die flächige Lichtverteilung 14 durch den Projektor P1 auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 erzeugbar sein. Analog können das linienförmige Kontrastobjekt 11 und die flächige Lichtverteilung 13 durch den Projektor P2 auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 erzeugbar sein.For example, the line-shaped contrast object 12 and the flat light distribution 14th through the projector P1 on the surface 8th of the examination subject 7th be producible. The line-shaped contrast object 11 and the flat light distribution 13 through the projector P2 on the surface 8th of the examination subject 7th be producible.

Vorteilhafterweise kann die Projektionsvorrichtung eine Verarbeitungseinheit 33 umfassen, die dazu ausgebildet ist, jeweils ein Signal an die Projektoren P1 und P2 zur Erzeugung der Lichtverteilung zu senden.The projection device can advantageously be a processing unit 33 include, which is designed to each send a signal to the projectors P1 and P2 to send to generate the light distribution.

Ferner kann die Projektionsvorrichtung eine Blickrichtungserfassungseinheit BE umfassen, die zur Erfassung einer Blickrichtung eines Bedienpersonals ausgebildet ist. Hierfür kann die Blickrichtungserfassungseinheit BE beispielsweise ein Signal mit einer Information zu den erfassten Blickrichtungserfassungsdaten an die Verarbeitungseinheit 33 senden. Dabei kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise in Abhängigkeit der erfassten Blickrichtung anpassbar sein.Furthermore, the projection device can comprise a line of sight detection unit BE, which is designed to detect a line of sight of an operator. For this purpose, the line of sight detection unit BE can, for example, send a signal with information on the detected line of sight detection data to the processing unit 33 send. The light distribution can advantageously be adapted as a function of the detected viewing direction.

Des Weiteren kann die Projektionsvorrichtung eine Kameraeinheit KE umfassen, die zur Erfassung zumindest eines Ausschnitts 34 der Lichtverteilung auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts ausgebildet ist. Dabei kann eine dreidimensionale Oberflächenform der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 anhand des erfassten Ausschnitts 34 der Lichtverteilung rekonstruierbar sein. Ferner kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise in Abhängigkeit der rekonstruierten dreidimensionalen Oberflächenform anpassbar sein. Hierfür kann die Kameraeinheit beispielsweise ein entsprechendes Signal mit einer Information zum erfassten Ausschnitt 34 der Lichtverteilung an die Verarbeitungseinheit 33 senden.Furthermore, the projection device can include a camera unit KE which is used to capture at least one section 34 the light distribution on the surface 8th of the examination subject is formed. A three-dimensional surface shape of the surface 8th of the examination subject 7th based on the captured section 34 the light distribution can be reconstructed. Furthermore, the light distribution can advantageously be adaptable as a function of the reconstructed three-dimensional surface shape. For this purpose, the camera unit can, for example, send a corresponding signal with information about the captured section 34 the light distribution to the processing unit 33 send.

Ferner kann die Projektionsvorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinheit 33, zum Empfang eines Ausrichtungssignals (hier nicht gezeigt) ausgebildet sein. Dabei kann das Ausrichtungssignal vorteilhafterweise eine Information zur Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 umfassen. Ferner kann eine Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 vom vorgegebenen Pfad 15 anhand des Ausrichtungssignals ermittelbar sein. Die Projektionsvorrichtung kann weiterhin zur Erzeugung eines Lichtformobjekts 35 auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 ausgebildet sein. Dabei kann das Lichtformobjekt 35 vorteilhafterweise in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung erzeugbar sein. Im in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lichtformobjekt 35 auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 als Pfeil ausgebildet. Dabei zeigt das Lichtformobjekt 35, insbesondere der Pfeil, eine Richtung hin zum vorgegebenen Pfad 15 zur Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 an. Insbesondere kann eine Ausrichtung und/oder Form und/oder Größe des Lichtformobjekts 35 in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung anpassbar sein.Furthermore, the projection device, in particular the processing unit 33 to receive an alignment signal (not shown here). The alignment signal can advantageously provide information on the alignment of the medical object 16 include. Furthermore, a deviation in the alignment of the medical object can occur 16 from the given path 15th be determined based on the alignment signal. The projection device can furthermore be used to generate a light-shaped object 35 on the surface 8th of the examination subject 7th be trained. The light shape object can 35 advantageously be able to be generated as a function of the determined deviation. In the in 3 illustrated embodiment is the light shape object 35 on the surface 8th of the examination subject 7th designed as an arrow. The light shape object shows 35 , in particular the arrow, a direction towards the given path 15th for aligning the medical object 16 on. In particular, an alignment and / or shape and / or size of the light shape object can be 35 be adaptable depending on the determined deviation.

