具有手术显微镜和摄像头的外科手术辅助系统以及呈现方法技术方案

本公开涉及一种用于在患者(P)的外科手术中使用的外科手术辅助系统(1)，具有：手术显微镜(2)，具有：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有手术显微镜和摄像头的外科手术辅助系统以及呈现方法


[0001]本公开涉及一种用于在患者的外科手术中使用的具有手术显微镜/外科手术显微镜的外科手术辅助系统。手术显微镜在此具有带有壳体的可移动显微镜头和尤其设置在壳体中的光学系统，该光学系统适于在光学显微镜轴线的方向上提供尤其在5cm至80cm之间、尤其优选地在20cm至60cm之间的距离中的瞄准区域(手术区域)的光学放大，并且借助于尤其具有传感器的显微镜拍摄单元创建(数字)显微镜拍摄并且数字/计算机可读地提供该显微镜拍摄。此外，手术显微镜具有设置在基座上的可铰接/可移动显微镜臂，可移动显微镜头布置、尤其支承在该显微镜臂上，并且该显微镜臂适于设定显微镜头在空间中的位置和/或取向。此外，外科手术辅助系统具有至少一个用于显示可视内容的呈现装置以及控制单元，该控制单元适于处理显微镜拍摄并且相应地操控呈现装置以用于呈现。此外，本公开涉及根据并列权利要求的前序部分的一种拍摄呈现方法、一种存储介质以及一种消毒室。

技术介绍

[0002]外科手术显微镜或者说手术显微镜尤其在神经外科手术、脊椎外科手术和微外科手术中属于在外科手术中使用的标准仪器。在此，所使用的这种手术显微镜通常具有双目光学系统，外科医生利用该双目光学系统可以直接光学放大地看到显微镜图像/显微图像/显微镜拍摄，或者可以通过呈现装置/外部显示设备、例如手术监控器放大地输出，以用于可视地呈现(数字)拍摄的显微镜图像。然而，在两种情况下，外科医生通过双目或手术监控器仅能看到具有非常高放大的瞄准的手术区域的显微镜图像的呈现。因此外科医生不能或至少很难看到(显微镜图像)周围的手术区域/手术区/干预区域，以便例如定位外科医生的在外科手术时使用的手或医学器械。在相应的定位的情况下，仅外科手术器械的尖端进入手术显微镜的视野。
[0003]然而，为了避免例如在实际的手术区域外的损坏，对显微镜图像的周围区域的观察是非常重要的。因此，为了看到周围区域，外科医生必须将视线从双目系统或显微镜的呈现装置移开，快速地可视地检测通过手术显微镜瞄准的区域的环境并且然后再次转向显微镜图像，这导致在手术时的巨大负荷。在不同的观察方向之间持续地变换到两种观察模式以及在外科医生头部中持续地关联起来是疲劳的并且经常导致不期望的错误。
[0004]手术显微镜也必须布置在手术室中，使得尤其是高级外科医生一方面良好地操作手术显微镜并向内观察到该手术显微镜中或者具有对手术监控器的良好视野，并且另一方面具有对手术区/手术区域/干预区域的良好观察。因此手术监控器必须被布置成使得外科医生能够具有对两个模式的良好观察，然而这限制了手术室中的布置的灵活性。对于外科医生来说也难以直接观察手术区域，因为显微镜的显微镜头的结构体积大多阻挡了对患者的直接观察。此外，该位置和相应良好的观察只为外科医生保持，而在手术室中的其他位置处的其他手术参与者一方面难以观察到由手术监控器显示的显微镜图像并且另一方面难以观察到手术区域。因此，从不利的观点来看，医学人员需要不断地旋转头部并变换视线方向。
[0005]例如，US20190290101 A1公开了一种具有手术显微镜的辅助系统，其与设置在外科医生头部处的便携式可视化系统组合使用。通过这种可视化系统，外科医生能够根据其眼睛的视角要么看到显微镜图像要么仅看到一种类型的放大镜图像/放大视图。由此外科医生能够在两种模式之间进行切换，但这种可视化系统与局限性和困难关联。由于集成的光学器件，可视化系统具有很高的重量，生产昂贵并且还容易出错，因为通向外科医生的眼睛的光路必须始终正确地延伸。而且，外科医生通过可视化系统失去对环境的感知。
[0006]US 9,936,863 B2例如公开了一种具有手术显微镜的系统，该系统在患者的伤口撑开装置上具有附加的摄像头，以便给外科医生尤其提供手术显微镜的中央显微镜拍摄以及在周围提供在伤口撑开装置上设置的附加的摄像头的拍摄。然而，这样的系统具有的缺点是，一方面必须在患者处设置带有摄像头的伤口撑开装置并且此外围绕手术部位的环境不被光学地检测，然而该环境为外科医生提供决定性的信息。

