DE102022210623A1

DE102022210623A1 - Verfahren zum Kalibrieren von Kameras eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems und medizinisches Visualisierungssystem

Info

Publication number: DE102022210623A1
Application number: DE102022210623.7A
Authority: DE
Inventors: Richard Bäumer; Marco Wörner; Henrike von Hülsen
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-18
Also published as: US20240119632A1; CN117857767A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Kameras (9L,9R) eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems (1), wobei ein über Kanäle (3L,3R) des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems (1) jeweils abgebildeter Erfassungsbereich (20) mittels jeweils einer Kamera (9L,9R) erfasst wird, wobei ein Vergrößerungszentrum (15, 15L, 15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) bestimmt wird, wobei hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen einer gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik (5) eingestellt werden und in Abbildungen (12,12L,12R), die mittels der jeweiligen Kamera (9L,9R) auf den Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle (3L,3R) ein Bildbereich identifiziert wird, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt, und wobei ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) ein Bildausschnitt (13,13L,13R) in den erfassten Abbildungen (12,12L,12R) mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum (15,15L,15R) als Mittelpunkt festgelegt wird, und wobei eine Ausgabe (13) der erfassten Abbildungen (12,12L,12R) in allen Vergrößerungsstufen auf den für den jeweiligen Kanal (3L,3R) festgelegten Bildausschnitt (13L, 13R) beschränkt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein medizinisches Visualisierungssystem (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Kameras eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems und ein medizinisches Visualisierungssystem.
Beim Justieren von stereoskopischen medizinischen Visualisierungssystemen werden von Kameras erfasste Abbildungen (Kamerabilder) von zwei optischen Kanälen (bzw. optischen Pfaden) in x-y-Richtung und Rotation zueinander ausgerichtet. Dies kann durch mechanisches Justieren (Verschieben und/oder Rotieren der Kameras) oder digital im Wege von einer Bildbearbeitung erfolgen.
Aus der US 10 299 880 B2 sind eine stereoskopische Visualisierungskamera und eine Visualisierungsplattform bekannt. Eine beispielhafte stereoskopische Visualisierungskamera umfasst eine erste Vielzahl von Linsen, die entlang eines ersten optischen Pfads positioniert sind, und einen ersten Bildsensor, um einen ersten Bildstrom einer Zielstelle aus Licht in dem ersten optischen Pfad aufzuzeichnen. Die stereoskopische Visualisierungskamera umfasst auch eine zweite Vielzahl von Linsen, die entlang eines zweiten optischen Pfads parallel zu dem ersten optischen Pfad positioniert sind, und einen zweiten Bildsensor zum Aufzeichnen eines zweiten Bildstroms des Zielorts aus Licht in dem zweiten optischen Pfad. Die stereoskopische Visualisierungskamera umfasst auch einen Prozessor, der dazu konfiguriert ist, eine störende Parallaxe zwischen den ersten und zweiten Bildströmen zu reduzieren, indem Pixelsätze von Pixelgittern der ersten und zweiten Bildsensoren so ausgewählt werden, dass sich Zoomwiederholungspunkte in einer Mitte des jeweiligen Pixelrasters befinden.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung hat insbesondere den Nachteil, dass für jede Vergrößerungsstufe ein Parametersatz bestimmt und vorgehalten werden muss, um die Parallaxe über den gesamten Arbeitsbereich der Vergrößerung reduzieren zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von Kameras eines medizinischen Visualisierungssystems und ein medizinisches Visualisierungssystem zu verbessern, sodass insbesondere ein Aufwand beim Kalibrieren des medizinischen Visualisierungssystems reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein medizinisches Visualisierungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist einer der Grundgedanken der Erfindung, ein mehrkanaliges medizinisches Visualisierungssystem über das Bestimmen von Vergrößerungszentren in jedem der Kanäle (welche auch als optische Pfade bezeichnet werden können) zu kalibrieren. Hierzu wird ein über die, insbesondere zwei, Kanäle des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems jeweils abgebildeter Erfassungsbereich mittels jeweils einer Kamera erfasst. Ein Bildsensor der Kamera stellt hierbei eine insbesondere auf eine Größe des Bildsensors begrenzte Abbildung bereit. Es wird ein jeweiliges Vergrößerungszentrum für jeden der Kanäle bestimmt. Hierzu ist vorgesehen, dass mindestens zwei Vergrößerungsstufen einer gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik (mechanisch) eingestellt werden und in Abbildungen, die mittels der jeweiligen Kamera auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle ein Bildbereich identifiziert wird, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt. Dieser Bildbereich bildet für den jeweiligen Kanal das Vergrößerungszentrum (welches auch als Zoomzentrum bezeichnet werden kann). Das Vergrößerungszentrum kann insbesondere als zweidimensionale Bildelementkoordinate (z.B. in x-y-Koordinaten) in der jeweils erfassten Abbildung bestimmt und ausgedrückt werden. Für jeden der, insbesondere zwei, Kanäle ist dann eine Bildelementkoordinate für das jeweilige Vergrößerungszentrum bekannt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass mehr als zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Vergrößerungsstufen kontinuierlich durchgefahren werden, wobei zeitgleich für jeden der Kanäle ein Videostrom aus aufeinander folgenden Abbildungen erfasst wird; die Vorgehensweise ist hierbei aber grundsätzlich analog. Jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren wird für jeden der Kanäle ein Bildausschnitt in den erfassten Abbildungen mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum als Mittelpunkt festgelegt. Dies erfolgt für jeden der Kanäle insbesondere ausschließlich ausgehend von dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum. Insbesondere erfolgt das Festlegen ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren in jedem Fall unabhängig von den bestimmten Vergrößerungszentren der jeweils anderen Kanäle. Der Bildausschnitt wird insbesondere in Form eines Parametersatzes von Bildelementkoordinaten angegeben, die den Bildausschnitt mit Bezug auf die jeweilige Abbildung eindeutig beschreiben. Beispielsweise kann ein solcher Satz Bildelementkoordinaten von Eckpunkten eines quadratischen oder rechteckigen Bildausschnitts aus der erfassten Abbildung umfassen. Es ist vorgesehen, dass eine Ausgabe der erfassten Abbildungen in allen Vergrößerungsstufen auf die jeweils festgelegten Bildausschnitte beschränkt wird. Anders ausgedrückt werden die erfassten Abbildungen auf den jeweils festgelegten Bildausschnitt beschnitten und der jeweilige Bildausschnitt als Ausgabe bereitgestellt, beispielsweise als analoges oder digitales Bildsignal. Hierdurch kann eine verbesserte Darstellung von mehrkanaligen Abbildungen, insbesondere stereoskopischen Abbildungen, erreicht werden. Hierbei werden für alle Vergrößerungsstufen die gleichen festgelegten Bildausschnitte verwendet, das heißt, pro Kanal existiert ein festgelegter Bildausschnitt, der für alle Vergrößerungsstufen verwendet wird. Für einen Kanal ist ein den festgelegten Bildausschnitt beschreibender Parametersatz für alle Vergrößerungsstufen der gleiche.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Kalibrieren von Kameras eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems zur Verfügung gestellt, wobei ein über Kanäle des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems jeweils abgebildeter Erfassungsbereich mittels jeweils einer Kamera erfasst wird, wobei ein jeweiliges Vergrößerungszentrum für jeden der Kanäle bestimmt wird, wobei hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen einer gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik eingestellt werden und in Abbildungen, die mittels der jeweiligen Kamera auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle ein Bildbereich identifiziert wird, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt, und wobei jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren für jeden der Kanäle ein Bildausschnitt in den erfassten Abbildungen mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum als Mittelpunkt festgelegt wird, und wobei eine Ausgabe der erfassten Abbildungen in allen Vergrößerungsstufen auf den für den jeweiligen Kanal festgelegten Bildausschnitt beschränkt wird.
Ferner wird insbesondere ein medizinisches Visualisierungssystem geschaffen, umfassend mehrere Kanäle zum Erfassen und Abbilden eines Erfassungsbereichs, eine Kamera für jeden der mehreren Kanäle, die eingerichtet ist zum Erfassen des jeweils über den Kanal abgebildeten Erfassungsbereichs, eine gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik, und eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Kalibrieren ein jeweiliges Vergrößerungszentrum für jeden der Kanäle zu bestimmen, und hierzu die gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik derart anzusteuern, dass mindestens zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden und in Abbildungen, die mittels der jeweiligen Kamera auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle einen Bildbereich zu identifizieren, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt, und jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren für jeden der Kanäle einen Bildausschnitt in den erfassten Abbildungen mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum als Mittelpunkt festzulegen, und eine Ausgabe der erfassten Abbildungen in allen Vergrößerungsstufen auf den für den jeweiligen Kanal festgelegten Bildausschnitt zu beschränken.
