JP4500913B2 - ロケーションを同定するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査領域、特に、外科手術領域におけるロケーション（location）を同定するための方法及び装置に関する。特に、本発明はまた、同定されたロケーションに関するデータを得ること、及びそのようなデータをユーザのために表示することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第５，７９５，２９５号は、顕微鏡を通して手術領域（検査領域）を観察する外科医が手術領域（検査領域）から更なるデータを得ることが可能であり、そのデータがモニタ上に表示される光学的コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）装置を有する外科用顕微鏡を開示している。さらに、Ｘ線撮像デバイス、Ｘ線コヒーレンス断層撮影（ＣＴ）デバイス又は核磁気共鳴（ＮＭＲ）断層撮影デバイスを用いて検査領域から更なるデータを得ることは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、検査領域からデータを得るための広範囲でより正確に規定された可能性を与える方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００４】
特に、本発明は、検査領域における２つのロケーションの間の距離をより精度良く決定するための方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
さらに、本発明は、検査領域からのデータの取得及び／又はユーザのためのデータの表示を容易にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、まず、検査領域内のロケーションが、基準座標系に対して、それぞれ同定され（identified）、ロケーションが同定された後、同定されたロケーションに基づいてさらに決定、検査又はタスクが実行される。問題は、検査領域が座標系に対して移動するため、あるいは検査領域を観察しているユーザの視野が基準座標系に対して移動するため、このような移動の後に、同定されたロケーションの座標を容易に決定することができないことである。
【０００７】
この点、本発明によれば、まず、検査領域内で同定されるロケーションの座標が、同定されるロケーションに割り当てられる一組の座標として得られる。この目的のため、ユーザは、まず、固定されるロケーションを同定しなければならない。すなわち、ユーザは、例えば、顕微鏡を通して検査領域を見て、同定されるロケーションが視野のグラティキュール（graticule）又は中央に位置するように、同定されるロケーションを検査領域に対して整列させ、対応する入力を行う。この入力には、視野の中心に位置する検査領域のロケーションの座標を座標のセットとして決定するための要求が含まれる。次に、位相幾何学的データの第１の記録は、検査領域の同定されたロケーションに近接した空間的に広がったエリアから得られる。或る期間が経過した後、このエリアの位相幾何学的データの第２の記録が得られる。この期間の間に検査領域が基準座標系に対して変位した場合には、２つの記録を比較することによって、基準座標系に対する同定されたロケーションの変位のマグニチュードを決定することができる。次に、座標セットの座標は、決定された変位に応じて変更され、座標セットの座標は、その変位後の検査領域における同定されたロケーションの座標に実質的に対応する。従って、検査領域において、同定されたロケーションを追跡することができ、同定されたロケーションの変位が生じた後には、変位後のロケーションを再び同定する必要はない。
【０００８】
この点、位相幾何学的データのさらなる記録を定期的に得て、得られた記録を比較することによって、基準座標系に対する同定されたロケーションの現在の変位を決定し、検査領域における同定されたロケーションの現在の座標を示すように座標セットの座標を変更することは有利である。
【０００９】
固定されるロケーションを同定するために、ユーザは、検査領域を直接（すなわち、裸眼で）見てもよく、又は撮像デバイスを用いて検査領域を見てもよい。前記撮像デバイスには、カメラ及び視覚表示ユニット又は顕微鏡又は眼鏡（特に、双眼ルーペ）が含まれる。
【００１０】
ロケーションを同定するために、ポインタは、同定されたロケーションにユーザによって接触させられ得るポインタ先端を含むように構成されるのが有利である。さらに、基準座標系に対するポインタ先端の位置を決定するための位置検出装置が設けられる。
【００１１】
ユーザが撮像デバイスを使用する場合、撮像デバイスがさらにマーキングを具備していると有利である。ユーザは、その視野において、マーキングを同定されるロケーションに一致させ、これによりロケーションを同定することができる。例えば、このマーキングは、グラティキュール（graticule）などのマーキングであり得る。マーキングは、撮像デバイスの視野に固定して配置される。または、マーキングは、撮像デバイスの視野において、ユーザにより変位され得る。
