用于观察物体的方法、非暂时性计算机可读存储介质和医学观察设备技术

本发明专利技术涉及一种使用诸如显微镜(3)的医学观察设备(1)来观察物体(33)的方法、一种非暂时性计算机可读存储介质(95)和一种医学观察设备(1)。本领域的解决方案昂贵、笨重，并且例如在机械臂失灵时阻止显微镜(3)的进一步使用。本发明专利技术的方法和医学观察设备(1)通过以下方式解决这些问题：将光学组件(7)指向至位于视场(31)中的物体(33)，并且在基本上垂直于光学组件(7)的视轴(17)手动地移动光学组件(7)时保持物体(33)对焦。本发明专利技术的设备(1)包括提供光学视轴(17)的光学组件(7)和透镜调节组件(29)，透镜调节组件(29)构造成根据位置数据(65)将光学组件(7)指向物体(33)。

Methods for observing objects, non-temporary computer-readable storage media and medical observation equipment

【技术实现步骤摘要】
用于观察物体的方法、非暂时性计算机可读存储介质和医学观察设备
本专利技术涉及一种使用诸如显微镜的医学观察设备观察物体的方法。本专利技术还涉及一种非暂时性计算机可读存储介质和一种用于观察物体的医学观察设备，诸如显微镜。
技术介绍
已知现有技术的方法是利用具有机械臂的手术显微镜。机械臂移动并转动光学组件所在的光学器件载体。以这样的方式进行移动：光学组件沿着以在观察下的物体为中心的虚拟球体的表面移动。因此，可以从不同角度观察物体。这种方法称为点锁(point-lock)。在移动期间，显微镜，特别是具有光学组件的光学器件载体被转动，使得成像轴总是经过同一点。然而，这种机械臂具有若干缺点，例如成本高，庞大且组装繁重，因为机械臂需要适于移动整个光学器件载体，并且难以用这种点锁功能来改装现有的显微镜。此外，如果机械臂由于失灵或故障而停止，则在机械臂再次完全可操作之前，显微镜不能用于继续手术。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种成本更低，更易于使用且更可靠的方法和医学观察设备。开头提到的方法解决了上述问题，因为光学组件指向位于视场中的物体，并且因为在基本上垂直于光学组件的视轴手动移动光学组件时，物体自动地保持在视场中。开头提到的非暂时性计算机可读存储介质通过包括用于执行根据本专利技术的方法的程序来解决上述问题。开头提到的医学观察设备解决了上述问题，因为它包括提供光学视轴和视场的光学组件，以及用于支撑光学组件的壳体，其中光学组件适于基本上垂直于光学视轴从一个位置移动到另一个位置，并且其中透镜调节组件构造成根据代表手动移动的光学组件的位置的位置数据自动地指向物体。本专利技术的方法和医学观察设备具有以下优点：对于外科医生来说它们更容易且更直观。此外，它们更可靠并且降低了手术中断的风险。另外，它们需要更少的空间并且可以改装到已有的医学观察设备。本专利技术的方法和设备涉及光学组件的手动或无驱动的运动和/或可移动性。手动移动医学观察设备，特别是其光学组件时的情况与使用机械臂时遇到的情况完全不同。在后者中，系统始终从机械臂的已知轨迹了解到机械臂的当前位置和随后位置。相反，本专利技术旨在提供一种不能使用这种预定轨迹的医学观察设备和方法。在光学组件的手动移动期间，长期地重新调整光学组件的角度取向。本专利技术的方法和本专利技术的医学观察设备可以通过下面将描述的具体实施例来改进。各个实施例的技术特征可以彼此任意组合，或者如果由省略的技术特征获得的技术效果与本专利技术无关，则可以省略该技术特征。例如，光学组件，特别是光学组件的视轴，可以连续地指导、指向或调整到视场中的一个特定的、优选预定的位置。特别地，该位置可以是物体的中心。优选地，该位置始终保持在焦点上并且位于视场内的相同位置。在本专利技术方法的一个实施例中，该方法包括以下步骤：从位置传感器接收位置数据，并且可以基于来自位置传感器的位置数据重新调整光学组件。位置传感器检测到这种重新定位，并且特别地重新调整光学组件的角度取向和标称焦距中的至少一个。重新调整可以优选地基于所确定的位置数据。本专利技术的医学观察设备的对应实施例可以包括位置传感器，用于产生表示光学组件的位置和/或角度取向的位置数据。位置传感器或简称传感器可以具有用于提供位置数据的位置数据接口。这种位置传感器可以包括陀螺仪、加速度计、倾斜传感器、水平传感器、增量定位编码器、绝对位置编码器和线性距离传感器中的至少一个。一个或多个位置传感器可以适于提供位置数据，该位置数据明确地确定光学组件的位置和/或角度取向。光学组件可以安装至壳体。壳体可以由医学观察设备的框架可移动地支撑。特别地，壳体可以被引导仅用于平移运动，例如，不可倾斜。这种限制有利于在光学组件的手动移动期间的手动操作，并且显示更准确和手动可重复的定位。根据位置数据进行光学组件的角度重新调整，其中，如果检测到工作距离(光学组件与所研究的物体之间的距离)增加或减少，则本专利技术的方法和本专利技术的医学观察设备可以适于改变光学组件的有效焦距，以适应改变的工作距离。在进一步实施例中，该方法可以包括以下步骤：识别从相机接收的图像数据中的物体的至少一个图案，并且基于图像数据的时间序列中的该至少一个图案随时间的变化来检索位置数据，其中应用位置数据以重新调整光学组件以保持物体对焦。在这样的配置中，可以优选地从显微镜检测到的图像中检索位置数据。为此，本专利技术的医学观察设备的位置传感器可以包括图案识别模块，用于识别输入图像数据中的至少一个结构。因此，输入图像数据，特别是输入图像数据的预定点或者物体的某些结构被利用、更具体地被跟踪，以用于检索位置数据。在此，可以应用已知的三角测量方法。该方法允许对透镜调节组件的实时反馈。在本专利技术方法的不同实施例中，可以在观察之前或期间将标记应用于所研究的物体。标记可以包括待由图案识别模块识别的图案，其中该图案可以优选地作为预定图案存储在设备中以用于比较。本专利技术的方法可以考虑到，三维即非平面物体产生不同的二维投影，即在用于不同角度的图像数据中的外观。本专利技术的医学观察设备可以提供足够高的帧速率，使得可以跟随图案的二维形状的改变。也就是说，图案的移动需要相关联，即在两个后续帧之间可检索或者分别从两个后续帧可检索。如果图案在两个后续帧之间移动得太远，则本专利技术方法可能无法确定光学组件的重新调整的方向和时刻。本专利技术的方法可以包括识别物体的至少一个图案的步骤，可以进一步改进本专利技术的方法，使得识别至少一个图案包括物体的立体成像。因此，医学观察设备的相应的实施例可以包括具有立体成像模块的图案识别模块。立体成像模块可以包括多个相机，这进一步提高了本专利技术方法和本专利技术医学观察设备的性能。本专利技术的方法可以进一步改进，使得它还包括以下步骤：从分配表读出分配数据；将位置数据与校正数据相关联，并且基于相关联的校正数据重新调整光学组件。本专利技术的医学观察设备的实施例可以包括存储模块，用于存储将位置数据与校正数据相关联的分配数据，其中基于校正数据调整光学组件的位置。校正数据可以存储在分配表或查找表中。校正数据可以被理解为表示必要的重新调整的数据，即光学组件的角度重新调整或距离重新调整，以便分别保持物体对焦，从而保持光学组件指向物体。因此，这种重新调整可以确保光学组件的光学视轴倾斜，使得它永久地投射穿过所研究的物体的预定点。为了有利地从分配表中读出和处理校正数据，本专利技术的医学观察设备的进一步实施例的特征在于，调整组件包括控制器，该控制器具有用于接收光学组件的位置数据的输入接口，还具有输出接口，该输出接口用于向可移动的重新调整组件提供校正数据，用于重新调整光学组件以便保持物体对焦。控制器可以有效地组合不同的功能以执行本专利技术的方法，以便例如从分配表读取校正数据并且将位置数据与从分配表读出的相应的校正数据组相关联以及控制和操作透镜调节组件。在本专利技术方法的又进一步实施例中，该方法还包括根据位置数据计算校正数据并且根据所计算的校正数据重新调整光学组件。本专利技术医学观察设备的相应的实施例包括用于基于位置数据计算校正数据的计算模块，其中基于校正数据调整光学组件的位置。因此，校正数据不是预先确定的，而是每次将位置数据提供给控制器，特别是计算模块时，重新计算校正数据。因此，在该实施例中，不需要内插从分配表读取的校正数据；与此相反，每次提供位置数据时都计算校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用医学观察设备(1)观察物体(33)的方法，所述医学观察设备(1)诸如是显微镜(3)，其中光学组件(7)指向位于视场(31)中的所述物体(33)，并且其中当基本上垂直于所述光学组件(7)的视轴(17)手动地移动所述光学组件(7)时，所述物体(33)自动保持在所述视场(31)中。

