DE4416229A1 - Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes

Info

Publication number
DE4416229A1
DE4416229A1 DE4416229A DE4416229A DE4416229A1 DE 4416229 A1 DE4416229 A1 DE 4416229A1 DE 4416229 A DE4416229 A DE 4416229A DE 4416229 A DE4416229 A DE 4416229A DE 4416229 A1 DE4416229 A1 DE 4416229A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diagnostic
surgical microscope
diagnostic images
images
during
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4416229A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Luber
Arvids Mackevics
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH, Carl Zeiss AG filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DE4416229A priority Critical patent/DE4416229A1/de
Priority to US08/314,130 priority patent/US5697368A/en
Priority to EP95105478A priority patent/EP0681251B1/de
Priority to DE59510577T priority patent/DE59510577D1/de
Priority to JP13265195A priority patent/JP3730683B2/ja
Publication of DE4416229A1 publication Critical patent/DE4416229A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/20Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
    • A61B90/25Supports therefor
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/40ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mechanical, radiation or invasive therapies, e.g. surgery, laser therapy, dialysis or acupuncture
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/20ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for handling medical images, e.g. DICOM, HL7 or PACS
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/40ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/63ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/20Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H15/00ICT specially adapted for medical reports, e.g. generation or transmission thereof

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes in der rechnergestützten stereotaktischen Chirurgie. Insbesondere wird hierbei die Nutzung präoperativ generierter Diagnosebilder zur Orientierung während der eigentlichen Operation angestrebt.
Aus der US 4,722,056 ist ein Operationsmikroskop für den Einsatz in der rechnergestützten stereotaktischen Chirurgie bekannt, bei dem während einer Operation die Einspiegelung von präoperativ generierten Diagnosebildern in die Beobachtungs-Strahlengänge des Operationsmikrokopes und damit die Überlagerung von Diagnosebildern und Sehfeldebene für den Beobachter erfolgt. Eine typische Anwendung findet ein derartiges Operationsmikroskop z. B. in der Neurochirurgie.
Zum Betrieb eines Operationsmikroskopes gemäß der US 4,722,056 ist jedoch eine aufwendige Korrelation der Patienten-, Operationsmikroskop- und Bild-Koordinatensysteme erforderlich, um auf jeden Fall zu gewährleisten, daß das der aktuellen Sehfeldebene entsprechende Diagnosebild in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes eingespiegelt wird. So muß etwa während der Operation laufend die jeweilige Position des Sehfeldes erfaßt werden, was durch die Positionsbestimmung des Operationsmikroskopes über ein Ultraschallgeber-System und über die aktuell eingestellten optischen Daten wie Schnittweite etc. erfolgt. Insgesamt resultiert damit ein komplexes Gesamtsystem.
Neben der aufwendigen, laufend erforderlichen Korrelation der jeweiligen Koordinatensysteme stellt jedoch die Einspiegelung zugehöriger, präoperativer Diagnosebilder in das Sehfeld bzw. die entsprechende Überlagerung noch nicht die optimale Orientierungs-Information für den operierenden Chirurgen dar. Problematisch ist dabei nämlich die Tatsache, daß entsprechend zur jeweiligen Vergrößerung der Operationsmikroskop-Optik auch die eingespiegelten Diagnosebilder dementsprechend vergrößert werden müssen. Aufgrund der derzeit möglichen Auflösung in präoperativen bildgebenden Diagnoseverfahren ergibt sich nicht unbedingt ein Vorteil für den operierenden Chirurgen, wenn derartige Originalbilder unmittelbar in der passenden Vergrößerung dem Sehfeld überlagert bzw. eingespiegelt werden. Gefordert sind daher weitere Orientierungshilfen für den Chirurgen, der das Operationsfeld durch das Operationsmikroskop betrachtet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes in der rechnergestützten, stereotaktischen Chirurgie zu schaffen, das eine hinreichende Orientierung des operierenden Chirurgen während der Operation gewährleistet und die Informationen aus präoperativ erzeugten Diagnoseverfahren mit möglichst geringem Aufwand zur Orientierungs-Optimierung heranzieht. Ferner sollte es möglich sein, auch intraoperativ gewonnene Daten hierzu einzusetzen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Gegensatz zum bekannten Verfahren aus der US 4,722,056 entfällt im erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr das laufende aufwendige Korrelieren von Sehfeldebene und präoperativ erzeugten Diagnosedaten bzw. den entsprechenden Diagnosebildern während der eigentlichen Operation.
