WO2009080793A1

WO2009080793A1 - Augen-betrachtungssystem und verfahren hierzu

Info

Publication number: WO2009080793A1
Application number: PCT/EP2008/068108
Authority: WO
Inventors: Thomas Schuhrke; Günter Meckes
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: DE102007055919B4; DE102007055919A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Augen-Betrachtungssystem zur Untersuchung oder Behandlung eines Auges. Dieses ist mit einer Kamera zum Aufnehmen eines digitalen Bildes zumindest eines Ausschnittes eines Auges, einer Recheneinheit zum Ableiten der Position und/oder einer anderen Eigenschaft eines charakteristischen Augenbestandteils, insbesondere des Limbus oder der Pupille, und mit einer Assistenzeinheit zur Übermittlung einer aus der Eigenschaft oder Position abgeleiteten Hilfsinformation an die untersuchende oder behandelnde Person ausgestattet. Erfindungsgemäß enthält das Augen-Betrachtungssystem eine Wiedergabeeinheit zur Angabe der Zuverlässigkeit der Hilfsinformation.

Description

Augen-Betrachtungssystem und Verfahren hierzu

Die Erfindung betrifft ein Augen-Betrachtungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 9.

Derartige Systeme sind sowohl aus dem Bereich der Augenchirurgie als auch aus dem Bereich der Augendiagnostik bekannt. Ihnen ist zueigen, dass ein Chirurg oder Augenarzt das Auge über ein Mikroskop, eine Kamera oder andere Hilfsmittel betrachtet. Oftmals ist es hierbei für den Betrachter von großem Nutzen, eine Positionsangabe oder anderweitige Hilfestellung zu bekommen, die Aufschluss über die aktuelle Position oder andere Eigenschaften des zu untersuchenden oder behandelnden Auges gibt.

Beispielsweise bei der Hornhautchirurgie zur Beseitigung von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges (LASIK), bei der ein Teil der Hornhaut mittels eines Lasers abgetragen wird, ist es für den Chirurgen von Interesse, an welchem Punkt die Sehachse des Patienten die Hornhaut durchstößt. Anhand der exakten Bestimmung dieses Punktes auch während der Operation kann die

Laserabtragung von diesem Punkt aus präziser erfolgen, als bei der Wahl eines theoretisch angenommenen oder geschätzten Mittelpunktes der Hornhaut.

Ein weiteres Beispiel ist eine Kataraktoperation, bei der die natürliche Linse des menschlichen Auges, welche sich getrübt hat, durch eine künstliche Linse ersetzt wird. Einen solchen Eingriff nimmt der Chirurg unter einem Operationsmikroskop vor. Nach einer kreisrunden Eröffnung des vorderen Kapselblattes wird üblicherweise die Linse zertrümmert und abgesaugt. Anschließend wird in den leeren Kapselsack eine künstliche Linse eingesetzt. Aus der DE 10 2004 055683 A1 ist ein Operationsmikroskop für die Augenchirurgie bekannt, das dem zu operierenden Auge ein Muster überlagert. Das Muster kann eine Hilfestellung zum Ansetzen der Schnittposition geben, es kann aber auch als Orientierungshilfe beim Einsetzen torischer Intraokularlinsen dienen oder auch eine Hilfestellung beim Einbringen einer Naht bei einer

Hornhauttransplantation geben. Zur Positionierung des Musters an der richtigen Stelle ist es notwendig, die Position der Pupille bzw. der Iris an dem zu behandelnden Auge zu bestimmen. Idealerweise wird die Position auch während der Operation immer wieder neu bestimmt oder nachgeführt, da es während des Eingriffs zu Bewegungen des gesamten Auges bzw. der Pupille kommen kann.

Auch für andere Anwendungen im Bereich der Augenchirurgie ist es von fundamentaler Bedeutung, die Position oder den Durchmesser der Iris des zu behandelnden Auges zu bestimmen. Beispielsweise ist der Durchmesser der Iris notwendig, um die Stärke einer nach einer Kataraktoperation zu implantierenden Intraokularlinse zu berechnen. Darauf und auf weitere mögliche Anwendungen, sowie auf ein Verfahren zur Bestimmung von Positionen und Größenordnungen innerhalb eines Augenabschnitts wird in der DE 101 08 797 A1 genauer eingegangen.

