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EP-4441709-B1 - METHOD AND MEASURING DEVICE FOR CORRECTING A POSITION OF A MEASUREMENT POINT

EP4441709B1EP 4441709 B1EP4441709 B1EP 4441709B1EP-4441709-B1

Inventors

  • Haag, Simon
  • Keuser, Jasmin
  • Buschle, Lukas

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230123

Claims (12)

  1. A method for correcting a position of a measurement point in a measurement image, in particular in an endoscopic and/or exoscopic and/or microscopic measurement image, comprising at least the steps of: - Capturing a first measurement image (134) of at least one movable measurement object (112); - Determining the at least one measurement point (142, 144) in relation to the at least one movable measurement object (112) in the first measurement image (134); - Capturing at least one second measurement image (148), following the first measurement image (134) in time, of the at least one movable measurement object (112); - Calculating a position displacement vector (150) between the at least one measurement point (142, 144) in the first measurement image (134) and an image point, which corresponds to the at least one measurement point (142, 144), in the second measurement image (148); and - Correcting a position of the at least one measurement point (142, 144), which is determined in relation to the first measurement image (134), in the second measurement image (148) on the basis of the calculated position displacement vector (150), characterised in that determining the at least one measurement point (142, 144) in relation to the at least one movable measurement object (112) is carried out on the basis of a user input, namely by moving a cursor (138) within the first measurement image (134), and correcting the position of the at least one measurement point (142, 144) comprises a superposition of a movement vector (152) of the cursor (138) for determining the measurement point (142, 144) with the position displacement vector (150).
  2. The method according to one of the preceding claims, characterised in that a position change between the at least one measurement point (142, 144), which is determined in relation to the first measurement image (134), and the image point, which corresponds thereto, in the second measurement image (148) is based on a movement of the movable measurement object (112).
  3. The method according to one of the preceding claims, characterised in that calculating the position displacement vector (150) is carried out on the basis of an optical flow algorithm and/or an elastic image registration algorithm and/or a point cloud registration algorithm and/or a landmark-based tracking.
  4. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the first and second measurement images (134, 148) are each a single image of a stereovideo sequence.
  5. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the at least one measurement point (142, 144) is represented on a user output device (132), in particular always, in its corrected position.
  6. A method for outputting at least one statistical characteristic variable relating to a movable measurement object (112), which is included in particular in an endoscopic and/or exoscopic and/or microscopic measurement image, wherein the method comprises at least the steps of: - Providing a plurality of temporally successive measurement images of the at least one movable measurement object (112), wherein the plurality of measurement images (134, 148) comprises at least one measurement path (146) which is to be output in relation to the movable measurement object (112) and which is calculated between a first measurement point (142), which is determined in relation to the at least one movable measurement object (112), and a second measurement point (144), which is determined in relation to the at least one movable measurement object (112); - Determining the at least one statistical characteristic variable in the plurality of temporally successive measurement images (134, 148), which is at least partially associated with a periodic and/or frequency-based movement of the at least one movable measurement object (112), by way of statistical evaluation; - Outputting the at least one statistical characteristic variable by way of which the movement of the at least one movable measurement object (112) is at least partially described, characterised in that a position change of the first measurement point (142) and/or of the second measurement point (144) in the plurality of temporally successive measurement images, which is caused at least partially by a movement of the at least one movable measurement object (112), is corrected by the method according to one of claims 1 to 5.
  7. The method according to claim 6, characterised in that the at least one statistical characteristic variable comprises at least one of a frequency, an amplitude, a minimum value, a maximum value, a mean value, a standard deviation and a statistical error indicator.
  8. The method according to claim 6 or 7, characterised in that a mean, resulting measurement error is output for the at least one statistical characteristic variable.
  9. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the first measurement image (134) and/or the second measurement image (148) and/or the plurality of measurement images are processed by stereo reconstruction of a respective stereo image pair on the basis of optical and/or dimensional parameters of the image capture device (104).
