具有可移动光束偏转器的医疗观察设备及其操作方法技术

用于观察操作区域(21)中的物体或患者(67)的医疗观察设备(1)和方法。本领域的解决方案(3,5)不允许显示进一步的信息，昂贵、体积大且不直观。本发明专利技术的设备(1)通过包括以下部件克服这些问题：图像采集组件(41)，其具有相机子组件(43)和偏转器子组件(47)，该相机子组件包括具有视场(85)和光学相机轴线(75)的用于采集手术中图像数据(83)的至少一个查看相机(9)，偏转器子组件(47)用于将光学相机轴线(75)偏转成指向操作区域(21)的光学查看轴线(77)，并且包括至少一个光束偏转器(71)且布置在查看相机(9)和操作区域(21)之间，其中查看相机(9)和至少一个光束偏转器(71)相对于彼此可移动；以及图像显示组件(37)，其包括用于显示手术中图像数据(83)的至少一个监视器布置(35)，该监视器布置(35)至少从用户观察位置(29)可见。

【技术实现步骤摘要】
具有可移动光束偏转器的医疗观察设备及其操作方法
本专利技术涉及一种医疗观察设备，特别是手术显微镜，用于在手术期间从用户观察位置观察操作区域中的物体，并且涉及一种在手术期间从用户观察位置观察操作区域中的物体的方法。
技术介绍
在现有技术中，医疗观察设备是已知的，例如手术显微镜或基于机械臂的数字成像系统，以及用于操作这些设备的方法。常规使用的手术显微镜为精细的手术(如神经外科手术)提供放大。然而，它们的目镜是全光学的，因此不允许修改图像内容。手术显微镜的目镜还需要观察者的眼睛相对于目镜的精确定位和对准。目镜和物镜的相对位置和角度导致有限的灵活性，并且视场和观察角度需要手动选择，这中断了手术流程。本领域已知用于手术中使用的成像系统，该成像系统利用机械臂相对于操作区域，例如相对于手术腔定位和对准相机，以及用于操作这些成像系统的方法。这样的系统提供手术腔的图像，其中机械臂的对准通常是在手术前规划的。然而，机械臂昂贵、体积庞大、占用手术室宝贵的空间，并且只对手术腔有用。使用机械臂可能导致成像轴线的不自然或不寻常的取向。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是为外科医生提供一种医疗观察设备和方法，其具有更直观的操纵，并且比机械臂更便宜和体积更小。开头提到的医疗观察设备通过包括图像采集组件来实现了上述目的，该图像采集组件具有-相机子组件，其包括用于采集手术中图像数据的至少一个查看相机，该相机具有视场和光学相机轴线；-偏转器子组件，其用于将光学相机轴线偏转成指向操作区域的光学查看轴线，偏转器子组件包括至少一个光束偏转器，并且布置在查看相机和操作区域之间，-其中，查看相机和至少一个光束偏转器相对于彼此可移动。本专利技术的医疗观察设备还包括图像显示组件，该图像显示组件具有用于显示手术中图像数据的至少一个监视器布置，该监视器布置至少从用户观察位置可见。本专利技术的方法通过包括以下步骤来实现上述目的：将相机子组件的至少一个查看相机的光学相机轴线偏转成指向操作区域的光学查看轴线；采集至少一个查看相机的手术中图像数据；以及在图像显示组件的至少一个监视器布置上显示手术中图像数据。因此，本专利技术的医疗观察设备和本专利技术的方法具有的优点是，该医疗观察设备比本领域的解决方案更轻、更便宜且体积更小。因此，它可以适当地应用于现有的手术或外科手术环境中。此外，本专利技术的医疗观察设备和方法允许容易地调整或改变光学查看轴线，而不需要定位重的和/或敏感的元件，例如机械臂或相机。因此，视场被非常迅速地调整。因此，本专利技术的医疗观察设备比本领域公开的解决方案(例如基于机械臂的数字成像系统)更紧凑。本专利技术的医疗观察设备和方法可以通过下面将描述的具体实施例来改进。实施例的技术特征可以任意地彼此组合或省略，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。操作区域应理解为正在观察的局部有限区域或体积。就外科手术而言，操作区域对应于患者身体上要进行外科手术的部分。