Es sind einige Verfahren bekannt, bei denen anhand der aktuellen Aufnahme des zu operierenden Augenabschnitts, welche mit der Kamera am Operationsmikroskop gewonnen wird, die Position der Pupille ermittelt wird. Sowohl in der DE 10 2004 055683 A1 als auch in der DE 101 08 797 A1 werden Verfahren vorgeschlagen, bei denen als erstes anhand einer Schwellwertbildung ein Binärbild erzeugt wird um die dunklen Bereiche im Bild zu bestimmen. Danach wird nach dem größten zusammenhängenden Bereich in den dunklen Regionen gesucht, welcher als Pupille identifiziert wird. Um den Rand der Pupille bzw. Iris detaillierter zu bestimmen, wird bei diesem Verfahren üblicherweise eine Kantendetektion vorgenommen. Alle diese Verfahren arbeiten aber zum Teil fehlerhaft, d.h. die Eigenschaft oder Position des charakteristischen Augenbestandteils kann nicht durchgängig über die gesamte Augenuntersuchung oder - behandlung mit absoluter Zuverlässigkeit ermittelt werden, die angebotene Hilfestellung kann, gerade bei starken

Beeinträchtigungen des Auges durch die Operation, auch falsch sein. Außerdem ist es, trotz aller Hilfestellungen, letztlich immer dem Arzt, Chirurgen oder Optiker überlassen zu entscheiden, inwieweit er die angebotenen Hilfestellung verwendet, sich also gewissermaßen auf sie verlässt, oder inwieweit er versucht mit seinen eigenen Kenntnissen oder Beobachtungen zurecht zu kommen. Er trägt, unabhängig von allen gerätetechnischen Unterstützungen die Verantwortung. Aus diesem Grund ist bei vielen behandelnden Personen die Bereitschaft zum Einsetzen der angebotenen Hilfestellung und zum Vertrauen auf deren Zuverlässigkeit nicht allzu groß, viele haben deshalb darauf verzichtet, eine derartige Hilfestellung überhaupt einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Augen-Betrachtungssystem anzubieten, welches dem Arzt, Chirurgen, Optiker o.Ä. Hilfestellungen mit Informationen über Position und/oder Eigenschaften von charakteristischen Augenbestandteilen während der Augenuntersuchung oder - behandlung bietet und das so ausgebildet ist, dass diese Hilfestellungen auf größere Akzeptanz stoßen.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Augen- Betrachtungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrachten eines Auges mit den Merkmalen von Anspruch 9.