  10. A measuring device (100) comprising: an image capture device (104) having at least one first and one second image capture unit (108, 110), spaced apart therefrom, an evaluation device (106), and a processor configured to perform the steps of the method according to one of claims 1 to 5 and/or the method according to one of claims 6 to 9.
  11. The measuring device according to claim 10, characterised in that the measuring device (100) comprises a stereoendoscope (104) or a stereoexoscope or a stereomicroscope or a laryngoscope.
  12. The measuring device according to claim 10 or 11, characterised in that it comprises a user input device and/or a user output device (132).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren einer Position eines Messpunktes in einem Messbild, insbesondere in einem endoskopischen und/oder exoskopischen und/oder mikroskopischen und/oder laryngoskopischen Messbildes, gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ausgeben zumindest einer statistischen Kenngröße zu einem beweglichen Messobjekt, das insbesondere in einem endoskopischen und/oder exoskopischen und/oder mikroskopischen und/oder laryngoskopischen Messbild umfasst ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Ferner betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung mit einem Prozessor, der dazu ausgebildet ist, zumindest eines der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen. Optische Visualisierungssysteme, wie Mikroskope, Exoskope und Endoskope ermöglichen eine Darstellung einer Szene und/oder eines Arbeitsbereiches, in der bzw. dem feinmotorische Arbeiten und/oder visuelle Überprüfungen durchgeführt werden. Bei medizinischen Eingriffen ist der Arbeitsbereich beispielsweise ein Operationsfeld in einem inneren Bereich, beispielsweis innerhalb eines Thorax oder eines Kopfes, des menschlichen Körpers. Die Exoskopie beschreibt ein Beobachten und ggf. Beleuchten eines Operationsfeld an einem Patienten und/oder eines Objektfeldes an einem beliebigen Objekt ausgehend von einer Stelle abseits, d. h. außerhalb, eines Körpers des Patienten bzw. abseits des Objektes. Die Endoskopie beschreibt eine bildgebende Technik, bei der ein Endoskop in einen Hohlraum eingeführt wird. Das Fachpersonal, welches einen solchen Eingriff mit einem Endoskop durchführt, betrachtet das vom Endoskop erfasste Bild auf dem Bildschirm und kann auf Basis dieses Bildes seine Handlungen lenken. Bei medizinischen, beispielsweise minimal-invasiven Eingriffen wird ein Endoskop in den Körper eingeführt, um ein inneres Bild des Körpers zu erfassen und auf dem Bildschirm darzustellen. Aufgrund einer oftmals benötigten, präzisen Arbeitsweise des Fachpersonals ist es wünschenswert, dass ein möglichst genaues, hoch aufgelöstes Bild des Hohlraums und/oder des Arbeitsbereiches vermittelt wird, an dem die Überprüfung und/oder die Operation durchzuführen ist. Die durch das Endoskop erfassten und auf einem Anzeigegerät dargestellten Bilder sind in der Regel zweidimensional, so dass es selbst dem Fachpersonal aufgrund des Fehlens von Tiefeninformationen nicht möglich ist, Dimensionen und/oder Abmessungen eines betrachteten Objektes in der abgebildeten Szene exakt zu bestimmen. Um diese Problematik zu lösen und/oder auch Tiefenmessungen in einem Messbild zu ermöglichen, sind jedoch auch dreidimensional arbeitende Stereoendoskope und/oder Stereoexoskope und/oder Mikroskope bekannt, bei denen eine Szene aus zwei verschiedenen Blickwinkeln durch zwei Bilderfassungseinheiten aufgenommen wird. Durch die beiden Bilderfassungseinheiten wird, vorzugsweise pro Zeiteinheit und Blickwinkel synchronisiert, je ein Bild von der zu betrachteten Szene aufgenommen. Hieraus resultieren jeweils sogenannte Stereomessbildpaare mit einem gemeinsamen Zeitstempel. Aus einem solchen Stereomessbildpaar können über Verfahren der Stereorekonstruktion Tiefeninformationen ausgewertet werden. Im Zuge dieser Stereorekonstruktion wird eine Disparität, d. h. ein horizontaler Pixelversatz, in den jeweiligen Stereobildpaaren durch einen Algorithmus pixelweise, d. h. pro Pixel, bestimmt. Objekte in großer Entfernung weisen bei einer Stereoerfassung eine geringe Disparität, d.h. einen geringen Pixelversatz, innerhalb eines jeweiligen Bildpaares auf. Hingegen weisen Objekte im Vordergrund eine große Disparität auf. Aus der Disparität kann mit Kenntnis weiterer optischer Parameter der Bilderfassungseinheit(en) eine Art Tiefenkarte zu dem stereorekonstruierten Stereomessbild berechnet werden, die beispielsweise pixelweise eine Tiefeninformation des zu betrachtenden Objektes umfasst. Mithilfe der Tiefeninformationen ist es beispielsweise möglich, ein Abstand zwischen zwei beliebigen Bildpunkten im euklidischen Raum zu bestimmen. Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die ein dimensionelles Messen zwischen zwei Messpunkten im euklidischen Raum und somit unter Einbeziehung von Tiefeninformationen der jeweiligen Messpunkte an einem Messobjekt ermöglichen. Hierbei werden von einem Anwender, beispielsweise über eine manuelle Eingabe, zwei Messpunkte an einem Messobjekt in einem Stereomessbild ausgewählt, zwischen denen ein Abstand berechnet werden soll. Hierdurch ist es möglich, dass der Anwender beispielsweise Punkte innerhalb des Stereomessbildes auswählt und ihm im Anschluss daran ein Abstand zwischen diesen Punkten, beispielsweise als überlagerte Darstellung im angezeigten Stereomessbild, ausgegeben wird. Aus der WO2021/138262 A1 und der EP1965699 B1 ist jeweils ein medizinisches Robotersystem bekannt, bei welchem ganz allgemein mittels "Telestration" eine überlagerte Informationsdarstellu