技术实现思路

[0007]因此本公开的任务是避免或至少减少现有技术中的缺点，并且尤其是提供外科手术辅助系统、(拍摄)呈现方法、存储介质以及消毒室，其给手术参与者/医学人员(尤其是(高级)外科医生)提供了一眼能够观察手术部位的所瞄准区域的(放大的)显微镜拍摄/显微镜图像的信息和手术部位的所瞄准区域周围的环境的呈现的集中直观且辅助的融合。此外，应当改进手眼协调以及确保可靠地接近干预区域/手术区域/手术区，以便尤其避免或至少最小化由于不小心和无意的动作引起的组织损伤以及外科手术的持续时间。尤其是对于外科医生来说，通过显微镜拍摄和环境的信息的关联，其头部的对于手术所需的移动以及精神负荷应当被最小化。
[0008]该任务在这种类型的外科手术辅助系统方面通过权利要求1的特征来解决，在这种类型的拍摄呈现方法方面通过权利要求12的特征来解决，在这种类型的计算机可读存储介质方面通过权利要求13的特征来解决并且在这种类型的消毒室方面通过权利要求14的特征来解决。
[0009]原则上，手术显微镜、尤其是显微镜头配备有具有至少一个附加摄像头的摄像头系统。摄像头布置在显微镜头上、尤其是布置在显微镜光学系统的壳体上，尤其是固定地/刚性地紧固。因此光学显微镜轴线指向与光学摄像头轴线相似的视线方向。因此两个拍摄、即显微镜拍摄和摄像头拍摄尤其关联。附加的环境摄像头产生具有与手术显微镜相比更小的放大的拍摄或者优选地以与手术显微镜的光学系统类似的视线方向产生广角拍摄/广角图像。环境摄像头或摄像头系统的另外的摄像头也可以布置在显微镜头上，使得其布置或集成在显微镜头内，尤其是在壳体内。
[0010]两个拍摄，不仅通过手术显微镜(或光学系统)进行的显微镜拍摄而且通过环境摄像头进行的环境拍摄，由控制单元处理，并且产生具有两个拍摄的组合呈现。然后，中央地通过呈现装置输出该(数字产生的)组合呈现，在所述组合呈现中可视地存在关于两个拍摄的信息。
[0011]因此辅助系统使用户、尤其是外科医生不仅能够放大手术区域的内部而且能够为了概览而可视地检测手术区域的环境/外部，而不必改变其头部位置或其视线方向。中央呈现尤其改善了协调、抵抗疲劳并且缩短了手术。由于给外科医生提供了更好的概览，还提高
了患者的安全性。
[0012]换句话说，手术显微镜、尤其是显微镜头具有带有至少一个环境摄像头的摄像头系统，其中，环境摄像头布置在显微镜头上或与显微镜头连接。环境摄像头尤其紧固在壳体上。优选地，环境摄像头刚性地固定在显微镜头上、尤其是壳体上，从而相对于显微镜头以及光学系统的定向始终保持恒定。环境摄像头在此尤其通过其光学摄像头轴线的定向和/或通过其摄像头光学器件来适配，使得环境摄像头的视野尤其从预定的距离起、优选从距摄像头的前部的5cm的距离起或在显微镜头的一侧，一起包括/包括/一起具有/包含手术显微镜的光学系统的视野，以便通过环境摄像头不仅检测由光学系统瞄准的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在患者(P)的外科手术中使用的外科手术辅助系统(1)，具有：手术显微镜(2)，具有：
‑
可移动显微镜头(4)，具有壳体(6)和光学系统(8)，所述光学系统适于在光学显微镜轴线(10)的方向上提供瞄准区域(B)的光学放大并且借助连接在下游的显微镜拍摄单元(12)创建数字显微镜拍摄(14)，
‑