查看相机应理解为相机系统，其可以包括传感器，例如CCD或CMOS传感器，以及用于将待检测的光成像到所述传感器上的一个或多个光学部件的光学系统。待检测的光源自操作区域，并且可以是透射光、反射光、散射光或荧光中的至少一种。测量的光可以包括光谱的可见部分中的波长，即在400和750nm之间，但是也可以包括近红外(NIR)或红外(IR)成分。对应的传感器以及光学系统通常适用于所应用的工作波长或波长范围。查看相机可以是多光谱或超光谱相机。视场和光学相机轴线通常由光学系统以及查看相机的传感器的几何形状和尺寸决定。相机子组件可以包括控制器、电源输入端子和数据输入和/或输出线。偏转器子组件的至少一个光束偏转器优选地定位成使得光学相机轴线相对于光束偏转器大致居中。至少一个光束偏转器的不同实施例是可倾斜反射镜、可调谐折射元件，例如透镜或棱镜，以及基于组合的反射和折射的折反射元件。手术中图像数据可以由查看相机提供，以便显示在图像显示组件上，更具体地说，显示在诸如屏幕或监视器的观察器上。图像采集组件还可以包括图像采集驱动系统，用于驱动图像采集组件的至少一个光束偏转器和相机中的至少一个的运动。图像采集驱动系统可以包括电动马达。监视器布置可以包括一个或多个监视器，例如布置用于立体查看的监视器。此外，可以提供额外的监视器，以供助理或其他观察者进行一般性观察。在本专利技术的医疗观察设备的另一个示例性实施例中，图像显示组件还包括位于用户观察位置和监视器之间的至少一个观察光束偏转器装置，其中观察光束偏转器用于将光学观察轴线从用户观察位置重定向到监视器。在对应的本专利技术方法中，光学观察轴线因此可以从用户观察位置重定向到监视器。该实施例的优点在于，外科医生和观察者的观察方向不必直接朝监视器定向，因为它通过观察光束偏转器装置重定向到监视器。所述观察光束偏转器装置可以实施为反射镜、折射元件(例如透镜或棱镜)或者折反射元件。可以提供观察驱动系统来驱动所述至少一个观察光束偏转器的运动。特别地，光学目镜可以指向布置在观察位置和监视器之间的观察光束偏转器装置上。在另一有利的实施例中，观察光束偏转器和监视器可以相对于彼此可移动。在对应的本专利技术方法中，观察光束偏转器和监视器可以相对于彼此移动。特别地，观察光束偏转器和监视器可以在倾斜和距离中的至少一个方面相对于彼此可移动。因此，监视器可以是相对于观察光束偏转器可倾斜和/或可移位的。观察光束偏转器也可以是相对于监视器可倾斜和/或可移位的。该实施例的优点在于，可以确保监视器的虚拟位置的调整，使得用户(观察者、外科医生)不需要相对于装置精确地对准他或她的眼睛，以便在期望的虚拟位置看到监视器。因此，像在现有技术外科显微镜中那样眼睛相对于目镜的精确定位是不必要的。此外，监视器的倾斜允许在外科医生查看时引入或移除成像的操作区域的投影。在本专利技术的医疗观察设备的另一个实施例中，偏转器子组件可以包括在查看相机和操作区域之间的成对的光束偏转器，其中该对光束偏转器中的至少一个相对于另一个光束偏转器在倾斜和距离中的至少一个方面是可移动的。在对应的本专利技术方法中，光学相机轴线被该对光束偏转器偏转。这样的优点是，观察角度，即光学查看轴线相对于操作区域定向的角度，可以几乎任意地选择。成对的光束偏转器中的光束偏转器可以实施为：反射光束偏转器，即反射镜；折射光束偏转器，即棱镜等；或者折反射元件。这些光束偏转器比例如本领域中公开的包括查看相机的机械臂更轻，因此移动和/或倾斜起来容易得多。此外，当应用这些光束偏转器时，还可以减少医疗观察设备和本专利技术方法的占地面积、成本和复杂性。这导致了医疗观察设备的视场可以快速调整的优点，因为使用这些可移动光束偏转器的医疗观察设备具有可移动部件的减小的惯性。偏转机构可能比机械臂紧凑得多。此外，几乎可以应用任何相机、照明系统和滤光器，因为它们不影响光束偏转器的功能。因此，也可以应用敏感相机、重型相机或需要供应冷却剂的相机。相机可以保持在固定位置，并且只有相机的光学轴线可以被调整、移动或倾斜。然而，现有技术解决方案中公开的机械臂可能不适合操纵任何相机，因为它们通常具有固定的承重能力。