Es wird vielmehr vor der eigentlichen Operation ein definierter Operationsweg vom Chirurgen auf Grundlage der präoperativ generierten Diagnosedaten festgelegt, auf dem er während der Operation z. B. in Richtung Tumor vordringt. Aus den in einer Bild-Datenbank digitalisiert abgelegten Diagnosedaten wählt der Chirurg vor der Operation ihn interessierende Diagnosebilder aus, die zweidimensionalen Schnittbildern entsprechen, die vorteilhafterweise auf dem Operationsweg liegen. Die entsprechend selektierten Diagnosebilder werden anschließend wieder in der Bild-Datenbank abgespeichert. Die Operationsplanung erfolgt dabei an einer zentralen Steuereinheit.
Während der eigentlichen Operation werden die Diagnosebilder gemäß der vorher definierten Reihenfolge wahlweise in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes eingespiegelt, ohne jedoch immer eine explizite Zuordnung zur aktuell eingesehenen Sehfeldebene vorzunehmen.
Hinsichtlich der Einspiegelung in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes ist dabei die Wahl zwischen einer Überlagerung der Diagnosebilder mit dem gerade betrachteten Sehfeld als auch die bloße Betrachtung der selektierten Diagnosebilder möglich.
Zusammen mit den selektierten Diagnosebildern werden während der Operation vorteilhafterweise bestimmte rage-Informationen zu den jeweiligen Diagnosebildern in die Beobachtungsoptik mit eingespiegelt, um dem Chirurgen bei der Betrachtung dieser Bilder eine zumindest grobe räumliche Zuordnung zu ermöglichen.
Das Operationsmikroskop ist an einem motorischen Trägersystem befestigt, an dem es definiert in mindestens drei räumlichen Freiheitsgraden positioniert werden kann.
Dem Chirurgen ist es über das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr möglich, nicht nur das jeweils aktuelle, zur Sehefeldebene korrespondierende Diagnosebild zu betrachten, vielmehr kann er vor der Operation bereits aus einer vielfältigen Auswahl Diagnosebilder selektieren, die er während der Operation einsehen möchte.
Hierbei ist es dem Operateur ferner möglich, die einmal ausgewählten Diagnosebilder vor der Operation zu bearbeiten oder zu manipulieren, was beispielsweise durch Einzeichnen von bestimmten interessierenden Konturen in den ausgewählten Diagnosebildern erfolgen kann.
Daneben können zusammen mit den ausgewählten Diagnosebildern auch eine Reihe von patientenspezifischen Informationen abgelegt und während der Operation dem Chirurgen zur Unterstützung im Sehfeld des Operationsmikroskopes eingespiegelt dargeboten werden.
Als vorteilhaft erweist sich weiterhin, die vom operierenden Chirurgen wahrgenommenen Bilder inclusive der überlagerten Diagnosebilder auch auf einem separaten Monitor darzustellen, und derart auch dem Assistenzpersonal diese Informationen zur Verfügung zu stellen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Verfahrens anhand der bei liegenden Figuren.