Erfindungsgemäß ist ein Augen-Betrachtungssystem, das zum einen eine Kamera zum Aufnehmen wenigstens eines Ausschnitts eines zu behandelnden Auges aufweist, zum anderen eine Beobachtungseinheit wie beispielsweise ein Operationsmikroskop oder eine Funduskamera und eine Recheneinheit, durch die das an der Kamera aufgenommene Bild analysiert und dabei Position oder Eigenschaft eines charakteristischen Augenbestandteils abgeleitet werden kann mit einer Assistenzeinheit versehen, welche Hilfsinformationen an den Beobachter übermittelt, die aus der von der Recheneinheit abgeleiteten Größe gebildet werden. Um diese Hilfsinformationen für den Untersuchenden oder Behandelnden besser nutzbar und einschätzbar zu gestalten ist das Augen-Betrachtungssystem darüber hinaus mit einer Wiedergabeeinheit ausgestattet, die dem Benutzer zusätzlich zur angebotenen Hilfsinformation eine Angabe über deren Zuverlässigkeit bietet. Diese Zusatzinformation wird vorzugsweise von der Recheneinheit direkt beim Bestimmen von Position oder einer anderen Eigenschaft des charakteristischen Augenbestandteils mit ermittelt. Dadurch, dass der Benutzer nicht nur die Hilfsinformation selbst, sondern gleichzeitig auch eine Information über deren Verlässlichkeit die sich aus der Wahrscheinlichkeit der Richtigkeit der ermittelten Position bzw. anderen Eigenschaft des charakteristischen Augenbestandteils ergibt, mit übermittelt bekommt, kann der Betrachter sofort einschätzen, inwieweit ihm die Hilfsinformation aktuell eine verlässliche Hilfe bietet. Im wird also ein Maß für die Richtigkeit der Ableitung der Hilfsinformation vorzugsweise gemeinsam mit der Hilfsinformation angezeigt. Die gleichzeitige Angabe von Hilfsinformation und Zuverlässigkeit derselben unterstützt den Benutzer der Hilfsinformation in seiner Entscheidung inwieweit er sich auf die angebotene Hilfsinformation verlässt und diese beispielsweise bei der Behandlung des Auges verwendet. Dies ist immer eine äußerst kritische Entscheidung, so dass es gut ist alle verfügbaren Informationen zu nutzen um sie möglichst transparent zu machen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wiedergabeeinheit, die über die Zuverlässigkeit der angezeigten Hilfsinformation informiert, als optische Anzeige ausgeführt. Viele der Hilfsinformationen werden optisch angezeigt. Deshalb ist es vorteilhaft, auch die Information über deren Zuverlässigkeit in optischer Form anzuzeigen. Vorzugsweise sind sowohl Hilfsinformationen als auch die Angabe der Zuverlässigkeit dieser so angeordnet, dass sie auf einen Blick erfassbar sind. Idealerweise erscheinen beide hierzu auf einer einzigen Anzeigeeinheit. Dadurch kann die behandelnde oder untersuchende Person beide Informationen zusammen mit nur einem Blick erfassen; es kostet sie keine zusätzliche Zeit, die Angabe über die Zuverlässigkeit der abgeleiteten Hilfsinformation aufzunehmen. Sie wird also nicht oder nur in so wenig Umfang wie möglich in dem Behandlungsablauf gestört.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wiedergabeeinheit für die Zuverlässigkeit der Hilfsinformation als optische Abbildungseinheit ausgebildet ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Information über die Zuverlässigkeit an eine Stelle zu projizieren, auf die die behandelnde Person ohnehin zumindest gelegentlich schaut, so dass sie sich in ihrem Blickfeld befindet, ohne dass die behandelnde Person extra ihren Blick in eine andere Richtung richten muss. Sie könnte beispielsweise in oder direkt neben das zu behandelnde Auge projiziert werden, vorzugsweise wird sie jedoch in den Strahlengang des

Augenbetrachtungssystems selbst eingeblendet. Die optische Abbildungseinheit ist hierfür so aufgebaut und angeordnet, dass die Angabe über die Zuverlässigkeit der Hilfsinformation idealer Weise gemeinsam mit der Hilfsinformation selbst in den Strahlengang zwischen zu behandelndem Auge und dem Auge der betrachtenden Person einkoppelbar ist. Dies kann beispielsweise realisiert werden, über eine Anzeige zum Erzeugen eines, die Zuverlässigkeit anzeigenden Bildes und optische Elemente wie z.B. einen Strahlteiler, zum Einblenden dieses Bildes in den Strahlengang bspw. des Okulars eines Operationsmikroskops. Die behandelnde Person sieht auf diese Weise sowohl das zu behandelnde Auge als auch gleichzeitig die dargebotene Hilfsinformation sowie die Sicherheit darüber, wie zuverlässig diese Hilfsinformation einzuschätzen ist. Hierdurch wird die behandelnde Person möglichst wenig in ihrem Behandlungs- oder Untersuchungsablauf gestört, kann aber dennoch jederzeit die angebotene Information in Betracht ziehen und nutzen. Die Angabe der Zuverlässigkeit kann beispielsweise in Form einer Prozentangabe als Ziffernfolge oder als Balkendiagramm erfolgen. Die Zuverlässigkeit kann aber auch dadurch übermittelt werden, dass die Hilfsinformation entsprechend ihrer Sicherheit variiert wird. So kann die Hilfsinformation beispielsweise grün gefärbt werden, wenn der Algorithmus zu ihrer Ableitung sehr sicher durchgeführt werden konnte, rot dagegen, wenn das Ergebnis des Algorithmus nicht ganz sicher oder zuverlässig ist. Hier sind beliebige andere Beispiele vorstellbar. Jene, die die Zuverlässigkeit dadurch wiedergeben, dass die Hilfsinformation modifiziert wird haben wiederum den Vorteil, dass der Benutzer einer Angabe beide Informationen entnehmen kann und so am wenigsten von seiner Behandlung oder Untersuchung abgelenkt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Wiedergabeeinheit zur Angabe der Zuverlässigkeit der Hilfsinformation als akustische Einheit ausgeführt. Hierdurch wird nicht die Sicht des Behandelnden beeinträchtigt, er kann seine ganze optische Aufmerksamkeit weiterhin dem zu behandelnden oder untersuchenden Auge widmen, während er gleichzeitig über sein Gehör die Information über die Zuverlässigkeit der angebotenen Hilfsinformation aufnimmt. Dies kann beispielsweise in Form eines Warntons geschehen, wenn die Hilfsinformation nicht sicher abgeleitet werden konnte.

Vorteilhafter Weise wird die Information über die Zuverlässigkeit der angebotenen Hilfsinformation, welche aus einer abgeleiteten Eigenschaft wie dem Radius oder der Position eines charakteristischen Augenbestandteils bspw. des Limbus oder der Pupille abgeleitet wurde, im Rahmen des Verfahrens zur Ableitung der Hilfsinformation gleich mit bestimmt. Dadurch lässt sich sehr einfach ohne zusätzlichen Aufwand eine aussagekräftige Größe über die Zuverlässigkeit ableiten. Ein sehr schnelles und zuverlässiges Verfahren das sowohl für die Ermittlung von charakteristischen Augenbestandteilen als auch zur Ableitung der Sicherheit der ermittelten Größe besonders vorteilhaft ist, besteht darin, vorzugsweise den Limbus über eine Faltung des digitalen Bildausschnitts mit einem Ringfilter entsprechender Größe zu bestimmen, indem die Filterantwort ausgewertet wird. Hat der Ringfilter mit dem das Bild gefaltet wird etwa dieselbe Größe wie der Limbus, so ergibt sich dann die maximale Filterantwort, wenn das Zentrum des Limbus mit dem Zentrum des Ringfilters übereinstimmt. So lässt sich mit einem Ringfilter entsprechender Größe der Ort des Zentrums des Limbus als Ort der maximalen Filterantwort finden. Allerdings muss auch die Größe des Ringfilters erst ermittelt werden, da diese im Vorhinein nicht bekannt ist. Deshalb wird das digitale Bild mit Ringfiltern unterschiedlicher Größe gefaltet und jeweils die maximale Filterantwort gegen den Radius der verwendeten Ringfilter aufgetragen. Es wurde erkannt, dass der größte Radius, bei dem die, sich daraus ergebende Kurve der maximalen Werte der Filterantwort ein lokales Maximum annimmt, dem Radius des Limbus entspricht. Der Radius des Limbus kann also direkt aus der Kurve der Radien der verwendeten Ringfilter aufgetragen über die damit erzielten maximalen Filterantworten abgelesen werden.

Sobald dieser Radius einmal bestimmt wurde und bekannt ist oder wenn er nur annähernd bekannt ist oder geschätzt wird, kann jeweils ein Ringfilter definierten Radius verwendet werden um den digitalen Bildausschnitt des Auges mit diesem zu falten um so jeweils den Ort der Position des Zentrums des Limbus oder entsprechend der Pupille zu bestimmen. Der einmal bestimmte Radius kann somit im Verlauf einer Augenbehandlung oder -Untersuchung immer wieder verwendet werden und muss nicht jedes Mal neu bestimmt werden, zumindest solange dasselbe Auge betrachtet wird und sich die Aufnahmebedingungen (wie z.B. der Zoomfaktor) nicht verändern.

So kann viel Rechenzeit gespart werden. Dieses Verfahren hat sich als sehr schnell und zuverlässig erwiesen, da es sogar sehr robust gegenüber bei einer Operation auftretenden Störungen ist, da der ringförmige Charakter der Augenbestandteile nahezu immer erhalten bleibt und da es ohne eine fehleranfällige Schwellwertbildung auskommt. Zusätzlich bietet es den Vorteil, dass mit dem absoluten Wert der maximalen Filterantwort jeweils eine sehr aussagekräftige Größe vorhanden ist, aus der direkt die Sicherheit des Verfahrens abgeleitet werden kann. Je besser Ringfilter und der ringförmige zu ermittelnde charakteristische Augenbestandteil übereinstimmen und in ihrer Position übereinander liegen, umso größer fällt dieser Wert der Filterantwort aus. Somit kann dieser Wert direkt zur Angabe der Zuverlässigkeit der von dem ermittelten Augenbestandteil abgeleiteten Hilfsinformation verwendet werden ohne dass zusätzlich noch ein weiteres Verfahren zur Ermittlung der Zuverlässigkeit durchgeführt werden müsste.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnungen eingehend erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Augen-