Das Verfahren und das medizinische Visualisierungssystem ermöglichen eine unkomplizierte und insbesondere automatisierbare digitale Kalibrierung der mehreren Kanäle des medizinischen Visualisierungssystems. Beschreibt man die Abbildungen mit Hilfe eines zweidimensionalen Koordinatensystems (z.B. in kartesischen x- und y-Koordinaten), so kann mittels des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems eine relative Verschiebung in x- und y-Richtung erfolgen. Insbesondere kann hierbei durch Auswählen der Bildausschnitte und Beschränken der Ausgaben auf die Bildausschnitte ein in den jeweiligen Kanälen dargestellter Bildinhalt zueinander in den beiden Richtungen des zweidimensionalen Koordinatensystems verschoben werden. Hierdurch lassen sich insbesondere Fehler in einer gewünschten Parallaxe reduzieren oder vollständig beheben.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für medizinische Visualisierungssysteme, bei denen eine initiale (mechanische) Justierung der Kameras der mehreren Kanäle zueinander erfolgt ist, anschließend aber eine strenge mechanische Toleranzkette vorgesehen ist, bei der eine Position und eine Ausrichtung (Rotation) der Kameras nicht mehr ohne größeren Aufwand verändert werden können. Das Verfahren ermöglicht es hier, das medizinische Visualisierungssystem zu überwachen und im Feld eventuell auftretende Dejustagen zu entdecken, deren Ausmaß zu bestimmen und im Wege der digitalen Bildbearbeitung zu korrigieren. Ferner kann der Nutzer des medizinischen Visualisierungssystems auf die Dejustage aufmerksam gemacht werden. Das Erkennen und Korrigieren der Dejustage kann beispielsweise vom Krankenhauspersonal selbstständig durchgeführt werden. Grundsätzlich kann zusätzlich zur Korrektur im Wege der digitalen Bildbearbeitung auch eine Justage erfolgen, beispielsweise können Bildsensoren der Kameras in Bezug auf die Sensorebene lateral, d.h. insbesondere senkrecht zur optischen Achse, verschoben werden. Auch eine Abbildungsoptik kann zusätzlich justiert werden. Nach dem Justieren sollte das Verfahren erneut ausgeführt werden, sodass verbleibende Korrekturen mittels digitaler Bildbearbeitung durchgeführt werden können.
Ein Vorteil des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems ist, dass ein bei der Kalibrierung verwendetes Objekt sich bei den mehreren Vergrößerungsstufen nicht im Fokus befinden muss, da auch außerhalb des Fokus in jedem Fall ein Vergrößerungszentrum bestimmt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass nicht für jede Vergrößerungsstufe ein die Bildausschnitte beschreibender Parametersatz bestimmt und bereitgehalten werden muss, wie es im vorgenannten Stand der Technik der Fall ist. Hingegen ist ein einziger Parametersatz, der die Bildausschnitte beschreibt, ausreichend und gilt für sämtliche Vergrößerungsstufen der gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik. Es kann hierdurch eine deutliche Vereinfachung und eine Verringerung des Aufwandes beim Kalibrieren erreicht werden.
Das Vergrößerungszentrum fällt insbesondere mit demjenigen Bildbereich zusammen, der sich über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg in den erfassten Abbildungen am wenigsten oder gar nicht bewegt. Dieser Bildbereich fällt insbesondere mit der kanaleigenen optischen Achse in der gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik zusammen. Die optischen Elemente der gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik werden beim Einstellen der mindestens zwei Vergrößerungsstufen insbesondere entlang der kanaleigenen optischen Achse bewegt. Aus diesem Grund gibt es einen Bildbereich, insbesondere einen punktförmigen Bildbereich, der sich nicht oder nur sehr wenig bewegt. Dieser Bildbereich wird beispielsweise mittels an sich bekannter Verfahren der Computer Vision identifiziert (z.B. durch Bestimmen des optischen Flusses), indem die mehreren erfassten Abbildungen des jeweiligen Kanals ausgewertet werden. Ein Vorteil ist, dass das Bestimmen des Vergrößerungszentrums grundsätzlich ohne das Erkennen von konkreten Merkmalen in den erfassten Abbildungen auskommt.
Das Festlegen des Bildausschnitts erfolgt insbesondere, indem ein Bildelementbereich in der erfassten Abbildung um das jeweilige Vergrößerungszentrum herum ausgewählt wird. Der Bildelementbereich (insbesondere eine Größe und/oder eine Form) kann hierbei fest vorgegeben sein oder flexibel angepasst werden. Beispielweise kann eine Bildelementanzahl mit Bezug auf eine Breite und eine Höhe des Bildelementbereichs fest vorgegeben sein. Das flexible Anpassen kann beispielsweise vorsehen, eine Größe des Bildelementbereichs in Abhängigkeit von einer Position des identifizierten Vergrößerungszentrums innerhalb der erfassten Abbildung zu wählen. Befindet sich das identifizierte Vergrößerungszentrum beispielsweise in der Mitte der erfassten Abbildung, so kann der Bildelementbereich größer gewählt werden als wenn sich das identifizierte Vergrößerungszentrum weiter am Rand der erfassten Abbildung befindet. Das Festlegen der Größe und/oder Form der Bildausschnitte für die erfassten Abbildungen der mehreren Kanäle kann auch in miteinander gekoppelter Form erfolgen. Ein Bildausschnitt wird dann in Abhängigkeit von einem Bildausschnitt mindestens eines anderen Kanals festgelegt oder das Festlegen erfolgt für alle Kanäle zusammen. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass der kleinste Bildelementbereich auch die Bildelementbereiche des oder der anderen Kanäle vorgibt. Hierdurch kann erreicht werden, dass die als Ausgabe bereitgestellten Bildausschnitte in Bezug auf die Breite und Höhe alle die gleiche Bildelementanzahl aufweisen, also gleich groß sind.
Das Beschränken der erfassten Abbildungen auf den jeweils festgelegten Bildausschnitt erfolgt insbesondere mit Hilfe von an sich bekannten Verfahren der Bildbearbeitung. Insbesondere werden die erfassten Abbildungen auf den jeweils festgelegten Bildausschnitt zugeschnitten und nur der jeweilige Bildausschnitt wird als Ausgabe bereitgestellt. Der festgelegte Bildausschnitt ist in Bezug auf die Anzahl der Bildelemente sowohl hinsichtlich der Koordinatenrichtungen als auch hinsichtlich einer Gesamtanzahl von Bildelementen insbesondere kleiner als eine von einem Bildsensor bereitgestellte Abbildung.
Das medizinische Visualisierungssystem ist insbesondere ein medizinisches Mikroskop, insbesondere ein Operationsmikroskop. Das medizinische Visualisierungssystem ist insbesondere ein optisches Visualisierungssystem, das heißt, es basiert auf einer optischen Erfassung des Untersuchungsgegenstandes, insbesondere eines Operationsgebiets. Das medizinische Visualisierungssystem ist insbesondere stereoskopisch. Das medizinische Visualisierungssystem dient insbesondere zur vergrößernden Darstellung eines Operationsgebiets (Situs) bei einem chirurgischen Eingriff. Grundsätzlich kann das medizinische Visualisierungssystem aber auch zur vergrößernden Darstellung bei diagnostischen Anwendungen dienen.
Eine gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik umfasst beispielsweise unterschiedliche Optiken und/oder optische Elemente für die einzelnen Kanäle des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems, die elektromechanisch oder deren optischen Glieder zumindest teilweise mechanisch miteinander gekoppelt sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Kanäle (Strahlengänge) zumindest ein Hauptobjektiv gemeinsam teilen.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das medizinische Visualisierungssystem derart eingerichtet und/oder justiert ist oder justiert wird, dass die erfassten Abbildungen scharf gestellt sind, wenn die bestimmten Vergrößerungszentren mit dem gleichen Objektpunkt zusammenfallen. Anders ausgedrückt ist vorgesehen, dass die Fokusebene abgebildet wird, wenn die bestimmten Vergrößerungszentren den gleichen Objektpunkt abbilden. Hierdurch wird insbesondere sichergestellt, dass die optischen Achsen der mehreren Kanäle sich in einem Punkt in der Fokusebene treffen. Diese Justage wird insbesondere vor Durchführen des Kalibrierens durchgeführt.