Dabei zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einzelnen Komponenten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2a eine mögliche Darstellung eines präoperativ generierten Diagnosebildes auf einem Display, das zur Operationsplanung herangezogen wird;
Fig. 2b die Lagen der ausgewählten Diagnosebilder entlang des Operationsweges in der Darstellung von Fig. 2a;
Fig. 2c eine schematisierte perspektivische Gesamtansicht der Lagen der ausgewählten Diagnosebilder entlang des Operationsweges aus Fig. 2b;
Fig. 3a ein ausgewähltes Diagnosebild, das vor der Operation manipuliert wird;
Fig. 3b das manipulierte Diagnosebild aus Fig. 3a, das lediglich noch die markierten Konturen interessierender Anatomiedetails zeigt.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild mit wichtigen erforderlichen Komponenten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Vorgesehen ist hierbei ein Operationsmikroskop (1), das an einem - lediglich schematisiert dargestellten - motorischen Trägersystem (2) angeordnet wird. Über das motorische Trägersystem (2) ist ein definiertes, koordinatenmäßiges Positionieren des Operationsmikroskopes (1) in bis zu sechs räumlichen Freiheitsgraden möglich. Das mehrgelenkige, motorische Trägersystem, z. B. dargestellt in der DE 42 02 922 der Anmelderin, umfaßt u. a. den jeweiligen Gelenken zugeordnete Encoder, so daß der zentralen Steuereinheit (3) des Gesamt-Systemes laufend ein Ermitteln der aktuellen koordinatenmäßigen Position des Operationsmikroskopes (1) zusammen mit den bekannten Geometrie-Informationen des Gesamtsystemes möglich ist.
Das Operationsmikroskop weist einen im wesentlichen bekannten optischen Aufbau auf und umfaßt u. a. eine Einspiegelungsvorrichtung, über die eine Einspiegelung anderweitig generierter Bilder über übliche Strahlteiler-Vorrichtungen in mindestens einen Beobachtungs-Strahlengang möglich ist.
Ferner ist ein vorab erstellter Satz präoperativer Diagnosedaten vorgesehen, der z. B. in einer Bild-Datenbank (4) abgelegt wird. In der Bild-Datenbank (4) werden die digitalisierten Diagnose-Datensätze abgespeichert, die z. B. über NMR-, CT- oder Röntgen-Untersuchungen vor der eigentlichen Operation generiert wurden. Hierbei können sowohl die Original-Bilder oder aber vom Chirurgen manipulierte Bilder abgespeichert werden. Unter manipulierten Bildern wird hierbei verstanden, daß z. B. Bilder bzw. Datensätze abgelegt wurden, die lediglich eingezeichnete Konturen von bestimmten Anatomie- Details beinhalten. Gleichzeitig ist jedoch die exakte räumliche Position der dergestalt manipulierten Diagnosebilder relativ zum Patienten-Koordinatensystem bekannt.
Die zentrale Steuereinheit (3) übernimmt die laufende Erfassung der Koordinaten des Operationsmikroskopes (1) ebenso wie die Verarbeitung der digitalisierten Diagnose-Datensätze in der Bild-Datenbank (4) und umfaßt hierzu auch eine Eingabeschnittstelle (3.1), über die der Chirurg z. B. die Operationsplanung an der zentralen Steuereinheit (3) vornimmt.
Desweiteren ist ein Display (5) vorgesehen, das die Betrachtung und Manipulation der in der Bild-Datenbank (4) abgelegten Bilder ermöglicht. Ebenso können mit Hilfe des Displays (5) die in das Operationsmikroskop (1) einzuspiegelnden bildmäßigen Informationen in größerem Maßstab vom Assistenzpersonal während der Operation betrachtet werden.
Anhand der Fig. 2a-2c wird nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes näher beschrieben.
Fig. 2a zeigt ein präoperativ generiertes Diagnose-Bild, das etwa mit Hilfe einer Computer-Tomographie-Vorrichtung in bekannter Art und Weise gewonnen und in der Bild-Datenbank digitalisiert abgelegt wurde. Dargestellt ist in Fig. 2a dabei ein zweidimensionales Schnittbild durch den menschlichen Schädel in einer Ansicht von oben. Neben diesem ausgewählten Bild können Diagnosebilder durch vielfältigste weitere Ebenen im menschlichen Kopf über bekannte Bildverarbeitungsverfahren aus dem erfaßten Diagnosedatensatz rekonstruiert werden.
Bereits vor der eigentlichen Operation wird vom Chirurgen der geplante Operationsweg (10) im Diagnosebild markiert und festgelegt, wie er z. B. erforderlich ist, um zu einem Tumor im Gehirn vordringen zu können. Die mit der Bild-Datenbank verbundene zentrale Steuereinheit erfaßt nach erfolgter Planung den Operationsweg (10) koordinatenmäßig.
Ebenfalls bereits vor der Operation plant der Chirurg nunmehr im erfindungsgemäßen Verfahren, welche Diagnosebilder er während der eigentlichen Operation in das Operationsmikroskop eingespiegelt bekommen möchte. Vier derartige, gewünschte Diagnosebilder (1, . . . , 4) bzw. deren jeweilige Lage entlang des Operationsweges sind in Fig. 2b dargestellt. Vom Chirurgen ist hierbei sowohl die Lage als auch die Orientierung dieser Diagnosebilder relativ zum Operationsweg definiert wählbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurden parallel orientierte Diagnosebilder gewählt, die in konstanten Abständen aufeinander folgen.
Noch einmal sei betont, daß sowohl diese Abstände als auch die räumliche Orientierung dieser Diagnosebilder vom Chirurgen vor der Operation frei gewählt werden können.
Eine räumliche Ansicht mit dem geplanten Operationsweg (10) und drei der vier selektierten Diagnosebilder (1, 2, 3) ist in Fig. 2c dargestellt.
Die Einspiegelung der einmal selektierten Diagnosebilder in die Beobachtungsoptik des eingesetzten Operationsmikroskopes erfolgt nunmehr erfindungsgemäß nicht mehr in definierter Abhängigkeit der aktuellen Sehfeldlage wie etwa in der US 4,722,056, vielmehr ist es dem Chirurgen möglich, die vorher selektierten Bilder jederzeit, d. h. an jeder Stelle im Operationsweg wahlweise abzurufen und einzuspiegeln. Beispielsweise kann nunmehr per Knopfdruck während der Operation der vorab festgelegte Bild-Datensatz mit den vier Diagnosebildern eingespiegelt bzw. eingeblendet werden.
Vorteilhafterweise werden mit den Diagnosebildern dabei gleichzeitig bestimmte Lage-Informationen zu den jeweiligen Diagnosebildern mit eingeblendet, die dem Chirurgen dann die lagemäßige Zuordnung der eingespiegelten Bilder ermöglichen. Derartige Lage-Informationen können z. B. in Form von Bild-Nummern vorgesehen werden, die dann bei etwa konstant-gewähltem Bildabstand jeweils eine Tiefenzuordnung und damit auch die rasche Orientierung entlang des geplanten Operationsweges ermöglichen.
Neben der überlagerten Darstellung von Diagnosebildern und aktuell betrachteter Sehfeldebene ist es in einem alternativen Betriebsmodus des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, lediglich die Diagnosebilder in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes einzuspiegeln und auf die überlagerte Darstellung mit dem Sehfeld zu verzichten. Hierzu ist lediglich ein Abblenden der vom Objekt kommenden Strahlengänge mittels bekannter Shutter-Elemente erforderlich. Vorteilhafterweise ist es dem Chirurgen möglich, zwischen der überlagerten Darstellung und der bloßen Betrachtung der eingespiegelten Diagnosebilder während der Operation zu wählen.
Die in den Fig. 2a-2c dargestellten Diagnosebilder entsprechen den Original-Bildern aus den präoperativen Diagnose-Verfahren wie oben beschrieben. Vorteilhaft ist jedoch mitunter, Bilder einzuspiegeln, die lediglich einen reduzierten Informationsgehalt im Vergleich zu den Originalbildern aufweisen. Ein derartig reduzierter Informationsgehalt kann beispielsweise in der Einspiegelung von Konturen bestimmter Anatomiedetails oder dgl. bestehen.
Wie derartige Konturen beispielsweise aus dem ursprünglichen Diagnosebild, das eine definierte räumliche Beziehung mit dem Patienten aufweist, generiert werden, ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Dort wird z. B. mit Hilfe einer geeigneten Computer-Maus ein Tumor (11) im Original-Diagnosebild graphisch markiert und ein modifiziertes Bild gemäß Fig. 3b erzeugt, das lediglich noch diese Kontur des Tumors (11) zeigt. Lediglich dieses Bild mit dem Tumor-Umriß (11) wird dann in das Sehfeld des Operationsmikroskopes eingespiegelt, während auf die restlichen Anatomie-Informationen bewußt verzichtet wird.
Ebenfalls in Fig. 3b dargestellt sind weitere Informationsfelder (12) im eingespiegelten Diagnosebild, in die sowohl spezielle patientenspezifische Informationen eingetragen werden als auch die oben erwähnten Lage-Informationen zum jeweiligen Diagnose-Bild, die dem Chirurgen während der Operation eine räumliche Zuordnung dieses Bildes ermöglichen. In die Informationsfelder (12) können z. B. der Patientenname, Informationen zum aktuellen Gerätezustand oder aber bestimmte intraoperative Patienten-Informationen wie Blutdruck, Pulsschlag etc. eingeblendet werden, die während der Operation laufend erfaßt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, intraoperative Antworten auf Stimulationsprozesse in geeigneter graphischer Form einzuspiegeln.
Als hierbei einzuspiegelnde Lage-Informationen kommen etwa die Bild-Nummer aus der selektierten Diagnosebild-Auswahl, oder aber der Abstand zum folgenden oder vorhergehenden Bild etc. in Frage.
Desweiteren ist zur Orientierungsoptimierung für den Chirurgen möglich, graphische Informationen dem Sehfeld überlagert einzuspiegeln, die dem Chirurgen andeuten, ob er sich noch auf dem ursprünglich geplanten Operationsweg befindet. Hierfür ist es erforderlich, den gerade betrachteten Punkt koordinatenmäßig zu erfassen und zu vergleichen, ob dieser Punkt noch auf dem tatsächlich geplanten Operationsweg liegt. Das koordinatenmäßige Erfassen dieses Punktes kann dabei etwa mit einem Operationsmikroskop erfolgen, wie es in der DE 41 34 481 der Anmelderin dargestellt ist. Je nachdem, ob sich der Operateur noch auf dem richtigen, geplanten Weg befindet, wird dies über die Steuereinheit anschließend graphisch für den Chirurgen visualisiert. Das kann beispielsweise derart erfolgen, daß eine graphische Markierung in das Sehfeld eingespiegelt werden, die den aktuell betrachteten Punkt darstellt und gleichzeitig eine weitere graphische Markierung eingespiegelt wird, die einem Punkt auf dem tatsächlichen Operationsweg entspricht. Durch manuelles oder motorisches Positionieren des Operationsmikroskopes kann dieser Punkt auf dem Operationsweg wieder angefahren werden. Als graphische Markierungen können etwa Strichkreuze oder dgl. eingesetzt werden.
Während der eigentlichen Operation wird das Operationsmikroskop nunmehr mit Hilfe des motorischen Trägersystems entlang des festgelegten Operationswegs verfahren. Der Chirurg kann dabei sowohl die Verfahrgeschwindigkeit, als auch bestimmte Haltepositionen je nach Anforderung bereits bei der erwähnten Operationsplanung vorab festlegen.
Die Verfahrgeschwindigkeit wird etwa je nach aktuell betrachtetem Sehfeld bzw. in Abhängigkeit des betrachteten Bereiches gewählt. Dies bedeutet, daß etwa in bestimmten interessierenden Regionen des Operationsgebietes ein bedeutend langsameres Verfahren des Operationsmikroskopes erfolgen kann.
Benötigt der Chirurg nunmehr an irgendeiner Stelle des vorher festgelegten Operationsweges die bildmäßigen Informationen aus den präoperativ generierten Diagnosebildern, so kann er jederzeit den vorab selektierten Bild-Datensatz abrufen und in das Sehfeld einspiegeln. Eine Korrelation dieser Bilder mit der aktuellen Sehfeldposition erfolgt dabei nicht, die erforderlichen Lageinformationen erhält der Chirurg aus den zusammen mit dem Bild eingeblendeten Informationen wie Bild-Nummer und den vorab bestimmten Bild-Abständen. Desweiteren ist dabei nunmehr ein "Durchblättern" der kompletten Diagnosebilder-Auswahl möglich, d. h. es resultiert insgesamt eine verbesserte und vielfältigere Nutzung der präoperativen Diagnosedaten während der Operation.