Betrachtungssystem,

Fig. 2 ein Beispiel eines Ringfilters zur Lokalisierung des Limbus eines mit dem Augen-Betrachtungssystem betrachteten Augenausschnitts,

Fig. 3 ein Beispiel einer Filterantwort der Faltung des Augenausschnitts mit einem Ringfilter,

Fig. 4 ein Beispiel für Filterantworten unterschiedlich großer Filter, aufgetragen über deren Radius und Fig. 5a und b Beispiele für Augenausschnitte mit als Hilfsinformation überlagertem Limbuskreis mit gleichzeitiger Anzeige der Zuverlässigkeit der Hilfsinformation.

Die Fig. 1 zeigt ein Augen-Betrachtungssystem 1 , wie es beispielsweise bei einer Kataraktoperation verwendet werden kann. Das zu behandelnde Auge 2 des Patienten, welches mit einer nicht dargestellten Lichtquelle beleuchtet wird, wird mit einer Kamera 3 aufgenommen. Im Beobachtungsstrahlengang der Kamera 3 ist ein Strahlteiler 4 angeordnet, der den Beobachtungsstrahlengang so aufspaltet, dass das zu behandelnde Auge 2 gleichzeitig mittels eines

Operationsmikroskops 5 mittels des Auges des behandelnden Arztes 6 betrachtet werden kann. Die Kamera 3 und das Operationsmikroskop 5 stehen über einen Computer 7 miteinander in Verbindung, über den sie Daten austauschen können. An dem Operationsmikroskop 5 befindet sich ein Mustergenerator 8, der ein LCD- Display 9 und eine im Inneren des Geräts befindliche und deshalb nicht sichtbare optische Einheit zum Einkoppeln des am LCD-Display 9 angezeigten Musters in den Strahlengang des Operationsmikroskops 5 umfasst.

Das Bild des zu behandelnden Auges 2 wird, während es der behandelnde Arzt mit seinem Auge 6 betrachtet, über eine Kamera 3 aufgenommen. Die erfassten digitalen Daten des Bildes des Auges 2 werden an einen Computer 7 übergeben, an dem sie ausgewertet werden. An diesem Computer 7 wird die Position und Größe von charakteristischen Augenmerkmalen des Auges 2 wie beispielsweise Limbusposition und -radius aus dem mit der Kamera 3 aufgenommenen Bild abgeleitet. Am Computer 7 wird aus diesen Größen eine Hilfsgröße wie beispielsweise ein ringförmiges Muster gebildet sowie dessen Soll-Position bestimmt und die entsprechende Größe an den Mustergenerator 8 übergeben. Ein zur Bestimmung von Limbusradius und -position sowie zur Ableitung der Hilfsgröße geeignetes Verfahren wird weiter unten anhand der Fig. 2 bis 4 beschrieben. Eine Darstellung des ringförmigen Musters wird am LCD-Display 9 erzeugt und mit optischen Elementen in den Betrachtungsstrahlengang des Auges 6 des Betrachters eingeblendet so dass sich ein dem Bild des zu behandelnden Auges 2 überlagertes Bild ergibt, welches dem Auge 6 des Betrachters einen Augenausschnitt mit eingeblendeter Hilfestellung zur Verfügung stellt. So hat dieser beispielsweise eine Information über die Lage des Limbus des zu behandelnden Auges 2, so dass er seinen Schnitt bei der Katarakt-Operation einfacher platzieren kann.