4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung. Dabei verläuft die beispielhaft dargestellte Seitenansicht parallel zum vom Projektor P2 erzeugten weiteren Lichtstrahlenbündel und senkrecht zum vom Projektor P1 erzeugten weiteren Lichtstrahlenbündel. Ferner kann das vom Projektor P2 erzeugte Lichtstrahlenbündel LB2 vorteilhafterweise mit einem vorgegebenen Fächerwinkel α, insbesondere einem Öffnungswinkel gegenüber einer Zentralebene, erzeugbar sein. Beispielsweise kann zumindest eines der beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 mit einem Fächerwinkel α von ±5° gegenüber der Zentralebene erzeugbar sein. Dabei kann die Zentralebene des Lichtstrahlenbündels LB2 vorzugsweise den vorgegebenen Pfad 15 zumindest abschnittsweise umfassen. Vorteilhafterweise verläuft kein Zentralstrahl der beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 zumindest abschnittsweise auf dem vorgegebenen Pfad. 4th shows a schematic side view of a proposed projection device. The side view shown as an example runs parallel to that of the projector P2 generated further light beam and perpendicular to the projector P1 generated further bundles of light rays. This can also be done by the projector P2 generated light beam LB2 advantageously be able to be generated with a predetermined fan angle α, in particular an opening angle with respect to a central plane. For example, at least one of the two light beams LB1 and LB2 can be generated with a fan angle α of ± 5 ° with respect to the central plane. The central plane of the light beam can LB2 preferably the given path 15th at least in sections. Advantageously, no central ray of the two light rays runs LB1 and LB2 at least in sections on the given path.

In 5 ist eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung mit Farbverlauf F zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts 16 abgebildet. Insbesondere kann die durch das Lichtstrahlenbündel LB2 erzeugte flächige Lichtverteilung 13 einen Farbverlauf F aufweisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die flächige Lichtverteilung 13 einen zum linienförmigen Kontrastobjekt 11 spiegelsymmetrischen Farbverlauf mit beispielhaft jeweils fünf Farbzonen Z1 bis Z5 auf. Bei einer Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 vom vorgegebenen Pfad 15 kann eine Reflexion des Farbverlaufs F an dem medizinischen Objekt 16 erfolgen. Gemäß der vorgeschlagenen Ausführungsform kann die Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 zusätzlich zum Verlauf des Schattens 23 unter Berücksichtigung des an dem medizinischen Objekt 16 reflektierten Farbverlaufs F erfolgen. Dabei kann eine Abweichung der Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 zum vorgegebenen Pfad 15 beispielsweise durch eine Anzahl der an dem medizinischen Objekt reflektierten Farbzonen Z1 bis Z5 und/oder der reflektierten Farbe bestimmbar sein.In 5 is a schematic representation of a light distribution with color gradient F for aligning a medical object 16 pictured. In particular, through the light beam LB2 generated flat light distribution 13 have a color gradient F. In the present exemplary embodiment, the areal light distribution has 13 one to the line-shaped contrasting object 11 Mirror-symmetrical color gradient with five color zones each Z1 to Z5 on. In the event of a deviation in the alignment of the medical object 16 from the given path 15th can be a reflection of the color gradient F on the medical object 16 respectively. According to the proposed embodiment, the alignment of the medical object can 16 in addition to the course of the shadow 23 taking into account the on the medical object 16 reflected gradient F take place. A deviation in the alignment of the medical object can occur 16 to the given path 15th for example by a number of the color zones reflected on the medical object Z1 to Z5 and / or the reflected color can be determined.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts 16, wobei das medizinische Objekt 16 ein Ausrichtelement 16` aufweist. Dabei kann das Ausrichtelement 16` zumindest teilweise durch die Projektionsvorrichtung beleuchtbar sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Schatten 23` des Ausrichtelements 16` durch die beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad 15 übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts 16 auf den linienförmigen Kontrastobjekten 11 und 12 verläuft. Dabei kann der Schatten 23' insbesondere zwei Teilschatten 21` und 22` umfassen, wobei jeder der Teilschatten 21` und 22` durch jeweils eines der beiden Lichtstrahlenbündel auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 erzeugbar ist. 6th shows a schematic representation of a light distribution for aligning a medical object 16 , the medical object 16 an alignment element 16` having. The alignment element 16` be at least partially illuminated by the projection device. In this way it can be achieved that a shadow 23 ' of the alignment element 16` through the two light beams LB1 and LB2 on the surface 8th of the examination subject 7th only with one with the given path 15th matching alignment of the medical object 16 on the line-shaped contrasting objects 11 and 12 runs. The shadow can 23 ' especially two partial shadows 21` and 22 ' include, each of the partial shade 21` and 22 ' by one of the two light beams on the surface 8th of the examination subject 7th can be generated.