Neben der Möglichkeit über das erfindungsgemäße Verfahren die Operationsplanung vor der eigentlichen Operation vorzunehmen, besteht ferner die Möglichkeit, diese einmal durchgeführte Planung während der Operation zu modifizieren. Wenn etwa der einmal geplante Zielpunkt auf den ursprünglich geplanten Operationsweg angefahren wurde, kann nunmehr das Operationsmikroskop in verschiedenen Blickrichtungen um diesen Ziel-Punkt räumlich geschwenkt werden. Der nunmehr geänderten Blickrichtung zum Ziel-Punkt entsprechen nunmehr auch andere Diagnosebilder aus dem Diagnose-Datensatz. Wie bereits vorab beschrieben, ist es möglich, Diagnosebilder in frei wählbaren Abständen und Orientierungen hierzu auszuwählen. Beim weiteren Verfahren des Operationsmikroskopes entlang des nunmehr modifizierten Operationsweges kann der Chirurg die selektierten Diagnosebilder wie vorab beschrieben wahlweise und unabhängig von der aktuellen Sehfeld-Position in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes eingespiegelt betrachten.
Es ist somit auch die intraoperative Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes in der rechnergestützten stereotaktischen Chirurgie, wobei
  • - zunächst ein Diagnose-Datensatz über ein bildgebendes, präoperatives Diagnoseverfahren generiert wird und dieser Diagnose-Datensatz in einer Bilddatenbank (4) digitalisiert abgelegt wird,
  • - anschließend eine Operationsplanung an einer zentralen Steuereinheit (3) mit Hilfe des Diagnose-Datensatzes aus der Bilddatenbank (4) erfolgt und dabei ein Operationsweg (10) festgelegt wird,
  • - zum derart festgelegten Operationsweg (10) aus dem Diagnose-Datensatz zweidimensionale Diagnosebilder in frei wählbaren Abständen und Orientierungen selektiert werden,
  • - während der Operation das an einem motorischen Trägersystem (2) angeordnete Operationsmikroskop (1) entlang des festgelegten Operationsweges (10) definiert motorisch verfahren wird und die selektierten Diagnosebilder wahlweise und unabhängig von der aktuellen Sehfeld-Position in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes (1) eingespiegelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die generierten Diagnosebilder nach der Festlegung des Operationsweges (10) bearbeitet, anschließend manipuliert abgespeichert und während der Operation manipuliert in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes (1) eingespiegelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei der Manipulation der Diagnosebilder Konturen (11) in die Diagnosebilder eingezeichnet werden, die bestimmten Anatomiedetails entsprechen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zusammen mit den selektierten Diagnosebildern wählbare Lage-Informationen zu jedem Diagnosebild in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes (1) eingespiegelt werden, die eine lagemäßige Zuordnung des jeweiligen Diagnosebildes zum geplanten Operationsweg (10) ermöglichen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Diagnosebilder in wählbaren Abständen zueinander entlang des Operationsweges (10) selektiert werden und der Abstand zum vorigen und/oder folgenden Bild mit dem als Lage-Information während der Operation zusammen mit jedem Diagnosebild eingespiegelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zusammen mit den selektierten Diagnosebildern weitere patientenspezifische Informationen abgelegt und in Informationsfeldern (12) in den Diagnosebildern während der Operation in die Beobachtungsoptik des Operationsmikroskopes (1) eingespiegelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei intraoperative Antworten auf Stimulationsprozesse in geeigneter graphischer Form eingespiegelt werden.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Diagnosebilder während der Operation noch auf mindestens einem weiteren Monitor (5) dargestellt werden.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während der Operation die Wahl zwischen einer überlagerten Darstellung von aktuell betrachteter Sehfeldebene und selektierten Diagnosebildern und der bloßen Darstellung der Diagnosebilder im Operationsmikroskop (1) möglich ist.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verfahr-Geschwindigkeit des Operationsmikroskopes (1) entlang des festgelegten Verfahrweges in Abhängigkeit des jeweils betrachteten Ortes vom Operateur vor der Operation an der zentralen Steuereinheit (3) bei der Operationsplanung wählbar ist.