Um dem Auge 6 eine Hilfestellung zur Ermittlung der Lage des Limbus anzeigen zu können, muss diese Position, z.B. anhand des mit der Kamera 3 aufgenommenen Bildes des zu behandelnden Auges 2, ermittelt werden. In einem hierfür gut geeigneten Verfahren wird dieses digitale Bild des Augenausschnitts des zu behandelnden Auges 2, welches beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Ringfilter 10, wie er schematisch ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, gefaltet. Der Ringfilter 10 enthält zwei konzentrische Ringe 11 und 12, die in Fig. 2 symmetrisch um den zu bestimmenden Limbus 13 gelegt sind. Der Ringfilter 10 ist so normiert, dass der äußere Ring 11 positive Beiträge zur Filterantwort liefert, während der Innere Ring 12 negative Beiträge ergibt. Darüber hinaus ist der Ringfilter 10 so normiert, dass die Filterantwort bei der Faltung mit einer grauen Fläche den Wert Null ergibt. Das bedeutet, dass die beiden Ringe 11 und 12 entsprechend ihrer Flächenanteile im Bild gewichtet sind. Dieser Ringfilter 10 wird nun mit dem von der Kamera 3 an den Computer 7 übermittelten digitalen Bildausschnitt gefaltet, d. h., die Filterantwort wird an jedem Punkt des aufgenommenen Bildes ermittelt.

Das Ergebnis der Faltung mit dem Ringfilter 10, also die Filterantwort wenn Filterzentrum und Zentrum des Limbus 13 annähernd identisch sind ist in Fig. 3 als Beispiel dargestellt. An dem Ort, an dem das Limbuszentrum liegt, wenn Limbus 13 und Ringfilter 10 übereinander liegen und der Radius von Limbus 13 und Ringfilter 10 identisch sind ergibt sich die maximale Filterantwort, welche hier hell dargestellt ist. Das Zentrum dieses hellen Bereichs entspricht dem Limbus- Mittelpunkt und wird als solcher an die Mustererzeugungseinheit 8 übergeben. Die genaue Bestimmung dieses Zentrums ist jedoch erst dann mit der erforderlichen Genauigkeit möglich, wenn der Radius des Ringfilters 10 an den Radius des Limbus 13 angepasst ist. Zu Beginn des Verfahrens ist dieser noch unbekannt. Um ihn zu bestimmen wird deshalb eine Faltung des Bildausschnitts mit Ringfiltern 10 verschiedener Größe über einen zu untersuchenden Radiusbereich durchgeführt. Das Bild wird jeweils mit einem Ringfilter 10 eines anderen Radius gefaltet und die jeweils maximale Filterantwort ermittelt. Die sich dabei ergebenden maximalen Filterantworten werden über die Radien der zugehörigen Ringfilter 10 aufgetragen. Als Ergebnis dieser Untersuchung erhält man eine Kurve, wie sie beispielsweise in Fig. 4 zu sehen ist. Beim am besten angepassten Radius zeigt die Kurve ein deutlich ausgeprägtes Maximum. Das Maximum, welches sich beim größten Radius eines Ringfilters 10 ergibt deutet darauf hin, dass der Radius des Ringfilters 10 mit dem Radius des Limbus 13 übereinstimmt. Der Radius, den der Ringfilter 10 dann hat entspricht also dem Limbusradius, die Position des hellsten Bereichs in der Filterantwort der Faltung mit diesem Ringfilter 10 entspricht der Position des Limbuszentrums. Diese beiden Werte, Position und Radius des Limbus 13 werden an den Mustergenerator 8 am Operationsmikroskop 5 übergeben, so dass dieser am LCD-Display 9 einen dem Limbus 13 entsprechenden Hilfsring erzeugen kann, welcher über optische Elemente in den Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops 5 eingeblendet werden kann.

Das Auge des Betrachters 6 sieht dann durch das Operationsmikroskop 5 ein Bild, das dem in der Fig. 5a dargestellten entspricht. Dieses zeigt wiederum den Ausschnitt des zu behandelnden Auges 2 sowie einen diesem überlagerten Musterring 14. Dieser Musterring 14 gibt dem zu behandelnden Arzt eine Hilfestellung, die es ihm einfacher ermöglicht, eine geeignete Schnittposition für die Kataraktoperation zu finden. Wie verlässlich dieser Musterring 14, also die angebotene Hilfestellung für den Chirurgen ist, hängt jedoch von einer Vielzahl von Faktoren ab. Vor allem dann wenn das Auge stark durch Störungen während der Operation selbst beeinträchtigt ist, kann die Sicherheit über die Richtigkeit der Position des angezeigten Musterringes 14 zurückgehen. Somit ist es für den Chirurgen von großer Bedeutung zu erfahren, wie zuverlässig die ihm angegebene Hilfsgröße 14 eigentlich ist. Aus diesem Grund wird im Rahmen des hier dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Größe abgeleitet, die eine Aussage über die Zuverlässigkeit der aktuell ermittelten Position sowie des Radius des Limbus 13 gibt.