【００１２】
サイトライン検出デバイス又は視標追跡器（eye-tracker）を設けることも有利である。サイトライン検出デバイス又は視標追跡器は、ユーザの目の位置に基づいてユーザのサイトラインを検出するため、ユーザは、自分の目の位置（すなわち、サイトライン）によって、固定されるロケーションを簡単に同定することができる。
【００１３】
固定されるロケーションの同定に関して記載されたすべての実施の形態及び他の実施の形態においては、同定されたロケーションの座標は、ユーザによって出される対応した要求があり次第、座標セットに取り入れられる。ユーザは、音声コマンド又は目の動きによって電気的又は機械的なスイッチを作動させることにより、この要求を行うことができる。
【００１４】
固定されるロケーションが同定された後、ユーザは、注意を他のタスクに向け、同定されたロケーションは、変位されても追跡される。なぜなら、座標セットは、その座標が同定されたロケーションの座標に実質的に対応するように変更されるからである。この点で、座標セットをデータ記録装置に提供することも可能である。データ記録装置は、座標セットによって示されるロケーション（すなわち、実質的に同定されたロケーション）で測定を行い、検査領域と相互に関連し、ユーザの視野において有利に表示される少なくとも１つのマグニチュードを決定する。
【００１５】
さらに、上記のようにしてロケーションが同定された後、検査領域の１つ又はそれ以上のロケーションを同定し、所望に応じて、このさらなるロケーションを変位の場合の位相幾何学的データの記録によって（by means of recordings of topological data in the case of displacements）追跡することも可能である。有利な応用は、決定されたマグニチュードが、２つの同定されたロケーションの間の距離を実質的に示す値を取り入れることである。
【００１６】
さらに、前記少なくとも１つの決定されたマグニチュードが、２つの同定されたロケーションの間の接続ラインに沿って行われる複数の測定から得られるデータセットを含むことは有利である。このデータセットは、例えば、接続ラインに沿って取った検査領域の深さプロファイル（depth profile）又はコンピュータ断層撮影法などの３次元撮像法によって得られる断面を含み、ユーザの視野に表示されるのが有利である。
【００１７】
位相幾何学的データが、例えば、レーザ三角測量等によって得ることができる検査領域の複数の表面点の座標を含むことも有利である。ＣＣＤカメラなどのカメラによって位相幾何学的データの記録を得て、これらの記録を比較し、検査領域におけるロケーションの変位を決定することも可能である。
【００１８】
さらに、検査領域の表面下の点から得られる測定データを、位相幾何学的データとして用いることも有利である。このようなデータは、例えば、光学的コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）又はＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）又は核磁気共鳴（ＮＭＲ）断層撮影等によって得ることができる。
【００１９】
他の態様によれば、本発明は、検査領域から得られるマグニチュードを表示するための装置を提供し、表示される前記マグニチュードは、検査領域のロケーションにおいて決定される。このようなロケーションは、このようなロケーションの周囲で、又はこのようなロケーションに依存して、ユーザによって予め同定される。この点で、ユーザは、自分の目で同定されるロケーションを決定することができ、ユーザの目の位置を決定するためのサイトライン検出装置が設けられる。同定されたロケーションに関連して決定されるマグニチュードは、サイトライン検出装置によって検出され、ユーザの視野に表示され、得られた測定値及び検査領域の表示は同時にユーザの視野内にある。一方、これによって、検査領域におけるロケーションのユーザによる特に簡単な同定が可能となり、他方、ユーザは、検査領域から、例えば、検査領域外に設けられたモニタ画面上の測定値の従来の表示に目を向けることなく、視野内の同定されたロケーションに関して測定されるマグニチュードを知覚することができる。
【００２０】
この目的のため、マグニチュードの表示は、ユーザが検査領域を見るために用いる顕微鏡又は双眼ルーペのビーム路に徐々に現れてくるのが有利である。
【００２１】
この点で、位置検出デバイスは、基準座標系に対して双眼ルーペ又は顕微鏡の位置を検出するために設けられることも有利である。このため、ユーザの目が向けられるロケーションの座標もまた、サイトライン検出デバイスによって決定され得る。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施の形態における、患者に対して顕微手術を行うための外科用システム１を示す模式図である。
【００２４】
図１に示すように、手術を受ける患者の体部３は、手術台５の上に支持されている。作業台５は、手術室の床７の上に固定されている。体部３の手術領域（検査領域）９は、外科用立体顕微鏡１１を通して外科医によって観察される。顕微鏡１１は、３つの空間方向（ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向）の手術室の基準座標系１３においてピボットマウント１７を用いてスタンド１５上で変位可能となっている。基準座標系１３における顕微鏡１１の現在の位置は、位置検出デバイスを用いて決定され、コンピュータ１９に提供される。位置検出デバイスは、発光ダイオードなどの光源２３を有し、光源２３は、顕微鏡１１上に固定され、基準座標系１３における光源２３の位置は、３つの間隔を置いたカメラによって検出される。これらのカメラのうち、１つのカメラ２１だけが図１に示されている。カメラは、順にスタンド１５上に固定されている。
【００２５】
外科医は、自分の目２５、２６で顕微鏡１１の接眼管２７、２８を覗く。ここで、２つの目２５、２６に割り当てられた立体ビーム路２９、３０は、２つの接眼管２７、２８及び共通の対物レンズ３１を通って手術領域（検査領域）９まで延び、そこで焦点が合わされる。
【００２６】
立体ビーム路２９、３０のそれぞれには、ビーム路２９、３０からの瞳孔の画像を結合させ、その画像をそれぞれのＣＣＤカメラ３５に投影する半透鏡３３が配置されている。カメラ３５によって記録された画像は、コンピュータ１９に提供され、コンピュータ１９は、その画像を分析し、この分析に基づいて、外科医の２つの目２５、２６の位置、すなわち、サイトラインを決定する。
【００２７】
サイトライン検出を行う同様の顕微鏡は、欧州特許第０７８８６１３Ｂ１号に記載されている。本明細書においては、その開示の全体を参考のために援用する。
【００２８】
顕微鏡１１はさらに、光学的コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）を行うための装置（ＯＣＴ装置）３７を有し、その測定ビーム３９は、ミラー４１を介して顕微鏡１１のビーム路に結合され、対物レンズ３１を通して手術領域（検査領域）９で焦点が合わされる。ＯＣＴ装置を有する顕微鏡は、例えば、米国特許第５，７９５，２９５号より公知である。本明細書においては、同様に、その開示の全体を参考のために援用する。
【００２９】
ＯＣＴ装置３７により、測定ビーム３９は、走査されて、顕微鏡１１の視野における各点に方向付けられ、それぞれの点からＯＣＴ測定データが得られる。
【００３０】
図３に、このような測定データ５４の一例を示す。図３において、測定ビーム３９の反射強度Ｉは、顕微鏡１１からの距離ｚに関連して示されている。ｚ＝２６５における急峻なエッジは、手術領域（検査領域）９における体部３の表面を示し、より低いｚ値に降下するエッジは、体部３の深さに対して減少する測定ビーム３９の反射強度を示している。測定ビーム３９の体部３の組織への浸透深さは、約２〜３ｍｍである。
【００３１】
ＯＣＴ装置３７は、ＯＣＴ装置３７が測定データ５４を得る手術領域（検査領域）９におけるロケーションが、外科医が観察しているロケーションと一致するように、コンピュータ１９によって制御される。このロケーションにおいて得られる測定データ５４は、ＯＣＴ装置３７によって再びコンピュータ１９に転送される。
【００３２】
顕微鏡１１はさらに、２つのＬＣＤディスプレイ４３を有し、その画像は、外科医の視野に現れるように、半透鏡４５を通して立体ビーム路２９、３０にそれぞれ結合される。画像がどのようにして顕微鏡のビーム路に結合されるかについての例はまた、欧州特許第０７８８６１３Ｂ１号に開示されている。本明細書においては、この特許を参考のために援用する。
【００３３】
図２に、外科医によって知覚される顕微鏡１１の視野４７の表示の一例を示す。視野４７の部分エリア４９は、ディスプレイ４３による影響を受けずに提供され、手術領域（検査領域）９を表示する。ディスプレイ４３は、視野４７の右側上部における部分エリア５１において、ＯＣＴ装置３７から得られたＯＣＴ測定データ５４の表示５３を生成する。上記したように、これらのＯＣＴ測定データ５４は、外科医の目が向けられている手術領域（検査領域）９のロケーションにおいて得られ、このロケーションは、マーキングクロス５５によって部分エリア４９内にマーキングされ、これにより明確にされている。このマーキングクロス５５は、コンピュータ制御により（in computer-controlled manner）、ディスプレイ４３によって外科医に見えるようになっている。
【００３４】
このように、外科用システム１は、手術領域（検査領域）９からＯＣＴ測定データ５４を得るための非常に簡単な方法を提供する。ここで、ＯＣＴ測定データ５４が得られるロケーションは、外科医のサイトラインによって予め決定され、得られた測定データ５４は、外科医の視野４７に同時に表示される。
【００３５】
さらに、外科医によって同定された（identified）手術領域（検査領域）９の２つの異なるロケーションの間の距離Ｄ（ｍｍ）の数値表示（３、２）は、ディスプレイ４３によって顕微鏡１１の視野４７の部分エリア５７内に徐々に現れてくる（faded into）。距離Ｄが部分エリア５７内に徐々に現れてくる２つのロケーションの一方は、外科医の目が現在向けられているマーキングクロス５５によってマーキングされたロケーションであり、もう一方は、外科医によって予め決定され、視野４７内の位置がさらなるマーキングクロス５９によって表示され、ディスプレイ４３によって視野４７内に徐々に現れてくるロケーションである。さらに、２つのロケーションの間（マーキングクロス５５とマーキングクロス５９との間）の真っ直ぐな接続ライン６１が、ディスプレイ４３によって視野４７内に徐々に現れてくる。
【００３６】
顕微鏡１１の視野４７におけるマーキングクロス５９の位置の表示だけでなく、外科医によるマーキングクロス５９によってマーキングされたロケーションの同定は、図４を参照しながら以下に述べる方法に従って行われた。
【００３７】
外科医は、外科医のサイトライン及びフィートスイッチ６３（図１参照）の作動により、このロケーションを同定する。まず、図４のステップ６５において、外科用システム１は、フィートスイッチ６３を作動させることによって外科医により出される要求を待つ。この要求に応答して、外科用システム１は、ステップ６７において、外科医の目が向けられている基準座標系１３におけるロケーションの座標の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）を決定する。この決定は、サイトライン検出デバイス（ＣＣＤカメラ３５）によって決定される外科医のサイトライン、及びＯＣＴ装置３７によって決定される、外科医の目が向けられているロケーションの顕微鏡１１からの距離についてだけではなく、位置検出デバイス（カメラ２１、光源２３）によって検出される基準座標系１３における顕微鏡１１の位置についても行われる。
【００３８】
外科医によって同定されるロケーションの座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）を決定した後、コンピュータ１９は、このロケーションをマーキングクロス５９によって視野４７内に表示し、同時に、ステップ７１において、同定されたロケーションの周囲にある空間的に広がったエリアの位相幾何学的（topological）データを記録する（第１の記録）。位相幾何学的データの記録には、図２に詳細に示されているように、格子の形態で同定されたロケーションの周囲に配置されている１６個の測定点６９のＯＣＴ記録が含まれる。しかし、測定点６９は、視野４７に表示されることはない。その結果、手術領域（検査領域）９が、例えば、患者の呼吸運動によって変位しても、あるいは外科医が顕微鏡１１を患者に対して変位させても、外科用システム１は、外科医によって同定されるロケーションの位相幾何学（topology）に関する知識を得て、このロケーションを追跡することができる。このような変位は、並進変位及び回転変位であり得る。
【００３９】
この目的のため、図４のフローチャートに示すように、外科用システム１は、外科医がフィートスイッチ６３を作動させてさらなる要求を行う場合には、ステップ７３からループに入る（goes into a loop which is left, in a step 73）。このループ内では、まず、ステップ７５において、第１の記録がステップ７１においてなされたのと同様に、位相幾何学的データの第２の記録が同じ座標点（測定点６９）において得られる。ステップ７６において、外科用システム１は、一定時間ごとに得られた、位相幾何学的データの２つの記録を比較し、その比較の結果として、２つの記録の間（ステップ７１とステップ７５との間）に経過した一定時間内に発生した基準座標系１３に対する手術領域（検査領域）９の変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）を決定する。この変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に基づいて、変位が発生した後に外科医によって同定されるロケーションの座標を決定することができ、ステップ７７において、座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）の座標はそれに応じて変更され、視野４７内のマーキングクロス５９の位置もそれに応じて更新される。
【００４０】
２つの点の間の距離の望ましい決定がなされるために、外科医は、まず、２つの点のうちの第１の点を同定し、次いで、わき目もふらずに第２の点の同定に集中することができる。なぜなら、外科用システム１は、手術領域（検査領域）９が変位したとしても、第１の同定されたロケーションの位置を自動的に追跡するからである。マーキングクロス５５によって視野４７内にマーキングされた第２のロケーションを同定している間、第１のロケーションからの距離は、視野４７の表示エリア（部分エリア５７）において絶えず更新され、第２のロケーションのＯＣＴ測定データ５４も同様に絶えず表示エリア（部分エリア５１）に徐々に現れてくる（faded-in into）。
【００４１】
第２のロケーションが外科医の満足のいくように同定されたならば、外科医は、フィートスイッチ６３を再び作動させてさらなる要求を行う。その結果、ステップ７３において上記のループから離れ、最終的には、２つの同定されたロケーション（マーキングクロス５９とマーキングクロス５５）に関する測定がステップ７９において行われる。この測定には、２つのロケーションの間（マーキングクロス５９とマーキングクロス５５との間）の接続ライン６１に沿ったＯＣＴ走査が含まれ、対応する測定データ５４の画像表示が、視野４７の表示エリア（部分エリア５１）に徐々に現れてくる。
【００４２】
さらに、上記の方法にしたがって、すなわち、第２のロケーションの周囲からいくつかの位相幾何学的データを記録し、それらの比較を行うことによって、第１のロケーションと同時に第２のロケーションを追跡することも可能である。その結果、外科医は、例えば、２つのロケーションに関する測定が実行される前に、顕微鏡１１のサイトラインを変更するか又は他のタスクを実行することができる。また、第２のロケーションが同定された後、さらに他のロケーションを同定し、同定された３つ以上のロケーションに関する測定を実行することもできる。
【００４３】
接続ライン６１に沿ったＯＣＴ走査の代わりに又はそのＯＣＴ走査に加えて、ステップ７９において２つの同定された点に関して行われる測定には、例えば、図１に示す断層撮影装置８１を用いたＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）記録の実行のような、測定データ５４の他の任意の取得も含まれ得る。この場合、コンピュータ１９は、接続ライン６１に沿った断層撮影データの断面表示を提供する。また、断層撮影装置８１は、対応する核磁気共鳴（ＮＭＲ）断層撮影記録を提供するための核磁気共鳴断層撮影デバイスでもあり得る。
【００４４】
上記した測定方法は、２つの点によって規定される接続ライン６１に沿った断面の表示を提供し、断面の面方位（the orientation）は接続ライン６１に対して垂直な方向に選択可能である。しかし、有利なことに、この方向は、顕微鏡１１のサイトラインと一致する。上記したように、第２の同定された点（マーキングクロス５９）及び接続ライン６１を規定する両点（マーキングクロス５９とマーキングクロス５５）が、基準座標系の変位又は観察者の視野についても追跡されるならば、接続ライン６１が決定された後に、顕微鏡１１を移動させて、断面の面方位及びユーザの視野における表示を変更することが可能である。
【００４５】
上記したＯＣＴ装置３７を用いた距離の決定は、移植片の寸法、特に、あぶみ骨プロステーゼの寸法を測定するための中耳の外科手術の分野において有利に用いられる。
【００４６】
格子状に配置された測定点６９における位相幾何学的データの記録を得る代わりに、これらの測定点６９はまた、例えば、同定されたロケーションの周囲の円形ラインに沿って配置されているような、同定されたロケーション（マーキングクロス５９）の周囲の任意の他の構成においても得ることができる。
【００４７】
位相幾何学的データの記録は、ＯＣＴ装置３７を用いる方法以外の方法によっても達成され得る。例えば、位相幾何学的データは、断層撮影装置８１を用いて得ることもでき、又は、手術領域（検査領域）９に方向付けられたカメラを用いて得ることもできる。このカメラはまた、顕微鏡１１のビーム路に統合され得る（may be integrated in）。すなわち、このカメラは、ＯＣＴ装置３７のように、その測定ビームがミラー４１を介して顕微鏡１１のビーム路に結合される。
【００４８】
さらに、位相幾何学的データを得るために、間隔を置いて配置された２つのカメラを用いることも可能である。これらのカメラの写真は、写真測量法によって（photogrammetrically）、すなわち、異なる視角（viewing angle）で撮影された２つのカメラの写真を用いて評価される。
【００４９】
位相幾何学的データがカメラを用いて得られる場合、手術領域（検査領域）９の表面データがまず得られる。ＯＣＴ装置３７又は断層撮影装置８１などの断層撮影記録装置が用いられる場合、前記装置によって提供される容量データ（volume data）も位相幾何学的データとして用いられるのが望ましい。
【００５０】