Eine Justage oder Justieren bezeichnet insbesondere einen bei einer Montage des medizinischen Visualisierungssystems einmalig und initial vorgenommene Aktion, bei der insbesondere optische Elemente des medizinischen Visualisierungssystems mechanisch zueinander in einer Soll-Anordnung zueinander angeordnet werden. Eine Dejustage bezeichnet insbesondere eine Abweichung von dieser Soll-Anordnung der optischen Elemente. Nach der initialen Justage bezeichnet eine Justage im weiteren Betrieb des medizinischen Visualisierungssystems insbesondere eine erneute mechanische Anordnung insbesondere der optischen Elemente auf die Soll-Anordnung.
Kalibrieren bezeichnet insbesondere ein Bestimmen von Kalibrierdaten, welche eine räumliche Beziehung von optischen Elementen und/oder von Gruppen von optischen Elementen zueinander beschreiben. Die Kalibrierdaten können insbesondere dazu dienen, im Rahmen einer digitalen Bildbearbeitung Korrekturen vorzunehmen, die eine aufgetretene Dejustage (zumindest teilweise) kompensieren können. Bei dem in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren umfasst das Kalibrieren insbesondere das Bestimmen der Vergrößerungszentren und das Festlegen der jeweiligen Bildausschnitte.
Es kann vorgesehen sein, dass vor dem Bestimmen der Vergrößerungszentren und/oder dem Festlegen der jeweiligen Bildausschnitte eine Verzeichnungskorrektur für jeden der Kanäle durchgeführt wird. Dies erfolgt insbesondere mittels an sich bekannter Verfahren, beispielsweise durch Erfassen eines Schachbrettmusters, anhand dessen die Verzeichnung in den erfassten Abbildungen bestimmt werden kann. Anschließend kann anhand der bestimmten Verzeichnung eine Korrektur durch digitale Bildbearbeitung der erfassten Abbildungen erfolgen.
Teile des medizinischen Visualisierungssystems, insbesondere die Steuereinrichtung, können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) ausgebildet sind.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Abmessungen der Bildausschnitte für alle Richtungen unter Berücksichtigung von Abmessungen der vom jeweiligen Bildsensor der Kameras bereitgestellten Abbildung festgelegt werden. Hierdurch können die Bildausschnitte flexibel gewählt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Bildausschnitte so groß wie möglich zu wählen, das heißt, zumindest bis zu einer durch den Bildsensor vorgegebenen Grenze.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die festgelegten Bildausschnitte gleich groß gewählt sind oder gewählt werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass für die mehreren, insbesondere zwei Kanäle, jeweils ein gleicher Bildausschnitt bereitgestellt wird. Dies ermöglicht insbesondere bei einer stereoskopischen Darstellung eine ungestörte Wahrnehmung durch einen Nutzer, da für die mehreren, insbesondere die zwei, Kanäle jeweils der gleiche Objektbereich dargestellt werden kann und von dem Nutzer ohne Beeinträchtigungen, insbesondere weitgehend deckungsgleich, dargestellt werden kann. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass im Falle einer Begrenzung des Bildausschnitts durch die Abmessungen eines der Bildsensoren, der oder die jeweils anderen Bildausschnitt(e) entsprechend begrenzt werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich eine relative Verdrehung (welche auch als relative Rotation bezeichnet werden kann) der erfassten Abbildungen der Kanäle zueinander bestimmt wird, wobei hierzu mindestens ein Merkmal in den erfassten Abbildungen identifiziert wird und eine Bewegungsrichtung einer über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg erfolgenden Bewegung des mindestens einen identifizierten Merkmals in den erfassten Abbildungen bestimmt und ausgewertet wird, und wobei die bestimmte relative Verdrehung zumindest für die festgelegten Bildausschnitte durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert wird. Hierdurch kann auch eine relative Verdrehung der erfassten Abbildungen der Kanäle zueinander digital korrigiert werden. Insbesondere wird hierbei eine Bewegungsrichtung des mindestens einen Merkmals in Bezug auf das identifizierte Vergrößerungszentrum bestimmt. Bewegt sich ein Merkmal beispielsweise in den erfassten Abbildungen eines der Kanäle relativ zum Vergrößerungszentrum nach oben und in den erfassten Abbildungen eines anderen der Kanäle nach rechts, so sind die erfassten Abbildungen der Kanäle bzw. die Kameras bezüglich des abgebildeten Bildinhalts bzw. Erfassungsbereichs zueinander um 90° gedreht. Auch für weniger große Werte kann auf diese Weise eine relative Verdrehung bestimmt und anschließend durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert werden. Das Anpassen kann beispielsweise eine die relative Verdrehung kompensierende (d.h. entgegengerichtete) Drehung des Bildausschnitts umfassen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Bildausschnitt neu festgelegt wird, das heißt, erneut in verdrehter Orientierung aus der erfassten Abbildung ausgeschnitten wird. Alternativ kann ein Inhalt des bereits festgelegten und ausgeschnittenen Bildausschnitts lediglich entsprechend der relativen Verdrehung gedreht werden, ohne dass erneut aus der erfassten Abbildung ausgeschnitten wird, wobei dann über den ursprünglichen festgelegten Bildausschnitt überstehende Bereiche verworfen werden und in den ursprünglich festgelegten Bildausschnitt hineinwandernde Bereiche aufgefüllt werden, beispielsweise durch schwarz gefärbte Bildelemente.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich für mindestens einen Kanal eine absolute Verdrehung (welche auch als absolute Rotation bezeichnet werden kann) anhand von erfassten Abbildungen bestimmt wird, wobei der mindestens eine Kanal des mehrkanaligen Mikrokops hierzu mittels mindestens einer aktiv bewegbaren Achse des Visualisierungssystems verschoben wird, wobei zumindest einer der festgelegten Bildausschnitte zusätzlich oder alternativ durch Anpassen des Bildausschnitts und/oder durch Bildbearbeitung unter Berücksichtigung der bestimmten absoluten Verdrehung korrigiert wird. Hierdurch kann der mindestens eine Bildausschnitt auch absolut ausgerichtet werden mit Bezug auf die mindestens eine bewegbare Achse. Die mindestens eine bewegbare Achse ist hierbei insbesondere eine Linearachse des medizinischen Visualisierungssystems, welche beispielsweise mittels einer hierfür eingerichteten Aktorik des medizinischen Visualisierungssystems angetrieben werden kann. Insbesondere ist die mindestens eine bewegbare Achse eine Linearachse mit einer Bewegungsrichtung senkrecht zu einem (Haupt-)Strahlengang der Kanäle des medizinischen Visualisierungssystems. Das Anpassen des oder der Bildausschnitte kann dann ebenfalls in der bereits voranstehend beschriebenen Art und Weise erfolgen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Bestimmen der Vergrößerungszentren und/oder der Verdrehung(en) ein Referenzkalibrierobjekt verwendet wird. Hierdurch kann das Bestimmen verbessert werden, da ein hierfür optimiertes Objekt zum Kalibrieren verwendet wird. Das Referenzkalibrierobjekt kann beispielsweise kontraststarke Merkmale, beispielsweise ein Schachbrettmuster, ein Linienmuster und/oder dergleichen, umfassen, welche in den erfassten Abbildungen gut zu detektieren und auszuwerten sind.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kalibrieren nach einer Inbetriebnahme und/oder vor einem Herunterfahren des medizinischen Visualisierungssystems und/oder in vorgegebenen Zeitabständen und/oder zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Betriebszyklen automatisch durchgeführt wird. Hierdurch kann das Kalibrieren wiederholt und automatisch durchgeführt werden. Dies verbessert eine Kalibrierung des medizinischen Visualisierungssystems. Insbesondere kann das Anwachsen eines Kalibrierungsfehlers verhindert werden, wenn wiederholt, insbesondere regelmäßig, kalibriert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, das Kalibrieren automatisch nach dem Einschalten (Inbetriebnahme) des medizinischen Visualisierungssystems durchzuführen. Das medizinische Visualisierungssystem führt das Verfahren dann mindestens einmal aus, bevor es für einen normalen Betrieb einsatzbereit ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren vor dem Abschalten (Herunterfahren) des medizinischen Visualisierungssystems mindestens einmal durchgeführt werden. Erst im Anschluss des Kalibrierens wird das medizinische Visualisierungssystem abgeschaltet und/oder in einen Ruhezustand (Stand-by) versetzt. Ferner kann vorgesehen sein, dass in einem Speicher der Steuereinrichtung ein oder mehrere vorgegebene Zeitabstände hinterlegt sind, in denen das medizinische Visualisierungssystem das Verfahren durchführen soll. Nach Ablauf des oder der festgelegten Zeitabstände wird das Verfahren automatisch ausgeführt. Weiter kann vorgesehen sein, dass vorgegebene Zeitpunkte, zu denen das Kalibrieren ausgeführt werden soll, in dem Speicher der Steuereinrichtung hinterlegt sind. Die Zeitpunkte können hierbei sowohl als reguläre Daten (Datum und Uhrzeit, Wochentag und Uhrzeit etc.) und/oder als Betriebsstunden (z.B. nach 10, 20, 30,... Betriebsstunden etc.) vorgegeben sein. Die vorgegebene Anzahl von Betriebszyklen kann im Speicher der Steuereinrichtung hinterlegt sein. Ein einziger Betriebszyklus umfasst hierbei insbesondere die Inbetriebnahme (Einschalten oder Aktivieren aus dem Ruhezustand) bis zum Abschluss des Herunterfahrens. Die Steuereinrichtung prüft in jedem Fall, ob die jeweils vorgegebene Bedingung oder die jeweils vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind und führt das Verfahren aus, wenn dies der Fall ist. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass das Ausführen des Kalibrierens verschoben wird und erst dann erfolgt, wenn ein normaler Betrieb beendet wurde, um den normalen Betrieb des medizinischen Visualisierungssystems, das heißt, die Verwendung in der Chirurgie oder Diagnostik, nicht zu beeinträchtigen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kalibrieren während eines normalen Betriebs des medizinischen Visualisierungssystems ausgeführt wird, wenn eine Vergrößerung geändert wird und hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden. Hierdurch kann das Kalibrieren auch während des normalen Betriebs durchgeführt werden, sodass ein kontinuierliches Überprüfen und Korrigieren einer Verschiebung und/oder (relativen) Verdrehung möglich ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vergrößerungszentren und/oder die Verdrehung(en) mittels eines Verfahrens der Künstlichen Intelligenz und/oder mittels Bestimmen des optischen Flusses bestimmt werden. Beispielsweise kann ein trainiertes Maschinenlernverfahren, beispielsweise ein trainiertes Neuronales Netz, hierzu verwendet werden. Das Maschinenlernverfahren wird beispielsweise mit Hilfe von Trainingsdaten trainiert. Jeder Trainingsdatensatz umfasst eine Mehrzahl an Abbildungen, die in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen gewonnen wurden, zu denen ein Vergrößerungszentrum als Grundwahrheit bekannt ist, beispielsweise als x-y-Koordinate in einem kartesischen Koordinatensystem, in dem die Abbildungen (bzw. die Bildelemente in den Abbildungen) beschrieben werden können. Anhand dieser Trainingsdaten wird das Maschinenlernverfahren trainiert. Anschließend können dem trainierten Maschinenlernverfahren in einer Anwendungsphase erfasste Abbildungen als Eingangsdaten zugeführt werden, die in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen erfasst wurden. Das trainierte Maschinenlernverfahren schätzt dann das Vergrößerungszentrum (in Form einer x-y-Koordinate) ausgehend von diesen Eingangsdaten.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Wartungsaufforderung und/oder Justieraufforderung erzeugt und ausgegeben wird, wenn mindestens einer der festgelegten Bildausschnitte an einen Rand der vom Bildsensor der jeweiligen Kamera bereitgestellten Abbildung grenzt oder diesen überschreitet. Hierdurch kann eine Wartung und/oder eine Justage veranlasst werden, wenn eine Verschiebung zwischen den Kameras der mehreren Kanäle zu groß ist oder zu groß zu werden droht. Es kann ferner ein jeweiliger Abstand eines Randes der Bildausschnitte zum Rand der jeweils zugehörigen erfassten Abbildung bestimmt und ausgewertet werden und beispielsweise mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden, dessen Unterschreiten das Erzeugen und Ausgeben der Wartungsaufforderung und/oder Justieraufforderung veranlasst. Hierbei kann auch ein zeitlicher Trend dieses Abstandes ausgewertet und für eine vorausschauende Wartungsaufforderung und/oder Justieraufforderung nutzbar gemacht werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, wobei eine Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren ausgewertet wird. Hierdurch kann ein Gütekriterium zur Beurteilung der Güte der Vergrößerungsoptik bereitgestellt werden, insbesondere für jeden der Kanäle. Nachfolgend wird zur Illustration ein Beispiel für drei Vergrößerungsstufen gegeben: Es werden Abbildungen auf drei Vergrößerungsstufen (1, 2 und 3) erfasst. Durch eine Kombination der Vergrößerungsstufe 1 und Vergrößerungsstufe 2 kann (für jeden Kanal) ein erstes Vergrößerungszentrum in den erfassten Abbildungen bestimmt werden, durch eine Kombination der Vergrößerungsstufe 2 und Vergrößerungsstufe 3 kann (für jeden Kanal) ein zweites Vergrößerungszentrum in den erfassten Abbildungen bestimmt werden. Werden weitere Vergrößerungsstufen eingestellt, so ergeben sich entsprechend weitere Kombinationen. Es können hierbei auch mehr als nur zwei (benachbarte) Vergrößerungsstufen beim Bestimmen eines Vergrößerungszentrums berücksichtigt werden. Im idealen Fall werden die bestimmten Vergrößerungszentren immer die gleichen Koordinaten (Bildelementkoordinaten) aufweisen. Weichen die Koordinaten der bestimmten Vergrößerungszentren jedoch voneinander ab, so kann dies als Gütekriterium für die Vergrößerungsoptik herangezogen werden. Im Rahmen der Auswertung kann die Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren (bzw. der zugehörigen Bildelementkoordinaten) um einen Mittelwert herum insbesondere mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden. Wird der vorgegebene Grenzwert überschritten, so kann dies einem Nutzer mitgeteilt werden, beispielsweise in Form einer Nachricht und/oder eines Signals (ausgegeben z.B. mittels eines Signalgebers und/oder mittels einer Anzeigeeinrichtung). Ein Nutzer kann dann eine Justage und/oder Kalibrierung vornehmen oder veranlassen und/oder Komponenten können ausgetauscht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes auch in einem Speicher der Steuereinrichtung des medizinischen Mikroskops hinterlegt werden, sodass diese Information bei einer nachfolgenden Wartung abgerufen werden kann und/oder eine Wartung geplant werden kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, wobei die Bildausschnitte der Kanäle jeweils ausgehend von einer eingestellten Vergrößerungsstufe und den hierfür jeweils bestimmten Vergrößerungszentren festgelegt werden, wenn unterschiedliche Vergrößerungszentren auf unterschiedlichen Vergrößerungsstufen festgestellt werden und/oder eine Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Hierdurch können Bildausschnitte in Abhängigkeit der eingestellten Vergrößerungsstufe jeweils individuell festgelegt werden, wenn die für die Vergrößerungsstufen (zumindest abschnittsweise) bestimmten Vergrößerungszentren zu stark voneinander abweichen, das heißt, wenn eine Position der bestimmten Vergrößerungszentren zu stark (um einen Mittelwert) streut. Wird anschließend eine Vergrößerungsstufe eingestellt, so werden mit der eingestellten Vergrößerungsstufe korrespondierende, beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung des medizinischen Visualisierungssystems hinterlegte, Bildausschnitte festgelegt und die Ausgabe der erfassten Abbildungen entsprechend beschränkt. Zum Feststellen von unterschiedlichen Vergrößerungszentren kann beispielsweise eine Abweichung der Position zwischen zwei bestimmten Vergrößerungszentren bestimmt und mit einem für eine solche Abweichung vorgegebenen Grenzwert verglichen werden. Ist der vorgegebene Grenzwert für die Abweichung (oder die Streuung) überschritten, so werden die jeweiligen Bildausschnitte für jede Vergrößerungsstufe oder für Gruppen von Vergrößerungsstufen individuell festgelegt und eingestellt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein gleiches Merkmal in den für die Kanäle jeweils festgelegten Bildausschnitten erkannt wird, wobei eine jeweilige Position des mindestens einen erkannten gleichen Merkmals in den jeweiligen Bildausschnitten der Kanäle bestimmt wird, wobei eine Abweichung zwischen den für die Kanäle jeweils bestimmten Positionen bestimmt und ausgewertet wird. Hierdurch kann ein Gütekriterium zur Beurteilung der Güte der Vergrößerungsoptik bereitgestellt werden. Ist die bestimmte Abweichung zu groß, bedeutet dies, dass die Vergrößerungsoptik und/oder eine Komponente schlecht justiert sind oder die optischen Komponenten eine mangelhafte Güte aufweisen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die bestimmte Abweichung mit einem hierfür vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Wird der vorgegebene Grenzwert überschritten, so kann dies einem Nutzer mitgeteilt werden, beispielsweise in Form einer Nachricht und/oder eines Signals (ausgegeben z.B. mittels eines Signalgebers und/oder mittels einer Anzeigeeinrichtung). Ein Nutzer kann dann eine Justage vornehmen oder veranlassen und/oder Komponenten können ausgetauscht werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Schritte jeweils für einzelne Vergrößerungsstufen durchgeführt werden. Hierdurch kann dann zusätzlich überprüft werden, ob eine Skalierung (Vergrößerung) von beiden Kanälen gleich groß ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das medizinische Visualisierungssystem als stereoskopisches medizinisches Visualisierungssystem mit mindestens zwei Kanälen ausgebildet ist.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des medizinischen Visualisierungssystems ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile des medizinischen Visualisierungssystems sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des medizinischen Visualisierungssystems;
2a, 2b schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des Verfahrens und der medizinischen Visualisierungseinrichtung;
3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems;
4 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems;
5 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems;
6 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des medizinischen Visualisierungssystems 1. Das medizinische Visualisierungssystem 1 ist insbesondere ein stereoskopisches medizinisches Visualisierungssystem 2, insbesondere ein stereoskopisches Operationsmikroskop. Das medizinisches Visualisierungssystem 1 weist zwei Kanäle 3L, 3R auf (welche auch als optische Pfade bezeichnet werden können). Die beiden Kanäle 3L, 3R bilden einen Erfassungsbereich 20, insbesondere ein Operationsgebiet, ab.