由于相机向监视器布置提供手术中图像数据，所以所应用的相机可以在人眼不可见的光谱范围内操作。在这种情况下，手术中图像数据被处理，并以假颜色显示在监视器布置的监视器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗观察设备(1)，特别是手术显微镜(3)，用于在手术期间从用户观察位置(29)观察操作区域(21)中的物体，包括：图像采集组件(41)，其具有相机子组件(43)，其包括用于采集手术中图像数据(83)的至少一个查看相机(9)，所述相机(9)具有视场(85)和光学相机轴线(81)；偏转器子组件(47)，其用于将所述光学相机轴线(81)偏转成指向所述操作区域(21)的光学查看轴线(77)，所述偏转器子组件(47)包括至少一个光束偏转器(71)并且布置在所述查看相机(9)和所述操作区域(21)之间，其中所述查看相机(9)和所述至少一个光束偏转器(71)相对于彼此可移动；和图像显示组件(37)，其具有用于显示所述手术中图像数据(83)的至少一个监视器布置(35)，所述监视器布置(35)至少从所述用户观察位置(29)可见。

【技术特征摘要】
2018.02.23 EP 18158421.01.一种医疗观察设备(1)，特别是手术显微镜(3)，用于在手术期间从用户观察位置(29)观察操作区域(21)中的物体，包括：图像采集组件(41)，其具有相机子组件(43)，其包括用于采集手术中图像数据(83)的至少一个查看相机(9)，所述相机(9)具有视场(85)和光学相机轴线(81)；偏转器子组件(47)，其用于将所述光学相机轴线(81)偏转成指向所述操作区域(21)的光学查看轴线(77)，所述偏转器子组件(47)包括至少一个光束偏转器(71)并且布置在所述查看相机(9)和所述操作区域(21)之间，其中所述查看相机(9)和所述至少一个光束偏转器(71)相对于彼此可移动；和图像显示组件(37)，其具有用于显示所述手术中图像数据(83)的至少一个监视器布置(35)，所述监视器布置(35)至少从所述用户观察位置(29)可见。2.根据权利要求1所述的医疗观察设备(1)，其中所述图像显示组件(37)还包括位于所述用户观察位置(29)和所述监视器布置(35)之间的至少一个观察光束偏转器装置(31)，其中所述观察光束偏转器(31)用于将光学观察轴线(17)从所述用户观察位置(29)重定向到所述监视器布置(35)。3.根据权利要求2所述的医疗观察设备(1)，其中所述观察光束偏转器(31)和所述监视器布置(35)相对于彼此可移动。4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗观察设备(1)，其中所述偏转器子组件(47)包括在所述查看相机(9)和所述操作区域(21)之间的成对的光束偏转器(71)，其中所述成对的光束偏转器(71)中的至少一个相对于另一个光束偏转器(71)在倾斜(145)和距离(147)中的至少一个方面是可移动的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗观察设备(1)，其中所述偏转器子组件(47)包括旋转支撑组件(125)，所述旋转支撑组件(125)用于支撑所述相机(9)和所述偏转器子组件(47)的至少一个光束偏转器(71)中的至少一个，所述旋转支撑组件(125)相对于旋转轴线(111)可旋转。6.根据权利要求5所述的医疗观察设备(1)，其中所述旋转轴线(111)与所述相机(9)的光学轴线(81)重合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的医疗观察设备(1)，其中所述查看相机(9)围绕所述光学相机轴线(81)可旋转。8.根据权利要求1至7中任一项所述的医疗观察设备(1)，其中所述偏转器子组...

【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