Hierbei kann das Ausrichtelement 16` vorteilhafterweise an dem medizinischen Objekt 16 angeordnet und/oder befestigt sein. Ferner kann die Lichtverteilung derart erzeugbar sein, dass eine räumliche Distanz zwischen dem Ausrichtelement 16` und dem medizinischen Objekt 16, insbesondere einer Spitze des medizinischen Objekts 16, berücksichtigt wird.Here, the alignment element 16` advantageously on the medical object 16 be arranged and / or attached. Furthermore, the light distribution can be generated in such a way that a spatial distance between the alignment element 16` and the medical object 16 , especially a tip of the medical object 16 , is taken into account.

In 7 ist eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Projektion einer Lichtverteilung auf eine Oberfläche eines Untersuchungsobjekts abgebildet. Hierbei kann in einem ersten Schritt 41 eine Lichtverteilung auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 derart erzeugt werden, dass zwei verschiedene Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 im Raum abhängig von einem vorgegebenen Pfad 15 zur Ausrichtung eines medizinischen Objekts erzeugt werden. Dabei kann durch jedes der beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 jeweils eine flächige Lichtverteilung 13 und 14 auf die Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 derart projiziert werden, dass die flächige Lichtverteilung 13 und 14 entlang jeweils einer Projektionsrichtung ein linienförmiges Kontrastobjekt 11 und 12 aufweist. Dabei kann ein Schatten eines durch die beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 medizinischen Objekts auf der Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad 15 übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf den linienförmigen Kontrastobjekten 11 und 12 verlaufen.In 7th is a schematic representation of a flow chart of a method according to the invention for projecting a light distribution onto a surface of an examination subject. In a first step 41 a light distribution on the surface 8th of the examination subject 7th are generated in such a way that two different light beams LB1 and LB2 in space depending on a given path 15th for aligning a medical object. It can go through each of the two light beams LB1 and LB2 each a flat light distribution 13 and 14th on the surface 8th of the examination subject 7th are projected in such a way that the areal light distribution 13 and 14th a line-shaped contrast object along each projection direction 11 and 12 having. A shadow can be caused by the two light beams LB1 and LB2 medical object on the surface 8th of the examination subject 7th only with one with the given path 15th matching alignment of the medical object on the line-shaped contrast objects 11 and 12 run away.

Des Weiteren kann zu jedem der beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 jeweils zusätzlich ein weiteres Lichtstrahlenbündel 42 und 43 im Raum derart erzeugt werden, dass durch jedes der beiden weiteren Lichtstrahlenbündel 42 und 43 jeweils eine linienförmige Lichtverteilung auf die Oberfläche 8 des Untersuchungsobjekts 7 projiziert wird. Dabei kann ein Schatten des medizinischen Objekts durch die beiden Lichtstrahlenbündel LB1 und LB2 vorteilhafterweise nur bei einer mit dem vorgegebenen Pfad 15 übereinstimmenden Ausrichtung des medizinischen Objekts auf der linienförmigen Lichtverteilung verlaufen.Furthermore, to each of the two light beams LB1 and LB2 each additional bundle of light rays 42 and 43 are generated in space in such a way that each of the two further light beams 42 and 43 a linear light distribution on the surface 8th of the examination subject 7th is projected. A shadow of the medical object can be caused by the two light beams LB1 and LB2 advantageously only with one with the given path 15th matching alignment of the medical object on the linear light distribution run.

Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnis ab.The schematic representations contained in the figures described do not depict any scale or size ratio.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.Finally, it is pointed out once again that the methods described in detail above and the devices shown are merely exemplary embodiments which can be modified in the most varied of ways by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite article “a” or “an” does not exclude the possibility that the relevant characteristics can also be present several times. Likewise, the terms “unit” and “element” do not exclude the possibility that the relevant components consist of several interacting sub-components, which may also be spatially distributed.

Claims

Projection device for generating a light distribution on a surface (8) of an examination object (7) for aligning a medical object (16), wherein the projection device is designed to generate the light distribution in such a way that two different bundles of light rays (LB1, LB2) are generated in space depending on a predetermined path (15) for aligning the medical object (16), each of the two light beams (LB1, LB2) being able to project a planar light distribution (13,14) onto the surface (8) of the examination object (7) in such a way that the planar light distribution (13,14) is linear along one projection direction Has contrast object (11,12), that a shadow (23) of the medical object (16) through the two light beams (LB1, LB2) on the surface (8) of the examination object (7) only when the medical object (16) is aligned with the predetermined path (15) runs on the line-shaped contrasting objects (11, 12).

Projection device according to Claim 1 furthermore designed to generate the light distribution in such a way that each of the two light beams (LB1, LB2) can also generate a further light beam in space in such a way that each of the two light beams produces a linear light distribution in addition to the flat light distribution on the surface of the examination object (7) is projectable.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device is designed to generate the light distribution comprising the two light beams (LB1, LB2) with different wavelengths, in particular for generating different light colors.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the one light beam (LB1, LB2) can be generated with a predetermined fan angle (α).

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device comprises a line of sight detection unit (BE), the line of sight detection unit (BE) being designed to detect a line of sight of an operator, the light distribution being adaptable as a function of the detected line of sight.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two light beam bundles (LB1, LB2) has a color gradient (F), wherein if the alignment of the medical object (16) deviates from the predetermined path (15) a reflection of the Color gradient (F) on the medical object (16) takes place.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that an intersection (AP) of the two line-shaped contrast objects (11, 12) of the flat light distributions on the surface (8) of the examination object (7) with a predetermined entry point (EP) of the medical object ( 16) matches.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device (16) comprises a camera unit (KE), the camera unit (KE) for capturing at least a section (34) of the light distribution on the surface (8) of the examination object (7) is formed, wherein a three-dimensional surface shape of the surface (8) of the examination object (7) can be reconstructed on the basis of the detected section (34) of the light distribution, the light distribution being adaptable as a function of the reconstructed three-dimensional surface shape.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device is designed to receive an alignment signal, the alignment signal comprising information on the alignment of the medical object (16), wherein a deviation of the alignment of the medical object (16) from the predetermined path (15) can be determined on the basis of the alignment signal, and that the projection device is also designed to generate a light-shaped object (35) on the surface (8) of the examination object (7), the light-shaped object (35) being able to be generated as a function of the determined deviation.

A method for projecting a light distribution onto a surface (8) of an examination object (7), comprising: Generating (41) a light distribution on the surface (8) of the examination object (7) in such a way that that two different bundles of light rays (LB1, LB2) are generated in space depending on a predetermined path (15) for aligning a medical object, each of the two light beams (LB1, LB2) projecting an areal light distribution (13,14) onto the surface (8) of the examination subject (7) in such a way that the areal light distribution (13,14) is linear along one projection direction Has contrast object (11,12), that a shadow (23) of the medical object through the two light beams (LB1, LB2) on the surface (8) of the examination object (7) only if the medical object is aligned with the predetermined path (15) on the line-shaped contrast objects (11 , 12) runs.

Computer program product which comprises a program and which can be loaded directly into a memory of a programmable computing unit of a processing unit, with program means to implement a method Claim 10 execute when the program is executed in the arithmetic unit of the processing unit.