Das hier verwendete Verfahren der Faltung mit einem Ringfilter 10 bietet ein besonders einfach abzuleitendes Maß für diese Zuverlässigkeit. Als solches Maß kann der absolute Wert des Maximums der Filterantwort des am besten angepassten Ringfilters 10 verwendet werden. Der absolute Wert des Maximums der Filterantwort kann beispielsweise verglichen werden mit der Filterantwort des Ringfilters, angewendet auf ein künstlich generiertes Referenzbild, das auf hellem Hintergrund eine zur Filtergröße ideal passende, dunkle Scheibe zeigt. Der Kontrast zwischen Hintergrund und Scheibe im Referenzbild entspricht dabei vorzugsweise dem typischen Kontrast zwischen Sklera und Iris in einer kontrastreichen Augenaufnahme. Die Zuverlässigkeit kann wie folgt bestimmt werden:

Zuverlässigkeit = Filterantwort (Bild) / Filterantwort (Referenzbild)

Diese Rechenvorschrift liefert einen Wert für die Zuverlässigkeit zwischen 0.0 und 1.0. Dabei gilt eine Sicherheit von 1.0, wenn die Zuverlässigkeit größer als 1.0 ist

Je höher der Wert Zuverlässigkeit ist, umso besser stimmen die Größe des Ringfilters 10 und der Durchmesser des Limbus 11 überein und umso sicherer kann man sein, dass die korrekte Größe und Position ermittelt wurde. Diese Zuverlässigkeit der ermittelten Position und damit auch die Verlässlichkeit des eingeblendeten Musterringes 14 soll nun dem Chirurgen ebenfalls, am besten direkt zusammen mit dem Musterring 14 angezeigt werden, so dass dieser zusätzlich zu der angebotenen Hilfestellung auch immer sofort einen Eindruck darüber gewinnen kann, wie zuverlässig die Hilfsgröße 14 eigentlich ist. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten, von denen zwei in den Fig. 5a und 5b dargestellt sind. In einer Ausführungsform wird das am LCD-Display 9 angezeigte Ringmuster 14 einfach je nach Zuverlässigkeit modifiziert. Eine durchgezogene Linie, wie sie in Fig. 5a zu sehen ist bedeutet, dass das Verfahren sehr zuverlässig arbeitet und die Position des Musterringes 14 sehr wahrscheinlich mit der tatsächlichen Position des Limbus 13 übereinstimmt. Sobald das Verfahren größere Probleme bei der Ermittlung der Position des Limbus 13 hat, welche sich in einem absolut niedrigeren Maximalwert der Filterantwort äußern, wird der Musterring 14 ausgesetzt dargestellt, wie dies am Beispiel der Fig. 5b zu sehen ist. Hier tritt der Limbus 13 teilweise aus dem aufgenommenen Bildausschnitt heraus und ist dadurch schwerer zu ermitteln. Durch diese verschiedenen Darstellungsformen erhält der Chirurg nicht nur die Hilfestellung sondern beim Betrachten dieses Musterrings 14 auch sogleich einen Eindruck, inwieweit das Verfahren, welches zur Generierung dieses Musterringes verwendet wurde, sicher bezüglich der ermittelten Position und Größe des Limbus 13 und damit der Position der angebotenen Hilfestellung 14 ist. Letztlich muss nämlich immer der Chirurg selbst entscheiden, wo er die Schnittposition ansetzt und kann sich nicht nur auf die Hilfestellung verlassen. Die angebotene Information über die Zuverlässigkeit der Hilfestellung 14 gibt ihm allerdings eine zusätzliche Hilfe diese Entscheidung zu fällen. Eine weitere Möglichkeit, die Zuverlässigkeit des Verfahrens und damit die Sicherheit die dem Generieren des Musters 14 zugrunde liegt, transparent zu machen, besteht darin, eine Angabe über die Zuverlässigkeit als separate Information mit in das vom Auge des Betrachters 6 zu betrachtende Bild einzublenden. Dies kann z.B. wie in Fig. 5a und b gezeigt, in Form eines Balkendiagramms 15 geschehen. Dieses wird wie in Fig. 5a zu sehen ist länger, je sicherer das Verfahren arbeiten konnte, je größer also die Wahrscheinlichkeit ist, dass die vom Algorithmus bestimmte Position tatsächlich die Position des Limbuszentrums und der ermittele Radius tatsächlich der Radius des Limbus 13 ist. In Fig. 5b dagegen ist der Balken extrem kurz, da wie bereits erläutert die Zuverlässigkeit des Verfahrens deutlich sinkt, sobald der Limbus 13 teilweise aus dem Bildausschnitt herauswandert. Anhand einer derartigen Zuverlässigkeitsanzeige 14 oder 15, welche am LCD-Display 9 mit erzeugt wird, gewinnt der Chirurg eine wichtige Hilfestellung dafür zu entscheiden, inwieweit er sich auf die Position der angebotenen Hilfestellung verlassen kann.