Das medizinische Visualisierungssystem 1 weist ein Objektiv 4, eine gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik 5, eine Strahlteilereinheit 6, einen Binokulartubus 7 und Okulare 8 auf. Weiter weist das medizinische Visualisierungssystem 1 für jeden der Kanäle 3L, 3R eine Kamera 9L, 9R sowie eine Steuereinrichtung 10 auf. Die Darstellung in der 1 ist stark vereinfacht und dient insbesondere zur Erläuterung und Verdeutlichung des in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahrens.
Die Strahlteilereinheit 6 weist für jeden der Kanäle 3L, 3R einen Strahlteiler 6L, 6R auf, welche den abgebildeten Bildinhalt bzw. Erfassungsbereich 20 sowohl in Richtung der Okulare 8 als auch in Richtung der Kameras 9L, 9R lenken. Die Kameras 9L, 9R erfassen mit Hilfe von Bildsensoren 11L, 11R den jeweils über das Objektiv 4, die gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik 5 und den jeweiligen Strahlteiler 6L, 6R abgebildeten Erfassungsbereich 20 und stellen die von den Bildsensoren 11 L, 11R erfassten der Steuereinrichtung 10 bereit.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst eine Recheneinrichtung 10-1 und einen Speicher 10-2. Die Steuereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, zum Kalibrieren ein jeweiliges Vergrößerungszentrum 15L, 15R (2a und 2b) für jeden der Kanäle 3L, 3R zu bestimmen. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 10 eine Aktorik der gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik 5 mittels eines Steuersignals 40 derart an, dass mindestens zwei Vergrößerungsstufen (nacheinander) mechanisch eingestellt werden. Zeitgleich werden auf den mehreren Vergrößerungsstufen erfasst und der Steuereinrichtung 10 zum Auswerten zugeführt.
In den , die mittels der jeweiligen Kamera 9L, 9R auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, identifiziert die Steuereinrichtung 10 für jeden der Kanäle 3L, 3R einen Bildbereich, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt. Ausgehend von den bestimmten Vergrößerungszentren wählt die Steuereinrichtung 10 für jeden der Kanäle 3L, 3R einen Bildausschnitt 13L, 13R in den erfassten mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum als Mittelpunkt aus (vgl. 2a und 2b).
Bei einer Ausgabe 13 beschränkt die Steuereinrichtung 10 dann die erfassten in allen Vergrößerungsstufen auf die für den jeweiligen Kanal 3L, 3R festgelegten Bildausschnitt 13L, 13R. Hierzu beschneidet die Steuereinrichtung 10 die erfassten auf die festgelegten Bildausschnitte 13L, 13R. Anders ausgedrückt wird nach dem Kalibrieren für alle Vergrößerungsstufen stets nur der jeweils festgelegte Bildausschnitt 13L, 13R der erfassten als Ausgabe 13 bereitgestellt. Der festgelegte Bildausschnitt 13L, 13R entspricht hierbei insbesondere einem Ausschnitt von Bildelementen aus den erfassten , der über alle Vergrößerungsstufen hinweg in Bezug auf die umfassten Bildelemente der erfassten gleichbleibt (hat eine erfasste Abbildung beispielsweise 1024x768 Bildelemente, so kann der Bildausschnitt in einem hierdurch definierten Koordinatensystem beispielsweise durch Angabe der folgenden beiden Eckpunkte definiert sein: (250,250) und (850,750); der Bildausschnitt würde sich dann über alle Vergrößerungsstufen hinweg auf der x-Achse des Koordinatensystem vom 250. Bildelement bis zum 850. Bildelement und auf der y-Achse vom 250. Bildelement bis zum 750. Bildelement aufspannen). Selbstverständlich kann ein von dem jeweiligen Bildausschnitt 13L, 13R umfasster Bildinhalt sich bei Ändern der Vergrößerungsstufen ändern, da sich ein erfasster Ausschnitt des Erfassungsbereichs ändert.
Die Ausgabe 13, das heißt, die beschnittenen erfassten bzw. die Bildausschnitte 13L, 13R, kann beispielsweise auf einer (stereoskopischen) Anzeigeeinrichtung 14 ausgegeben, insbesondere angezeigt, werden.
Die 2a und 2b zeigen schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des Verfahrens und der medizinischen Visualisierungseinrichtung. Gezeigt sind schematische Darstellungen der erfassten . Die korrespondieren mit den von den Bildsensoren 11 L, 11R (1) der Kameras 9L, 9R (1) bereitgestellten Daten. In den 2a und 2b schematisch angedeutet sind einzelne Bildelemente 16 (der Übersichtlichkeit halber sind nur einige mit einem Bezugszeichen versehen) der erfassten . Ferner gezeigt sind die identifizierten Vergrößerungszentren 15L, 15R in beiden . Die Vergrößerungszentren 15L, 15R korrespondieren hierbei insbesondere mit demjenigen Bildbereich, der sich über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am wenigsten bewegt. Die Vergrößerungszentren 15L, 15R werden hierbei insbesondere als Bildelementkoordinate in einem Koordinatensystem (z.B. mit einer x-Achse und einer y-Achse) der ausgedrückt.
Jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren 15L, 15R wird für jeden der Kanäle ein Bildausschnitt 13L, 13R in den erfassten mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum 15L, 15R als Mittelpunkt festgelegt. Zur Verdeutlichung ist vorliegend der Fall gezeigt, in dem die Kameras nicht perfekt justiert sind, sodass die bestimmten Vergrößerungszentren 15L, 15R nicht im Mittelpunkt der gesamten erfassten angeordnet sind.
Die werden zur Ausgabe auf die Bildausschnitte 13L, 13R beschränkt, das heißt, die werden insbesondere durch Bildbearbeitung derart beschnitten, dass nur die ausgewählten Bildausschnitte 13L, 13R als Ausgabe bereitgestellt werden.