与基座(18)连接的可移动显微镜臂(16)，所述可移动显微镜头(4)连接在、尤其支承在所述可移动显微镜臂上，并且所述可移动显微镜臂适于设定所述显微镜头(4)的位置和/或取向；至少一个用于呈现可视内容的呈现装置(20；38)；以及控制单元(22)，所述控制单元适于处理所述显微镜拍摄(14)并且相应地操控所述呈现装置(20；38)以用于呈现，其特征在于，所述手术显微镜(2)、尤其所述显微镜头(4)还包括具有至少一个环境摄像头(26)的摄像头系统(24)，所述环境摄像头布置在所述显微镜头(4)上、尤其布置在所述壳体(6)上并且优选地刚性地布置，并且所述环境摄像头(26)适于尤其经由所述环境摄像头的光学摄像头轴线(28)的定向和经由所述环境摄像头的摄像头光学器件而使得所述环境摄像头(26)的视野(36)尤其从预定距离开始一起包括所述光学系统(8)的视野(34)，以便通过所述环境摄像头(26)不仅检测由所述光学系统(8)瞄准的区域(B)而且检测在瞄准区域(B)周围的环境(U)并且提供环境拍摄(30)，并且其中，所述控制装置(22)还适于处理所述环境拍摄(30)并且产生具有所述显微镜拍摄(14)和所述环境拍摄(30)的组合呈现(32)且通过所述呈现装置(20；38)可视地输出所述组合呈现。2.根据权利要求1所述的外科手术辅助系统(1)，其特征在于，所述外科手术辅助系统(1)还具有带有手术前的3D拍摄数据、尤其是MRT拍摄数据和/或CT拍摄数据的存储单元(42)，并且所述辅助系统(1)、尤其是所述控制单元(22)适于借助所述摄像头系统(24)、尤其是仅利用所述环境摄像头(26)空间地检测所述患者(P)的3D结构、尤其是所述患者(P)的面部，并且将所检测的3D结构与所述3D拍摄数据关联，以便配准所述患者(P)。3.根据权利要求1或2所述的外科手术辅助系统(1)，其特征在于，为了检测3D结构，所述摄像头系统(24)具有3D摄像头和/或2D摄像头，尤其由作为所述摄像头系统(24)的唯一的2D摄像头或3D摄像头的所述环境摄像头(26)构成，其中，在所述2D摄像头的情况下，所述2D摄像头在所述患者(P)的感兴趣区域上移动以获得感兴趣区域的不同视图，并且所述控制单元(22)适于借助图像分析从不同视图计算3D结构。4.根据权利要求2或3中任一项所述的外科手术辅助系统(1)，其特征在于，所述辅助系统(1)被构造成检测所述显微镜头(4)的位置、尤其是方位并且提供给所述控制单元(22)，并且所述控制单元(22)适于将所述显微镜头(4)的位置、尤其是方位作为配准位置以及所属的环境拍摄(30)、尤其是所检测的3D结构存储在存储单元(42)中，并且在重新的环境拍摄(30)处于所存储的配准位置或方位中时，如果所存储的环境拍摄(30)与重新检测的环境拍摄(30)的叠加、尤其是部分区域叠加彼此相差超过预定的极限值，则所述控制单元(22)确定存在偏差。
5.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术辅助系统(1)，其特征在于，所述手术显微镜(2)具有至少一个致动器，用于主动地移动所述可移动显微镜臂(16)和所述可移动显微镜头(4)，并且所述控制装置(22)还适于操控所述致动器以主动地将所述显微镜头(4)移动到预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿米尔，
申请(专利权)人：B，
类型：发明
国别省市：