上記したように、外科医は、フィートスイッチ６３を作動させることにより、手術領域（検査領域）９におけるロケーションを同定するための要求を出す。任意の他の入力デバイスを、フィートスイッチ６３の代替物として用いることが可能である。この目的のために、特に、マイク及びコンピュータ１９内のマイク信号の対応する評価プログラムを含む音声入力デバイスが設けられる。これにより、外科医は、話し言葉によって要求を出すこともできる。さらに、サイトライン検出装置は、カメラ３５を通して、例えば、外科医の目の意図的な瞬きを検出し、その瞬きは、ロケーションを同定するための要求としてコンピュータ１９によって解釈される。従って、ロケーションを同定するための要求は、視覚制御によって（in view-controlled manner）も行われ得る。
【００５１】
上記実施の形態においては、外科医のサイトラインを介して固定されるロケーションの同定について説明した。その代替又はその追加として、外科医の手に保持され、先端８５と先端８５の対向端に配置された２つの光源８７とを有し、基準座標系１３におけるこれら２つの光源８７の位置がカメラ２１によって検出される、ペンに類似したポインタ８３によってロケーションを同定することも可能である。外科医は、手でポインタ８３を案内し、その先端８５を同定されるロケーションに近づけることができる。例えば、フィートスイッチ６３を介して要求が出された後、コンピュータ１９は、ポインタ８３の先端８５が指すロケーションの座標を決定する。
【００５２】
スタンド１５に設けられ、基準座標系１３に対して変位可能な顕微鏡１１の代替物として、外科医は、双眼ルーペを担持し得る。双眼ルーペは、支持体によって外科医の頭に固定され、顕微鏡１１と同様に、外科医のサイトラインを検出し、視覚表示ユニットを介して外科医の視野に表示が徐々に現れるようにする。基準座標系１３における双眼ルーペの位置及び方位は、同様に、位置検出手段を用いて検出される。軽量化のために、位相幾何学的データを記録するための装置は、双眼ルーペから離して手術室内のスタンド１５上に設けることができる。
【００５３】
さらに、外科医が手術領域（検査領域）９を実質的に直接見ることも考えられる。すなわち、外科医がその画像を観察している拡大撮像デバイスを通して手術領域（検査領域）９を見ないことも考えられる。外科医は、反映された（reflected）データ及び手術領域（検査領域）９が同時に直接自分の視野に入るように、データを自分の視野に反映させるための支持体を担持する。ロケーションの同定は、グラティキュール（graticule）などのマーキングが外科医の視野内にあり、外科医が、マーキングが同定される手術領域（検査領域）９のロケーションを指すように頭を移動させ、対応した要求を出すようにして行うことができる。これにより、特に簡単な方法でロケーションを同定することが可能となる。なぜなら、別個のサイトライン検出デバイスを必要としないからである。マーキングは、支持体に固定されるか、又は徐々に現れてくることによって提供され得る。
【００５４】
さらに、外科医が上記顕微鏡１１又は他の任意の撮像デバイスを通して手術領域（検査領域）９を見る場合には、マーキングはまた、撮像デバイスに固定され得る。従って、外科医は、撮像デバイスを移動させることによってマーキングを同定されるロケーションと一致させ、対応する要求を出すことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、検査領域からデータを得るための広範囲でより正確に規定された可能性を与える方法及び装置を提供することができる。特に、検査領域における２つのロケーションの間の距離をより精度良く決定するための方法及び装置を提供することができる。さらに、検査領域からのデータの取得及び／又はユーザのためのデータの表示を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における、患者に対して顕微手術を行うための外科用システムを示す模式図
【図２】図１の外科用システムの顕微鏡を通して観察される視野の表示の一例を示す模式図
【図３】図１の外科用システムによって検査領域の点で得られる測定データ（深さプロファイル）の一例を示す図
【図４】図１の外科用システムの動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 外科用システム
３ 患者の体部
５ 手術台
７ 手術室の床
９ 手術領域（検査領域）
１１ 外科用立体顕微鏡
１３ 基準座標系
１５ スタンド
１７ ピボットマウント
１９ コンピュータ
２１ カメラ
２３ 光源
２５、２６ 目
２７、２８ 接眼管
２９、３０ 立体ビーム路
３１ 対物レンズ
３３、４５ 半透鏡
３５ ＣＣＤカメラ
３７ ＯＣＴ装置
３９ 測定ビーム
４１ ミラー
４３ ＬＣＤディスプレイ
６３ フィートスイッチ
８１ 断層撮影装置
８３ ポインタ
８５ 先端
８７ 光源

Claims (31)

1. 基準座標系に対して、検査領域における少なくとも２つのロケーションを同定するための装置の作動方法であって、
   標的化デバイスが、ユーザによって出されるロケーションを同定するための要求に応答して、第１のロケーションの座標を、前記第１のロケーションに割り当てられる第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）として提供する工程と、