Im gezeigten Beispiel sind die Größen der beiden Bildausschnitte 13L, 13R in Bezug auf eine Anzahl der Bildelemente 16 hinsichtlich Breite und Höhe gleich groß gewählt. Grundsätzlich sind aber auch unterschiedliche Größen für die Bildausschnitte 13L, 13R möglich. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn zumindest einer der Bildausschnitte 13L, 13R an die bildsensorbedingten Grenzen der jeweiligen angrenzt. Hier kann der betroffene Bildausschnitt 13L, 13R dann entweder nur bis zur bildsensorbedingten Grenze reichen oder ein über diese Grenze überstehender Teil des Bildausschnitts 13L, 13R wird aufgefüllt mit leeren Bildelementen, welche entsprechend gekennzeichnet werden, z.B. durch Auffüllen mit schwarzen Bildelementen.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass Abmessungen der Bildausschnitte 13L, 13R für alle Richtungen unter Berücksichtigung von Abmessungen der vom jeweiligen Bildsensor 11L, 11 R der Kameras 9L, 9R bereitgestellten festgelegt werden. Die Bildausschnitt 13L, 13R rechen dann insbesondere nur bis zur bildsensorbedingten Grenze der erfassten .
Es kann vorgesehen sein, dass zusätzlich eine relative Verdrehung der erfassten der Kanäle zueinander bestimmt wird, wobei hierzu mindestens ein Merkmal in den erfassten identifiziert wird und eine Bewegungsrichtung einer über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg erfolgenden Bewegung des mindestens einen identifizierten Merkmals in den bestimmt und ausgewertet wird, wobei die bestimmte Verdrehung zumindest für die festgelegten Bildausschnitte 13L, 13R durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte 13L, 13R und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert wird. Die Steuereinrichtung 10 ist entsprechend hierzu eingerichtet. Das Anpassen kann beispielsweise ein Drehen des mindestens einen Bildausschnitts 13L, 13R in Bezug auf die zugehörige erfasste um das Vergrößerungszentrum, das heißt den Mittelpunkt, herum umfassen. Diese Ausführungsform ist anhand der 4 näher verdeutlicht, die weiter unten beschrieben ist.
Es kann vorgesehen sein, dass für mindestens einen Kanal 3L, 3R eine absolute Verdrehung anhand von erfassten bestimmt wird, wobei der mindestens eine Kanal 3L, 3R des mehrkanaligen Visualisierungssystems 1 hierzu mittels mindestens einer aktiv bewegbaren Achse 19 (1) des Visualisierungssystems 1 verschoben wird, wobei zumindest einer der festgelegten Bildausschnitte 13L, 13R zusätzlich oder alternativ durch Anpassen des Bildausschnitts 13L, 13R und/oder durch Bildbearbeitung unter Berücksichtigung der bestimmten absoluten Verdrehung korrigiert wird. Die Steuereinrichtung 10 ist entsprechend hierzu eingerichtet. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 10 eine Aktorik der mindestens einen aktiv bewegbaren Achse 19 entsprechend an.
Es kann vorgesehen sein, dass beim Bestimmen der Vergrößerungszentren 15L, 15R (2a und 2b) und/oder der Verdrehung(en) ein Referenzkalibrierobjekt verwendet wird. Dieses kann beispielsweise kontraststarke Merkmale aufweisen, welche beim Auswerten der erfassten gut zu erkennen sind. Beispielsweise kann ein solches Referenzkalibrierobjekt bekannte Muster, wie beispielsweise ein Schachbrettmuster, Linien, Keile und/oder sonstiger Marker, umfassen.
Es kann vorgesehen sein, dass das medizinische Visualisierungssystem 1 derart justiert ist oder justiert wird, dass die erfassten scharf gestellt sind, wenn die bestimmten Vergrößerungszentren 15L, 15R mit dem gleichen Objektpunkt zusammenfallen. Anders ausgedrückt bilden die bestimmten Vergrößerungszentren 15L, 15R den gleichen Objektpunkt ab, wenn ein Objekt im Fokus ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass dieser Verfahrensschritt, das heißt, eine entsprechende Justage, vor dem Durchführen der anderen Verfahrensschritte des Kalibrierens durchgeführt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das Kalibrieren nach einer Inbetriebnahme und/oder vor einem Herunterfahren des medizinischen Visualisierungssystems 1 und/oder in vorgegebenen Zeitabständen und/oder zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Betriebszyklen automatisch durchgeführt wird. Die Steuereinrichtung 10 ist insbesondere dazu eingerichtet, die vorgegebenen Zeitabstände und/oder vorgegebenen Zeitpunkte und/oder die vorgegebene Anzahl von Betriebszyklen vorzuhalten, beispielsweise in dem Speicher 10-2, und zu überprüfen, ob die jeweils durch diese ausgedrückte Bedingung und/oder der vorgegebene Betriebszustand (Inbetriebnahme oder Herunterfahren) erfüllt ist. Ist die jeweilige Bedingung erfüllt, so startet die Steuereinrichtung 10 das Kalibrieren.
Es kann vorgesehen sein, dass das Kalibrieren während eines normalen Betriebs des medizinischen Visualisierungssystems 1 ausgeführt wird, wenn eine Vergrößerung geändert wird und hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden. Die Steuereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, das Ändern der Vergrößerung zu erkennen und die während dieser Änderung auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfassten für das Kalibrieren in der Weise auszuwerten, wie dies bereits voranstehend beschrieben wurde.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vergrößerungszentren 15L, 15R (2a und 2b) und/oder die Verdrehung(en) mittels eines Verfahrens der Künstlichen Intelligenz und/oder mittels Bestimmen des optischen Flusses bestimmt werden. Die Steuereinrichtung 10 ist entsprechend dazu eingerichtet, das Verfahren der Künstlichen Intelligenz, beispielsweise ein trainiertes Maschinenlernverfahren, beispielsweise ein trainiertes Neuronales Netz, und/oder ein Verfahren zum Bestimmen des optischen Flusses bereitzustellen und anzuwenden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Wartungsaufforderung 17 (1) und/oder Justieraufforderung 18 (1) erzeugt und ausgegeben wird, wenn mindestens einer der festgelegten Bildausschnitte 13L, 13R an einen Rand der vom Bildsensor 11L, 11R der jeweiligen Kamera 9L, 9R bereitgestellten grenzt oder diesen überschreitet. Die Steuereinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob mindestens einer der festgelegten Bildausschnitte 13L, 13R an einen Rand der vom Bildsensor 11L, 11R der jeweiligen Kamera 9L, 9R bereitgestellten grenzt oder diesen überschreitet, und bei Vorliegen dieses Falles die Wartungsaufforderung 17 und/oder die Justieraufforderung 18 zu erzeugen und auszugeben. Die Aufforderung 17, 18 kann auch auf der Anzeigeeinrichtung 14 ausgegeben werden.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren 15, 15L, 15R durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, wobei eine Streuung (um einen Mittelwert herum) der bestimmten Vergrößerungszentren 15, 15L, 15R ausgewertet wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 10 die Streuung bestimmt und mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht. Wird der vorgegebene Grenzwert überschritten, so wird dies beispielsweise einem Nutzer mitgeteilt, beispielsweise in Form einer Nachricht und/oder eines Signals (ausgegeben z.B. mittels eines Signalgebers und/oder mittels der Anzeigeeinrichtung 14).
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren 15, 15L, 15R durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, wobei die Bildausschnitte 13,13L,13R der Kanäle 3L,3R jeweils ausgehend von einer eingestellten Vergrößerungsstufe und den hierfür jeweils bestimmten Vergrößerungszentren 15, 15L, 15R festgelegt werden, wenn unterschiedliche Vergrößerungszentren 15,15L,15R auf unterschiedlichen Vergrößerungsstufen festgestellt werden und/oder eine Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren 15,15L,15R einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Steuereinrichtung 10 wählt bei Einstellen einer Vergrößerungsstufe dann die jeweils hierfür festgelegten Bildausschnitte 13, 13L, 13R.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens ein gleiches Merkmal in den für die Kanäle 3L,3R jeweils festgelegten Bildausschnitten 13,13L,13R erkannt wird, wobei eine jeweilige Position des mindestens einen erkannten gleichen Merkmals in den jeweiligen Bildausschnitten 13,13L,13R der Kanäle 3R,3L bestimmt wird, wobei eine Abweichung zwischen den für die Kanäle 3R,3L jeweils bestimmten Positionen bestimmt und ausgewertet wird. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 10 das mindestens eine gleiche Merkmal in den jeweils festgelegten Bildausschnitten 13, 13L, 13R erkennen, beispielsweise mittels an sich bekannter Verfahren der Computer Vision und/oder der Künstlichen Intelligenz und/oder des Maschinenlernens. Ferner kann die Steuereinrichtung 10 dessen jeweilige Position (als Bildelementkoordinaten in den Bildausschnitten) und eine Abweichung (Differenz der Bildelementkoordinaten) der jeweils für die Kanäle bestimmten Positionen bestimmen. Diese Abweichung vergleicht die Steuereinrichtung 10 im Rahmen der Auswertung mit einem vorgegebenen Grenzwert und gibt in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses ein Signal und/oder eine Nachricht aus (z.B. mittels eines Signalgebers oder mittels der Anzeigeeinrichtung 14).