DE4416229A 1994-05-07 1994-05-07 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes Withdrawn DE4416229A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4416229A DE4416229A1 (de) 1994-05-07 1994-05-07 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
US08/314,130 US5697368A (en) 1994-05-07 1994-09-29 Process for the operation of an operation microscope
EP95105478A EP0681251B1 (de) 1994-05-07 1995-04-12 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
DE59510577T DE59510577D1 (de) 1994-05-07 1995-04-12 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
JP13265195A JP3730683B2 (ja) 1994-05-07 1995-05-08 手術用顕微鏡を動作させる方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4416229A DE4416229A1 (de) 1994-05-07 1994-05-07 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4416229A1 true DE4416229A1 (de) 1996-01-11

Family

ID=6517608

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4416229A Withdrawn DE4416229A1 (de) 1994-05-07 1994-05-07 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
DE59510577T Expired - Lifetime DE59510577D1 (de) 1994-05-07 1995-04-12 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59510577T Expired - Lifetime DE59510577D1 (de) 1994-05-07 1995-04-12 Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5697368A (de)
EP (1) EP0681251B1 (de)
JP (1) JP3730683B2 (de)
DE (2) DE4416229A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537830A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-08 Möller-Wedel GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Beobachten von Objekten mit einem Mikroskop
DE102008043531A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrales Netzwerk im Operationssaal
DE102008043533A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal
DE102008043534A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal
DE102008043532A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483948B1 (en) * 1994-12-23 2002-11-19 Leica Ag Microscope, in particular a stereomicroscope, and a method of superimposing two images
DE19640907B4 (de) * 1995-10-12 2005-09-22 Carl Zeiss Operationsmikroskop mit integriertem Operationsnavigationssystem
DE10100335B4 (de) * 2001-01-03 2017-02-09 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung zur Anzeige einer Größe im Blickfeld eines Benutzers und Verwendung der Vorrichtung
JP2004005364A (ja) * 2002-04-03 2004-01-08 Fuji Photo Film Co Ltd 類似画像検索システム
US7623250B2 (en) * 2005-02-04 2009-11-24 Stryker Leibinger Gmbh & Co. Kg. Enhanced shape characterization device and method
US20140081659A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 Depuy Orthopaedics, Inc. Systems and methods for surgical and interventional planning, support, post-operative follow-up, and functional recovery tracking
DE102014205038B4 (de) 2014-02-19 2015-09-03 Carl Zeiss Meditec Ag Visualisierungsvorrichtungen mit Kalibration einer Anzeige und Kalibrierverfahren für eine Anzeige in einer Visualisierungsvorrichtung
CN104083217B (zh) * 2014-07-03 2016-08-17 北京天智航医疗科技股份有限公司 一种手术定位装置以及机器人手术系统
DE102017110779A1 (de) 2017-05-17 2018-11-22 Carl Zeiss Meditec Ag Operationsmikroskop mit zumindest einer Strahlengang-Schalteinrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835690A (en) * 1985-11-19 1989-05-30 Picker International, Inc. Integrated expert system for medical imaging scan, set-up, and scheduling
US4722056A (en) * 1986-02-18 1988-01-26 Trustees Of Dartmouth College Reference display systems for superimposing a tomagraphic image onto the focal plane of an operating microscope
US4989253A (en) * 1988-04-15 1991-01-29 The Montefiore Hospital Association Of Western Pennsylvania Voice activated microscope
US5273039A (en) * 1989-10-16 1993-12-28 Olympus Optical Co., Ltd. Surgical microscope apparatus having a function to display coordinates of observation point
JP3028421B2 (ja) * 1989-12-14 2000-04-04 株式会社トプコン 手術用顕微鏡
ES2112252T3 (es) * 1990-06-04 1998-04-01 Dose Plan Inc Proceso para su uso en la radiocirugia.