   位相記録デバイスが、位相幾何学的データの第１及び第２の記録を、前記検査領域における同定された前記第１のロケーションの周囲の空間的に広がったエリアにおいて一定時間ごとに得る工程と、
   コンピュータが、前記第１及び第２の記録の比較に基づいて、前記基準座標系に対する前記検査領域の前記第１のロケーションの変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）を決定し、前記決定された変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に応じて前記第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）の前記座標を、前記変位の後の前記検査領域における前記第１のロケーションの前記座標に実質的に対応するように一定時間ごとに更新する工程と、
   前記標的化デバイスが、さらなる要求に応答して、第２のロケーションの座標を、前記第２のロケーションに割り当てられる第２の座標セットとして提供する工程と、
   前記コンピュータが、少なくとも１つの量を、前記第１及び第２の座標セットに応じて決定する工程とを含むことを特徴とする方法。
2. 前記位相幾何学的データの前記第１及び第２の記録は、定期的に得られかつ互いに比較され、前記変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、前記比較に基づいて決定され、前記検査領域における前記第１のロケーションの現在の座標が得られる請求項１に記載の方法。
3. 前記コンピュータが、少なくとも１つの量を、前記第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）に応じて決定する請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの量の表示が、ディスプレイによって前記ユーザの視野に徐々に現れてくる請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの量が、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離を実質的に示す値を含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの量が、前記検査領域の前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の接続ラインに沿って行われる複数の測定から得られるデータセットを含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
7. 前記位相幾何学的データの記録が、前記検査領域の複数の表面点の座標を含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 前記位相幾何学的データの記録が、前記検査領域の表面下の点の測定値を含む請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記ユーザによって観察される前記検査領域の画像が撮像デバイスを用いて表示される請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 前記ユーザによって観察される、前記検査領域の前記第２のロケーションを指すグラティキュールが前記撮像デバイスを用いて表示され、前記グラティキュールの位置が、前記ユーザによって観察される前記検査領域に対して変位可能であり、前記標的化デバイスが、前記要求に応答して、前記第２のロケーションの座標を提供する請求項９に記載の方法。
11. 前記標的化デバイスのサイトライン検出デバイスが前記ユーザのサイトラインを検出し、前記標的化デバイスが、前記要求に応答して、前記ユーザのサイトラインが向けられる前記検査領域の前記第２のロケーションの座標を提供する請求項９に記載の方法。
12. 前記撮像デバイスが顕微鏡又は双眼ルーペである請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記位相幾何学的データが、少なくとも１つのカメラ及び／又は光学的コヒーレンス断層撮影及び／又はレーザ三角測量及び／又はＸ線コンピュータ断層撮影及び／又は核磁気共鳴断層撮影によって得られる請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 基準座標系に対して、検査領域における少なくとも２つのロケーションを同定するための装置であって、
    前記基準座標系に対して、前記検査領域における少なくとも第１のロケーションを決定し、前記第１のロケーションの座標を、前記第１のロケーションに割り当てられた第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）として提供するための標的化デバイスと、