In der 3 ist eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems gezeigt. Es ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass zum Bestimmen des Vergrößerungszentrums 15 gleiche Merkmale 51-x, 52-x, 53-x in den bei verschiedenen Vergrößerungsstufen erfassten erkannt werden und jeweils einander zugeordnet werden, wobei das Zoomzentrum 15 anhand von einem Schnittpunkt 54 von Geraden 55, 56, 57 bestimmt wird, die sich durch Verbinden der jeweils miteinander korrespondierenden Merkmale 51-x, 52-x, 53-x in den übereinandergelegten erfassten ergeben. In der 3 sind zwei bei verschiedenen Vergrößerungsstufen übereinandergelegt. Beim Erhöhen der Vergrößerung wandern die Merkmale 51-x, 52-x, 53-x auf den Geraden 55, 56, 57 in den von innen nach außen. Durch Verbinden der jeweils miteinander korrespondierenden Merkmale 51-x, 52-x, 53-x ergeben sich die Geraden 55, 56, 57, deren Schnittpunkt 54 das Vergrößerungszentrum 15 ergibt. Das Vergrößerungszentrum 15 bewegt sich durch Ändern der Vergrößerung in den verschiedenen Vergrößerungsstufen nicht. Beim Erkennen und/oder bei einer Positionsbestimmung der Merkmale 51-x, 52-x, 53-x können Verfahren der Computer Vision und/oder des Maschinenlernens zum Einsatz kommen.
In der 4 ist eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems gezeigt. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich eine relative Verdrehung der erfassten der Kanäle zueinander bestimmt wird, wobei hierzu mindestens ein Merkmal 52-x in den erfassten identifiziert wird und eine Bewegungsrichtung 30L, 30R einer über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg erfolgenden Bewegung des mindestens einen identifizierten Merkmals 52-x in den bestimmt und ausgewertet wird, wobei die bestimmte Verdrehung zumindest für die festgelegten Bildausschnitte 13L,13R durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte 13L, 13R und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert wird. Die Steuereinrichtung 10 (1) ist entsprechend hierzu eingerichtet. Das Anpassen kann beispielsweise ein Drehen des mindestens einen Bildausschnitts 13L, 13R in Bezug auf die zugehörige erfasste um das Vergrößerungszentrum, das heißt den Mittelpunkt, herum umfassen (vgl. 4 unten). In der 4 oben ist die linke gezeigt, in der Mitte der 4 ist die rechte gezeigt. In beiden wurde das gleiche Merkmal 52-x auf zwei Vergrößerungsstufen erkannt (52-1 und 52-2, wobei die auf den beiden Vergrößerungsstufen erfassten zur Verdeutlichung jeweils übereinander dargestellt sind). Für beide wird die Bewegungsrichtung 30L, 30R des erkannten Merkmals 52-x bestimmt und ausgewertet.
Anhand einer Abweichung zwischen den beiden bestimmten Bewegungsrichtungen 30L, 30R kann die relative Verdrehung zwischen den erfassten der Kanäle zueinander bestimmt werden. Zumindest für die festgelegten Bildausschnitte 13L,13R kann die auf diese Weise bestimmte relative Verdrehung durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte 13L, 13R und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert werden. Dies ist in der 4 unten schematisch dargestellt. Hierbei wurde der Bildausschnitt 13R aus der in Bezug auf die derart gedreht, dass die Bewegungsrichtung 30R im Bildausschnitt 13R mit der Bewegungsrichtung 30L im Bildausschnitt 30L zusammenfällt. Die relative Verdrehung, die in den erfassten vorhanden war, ist hierdurch in den Bildausschnitten 30L, 30R korrigiert worden. Eine stereoskopische Wahrnehmung der Bildausschnitte 30L, 30R ist durch die Korrektur verbessert.
In der 5 ist eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und des medizinischen Visualisierungssystems gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bestimmen der absoluten Verdrehung 21, insbesondere in Form eines Rotationswinkels, gleiche Merkmale 61-x, 62-x in den erfassten erkannt werden und jeweils einander zugeordnet werden, wobei ausgehend von den gleichen Merkmalen 61-x, 62-x eine Verschiebungsrichtung 63 der gleichen Merkmale 61-x, 62-x mit Bezug auf die übereinandergelegten erfassten bestimmt wird, und wobei die Verdrehung 21 ausgehend von der bestimmten Verschiebungsrichtung 63 bestimmt wird. Die 5 zeigt zwei übereinandergelegte , die bei verschiedenen Achspositionen einer linearen aktiv bewegbaren Achse 19 (1) des medizinischen Visualisierungssystems erfasst wurden. Da die lineare aktiv bewegbare Achse 19 im Beispiel nicht entlang einer Koordinatenachse 64 der Bildelemente des Bildsensors der Kamera verläuft, welche beispielsweise als Sollorientierung und/oder Sollrichtung festgelegt ist, sind die gegenüber der linearen Bewegungsachse gedreht, was sich als (absolute) Verdrehung 21, insbesondere in Form eines Rotationswinkels, aus den erfassten bestimmen lässt. Hierzu wird jeweils die Verschiebungsrichtung 63 bestimmt, indem die gleichen Merkmale 61-x, 62-x jeweils miteinander verbunden werden. Eine Differenz zwischen einer Koordinatenachse 64 des Bildsensors und der Verschiebungsrichtung 63 ergibt die absolute Verdrehung 21 (insbesondere in Form eines Rotationswinkels), welches anschließend korrigiert werden kann.
Die 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibrieren von Kameras eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems. Das Verfahren wird beispielsweise mittels eines medizinischen Visualisierungssystems ausgeführt, wie dieses mit Bezug auf die 1 voranstehend beschrieben wurde.
In einem Verfahrensschritt 100 werden beim Einstellen von mindestens zwei Vergrößerungsstufen der gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik auf den unterschiedlichen Vergrößerungsstufen jeweils ein über Kanäle des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems jeweils abgebildeter Erfassungsbereich mittels jeweils einer Kamera erfasst. Die Kameras stellen jeweils eine Abbildung auf den verschiedenen Vergrößerungsstufen bereit.
In einem Verfahrensschritt 101 wird ein jeweiliges Vergrößerungszentrum für jeden der Kanäle bestimmt. Hierzu wird in den erfassten Abbildungen, die beim Einstellen der mindestens zwei Vergrößerungsstufen mittels der jeweiligen Kamera auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst wurden, für jeden der Kanäle ein Bildbereich identifiziert, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt.
In einem Verfahrensschritt 102 wird ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren für jeden der Kanäle ein Bildausschnitt in den erfassten Abbildungen mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum als Mittelpunkt festgelegt.
In einem Verfahrensschritt 103 werden die erfassten Abbildungen (insbesondere auch erfasste Abbildungen, die im Anschluss an das Kalibrieren erfasst werden) in allen Vergrößerungsstufen auf die festgelegten Bildausschnitte beschnitten und die beschnittenen erfassten Abbildungen werden ausgegeben. Das Ausgeben kann das Anzeigen auf einer Anzeigeeinrichtung des medizinischen Visualisierungssystems umfassen.
Es kann in einem Verfahrensschritt 99 vorgesehen sein, dass das medizinische Visualisierungssystem derart justiert ist oder justiert wird, dass die erfassten Abbildungen scharf gestellt sind, wenn die bestimmten Vergrößerungszentren mit dem gleichen Objektpunkt zusammenfallen.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens wurden bereits voranstehend mit Bezug auf das medizinische Visualisierungssystem beschrieben.
Bezugszeichenliste

1: medizinisches Visualisierungssystem
2: stereoskopisches medizinisches Visualisierungssystem
3L: Kanal (linker optischer Pfad)
3R: Kanal (rechter optischer Pfad)
4: Objektiv
5: gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik
6: Strahlteilereinheit
7: Binokulartubus
8: Okular
9L: Kamera (links)
9R: Kamera (rechts)
10: Steuereinrichtung
10-1: Recheneinrichtung
10-2: Speicher
11L: Bildsensor (linke Kamera)
11R: Bildsensor (rechte Kamera)
12: erfasste Abbildung
12L: erfasste Abbildung (links)
12R: erfasste Abbildung (rechts)
13: Bildausschnitt / Ausgabe
13L: Bildausschnitt (links)
13R: Bildausschnitt (rechts)
14: Anzeigeeinrichtung
15: Vergrößerungszentrum
15L: Vergrößerungszentrum (linke Abbildung)
15R: Vergrößerungszentrum (rechte Abbildung)
16: Bildelement
17: Wartungsaufforderung
18: Justieraufforderung
19: aktiv bewegbare (lineare) Achse
20: Erfassungsbereich
21: absolute Verdrehung
30L: Bewegungsrichtung (links)
30R: Bewegungsrichtung (rechts)
40: Steuersignal
51-x: Merkmal
52-x: Merkmal
53-x: Merkmal
54: Schnittpunkt
55: Gerade
56: Gerade
57: Gerade
61-x: Merkmal
62-x: Merkmal
63: Verschiebungsrichtung
64: Koordinatenachse (Bildsensor/Abbildung)
99-103: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 10299880 B2 [0003]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren von Kameras (9L,9R) eines mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems (1), wobei ein über Kanäle (3L,3R) des mehrkanaligen medizinischen Visualisierungssystems (1) jeweils abgebildeter Erfassungsbereich (20) mittels jeweils einer Kamera (9L,9R) erfasst wird, wobei ein jeweiliges Vergrößerungszentrum (15, 15L, 15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) bestimmt wird, wobei hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen einer gemeinsamen mechanischen Vergrößerungsoptik (5) eingestellt werden und in Abbildungen (12,12L,12R), die mittels der jeweiligen Kamera (9L,9R) auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle (3L,3R) ein Bildbereich identifiziert wird, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt, und wobei jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) ein Bildausschnitt (13,13L,13R) in den erfassten Abbildungen (12,12L,12R) mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum (15,15L,15R) als Mittelpunkt festgelegt wird, und wobei eine Ausgabe (13) der erfassten Abbildungen (12,12L,12R) in allen Vergrößerungsstufen auf den für den jeweiligen Kanal (3L,3R) festgelegten Bildausschnitt (13L, 13R) beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abmessungen der Bildausschnitte (13,13L,13R) für alle Richtungen unter Berücksichtigung von Abmessungen der vom jeweiligen Bildsensor (11L, 11R) der Kameras (9L,9R) bereitgestellten Abbildung (12,12L,12R) festgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegten Bildausschnitte (13,13L,13R) gleich groß gewählt sind oder gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine relative Verdrehung der erfassten Abbildungen (12,12L,12R) der Kanäle (3L,3R) zueinander bestimmt wird, wobei hierzu mindestens ein Merkmal in den erfassten Abbildungen (12,12L,12R) identifiziert wird und eine Bewegungsrichtung einer über die mindestens zwei Vergrößerungsstufen hinweg erfolgenden Bewegung des mindestens einen identifizierten Merkmals in den erfassten Abbildungen (12,12L,12R) bestimmt und ausgewertet wird, und wobei die bestimmte relative Verdrehung zumindest für die festgelegten Bildausschnitte (13,13L,13R) durch Anpassen mindestens eines der Bildausschnitte (13,13L,13R) und/oder durch Bildbearbeitung korrigiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich für mindestens einen Kanal (3L,3R) eine absolute Verdrehung (21) anhand von erfassten Abbildungen (12,12L,12R) bestimmt wird, wobei der mindestens eine Kanal (3L,3R) des mehrkanaligen Visualisierungssystems (1) hierzu mittels mindestens einer aktiv bewegbaren Achse (19) des Visualisierungssystems (1) verschoben wird, wobei zumindest einer der festgelegten Bildausschnitte (13,13L,13R) zusätzlich oder alternativ durch Anpassen des Bildausschnitts (13,13L,13R) und/oder durch Bildbearbeitung unter Berücksichtigung der bestimmten absoluten Verdrehung (21) korrigiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmen der Vergrößerungszentren (15,15L,15R) und/oder der Verdrehung(en) (21) ein Referenzkalibrierobjekt verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren nach einer Inbetriebnahme und/oder vor einem Herunterfahren des medizinischen Visualisierungssystems (1) und/oder in vorgegebenen Zeitabständen und/oder zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Betriebszyklen automatisch durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren während eines normalen Betriebs des medizinischen Visualisierungssystems (1) ausgeführt wird, wenn eine Vergrößerung geändert wird und hierzu mindestens zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrößerungszentren (15,15L,15R) und/oder die Verdrehung(en) (21) mittels eines Verfahrens der Künstlichen Intelligenz und/oder mittels Bestimmen des optischen Flusses bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wartungsaufforderung (17) und/oder Justieraufforderung (18) erzeugt und ausgegeben wird, wenn mindestens einer der festgelegten Bildausschnitte (13,13L, 13R) an einen Rand der vom Bildsensor (11L, 11R) der jeweiligen Kamera (9L,9R) bereitgestellten Abbildung (12,12L,12R) grenzt oder diesen überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren (15,15L,15R) durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, und wobei eine Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Vergrößerungsstufen eingestellt werden, wobei jeweils Vergrößerungszentren (15,15L,15R) durch Berücksichtigung von jeweils zumindest zwei einander benachbarten Vergrößerungsstufen der mindestens drei Vergrößerungsstufen bestimmt werden, und wobei die Bildausschnitte (13,13L,13R) der Kanäle (3L,3R) jeweils ausgehend von einer eingestellten Vergrößerungsstufe und den hierfür jeweils bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) festgelegt werden, wenn unterschiedliche Vergrößerungszentren (15,15L,15R) auf unterschiedlichen Vergrößerungsstufen festgestellt werden und/oder eine Streuung der bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein gleiches Merkmal in den für die Kanäle (3L,3R) jeweils festgelegten Bildausschnitten (13,13L,13R) erkannt wird, wobei eine jeweilige Position des mindestens einen erkannten gleichen Merkmals in den jeweiligen Bildausschnitten (13,13L,13R) der Kanäle (3R,3L) bestimmt wird, und wobei eine Abweichung zwischen den für die Kanäle (3R,3L) jeweils bestimmten Positionen bestimmt und ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Visualisierungssystem (1) als stereoskopisches medizinisches Visualisierungssystem (2) mit mindestens zwei Kanälen (3L,3R) ausgebildet ist.
Medizinisches Visualisierungssystem (1), umfassend: mehrere Kanäle (3L,3R) zum Erfassen und Abbilden eines Erfassungsbereichs (20), eine Kamera (9L,9R) für jeden der mehreren Kanäle (3L,9R), eingerichtet zum Erfassen des jeweils über den Kanal (3L,3R) abgebildeten Erfassungsbereichs (20), eine gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik (5), und eine Steuereinrichtung (10), wobei die Steuereinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, zum Kalibrieren ein jeweiliges Vergrößerungszentrum (15,15L,15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) zu bestimmen, und hierzu die gemeinsame mechanische Vergrößerungsoptik (5) derart anzusteuern, dass mindestens zwei Vergrößerungsstufen eingestellt werden und in Abbildungen (12,12L,12R), die mittels der jeweiligen Kamera (9L,9R) auf den mindestens zwei Vergrößerungsstufen erfasst werden, für jeden der Kanäle (3L,3R) einen Bildbereich zu identifizieren, der sich über die Vergrößerungsstufen hinweg nicht oder am geringsten bewegt, und jeweils ausgehend von den jeweils bestimmten Vergrößerungszentren (15,15L,15R) für jeden der Kanäle (3L,3R) einen Bildausschnitt (13, 13L, 13R) in den erfassten Abbildungen (12,12L,12R) mit dem jeweils identifizierten Vergrößerungszentrum (15,15L,15R) als Mittelpunkt festzulegen, und eine Ausgabe (13) der erfassten Abbildungen (12,12L,12R) in allen Vergrößerungsstufen auf den für den jeweiligen Kanal (3L,3R) festgelegten Bildausschnitt (13,13L,13R) zu beschränken.