US5215095A (en) * 1990-08-10 1993-06-01 University Technologies International Optical imaging system for neurosurgery
US5417210A (en) * 1992-05-27 1995-05-23 International Business Machines Corporation System and method for augmentation of endoscopic surgery
US5261404A (en) * 1991-07-08 1993-11-16 Mick Peter R Three-dimensional mammal anatomy imaging system and method
US5415167A (en) * 1992-01-10 1995-05-16 Wilk; Peter J. Medical system and associated method for automatic diagnosis and treatment
DE4304571A1 (de) * 1993-02-16 1994-08-18 Mdc Med Diagnostic Computing Verfahren zur Planung und Kontrolle eines chirurgischen Eingriffs
US5531520A (en) * 1994-09-01 1996-07-02 Massachusetts Institute Of Technology System and method of registration of three-dimensional data sets including anatomical body data

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537830A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-08 Möller-Wedel GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Beobachten von Objekten mit einem Mikroskop
DE102008043531A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrales Netzwerk im Operationssaal
DE102008043533A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal
DE102008043534A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal
DE102008043532A1 (de) 2008-11-06 2010-05-12 Carl Zeiss Surgical Gmbh Zentrale Gerätesteuerung im Operationssaal

Also Published As

Publication number Publication date
EP0681251A3 (de) 1996-01-31
JP3730683B2 (ja) 2006-01-05
EP0681251B1 (de) 2003-03-12
DE59510577D1 (de) 2003-04-17
US5697368A (en) 1997-12-16
EP0681251A2 (de) 1995-11-08
JPH08173449A (ja) 1996-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69922980T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur positionierung eines geräts in einem körper
DE3717871C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum reproduzierbaren optischen Darstellen eines chirururgischen Eingriffes
DE60018247T2 (de) System und Methode zur Verwendung mit bildgebenden Verfahren zur Erleichterung der Planung von chirurgischen Eingriffen
DE102005044033B4 (de) Positionierungssystem für perkutane Interventionen
EP1361829B1 (de) Vorrichtung zur steuerung von chirurgischen instrumenten
EP1306050B1 (de) Navigierte Mikrosonde
EP3463124B1 (de) Verfahren zur planung einer intrakorporalen verortung einer einem patienten perkutan einzuführenden medinzinischen nadeleinheit
DE102007045075B4 (de) Interventionelles medizinisches Diagnose- und/oder Therapiesystem
DE4417944A1 (de) Verfahren zum Korrelieren verschiedener Koordinatensysteme in der rechnergestützten, stereotaktischen Chirurgie
DE10136709B4 (de) Vorrichtung zum Durchführen von operativen Eingriffen sowie Verfahren zum Darstellen von Bildinformationen während eines solchen Eingriffs an einem Patienten
DE10210287B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur markerlosen Registrierung für navigationsgeführte Eingriffe
EP1319368B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Orientierung und Relativposition eines medizinischen Instruments
EP0681251B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Operationsmikroskopes
DE19846687C2 (de) Chirurgische Hilfsvorrichtung zur Verwendung beim Ausführen von medizinischen Eingriffen und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes im Rahmen von medizinischen Eingriffen
EP1127545A2 (de) Verfahren zur Lokalisierung von Objekten in der interventionellen Radiologie
EP3626176B1 (de) Verfahren zum unterstützen eines anwenders, computerprogrammprodukt, datenträger und bildgebendes system
DE202005014582U1 (de) Positionierungssystem für perkutane Interventionen
EP1114621A2 (de) Anordnung zur Darstellung von Schichtbildern
DE102006036575A1 (de) Medizinische Bildgebungsvorrichtung und Verfahren zur Darstellung der Position eines interventionellen Instruments bei einer solchen Bildgebungsvorrichtung
DE10243162A1 (de) Rechnergestütztes Darstellungsverfahren für ein 3D-Objekt
EP1464285B1 (de) Perspektivische Registrierung und Visualisierung interner Körperbereiche
DE10235795B4 (de) Medizinische Vorrichtung
DE102005051102B4 (de) System zur medizinischen Navigation
DE102006004703B4 (de) Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines Positionierungsroboters
DE102010039598B4 (de) Verfahren zur Bildüberwachung eines medizinischen Eingriffs mit einer Nadel und Röntgeneinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: A61B 19/00

8139 Disposal/non-payment of the annual fee