    前記検査領域における前記第１のロケーションの周囲の空間的に広がった領域における位相幾何学的データの記録を得るための位相記録デバイスと、
    一定時間ごとに得られた、同定された前記第１のロケーションの周囲の空間的に広がった領域における位相幾何学的データの少なくとも２つの記録を比較し、前記基準座標系に対する前記検査領域の前記第１のロケーションの変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）を前記比較に基づいて決定し、前記決定された変位（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に応じて前記第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）の前記座標を、前記変位の後の前記検査領域における前記第１のロケーションの前記座標に実質的に対応するように一定時間ごとに更新するためのコンピュータとを備え、
    前記標的化デバイスは、第２のロケーションの座標を、前記第２のロケーションに割り当てられる第２の座標セットとして提供するために設けられ、前記コンピュータは、前記第２のロケーションが同定され前記第２の座標セットが得られた際の、前記第１の座標セット（ｘ、ｙ、ｚ）と前記第２の座標セットとから、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離を決定するために設けられていることを特徴とする装置。
15. 前記標的化デバイスはサイトライン検出デバイスを有し、前記標的化デバイスは、ユーザの目が向けられる前記第２のロケーションの座標を提供するために設けられている請求項１４に記載の装置。
16. 前記標的化デバイスは、ユーザの視野にグラティキュールを徐々に表示するディスプレイを有し、前記標的化デバイスは、前記グラティキュールが指す前記検査領域の前記第２のロケーションの座標を提供するために設けられている請求項１４に記載の装置。
17. 前記標的化デバイスは、ユーザの手で操作可能な、前記検査領域の前記ロケーションと接触させるためのポインタ先端を有するポインタと、前記基準座標系に対する前記ポインタ先端の位置を検出するための位置検出デバイスとを具備する請求項１４に記載の装置。
18. 前記位相記録デバイスは、カメラ及び／又は光学的コヒーレンス断層撮影装置及び／又はＸ線装置及び／又は磁気共鳴断層撮影装置を有する請求項１４〜１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記第１の座標セットに応じて決定される前記検査領域の少なくとも１つの点におけるデータを記録するためのデータ記録装置をさらに備えた請求項１４〜１８のいずれかに記載の装置。
20. 前記標的化デバイスは、少なくとも１つのさらなるロケーションの座標を、少なくとも１つのさらなる座標セットとして提供するために設けられ、前記データ記録装置は、前記第１の座標セット及び前記少なくとも１つのさらなる座標セットに応じて決定される複数の点でデータを記録するために設けられている請求項１９に記載の装置。
21. 前記複数の点は、前記標的化デバイスによって決定される前記検査領域の２つのロケーションの間の実質的に真っ直ぐなラインに沿って配置されている請求項２０に記載の装置。
22. 前記データ記録装置が、光学的コヒーレンス断層撮影装置及び／又はＸ線装置及び／又は磁気共鳴断層撮影装置である請求項１４〜２１のいずれかに記載の装置。
23. ユーザの視野において前記データ記録装置によって記録されるデータの表示と前記検査領域とを同時に見ることができるように、前記ユーザの視野に前記データを表示するためのディスプレイをさらに備えた請求項１４〜２２のいずれかに記載の装置。
24. 前記ユーザが前記検査領域を観察するための顕微鏡をさらに備え、前記ディスプレイは、前記顕微鏡のビーム路に前記データを徐々に表示する請求項２３に記載の装置。
25. 前記ディスプレイが、前記ユーザの頭に固定される支持体を有し、前記基準座標系に対する前記ユーザの頭の位置を検出するための位置検出デバイスが設けられている請求項２３に記載の装置。
26. 前記検査領域が外科手術領域である請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
27. 移植片の寸法が決定される請求項２６に記載の方法。
28. 前記移植片があぶみ骨プロテーゼである請求項２７に記載の方法。
29. 前記検査領域が外科手術領域である請求項１４〜２５のいずれかに記載の装置。
30. 移植片の寸法が決定される請求項２９に記載の装置。
31. 前記移植片があぶみ骨プロテーゼである請求項３０に記載の装置。

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