Bezugszeichenliste:

1 Augen-Betrachungsystem

2 Zu behandelndes Auge

3 Kamera

4 Strahlteiler

5 Operationsmikroskop

6 Auge des Behandelnden

7 Computer

8 Mustergenerator

9 LCD-Display

10 Ringfilter

1 1 Äußerer Ring

12 Innerer Ring

13 Limbus

14 Musterring als Hilfestellung

15 Balkendiagramm

Claims

Patentansprüche

1 . Augen-Betrachtungssystem zur Untersuchung oder Behandlung eines Auges, mit einer Kamera zum Aufnehmen eines digitalen Bildes zumindest eines Ausschnittes eines Auges, einer Recheneinheit zum Ableiten der Position und/oder einer anderen Eigenschaft eines charakteristischen Augenbestandteils, insbesondere des Limbus oder der Pupille, und mit einer Assistenzeinheit zur Übermittlung einer aus der Eigenschaft oder Position abgeleiteten Hilfsinformation an die untersuchende oder behandelnde Person, dadurch gekennzeichnet, dass das Augen- Betrachtungssystem eine Wiedergabeeinheit zur Angabe der Zuverlässigkeit der Hilfsinformation enthält.

2. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit eine optische Anzeige ist.

3. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit eine optische Abbildungseinheit ist.

4. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildungseinheit so ausgebildet ist, dass Information über die Zuverlässigkeit der Hilfsinformation auf das zu behandelnde Auge projizierbar ist.

5. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildungseinheit so ausgebildet ist, dass Information über die Zuverlässigkeit der Hilfsinformation in den Strahlengang vom Auge zum Betrachter einkoppelbar ist.

6. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit Bestandteil der Assistenzeinheit ist.

7. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit so ausgebildet ist, dass die Zuverlässigkeit als Bestandteil der Hilfsinformation darstellbar ist.

8. Augen-Betrachtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheit eine akustische Einheit ist.

9. Verfahren zum Betrachten eines Auges während einer Diagnose oder Behandlung wobei ein digitales Bild zumindest eines Ausschnittes des Auges mit einer Kamera aufgenommen, Radius und/oder Position des Zentrums eines charakteristischen Augenbestandteils, insbesondere des Limbus oder der Pupille ermittelt, daraus eine Hilfsinformation für den Betrachter abgeleitet und diese angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über die Zuverlässigkeit der Ermittlung des

Radius oder der Position bestimmt und ebenfalls angezeigt wird.

10. Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius und/oder die Position ermittelt wird, indem das digitale Bild mit ringförmigen Filtern unterschiedlichen Radius gefaltet, jeweils die maximale

Filterantwort ermittelt und der größte, einen lokal maximalen Wert einer maximalen Filterantwort ergebende Radius als Radius und/oder dessen Ort der maximalen Filterantwort als Position des Zentrums des Limbus bestimmt wird.

1 1. Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius und/oder die Position ermittelt wird indem das digitale Bild mit einem ringförmigen Filter definierten Radius gefaltet, in der Filterantwort das Maximum ermittelt und der Ort der maximalen Filterantwort als Position des Zentrums des Limbus/der Pupille bestimmt wird.

12. Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuverlässigkeit aus dem Wert der maximalen Filterantwort abgeleitet wird.

13. Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Balkendiagramm in das Bild des zu betrachtenden Auges eingeblendet wird.

14. Verfahren zum Betrachten eines Auges nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die angezeigte Hilfsinformation gemäß der Zuverlässigkeit modifiziert wird.