【技术特征摘要】
2017.12.22 EP 17210497.81.一种使用医学观察设备(1)观察物体(33)的方法，所述医学观察设备(1)诸如是显微镜(3)，其中光学组件(7)指向位于视场(31)中的所述物体(33)，并且其中当基本上垂直于所述光学组件(7)的视轴(17)手动地移动所述光学组件(7)时，所述物体(33)自动保持在所述视场(31)中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：从位置传感器(41)接收位置数据(65)，并且基于所述位置数据(65)重新调整所述光学组件(7)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：识别所述物体(33)的至少一个图案(93)并且基于所述至少一个图案(93)的变化检索位置数据(65)，其中应用所述位置数据(65)以重新调整所述光学组件(7)以保持所述物体对焦。4.根据权利要求3所述的方法，其中识别所述至少一个图案(93)包括所述物体(33)的立体成像。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：从分配表(89)读出分配数据(90)，将所述位置数据(65)与校正数据(83)相关联，并且基于相关联的所述校正数据(83)重新调整所述光学组件(7)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：由位置数据(65)计算校正数据(83)，并且基于所计算的所述校正数据(83)重新调整所述光学组件(7)。7.一种非暂时性计算机可读存储介质(95)，包括用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的程序。8.一种用于观察物体(33)的医学观察设备(1)，例如显微镜(3)，所述设备(1)包括提供光学视轴(17)和视场(31)的光学组件(7)，以及用于支撑所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·塞梅利斯，
申请(专利权)人：徕卡仪器新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG