显微系统以及用于操作显微系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种显微系统以及一种用于操作显微系统的方法，该显微系统包括：‑显微镜，‑支架，该支架用于安装该显微镜，其中，该支架包括至少一个驱动装置以用于移动该显微镜，‑至少一个位置检测装置，该至少一个位置检测装置用于检测至少一个目标物的空间位置，该至少一个目标物能够紧固至身体部分或器械上，其中，该位置检测装置包括具有至少一个标记元件的至少一个目标物、以及用于光学采集该目标物的图像捕捉装置，‑至少一个控制装置，该至少一个控制装置用于根据所检测的目标物的位置操作该显微系统，其中，该位置检测装置被设计为通过评估该图像捕捉装置的二维图像来确定该目标物的位置。

Microsystems and methods for operating Microsystems

【技术实现步骤摘要】
显微系统以及用于操作显微系统的方法
本专利技术涉及一种显微系统以及一种用于操作显微系统的方法。
技术介绍
显微镜通常用于提供检查物体的放大视图。在医学应用中，所谓的手术显微镜尤其用于辅助手术干预。除了其他方面以外，手术显微镜用于提供身体区域的放大视图，以便在干预过程中为外科医生提供更好的视觉取向。这些手术显微镜通常以可移动的方式尤其安装在支架上。除了其他方面以外，这允许使用者改变显微镜的位置和/或取向，例如以便变更看向检查区域的角度或者以便查看其他检查区域。在许多应用中，由使用者自身通过手动致动显微镜来改变位置。这一点的缺点是使用者必须放下他在干预中正使用的器械例如以改变位置。这占用时间并且不是使用很方便的。还已知脚操作开关或口操作开关用于操作显微镜。然而，这些在其使用方面受到限制，即它们仅允许几个使用自由度，或者它们对于使用者来说是不舒服或不卫生的。从现有技术已知DE102014106865A1。其披露了一种用于非接触式操作手术显微镜的方法。从所述文件中已知的是可以由操作者非接触式空间定位手术显微镜。该文件还描述了所谓的三维传感器，该三维传感器用于确定距离或取向。该文件未包含任何关于此三维传感器的进一步说明。US2017/025853A1披露了一种光学跟踪系统以及基于无源标记的光学跟踪方法。WO2016/041050披露了一种用于跟踪具有共线安排的标记的医疗设备的系统，这些标记在医疗设备上彼此距先前已知的距离而安排。EP1193520B1披露了一种手术显微镜，该手术显微镜具有用于观察物体的物镜并且具有用于检测物体点的位置的装置，其中，该手术显微镜包括彼此相距一定距离安排的第一图像传感器和第二图像传感器。WO2017/157763披露了一种用于跟踪至少一个医疗器械在医疗工作空间中的空间位置的医疗跟踪方法，该医疗工作空间包括患者的解剖学结构。
技术实现思路
解决的技术问题是使一种显微系统以及一种用于操作显微系统的方法可供使用，尤其允许非接触式控制显微系统的操作、尤其在多达六个空间自由度上以以准确的方式跟踪显微镜，为此目的所需的部件数量少并且因此还有制造成本低、安装空间要求低。从具有下文所述的特征的主题会明白该技术问题的解决方案。一种显微系统，包括：-显微镜，-支架，该支架用于安装该显微镜，其中，该支架包括至少一个驱动装置以用于移动该显微镜，-至少一个位置检测装置，该至少一个位置检测装置用于检测目标物的空间位置，其中，该位置检测装置包括具有至少一个标记元件的至少一个目标物、以及用于光学采集该目标物的图像捕捉装置，-至少一个控制装置，该至少一个控制装置用于根据所检测的该目标物的位置控制该显微系统的操作，其特征在于，该位置检测装置被设计为通过评估该位置检测装置的图像捕捉装置产生的二维图像来确定该目标物的位置。一种用于操作根据本文所述的显微系统的方法，其中，确定该至少一个目标物相对于该位置检测装置的至少一个图像捕捉装置的位置，其中，根据所确定的位置控制该显微系统的操作。从下面的描述会明白本专利技术的进一步有利配置。在一个实施例中，该控制装置是用于根据所检测的该目标物的位置控制该至少一个驱动装置的控制装置、和/或用于调整该显微镜的至少一个操作参数和/或移动参数和/或操作模式的控制装置。在一个实施例中，该位置检测装置的图像捕捉装置以这样的方式被安排在该显微镜中或其上，使得由该图像捕捉装置检测的光束延伸穿过该显微镜的至少一个光学元件。在一个实施例中，该位置检测装置的图像捕捉装置以这样的方式被安排在该显微镜中或其上，使得由该图像捕捉装置检测的光束不延伸穿过该显微镜的至少一个光学元件。在一个实施例中，该显微镜的透明元件被安排在该位置检测装置的图像捕捉装置与待成像的检测区域之间。在一个实施例中，能够根据至少两个图像的序列执行该位置检测。在一个实施例中，该序列能够以HDR方法生成。在一个实施例中，该目标物包括标记元件，其中，该标记元件具有椭圆形标记体或椭圆形标记表面、以及此标记体或此标记表面的几何中心，其中，该标记体或该标记表面填充有色谱点，这些色谱点相对于该几何中心径向分布，其中，该标记/标记表面的每个色谱点的颜色值是根据穿过该几何中心的水平线与穿过该几何中心和对应的色谱点的另一条线之间的角度来确定的。在一个实施例中，能够实时进行基于位置的控制。在一个实施例中，该显微系统包括用于照亮该目标物的照明装置。在一个实施例中，该照明装置产生波长在可见光范围之外、尤其在红外波长范围内的光。在一个实施例中，可根据该目标物距该图像捕捉装置的距离调整照明强度和/或该图像捕捉装置的工作距离和/或曝光时间。在一个实施例中，该显微系统包括用于对由该图像捕捉装置检测的光束进行滤波的至少一个装置，和/或该图像捕捉装置只检测所限定的波长或某一波长范围、尤其是红外波长范围的光束，和/或该图像捕捉装置是单色图像捕捉装置。在一个实施例中，该显微系统包括用于启动该显微系统的基于位置的控制的装置。在一个实施例中，该图像捕捉装置是广角相机。在一个实施例中，将标识分配给标记元件，其中，在图像基础上可识别此标识。在一个实施例中，根据所识别的标识可控制该显微系统的操作。在一个实施例中，根据该显微镜的至少一个操作参数和/或该位置检测装置的图像捕捉装置的至少一个操作参数实现该显微镜的移动的开环或闭环控制。在一个实施例中，该显微镜的移动的所实现的自由度的数量和/或类型是可调整的。在一个实施例中，该显微系统的工作空间的大小和/或该移动的最大容许速度是可调整的。在一个实施例中，根据该目标物的位置操作图形用户界面。提出了一种显微系统。该显微系统包括显微镜。在本专利技术的含义内，显微镜指定用于放大目视观察检查物体的装置。显微镜可以是经典的光学显微镜，该显微镜尤其借助于用于光束引导和/或光束形和/或光束偏转的装置、例如透镜通过利用光学效应产生放大的图像。然而，显微镜也可以是数字显微镜，其中，待通过显微镜查看的图像可以借助于图像捕捉装置产生，并且可以呈现在相应的显示装置、例如显示屏上。显微镜尤其可以包括至少一个目镜。目镜指定显微镜的一部分，使用者透过目镜观看或看向目镜，以便查看显微镜产生的图像。换言之，目镜形成显微镜的眼睛侧光学接口。目镜可以形成管的一部分。在这种情况下，显微镜还可以包括管。目镜可以例如集成在管中、由管形成、或可以尤其是可更换地固定在管的主体上。在后一种情况下，具有不同放大系数的目镜例如可以固定在管上。在这种情况下，管包括用于光束引导和/或光束整形和/或光束偏转的至少一个光学元件，例如透镜或棱镜。然而，还可想到的是，管不包括此类元件并且被设计为例如管道。此至少一个光学元件可以形成用于目镜与显微镜光学连接的光路。至少一个光学元件可以例如集成在管的主体中。管还可以具有用于紧固、尤其是可释放地紧固至显微镜、尤其是显微镜本体上的机械接口。管还可以具有用于紧固、尤其是可释放地紧固目镜的机械接口。目镜可以尤其经由所讨论的光学元件光学地连接至物镜。此外，显微镜可以包括至少一个物镜。此物镜可以产生检查物体的实际光学图像。在这种情况下，物镜可以包括用于光束引导和/或光束整形和/或光束偏转的光学元件。此外，显微镜可以包括显微镜本体。在这种情况下，显微系统可以包括用于光束引导和/或光束整形和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显微系统，包括：‑显微镜(2)，‑支架(3)，该支架用于安装该显微镜(2)，其中，该支架(3)包括至少一个驱动装置以用于移动该显微镜(2)，‑至少一个位置检测装置，该至少一个位置检测装置用于检测目标物(9)的空间位置，其中，该位置检测装置包括具有至少一个标记元件(22，22a，...，22d)的至少一个目标物(9)、以及用于光学采集该目标物(9)的图像捕捉装置(10)，‑至少一个控制装置(7)，该至少一个控制装置用于根据所检测的该目标物(9)的位置控制该显微系统(1)的操作，其特征在于，该位置检测装置被设计为通过评估该位置检测装置的图像捕捉装置(10)产生的二维图像来确定该目标物(9)的位置。

【技术特征摘要】
2018.04.25 DE 102018206406.71.一种显微系统，包括：-显微镜(2)，-支架(3)，该支架用于安装该显微镜(2)，其中，该支架(3)包括至少一个驱动装置以用于移动该显微镜(2)，-至少一个位置检测装置，该至少一个位置检测装置用于检测目标物(9)的空间位置，其中，该位置检测装置包括具有至少一个标记元件(22，22a，...，22d)的至少一个目标物(9)、以及用于光学采集该目标物(9)的图像捕捉装置(10)，-至少一个控制装置(7)，该至少一个控制装置用于根据所检测的该目标物(9)的位置控制该显微系统(1)的操作，其特征在于，该位置检测装置被设计为通过评估该位置检测装置的图像捕捉装置(10)产生的二维图像来确定该目标物(9)的位置。2.根据权利要求1所述的显微系统，其特征在于，该控制装置(7)是用于根据所检测的该目标物(9)的位置控制该至少一个驱动装置的控制装置(7)、和/或用于调整该显微镜(2)的至少一个操作参数和/或移动参数和/或操作模式的控制装置。3.根据权利要求1或2所述的显微系统，其特征在于，该位置检测装置的图像捕捉装置(10)以这样的方式被安排在该显微镜(2)中或其上，使得由该图像捕捉装置(10)检测的光束延伸穿过该显微镜(2)的至少一个光学元件。4.根据权利要求1或2所述的显微系统，其特征在于，该位置检测装置的图像捕捉装置(10)以这样的方式被安排在该显微镜(2)中或其上，使得由该图像捕捉装置(10)检测的光束不延伸穿过该显微镜(2)的至少一个光学元件。5.根据前述权利要求之一所述的显微系统，其特征在于，该显微镜(2)的透明元件被安排在该位置检测装置的图像捕捉装置(10)与待成像的检测区域之间。6.根据前述权利要求之一所述的显微系统，其特征在于，能够根据至少两个图像的序列执行该位置检测。7.根据权利要求6所述的显微系统，其特征在于，该序列能够以HDR方法生成。8.根据前述权利要求之一所述的显微系统，其特征在于，该目标物(9)包括标记元件(22，22a，...，22d)，其中，该标记元件(22，22a，...，22d)具有椭圆形标记体或椭圆形标记表面、以及此标记体或此标记表面的几何中心，其中，该标记体或该标记表面填充有色谱点，这些色谱点相对于该几何中心径向分布，其中，该标记/标记表面的每个色谱点的颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：S绍尔，C沃伊特，M韦尔兹巴赫，C豪格，
申请(专利权)人：卡尔蔡司医疗技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE