WO2025003100A1 - Prüfvorrichtung, system und prüfverfahren - Google Patents

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WO2025003100A1
WO2025003100A1 PCT/EP2024/067747 EP2024067747W WO2025003100A1 WO 2025003100 A1 WO2025003100 A1 WO 2025003100A1 EP 2024067747 W EP2024067747 W EP 2024067747W WO 2025003100 A1 WO2025003100 A1 WO 2025003100A1
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image
image capture
light
representation
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PCT/EP2024/067747
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Christin Baumann
Lars Hedemann
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Karl Storz SE and Co KG
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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Definitions

  • the present application relates to a test device, a system and a test method.
  • exoscopes are state-of-the-art technology that can be used to create spatial (magnified) representations of an area under examination.
  • exoscopes can be used to visualize microsurgical and/or open interventions to support a surgeon.
  • the spatial representation allows the surgeon to assess and/or follow his own actions more intuitively via a screen.
  • such exoscopes In order to be able to generate the spatial representation, such exoscopes have at least two image capture devices, each of which takes an image of the examination area.
  • the image capture devices must have the most precise geometric calibration possible, which can mean in particular that they are aligned relative to one another in such a way that images can be captured in a common coordinate system. Otherwise, the spatial representation would be generated with errors and viewing the representation, especially over a longer period of time, would lead to greater cognitive strain on the surgeon and could even lead to headaches or other physical impairments.
  • the exoscopes can have image capture devices which are at least additionally set up to capture images in a wavelength range that is different from the wavelength range of visible light.
  • the different wavelength range can be in the near infrared range and by means of this Image capture devices can be used to perform luminescence imaging, such as fluorescence imaging. Images based on luminescence imaging can be superimposed on other images to provide the surgeon with additional information about the area under examination. It is therefore necessary that these image capture devices are also coordinated with the other image capture devices, i.e. that they have a common geometric calibration with them.
  • test devices typically have various lighting devices and/or light sources, each of which provides light in the wavelength range in which the image capture devices operate. For example, it is common for the test devices to have a (near) infrared light source and a white light source.
  • the invention is based on the task of checking the geometric calibration simply and flexibly.
  • the present invention can provide a testing device comprising a light feed which is configured to guide first illumination light, a conversion element which is configured to at least partially convert light of the first illumination light with a first wavelength into second illumination light with a second wavelength different from the first wavelength, and an optical target which is arranged such that first illumination light and second illumination light can be fed to it for illuminating the target for capturing a calibration image of the optical target.
  • the image capture unit can comprise a first image capture device that is light-sensitive in a first spectral range that includes the first wavelength, and a second image capture device that is light-sensitive in a second spectral range that is different from the first spectral range and includes the second wavelength.
  • the image capture unit can have a geometric calibration of the first image capture device and the second image capture device with respect to their imaging areas and the image capture unit can be set up to record calibration images of the optical target. Furthermore The geometric calibration of the image acquisition unit can be verified using the calibration images.
  • the test method can comprise the steps of generating first illumination light, which comprises light with a first wavelength, generating second illumination light, which comprises light with a second wavelength different from the first wavelength, supplying the first illumination light and the second illumination light to an optical target for illuminating it, recording calibration images of the target by means of a medical imaging device with an image capture unit, wherein the image capture unit comprises a first image capture device which is light-sensitive in a first spectral range, and a second image capture device which is light-sensitive in a second spectral range different from the first spectral range, which comprises the second wavelength, wherein the image capture unit has a geometric calibration of the first image capture device and the second image capture device with respect to their imaging ranges, and checking the geometric calibration of the image capture unit using the calibration images of the optical target.
  • Generating the second illumination light may comprise converting light of the first illumination light having the first wavelength at least partially into second illumination light having the second wavelength different from the first wavelength.
  • the present invention can provide a test method for checking a geometric calibration of an image capture unit using a calibration image of an optical target.
  • the image capture unit can comprise a first image capture device and a second image capture device, wherein the image capture unit has the geometric calibration of the first image capture device and the second image capture device with respect to their imaging areas.
  • the image capture unit can be set up to record calibration images of the optical target, and the geometric calibration of the image capture unit can be checkable using the calibration images.
  • the optical target can comprise at least one calibration pattern.
  • the test method can comprise a verification sequence with the steps of recording a first calibration image by means of the first image capture device and a second calibration image by means of the second image capture device, so that they each depict the calibration pattern, creating a calibration representation with an overlay representation based on the first calibration image and the second calibration image, wherein the overlay representation contains an image of the calibration pattern at least section by section, and checking the geometric calibration using the image of the calibration pattern in the overlay representation.
  • test methods, systems and/or test devices may be independent of each other. Some embodiments may also use features of different test methods, systems and/or test devices and/or partially or completely combine several test methods, systems and/or test devices.
  • the geometric calibration can be checked easily and flexibly.
  • the geometric calibration can be checked after the exoscope has been delivered to a customer and/or at regular check intervals. It can therefore be checked easily and flexibly whether the customer has received and/or is using a sufficiently geometrically calibrated exoscope.
  • the calibration it can thus be ensured that the exoscope can work within the specified tolerance ranges and that representations can be generated that are pleasant for an operator to view, especially over a longer period of time.
  • Another advantage is that no heavy and/or unwieldy test equipment has to be brought to the customer in order to be able to check the geometric calibration.
  • the test procedure for checking the geometric calibration does not require a particularly powerful computing unit, but can be carried out with standard computing units.
  • the test device can be compact and designed for transport to the customer. Nevertheless, the test device can be used to check the geometric calibration of image capture units which comprise image capture devices which are light-sensitive in different spectral ranges. This and/or the compactness can be achieved by the test device comprising the conversion element. As a result, only first illumination light from the light supply needs to be guided in order to provide the first and second illumination light.
  • the simplicity of checking the geometric calibration can be achieved in particular by the calibration being verifiable using the calibration images. Calibration images can, for example, be recorded in the same or at least similar way as images would be recorded in normal operation. The image capture unit therefore does not have to be provided in a special way for checking the optical calibration.
  • the test device can in particular be a calibration test device for checking the geometric calibration.
  • the test device can in particular be set up to check the geometric calibration of medical imaging devices, wherein the imaging device comprises an image acquisition unit.
  • the light supply can be designed to provide illumination light such that the optical target can be illuminated and/or the conversion element can be at least partially illuminated. Guiding can mean that the light can be guided in a preferred direction. In general, guiding can mean that light is guided from a location where illumination light is coupled out of a light source to the target by means of one or more optical elements. This can include both beam guidance and diffuse, directed scattering.
  • the light supply can be designed to guide light with high efficiency, for example with a power loss of at most 50%, at most 40%, at most 30% or even at most 20%. Furthermore, light can be coupled into the light supply.
  • Illumination light can generally include wavelengths that can be assigned to the wavelength range of visible light. Illumination light can basically be understood as light that is intended for illuminating and/or illuminating a body and/or object.
  • the first illumination light can be intended, for example, for illuminating the conversion element and/or for illuminating the optical target.
  • light, in particular illumination light can be guided in the test device.
  • the first illumination light can in particular be light that can be coupled into the light supply and/or generated in it. Furthermore, the first illumination light can in particular be guided to the conversion element by means of the light supply.
  • light in a certain range can mean that a part of the entire spectral light intensity distribution of the light is located in this range.
  • the spectral light intensity distribution can be defined as the distribution of the light intensity over the various light wavelengths of the entire spectrum.
  • the part can be 10% to 100%, in particular 40% to 100% and preferably 80% to 100%.
  • a part can mean that the light intensity is distributed in such a way that at least substantially the light intensity is in the said spectral range.
  • the spectral range is visible light, for example, the light intensity of the light is substantially divided over the spectral range of visible light. This can be particularly relevant if features relate to the first illumination light and/or the first wavelength.
  • the conversion element can be designed to convert light with the first wavelength, in particular light of the first illumination light, into light with the second wavelength, in particular light of the second illumination light. Furthermore, the conversion element can be partially transparent to light with the first wavelength. For example, the conversion element can be designed to convert 10% - 100%, in particular 30% - 80%, preferably 40% - 60%, of the amount of light and/or the luminous flux of the light with the first wavelength into light with the second wavelength. In addition, the conversion element can be designed to convert light in narrow spectral bands in accordance with the other features. Narrow can mean that the converted spectral band is, for example, up to 200 nm, in particular 100 nm, preferably 50 nm, particularly preferably 20 nm wide.
  • the conversion element can in particular be designed to emit light with the second wavelength.
  • the emitted light can be used to illuminate the optical target.
  • light with the first wavelength can be used to illuminate the optical target.
  • the conversion element can be designed to convert and transmit light alternately over time.
  • the conversion element can comprise filters designed for light conversion.
  • the conversion element can in particular be designed to absorb light with the first wavelength and emit light with the second wavelength.
  • the wavelength of the light with the first wavelength can alternatively or additionally be halved by means of the conversion, for example by frequency doubling (second harmonic generation, SHG) and/or frequency multiplication by means of non-linear optical processes.
  • the second wavelength can be a wavelength from the ultraviolet range.
  • quantum dots can be provided for light conversion, or the conversion element can comprise quantum dots.
  • the conversion element can comprise a translucent or partially translucent plate.
  • the conversion element can alternatively or additionally comprise a transluminescent plate.
  • the conversion element can comprise a coating that acts in such a way that a larger amount of light and/or a larger luminous flux can be emitted with the second wavelength.
  • the conversion element can comprise a film, in particular a frosted film, and/or be covered with a film.
  • the optional plate of the conversion element can, for example, be covered with the film on one side and/or both sides.
  • One-sided and/or two-sided can refer in particular to the sides to which the light with the first wavelength can be guided or from which light with the second wavelength can be emitted.
  • the optical target can serve as a target or target object to which an optical system, in particular the medical imaging system, can be aligned or calibrated.
  • the optical target can comprise a structure which, when imaged, allows the calibration image to be captured. This can mean that an optical calibration can be carried out using an image of the structure of the optical target.
  • the optical target can be illuminated with light having the first wavelength, in particular the first illumination light, and with light having the second wavelength, in particular the second illumination light, or this light can be fed to it.
  • the optical target can comprise partially opaque areas and/or sections which can be used for optical calibration when they are imaged and/or captured by means of the calibration image.
  • a target point can be defined by means of the optical target, and the geometric calibration can be checked with reference to the target point.
  • several target points can also be provided.
  • the geometric calibration can be checked in several areas of the imaging areas of the image capture devices by means of the optical target.
  • the calibration image can be an image that can be recorded at least primarily for carrying out the check of the geometric calibration.
  • the calibration image can in particular be recorded with predefined and/or standardized image capture settings. This can mean that the image capture devices, the image capture unit and/or the medical system can have defined settings during the capture of the calibration image.
  • a temporal sequence of calibration images in particular a calibration video, is/will be captured.
  • calibration images can be captured at least essentially in real time and/or transmitted to a display device, and/or a representation of the calibration images can be displayed on the display device at least essentially in real time.
  • the calibration can be checked using a sequence of calibration images.
  • the medical imaging device can preferably be an exoscope. Alternatively or additionally, the imaging device can be an endoscope.
  • the medical imaging device can be configured to take images of an examination area. In some embodiments, the imaging device can be configured to generate magnified images of the examination area. The image can be observed while a medical procedure is being carried out and/or during a diagnostic action.
  • the medical imaging device can be mobile and/or movable. It can be provided that the imaging device is movable, for example, in an operating room. If a user requires support through imaging, for example, the imaging device can be movable to the site of use, for example a patient.
  • the imaging device can also be in itself be movable.
  • the image capture unit can, for example, comprise a movable holding arm and/or the image capture unit can be arranged on the movable holding arm.
  • the image capture unit can basically be set up to capture images.
  • the image capture unit can comprise the imaging part of the imaging device.
  • the image capture unit can house the components involved together.
  • the image capture unit can be selectively attached to the holding arm and/or detached from it. This can mean that the image capture unit can be exchanged for another image capture unit.
  • the image capture unit can comprise connections by means of which image data, signals and/or electrical supply energy can be exchanged with the medical imaging device, in particular with a control unit of the imaging device, and/or transferred between them.
  • the image capture unit can comprise several, for example two, three, four, five and/or six image capture devices.
  • Each image capture device can comprise an image sensor.
  • the image sensor can comprise a CCD sensor and/or a CMOS sensor.
  • each image capture device can comprise an optical device by means of which light can be guided to the image sensor.
  • the light can be coupled into the image capture unit by means of an input optic.
  • each image capture device can comprise its own input optic.
  • the image capture unit comprises an input optic by means of which light can be coupled into all image capture devices.
  • the coupled-in light can then be divided between the image capture devices, for example by means of a beam splitter.
  • the input optic can comprise a converging lens. All image capture devices can have a common image plane.
  • the image capture devices can be at least substantially identical in construction. Preferably, all image capture devices can have at least substantially identical image capture characteristics. For example, the light can be guided to the image sensor in the same way and/or a distance to the input optics can be the same.
  • the image capture devices can also be set up to image the same imaging area. This is particularly the case if the image capture devices have good geometric calibration to one another.
  • the image capture devices can image the imaging area from slightly different imaging angles. This can, for example, make it possible to create a spatial representation of the imaging area. This can mean that the image capture unit can at least partially be a stereo image capture unit.
  • the image capture unit can be designed to guide light in different spectral ranges and/or to image the imaging area in different spectral ranges.
  • the first image capture device in the first spectral range and the second image capture device can be light-sensitive in the second spectral range.
  • the image sensor can be light-sensitive in the spectral range of visible light, in the spectral range of ultraviolet light and/or in the near-infrared spectral range. “Light-sensitive” can be understood in particular to mean that the respective image sensor is set up to perceive light in the specified range of the electromagnetic spectrum or the specified wavelength range and/or to capture images.
  • the image sensor can also be light-sensitive in the specified range and additionally in a wavelength range beyond that.
  • an image sensor can be light-sensitive in the near-infrared wavelength range and additionally in the range of visible light.
  • the wavelength range of visible light can basically be understood as the wavelength range between about 380 nm and 780 nm, in particular between 400 nm and 700 nm.
  • the geometric calibration of an image capture unit can be understood to mean that the image capture unit is aligned such that images can be captured in a specific coordinate system. This can mean that the image capture unit is aligned to a specific point and/or a specific pattern.
  • the imaging area of an image capture unit that has a geometric calibration is in a specific expected range, within the limit of expected and/or application-specific tolerances. The tolerances are determined, for example, by the need for exact geometric calibration. For some embodiments, a tolerance of, for example, 1 pixel to 100 pixels, in particular 3 pixels to 50 pixels, preferably 5 pixels to 25 pixels, can be sufficient.
  • Two image capture units that have a common geometric calibration can, for example, be set up to image images of imaging areas in a common coordinate system.
  • a spatial point that is imaged by means of one of the geometrically calibrated image capture units can be at a first location of the image of this image capture unit and the same spatial point that is imaged by means of the other geometrically calibrated image capture unit can be at least a second location of the image of this image capture unit, wherein the first location at least substantially corresponds to the second location with respect to the image boundaries.
  • the pixel size of different imaging devices can vary.
  • a specification of the number of pixels should be understood in the context of common pixel sizes.
  • a pixel can be between 10 pm and 1 mm in size.
  • the calibration images of the image acquisition unit can be used to check the geometric calibration. This can mean, for example, that the relative position of an image of the optical target in two calibration images is comparable relative to each other in order to check the geometric calibration. A deviation in the relative position in two calibration images can indicate insufficient geometric calibration. A deviation in the relative position can also indicate sufficient calibration, provided the deviation is within a tolerance range.
  • the calibration images can each be captured using one of the image capture devices.
  • the second wavelength can comprise a wavelength from the infrared range, in particular from the near-infrared range.
  • This can mean that light with the first wavelength can be converted into light with the second wavelength by means of the conversion element, wherein the second wavelength can be assigned to the near-infrared light.
  • the conversion element can in particular be designed to emit and/or radiate infrared, in particular near-infrared, radiation.
  • Near-infrared radiation can, for example, have a wavelength of approximately 780 nm to 3 pm.
  • Infrared radiation can generally have a wavelength of approximately 780 nm to 1000 pm.
  • the imaging range of an image capture unit can be imaged in infrared, in particular near-infrared, radiation.
  • infrared light can be detectable in different spectral ranges. This advantageously makes it possible to obtain information about an object that can go beyond the information that can be obtained from an image with visible light radiation.
  • molecules that are present in the imaging area can emit near-infrared radiation. The presence of these molecules and/or a quantity of these molecules can be checked by imaging using near-infrared radiation.
  • tissue and/or structures can be specifically marked with these molecules.
  • the molecules can specifically be dyes, in particular fluorescent dyes. In some embodiments, they can also be native molecules, for example the body's own proteins.
  • the detection can then be directed at autofluorescence.
  • the types of tissue can include, for example, cancerous tissue.
  • cancerous tissue By marking cancerous tissue with molecules that emit light with near-infrared radiation, it can be concluded that this tissue is present in the imaging area.
  • a representation based on the near-infrared radiation can be generated and made available to the user.
  • the near-infrared radiation can be represented in a color-coded manner.
  • a representation based at least partially on near-infrared radiation can be represented superimposed on a representation based at least partially on visible light.
  • the second wavelength comprises a wavelength from the infrared range, in particular from the near-infrared range, since this makes it possible to check the geometric calibration of an image capture device operating in the second spectral range.
  • the test device and/or the system does not have to include an illumination device by means of which light with the second wavelength can be generated. This makes it possible to provide a particularly compact test device.
  • a cost-effective and/or less error-prone test device can be provided.
  • the test device can advantageously be flexible and/or easily transportable to a customer in order to check the geometric calibration. In particular, it can be avoided that a bulky, expensive, complex and/or heavy test device is necessary for checking the geometric calibration and/or has to be transported to a customer.
  • Comprising, generating and/or converting can generally mean "at least predominantly” comprising, generating and/or converting.
  • "At least predominantly” comprising, generating and/or converting can refer in particular to the spectral light intensity distribution.
  • “At least predominantly” in this context can mean that a main component of the spectral intensity distribution is located in the specified spectral range. For example, at least over 80%, in particular at least 90%, preferably at least 95% of the light intensity can be located in the specified spectral range. If, for example, illumination light at least predominantly comprises light from the visible range, this can mean that at least 95% of the light intensity can be assigned to the spectral range of visible light.
  • the first illumination light can comprise at least predominantly light from the visible range.
  • Such illumination light can be provided by available, common light sources, in particular simply and/or efficiently.
  • the conversion element can be designed to convert light from the visible range at least partially into light from the infrared range. Light that is easy to provide can therefore be converted into light that is less easy to provide. Infrared light sources can be more expensive and/or less available than white light sources. This is particularly the case because a white light source is usually present in the operating room, but not an infrared light source. By designing the conversion element in this way, a particularly simple, efficient, cost-effective and/or compact testing device can be provided.
  • the conversion element can have luminescent properties, wherein the conversion element is designed to use the luminescent properties to at least partially convert light of the first illumination light with the first wavelength into the second illumination light with the second wavelength different from the first wavelength.
  • the conversion element can have fluorescent and/or phosphorescent properties.
  • the conversion element can, for example, have a have a coating, be formed at least partially from a material alloy, comprise a material that is luminescent, in particular fluorescent and/or phosphorescent.
  • the conversion element can be designed to absorb light with one wavelength, in particular the first wavelength, and to emit light with another wavelength, in particular the second wavelength.
  • the conversion element can thus be manufactured inexpensively and/or compactly.
  • different second wavelengths can be provided flexibly and/or efficiently, in particular optionally. For this purpose, different conversion elements with different optical properties can be provided, which can be quickly exchanged with one another.
  • the test device can comprise a holder, wherein the holder is provided to enable the test device to be coupled to a medical imaging device to be tested.
  • the holder By means of the holder, it can be achieved that the checking of the geometric calibration can be carried out reproducibly.
  • the test device can be operated easily, in particular by the test device being efficient, easy and/or simple to align with respect to the imaging device.
  • the holder can also comprise a spacer that defines a distance between the medical imaging device to be tested and the target.
  • the distance can, for example, correspond approximately to the distance that the imaging device, in particular an image capture unit and/or input optics of the imaging device, can usually have in operation from an object to be examined.
  • the distance can be specifically coordinated with the optical target and/or with the imaging device.
  • the distance can at least substantially correspond to a focal length of the first image capture device and/or a focal length of the second image capture device.
  • the distance can be at least 5 cm, at least 10 cm or at least 20 cm and/or at most 100 cm, at most 80 cm or at most 50 cm. Reproducibility of the inspection can be increased.
  • the inspection can be standardized.
  • the holder can be designed to support the weight of the test device when coupled to the medical imaging device to be tested.
  • the test device can be coupled to the imaging device in such a way that the test device does not stand on the floor.
  • the test device does not have to include a support leg and/or the like.
  • the system comprising the test device and the imaging device can therefore be coupled better, in particular dynamically.
  • fewer vibrations and/or less vibration energy can be transferred to the test device via the floor.
  • the accuracy of the inspection can be improved.
  • the test device can be made more compact.
  • the holder can also comprise a coupling section for coupling to the medical imaging device to be tested, wherein the coupling section comprises a projection which is designed to hold the test device by engaging behind it.
  • the imaging device can also comprise a holding section to which the holder can be coupled.
  • the projection can at least partially engage behind the holding section.
  • the projection can be designed to hold the test device during coupling by engaging behind it, in particular at least in sections of the holding section.
  • the test device can be rotated about the projection during coupling, in particular while it partially engages behind the holding section.
  • the projection can be rotatably mounted in the holding section.
  • the test device, in particular the coupling section and/or the projection, and the imaging device, in particular the holding section can jointly form a connection.
  • the connection can, for example, comprise a dovetail connection. This makes it possible to provide a compact and/or efficient test device.
  • the coupling section can further comprise a movable holding element that is designed to selectively fix the holder to the medical imaging device to be tested or to release it from it.
  • the holder can be clamped to the imaging device by means of the holding element.
  • the movable holding element can be designed to engage behind the imaging device, in particular the holding section, in sections.
  • the movable holding element can comprise a tensionable holding element, in particular a clamping spring, an adjusting spring and/or the like, a screw and/or a locking lug. This means that the testing device can be selectively fixed to the imaging device and/or released from it in a simple manner. Coupling can take place quickly and/or flexibly.
  • the light supply can comprise a reflective screen that is designed to guide the illumination light to the conversion element, the screen having a cross-sectional area that increases in the direction of the conversion element.
  • the screen can be funnel-shaped and/or conical, for example. Reflective can mean that a large part of the incident light is reflected. Reflective can also include diffusely reflective.
  • the screen can comprise a reflective coating. The coating can be mirror-like.
  • the coating can comprise white paint that is designed to diffusely reflect light. "White" refers in particular to the visible spectral range. Light can be guided to the conversion element efficiently and/or without major light losses.
  • the test device can comprise a light guide connection to which a light guide can be connected in such a way that the first illumination light guided in the light guide can be guided into the test device can be coupled in.
  • the test device does not have to include its own light source.
  • the system and/or the medical imaging device can include a light source.
  • a light guide of this light source can be connectable to the test device.
  • the light guide connection can be any common light guide connection. If the geometric calibration of a medical imaging device is to be checked, no light source therefore has to be transported. It is sufficient to transport the test device to the customer.
  • a light source present there can be connected to the test device.
  • the light guide preferably guides first illumination light, which at least predominantly comprises white light and/or visible light.
  • the light guide termination can be arranged at a proximal end of the reflective screen, which has a first cross-sectional area
  • the conversion element can be arranged at a distal end of the reflective screen, which has a second cross-sectional area, wherein the second cross-sectional area is larger than the first cross-sectional area.
  • the light supply can comprise a diffusion element that is designed to disperse and homogenize light from the first illumination light.
  • the diffusion element can comprise a plate that is designed for diffusion.
  • the plate can comprise a coating.
  • the plate can comprise a frosted glass plate and/or a milky Plexiglas plate.
  • the diffusion element can be arranged at the distal end of the reflective screen.
  • the conversion element can be arranged distally from the diffusion element.
  • the conversion element can contact the diffusion element.
  • the conversion element can comprise a plate that is arranged lying on the diffusion element. The diffusion element and/or the conversion element can be fixed and/or fixable in this configuration.
  • the test device can comprise a receiving slot into which the diffusion element and/or the conversion element can be inserted.
  • the receiving slot can be closable.
  • the diffusion element can be used to achieve homogeneous illumination of the conversion element and/or the optical target. This can increase the accuracy of the inspection.
  • the optical target can be movably mounted.
  • the test device can comprise a bearing device in which the optical target is movable.
  • the target can be movable, for example, in a plane that corresponds to a main plane of the conversion element and/or of the diffusion element.
  • the bearing device prevents the target from being movable perpendicular to the plane, i.e. that the mobility is limited to the plane.
  • the main plane can comprise the radiation plane of the conversion element, from which radiation is emitted in the direction of the optical target.
  • the plane can be at least substantially parallel to the plane that can be imaged by the imaging unit, in particular in a coupled state, or in which the calibration image is to be captured by means of the imaging unit.
  • the optical target can therefore be movably mounted in the image plane of the imaging unit.
  • the optical target can further comprise at least one handle by means of which the target can be moved.
  • the handle can be removable.
  • the target can be inserted into the bearing device, in particular in a state in which the handle is removed.
  • the bearing device can be designed in such a way that the mobility of the target is reduced.
  • the target can be mounted in a clamped manner.
  • the test device in particular the bearing device, can comprise, for example, a rubber coating that is compressed by the target when the target is inserted into the test device. This can reduce the risk of the target moving inadvertently with respect to the imaging device. Operating safety is increased. Because the target is movable, the target can be aligned with respect to the imaging device.
  • the optical target can comprise at least one calibration pattern and the calibration pattern can be imaged on the calibration image.
  • the calibration pattern can be clearly recognizable in the calibration image and/or can be represented and/or imaged, for example, with a sharp contrast and/or in a different color than the surroundings.
  • the calibration pattern can be provided in such a way that the geometric calibration can be checked easily and/or quickly using the calibration pattern.
  • the calibration pattern comprises opaque, light-reflecting and/or light-absorbing sections.
  • the calibration pattern can comprise, for example, a black print on a film.
  • the calibration pattern can be designed as a relief in a plate, wherein the relief can be filled with a black and/or light-absorbing material.
  • a film comprising the calibration pattern can, for example, be arranged between two light-permeable plates, in particular glass plates, or clamped and/or stretched. The plates can reduce the risk of damage to the calibration pattern.
  • the calibration pattern may further comprise at least one line and/or one cross.
  • the line and/or the cross may in some embodiments also comprise isolated elements such as dots, lines or other objects that are arranged on a line and/or a cross and thereby form the line and/or the cross.
  • the line and/or the The cross is easy to recognize in the calibration image. It is also particularly well suited to checking the optical calibration.
  • a cross is preferable. The cross can be used to easily check the optical calibration in two spatial directions.
  • the calibration pattern can comprise a central rectangular cross with elongated arms, the center of which can be arranged in the center of the calibration image, and which divides the calibration image into four quadrants, wherein in each of the four quadrants there is another rectangular cross with elongated arms, the center of which is arranged in a central region of the corresponding quadrant.
  • Elongated arms can mean that the cross can have thin arms.
  • an arm can extend in width, for example, over 1 pixel to 20 pixels, in particular over 1 pixel to 10 pixels, preferably over 1 pixel to 5 pixels.
  • the center of the central cross can be moved to the center of the calibration image by moving the optical target. This makes it possible to check the geometric calibration in the center.
  • a central region can mean a region of the quadrant that includes the middle of the quadrant.
  • the middle of the quadrant can at least essentially include the middle of the central region.
  • the central region can cover, for example, up to 50%, in particular up to 30%, preferably up to 15%, of the area of the quadrant.
  • the central region can in particular be arranged in the middle of the quadrant. This can mean that overall the geometric calibration can be checked in a region of the calibration image that includes at least essentially half of the side edge in both directions from the center. Consequently, it can be ensured that the image acquisition unit has good geometric calibration over a large imaging area. This makes it possible to achieve particularly good imaging quality and particularly good spatial representation.
  • the optical target can be integrated with the conversion element.
  • the calibration pattern can be printed on the conversion element and/or a film comprising the optical target can be clamped onto the conversion element.
  • the test device can be made more compact and/or lighter. Furthermore, the complexity of the test device can be reduced.
  • the system can further comprise a lighting device that is connected and/or connectable to the light supply.
  • the lighting device can comprise a light source, in particular a white light source.
  • light comprising the first wavelength, in particular the first illumination light can be
  • the lighting device can be connected to the light supply in particular by means of a light guide.
  • the lighting device can be connectable to the imaging device in an imaging operating mode to provide lighting light during image acquisition.
  • the lighting device can be connectable to the test device to provide lighting light.
  • a lighting device can be provided to provide lighting light for the imaging device and the test device. Imaging devices usually have a lighting device and/or a lighting device is provided anyway for operating the imaging device. This means that a lighting device is usually present when an imaging device is present. The test device can then be operated with this lighting device. As a result, no separate lighting device has to be provided in order to be able to check the geometric calibration.
  • the system can further comprise a display device that is designed to display a calibration representation based on the calibration images for a user.
  • a representation of images of an object can be displayed on the display device, wherein the images can be captured by means of the imaging device.
  • the representation can in particular comprise the spatial representation and/or the overlay representation.
  • a display device that is already available can therefore be used for the check.
  • the calibration images can comprise at least one first calibration image recorded by the first image capture device and at least one second calibration image recorded by the second image capture device, and the calibration representation can comprise an overlay representation based on the first calibration image and the second calibration image.
  • “Overlay representation” can mean that the representation is based on both calibration images.
  • an overlay representation can be understood to mean a blending representation.
  • the overlay representation can comprise, for example, the first calibration image and the second calibration image, with at least one of the calibration images being shown partially transparently.
  • image areas of the respective calibration images can be compared and/or aligned with one another. For example, a spatial position of components of the calibration images can be compared. This makes it possible to check the geometric calibration.
  • the overlay representation can comprise sections of the first calibration image and the second calibration image arranged spatially next to one another.
  • the sections of the calibration images can be about 5 pixels to 500 pixels, in particular 20 pixels to 250 pixels, preferably 30 pixels to 100 pixels in size, in particular based on at least one side length.
  • the sections can be square and/or rectangular.
  • the pixel information can then relate to the length of a side, in particular a longer side.
  • the size can relate to the extension in a spatial direction. This allows the geometric calibration to be checked by comparing the calibration images section by section. In this way, it is easy to check whether the calibration images depict an object, for example the optical target, in the sections in the same way, in particular at the same location. An offset of these images indicates the quality of the geometric calibration.
  • the overlay representation can comprise multiple sections of the first calibration image and the second calibration image arranged alternately next to one another in two different spatial directions.
  • the calibration representation can have a checkerboard pattern.
  • the fields of the checkerboard can comprise sections of the first calibration image and the second calibration image arranged next to one another. This makes it possible to check the geometric calibration in both spatial directions.
  • the optical target can comprise the calibration pattern and the sections of the respective calibration images used for the overlay display can at least partially depict the calibration pattern. This makes it possible to check whether there is an offset of the calibration pattern in the overlay display.
  • the offset is an indicator of the quality of the geometric calibration.
  • the geometric calibration can be checked in a simple manner.
  • the system can further comprise an input device by means of which control commands for checking the calibration of the image capture unit can be initiated by a user.
  • the input device can comprise a laptop, a computer, a mobile terminal, for example a mobile phone and/or a tablet, in particular a mouse and/or a keyboard.
  • arrow keys on the keyboard can be used to initiate a control command for moving a display.
  • the control commands can be used to switch through a menu that can be provided for navigating through the check of the geometric calibration.
  • the display device can be designed to display an alignment aid for aligning the optical target relative to the image capture unit.
  • the alignment aid can, for example, be provided to assist in moving the calibration pattern, in particular the central cross, into the center of the calibration image.
  • the alignment aid can mark the center and/or the middle of the calibration image and/or the overlay display, and the optical target can be aligned using the alignment aid.
  • the optical target can be easily aligned within the test device.
  • the optical target can be provided specifically for the imaging device.
  • the alignment aid comprises a central cross with elongated arms. The optical target can be moved in such a way to align it that as large a proportion of the representation of the image of the target as possible overlaps the alignment aid.
  • the image capture unit can comprise a third image capture device that is light-sensitive in the first spectral range and a fourth image capture device that is light-sensitive in the second spectral range.
  • Stereo image capture can be carried out in the first spectral range by means of the first image capture device and the third image capture device, and stereo image capture can be carried out in the second spectral range by means of the second image capture device and the fourth image capture device.
  • stereo image capture can be carried out in the spectral range of visible light and additionally in the near-infrared and/or ultraviolet spectral range.
  • a stereo representation, in particular a spatial representation can be generated based on the stereo images in the two spectral ranges.
  • the stereo representation based on the stereo images in a spectral range at least predominantly outside of visible light can be represented in a spectral range of visible light.
  • the geometric calibration may include an alignment of the imaging areas of all image acquisition devices with each other.
  • stereo image capture can be carried out using the first image capture device and the second image capture device and/or using the third image capture device and/or the fourth image capture device.
  • image capture devices can be used in any combination for stereo image capture.
  • three, four, five and/or six image capture devices can be used together for stereo image capture. This can mean that stereo image capture does not necessarily have to be carried out in the first and/or the second spectral range.
  • stereo image capture can be carried out together in the first spectral range and the second spectral range.
  • the test method may further comprise the step of coupling the test device to the medical imaging device.
  • the coupling may in particular comprise placing and/or hooking the projection of the test device onto the imaging device and/or may further comprise operating the movable holding element.
  • the test device may be placed onto the imaging device at at least one point and pivoted about the point. After coupling, the test device is in a coupled state. In this state, the image plane of the Image capture unit, or the image capture devices, preferably lie at least substantially parallel to the plane in which the optical target, in particular the calibration pattern, extends.
  • It may further comprise the step of connecting a lighting device to the test device.
  • the illumination device can be configured to be connected to the imaging device in an imaging operating mode for providing illumination light during image acquisition.
  • the overlay display can include the spatially adjacent sections of the first calibration image and the second calibration image such that the image of the calibration pattern is displayed at least in sections in the spatially adjacent sections of the first calibration image and the second calibration image.
  • the geometric calibration can be checked, for example, independently of the resolution of the display device. This is particularly true in comparison to a fade-in display.
  • the verification process may further comprise the steps of displaying a verification aid in the calibration representation, the verification aid framing a verification area and thereby defining a tolerance range for the verification, moving the verification aid in the calibration representation such that a first portion of the image of the calibration pattern lies within the verification area, the first portion originating from the first calibration image, and checking whether the verification aid is movable such that, in addition to the first portion, a second portion of the image of the calibration pattern lies within the verification area, the second portion originating from the second calibration image.
  • the inspection aid can comprise a rectangular frame. "Rectangular" can comprise the shape of a rectangle with rounded corners.
  • the inspection area can be defined by the section of the frame.
  • the inspection area can be viewable by a user. This can mean that a user looks at the inspection area or the section of the frame to assess the geometric calibration. The larger the tolerance range, the larger the section of the frame can be, or the larger the inspection aid can be. Since an image of the calibration pattern can be shown in sections in the calibration representation, a section-wise offset of the image of the calibration pattern can occur between the calibration images. This offset can be smaller, the better the geometric calibration is. The offset can be so large that two sections of the image of the calibration pattern cannot be framed by the checking aid, with the image of the calibration pattern being shown in different calibration images.
  • the line can be shown in the calibration representation as two parallel, offset, broken lines, with the lines each running along the sections of the respective calibration image.
  • the image of the calibration pattern can be shown as if it were shown in just one calibration image, in particular at least substantially offset-free if the geometric calibration is ideal.
  • the geometric calibration can be checked in at least two spatial directions using the checking aid.
  • the checking aid comprises the rectangular frame
  • the geometric calibration can be checked in the direction of each extension direction of the sides of the frame.
  • the overlay representation can be shown in a checkerboard pattern. This can mean that a periodic offset of the calibration pattern can occur between the individual fields of the chessboard, in particular in two directions of the chessboard.
  • the calibration pattern can, for example, comprise a cross that extends in two directions.
  • the checking aid can be movable using control commands.
  • a user can initiate the control commands.
  • the user can, for example, use a control command to move or shift the checking aid pixel by pixel and/or two pixel by pixel in one of the directions.
  • the user can initiate the control command frequently until, for example, he either recognizes that the two sections of the image of the calibration pattern are within the checking aid, in particular the tolerance range, and/or until he recognizes, for example, that the checking aid, in particular the tolerance range, cannot be moved in such a way that the two sections of the image of the calibration pattern are within the checking aid, in particular the tolerance range.
  • the inspection pattern comprises a right-angled cross with elongated arms.
  • the geometric calibration can be checked in two spatial directions.
  • this method of checking is suitable for checking the geometric calibration after delivery of the image capture unit or the imaging device to a customer.
  • the geometric calibration can be checked quickly and/or efficiently after delivery to ensure that the customer has received a sufficiently calibrated image capture unit.
  • no particularly heavy, bulky and/or difficult to transport test equipment is required.
  • the verification of the geometric calibration can be assessed as positive if the verification aid can be moved in such a way that, in addition to the first section, a second section of the image of the calibration pattern lies within the verification area, which comes from the second calibration image.
  • Positive can mean that the image acquisition unit is geometrically calibrated in such a way that a sufficiently good spatial representation of an object can be created for an application and/or a sufficiently good overlay representation of images of the object can be created, whereby the images were captured in different spectral ranges.
  • the assessment can result from the application. According to some applications, a particularly good representation quality is necessary. In such cases, a smaller verification aid or a smaller tolerance range can be used for the verification.
  • the inspection aid can extend in one spatial direction over at least 5, preferably at least 10 pixels and in a spatial direction perpendicular thereto over at least 5, preferably at least 18 pixels.
  • the number of pixels can be closely related to the pixel size, the resolution of the display, the image sensor used and/or the required size of the tolerance range and/or the inspection aid.
  • the test method can also include further checking processes for which the checking aid is moved into different image areas of the calibration representation.
  • Different image areas can mean areas between which several, for example at least two, three, four, five and/or six of the checking aids would fit.
  • the image areas can be spaced apart from one another.
  • the image areas can be moved into different edge areas of the calibration representation. This allows, for example, an assessment of the homogeneity of the geometric calibration over the entire imaging area of the image capture devices. Furthermore, distortion of the images of the image capture devices can be checked.
  • the calibration representation can be rectangular. At least one rectangular calibration representation can be divisible into four areas that are at least essentially the same size, in particular rectangular. These areas can be the quadrants. This makes it easy to carry out a reproducible check of the geometric calibration in several areas of the calibration representation.
  • the calibration pattern can be designed in such a way that it comprises at least one partial pattern which, when it is imaged, can be displayed in the central area of the calibration representation.
  • the test method can include a step of generating an enlarged representation of a section of the calibration representation, so that central areas of each of the quadrants of the calibration representation are each shown in an area of a corner of the enlarged representation.
  • This can mean that the enlarged representation can be generated by enlarging the calibration representation twice.
  • the geometric calibration in the center and/or in the corners of the enlarged representation can be checked and/or verified. This makes it easier and faster to find the center of the quadrants and/or to check the geometric calibration in the central areas of the quadrants of the calibration representation.
  • the test method can be carried out more efficiently and reliably.
  • the test method can further comprise a preparation process.
  • the preparation process can comprise the steps of capturing an image of the optical target with one of the image capturing devices, generating a representation of the target based on the captured image, displaying an alignment aid for aligning the optical target relative to the image capturing unit and aligning the optical target with the alignment aid by moving the target.
  • the preparation process can be carried out and/or carried out before carrying out at least one inspection process.
  • the preparation process can be carried out and/or carried out before at least substantially every inspection process.
  • the arrangement of the optical target can be simplified by means of the alignment aid. For example, the optical target can be arranged more easily at a target location at which the target can be imaged in such a way that it can be represented at a desired location in the calibration representation.
  • the desired location can in particular be the center of the calibration representation. This may mean that the alignment aid can mark and/or point to the center of the calibration image. This allows the inspection procedure to be quickly and/or easily applicable to different image capture devices. Furthermore, for example, movement of the target during the execution of an inspection procedure can be compensated.
  • the calibration pattern can comprise a central rectangular cross with elongated arms and the alignment aid can comprise a rectangular cross with elongated arms.
  • Two patterns that are at least substantially similarly shaped and/or designed can be compared in a particularly simple manner. For example, an overlap degree of Representations of both patterns can be easily compared and/or the quality of the alignment can be assessed based on the degree of overlap. A high degree of overlap can mean good alignment.
  • the alignment aid can, for example, comprise a frame in the section of which the image of the optical target is to be arranged at least substantially.
  • the image capture unit can further comprise at least one further image capture device and the image capture devices can have a common geometric calibration with respect to their imaging areas.
  • the test method can further comprise checking the calibration of the image capture devices in pairs. By checking the image capture devices in pairs, a high quality of the spatial representation and/or the superimposition representation can be achieved. For example, a pair of image capture devices can be set up for stereo image recording and/or another pair can be set up for stereo image fluorescence recording in the near-infrared spectral range.
  • the geometric calibration of all of these image capture devices can be checked in pairs. The pair-wise checking can take place one after the other.
  • the geometric calibration of several image capture devices can be checked in a simple and efficient manner.
  • the present invention may further provide for a system for carrying out a test method.
  • the system may be used to carry out the test in an automated and/or partially automated manner.
  • the present invention may further provide for the provision of program code comprising instructions which, when executed by a processor, cause a testing method according to the invention to be carried out.
  • the present invention may further provide for a computer program product comprising a machine-readable medium on which program code according to the invention is stored.
  • first, second, third object, etc. these serve to name and/or assign Objects.
  • a first object and a third object can be included, but not a second object.
  • a number and/or sequence of objects could also be derived using number words.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a system
  • Fig. 2A is a schematic representation of an image acquisition unit of the system in a
  • Fig. 2B is a schematic representation of the image acquisition unit in a plan view
  • Fig. 20 is a schematic representation of the image acquisition unit in a view of the
  • Fig. 3 is a perspective view of a test fixture of the system and the image acquisition unit
  • Fig. 4 is a perspective sectional view of a portion of the test device
  • Fig. 5 is a representation of a portion of the test device at the distal end of a holder
  • Fig. 6 is a perspective view of a portion of the test device at the proximal end
  • Fig. 7 is a schematic representation of the functional principle of the test device
  • Fig. 8 is an exemplary schematic representation of an intensity distribution
  • Fig. 9 is a schematic sectional view of an optical target
  • Fig. 10 shows an embodiment of a calibration pattern
  • Fig. 11 shows a calibration image comprising an image of a calibration pattern and an alignment aid
  • Fig. 12 shows a calibration representation based on a first calibration image and a second calibration image
  • Fig. 13 a verification aid
  • Fig. 14 is a schematic representation of an enlarged representation of the calibration representation comprising an overlay of the verification aid and the image of the calibration pattern;
  • Fig. 15 shows a section of the calibration representation, on the basis of which the geometric calibration is positively evaluated
  • Fig. 16 shows a section of the calibration representation, on the basis of which the geometric calibration is evaluated negatively;
  • Fig. 17 shows another embodiment of an overlay representation
  • Fig. 18 is a schematic flow diagram comprising several steps of a test method
  • Fig. 19 is a schematic flow diagram comprising several steps of a verification process
  • Fig. 20 is a schematic flow diagram comprising several steps of a preparation process.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the system 100.
  • the system 100 comprises an image capture unit 64, a test device 10, a lighting device 74, a display device 78 and an input device 86.
  • the device trolley 124 comprises rollers so that it can be moved in space. For example, a user can move the device trolley 124 to a location where the image capture unit 64 is to be used.
  • the image capture unit 64 is detachably attached to a movable support arm 122.
  • the image capture unit 64 can, for example, be exchangeable for another image capture unit (not shown).
  • the image capture unit 64 can be positioned in space in all three spatial directions using the support arm 122.
  • the user can, for example, position the image capture unit 64 in such a way that an image of an object, for example an examination area to support an action, can be captured using the image capture unit 64.
  • a sequence of images can be captured, for example a video.
  • a representation of the image and/or the video can be displayed on the display device 78. The user can therefore view the representation of the image and/or the video on the display device 78 while performing an action.
  • the image capture unit 64 is set up for stereo imaging.
  • the image capture unit 64 comprises a plurality of image capture devices 66, 68, 88, 90, 114.
  • a more precise schematic representation of the image capture unit 64 is shown in Figs. 2A and 2B.
  • Stereo imaging can mean that a spatial representation can be generated. This is based on at least two images from two image capture devices 66, 68, 88, 90, 114.
  • the image capture unit 64 is basically set up to capture images in a first spectral range 70, which is predominantly within the spectral range of visible light.
  • the image capture unit 64 is set up to capture images in a second spectral range 72, which is at least predominantly outside the spectral range of visible light.
  • the image capture unit 64 is also set up for stereo imaging in the second spectral range 72.
  • a spatial representation of the images of both spectral ranges 70, 72 can be shown together in a spatial superposition representation (not shown).
  • the second spectral range 72 can comprise a second wavelength 18, wherein the second wavelength 18 comprises a wavelength from the infrared range, in particular from the near infrared range.
  • This can, for example, enable a Luminescence imaging, in particular fluorescence imaging and/or phosphorescence imaging, may be possible.
  • a structure to be examined within the examination area can be colored, for example, using a fluorescent dye which absorbs first light, in particular first illumination light, which comprises a first wavelength 16, and emits light which comprises the second wavelength 18.
  • the first wavelength 16 is to be assigned to the spectral range of visible light, or the first light, in particular the first illumination light, comprises at least predominantly light from the visible range. Consequently, the structure to be examined can be localized more precisely and/or made visible using the spatial superimposition representation.
  • the image capture unit 64 further comprises a light supply connection 126.
  • a light guide 44 of the lighting device 74 can be connected to the light supply connection 126.
  • the lighting device 74 is designed to generate and/or provide the first illumination light. This means that the lighting device 74 is designed to generate predominantly light in the visible range.
  • the lighting device 74 is connected to the imaging device 26, in particular to the image capture unit 64, to provide illumination light during image capture.
  • a calibration mode it is provided that the lighting device 74 is connected to the testing device 10.
  • a geometric calibration of the image capture unit 64 is checked.
  • only one lighting device 74 is provided for operating the testing device 10 and the imaging device 26.
  • the imaging device 26 is typically operated with lighting devices such as the lighting device 74, so that such a lighting device is present anyway when the imaging device 26 is operated.
  • the light guide 44 can be connected to the test device 10, in particular to a light guide connection 42 of the test device 10.
  • the light guide 44 is connected to the test device 10 so that the first illumination light, which is guided in the light guide 44, can be coupled into the test device 10 and/or is coupled into it.
  • the test device 10 is coupled to the imaging device 26, in particular the image capture unit 64, by means of a holder 24 of the test device 10.
  • the test device 10 is coupled to an input optics (see Figs. 2A and 2B) of the image capture unit 64.
  • at least one image of an object within the test device 10 can be and/or be captured by means of the image capture unit 64.
  • at least one image of an optical target 20 is captured.
  • the optical target 20 is at least partially illuminated by means of light provided by the illumination device 74.
  • the image capture unit 64 in particular the image capture devices 66, 68, 88, 90, 114, have the geometric calibration with respect to their imaging areas. As described in more detail in the following figures, the image capture unit 64 is set up to record calibration images 22 of the optical target 20, and the geometric calibration of the image capture unit 64 can be checked using the calibration images 22.
  • An embodiment of a test device 10 is shown in more detail in the following figures. The following figures also show how the test device can be operated, for example.
  • Recorded images can be displayed on the display device 78.
  • the representations are displayed on the display device 78.
  • the display device 78 displays the calibration representation 80 for a user, wherein the calibration representation 80 is based on the calibration images 22.
  • the calibration representation 80 comprises an overlay representation 82 which comprises sections 84 of the calibration images 22 arranged spatially next to one another.
  • the sections 84 originate alternately from one of the calibration images 22.
  • the overlay representation 82 comprises several sections of one of the calibration images 22 arranged alternately next to one another in two different spatial directions.
  • the overlay representation 82 is shown in more detail at least in Fig. 11. In the imaging operating mode, for example, spatial representations, in particular spatial overlay representations, are displayed on the display device 78.
  • the user can, for example, initiate control commands to check the calibration of the image capture unit 64.
  • the medical imaging device 26, in particular the image capture unit 64 can be controlled.
  • the input device 86 can be connected to the imaging device 26, in particular the image capture 64, for example, as shown in Fig. 1.
  • FIG. 2A, 2B and 2C show a schematic representation of the image acquisition unit 64 of the medical imaging device 26 of the system 100 in different views.
  • Fig. 2A shows a schematic representation of the image acquisition unit in a side view
  • Fig. 2B shows a schematic representation of the image acquisition unit 64 in a top view
  • Fig. 2C shows a schematic representation of the image acquisition unit 64 in a view of the rear of the image acquisition unit 64.
  • the image acquisition unit 64 comprises several image acquisition devices 66, 68, 88, 90, 114.
  • the image acquisition devices 66, 68, 88, 90, 114 are housed together by means of the housing 128.
  • the image capture unit 64 comprises an input optics 130, by means of which light for the image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 can be coupled into the image capture unit 64.
  • the Image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 have at least substantially the same optical properties. This means that, for example, they have at least substantially a common imaging area.
  • the image capture unit 64 has the geometric calibration of the first image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 with regard to their imaging areas. This means that the imaging areas are at least substantially the same. Furthermore, the better the geometric calibration, the more congruent the imaging areas are.
  • an object may have been captured at slightly different coordinates of the images depending on the geometric calibration.
  • This means that an offset may occur between images of the object captured using different image capture devices 66, 68, 88, 90, 114.
  • This is particularly important because spatial representations of an examination area are to be recorded using the image acquisition unit 64 and/or the medical imaging device 26. An offset that is as small as possible is desirable so that the spatial representation has the highest possible quality.
  • different spatial representations where the spatial representations can be based on images of different spectral ranges, can also be displayed in a superimposed manner.
  • the image acquisition devices 66, 68, 88, 90, 114 are therefore set up for stereo image acquisition. Pairs of the image acquisition devices 66, 68, 88, 90, 114 are formed in this case.
  • the image capture unit 64 comprises a first image capture device 66 and a second image capture device 88, each of which is light-sensitive in the first spectral range 70.
  • the capture unit 64 also comprises a second image capture device 68 and a fourth image capture device 90, each of which is light-sensitive in the second spectral range 72.
  • At least one of the third and fourth image capture devices 88, 90 can also be referred to as a further image capture device 114.
  • Stereo image capture in the first spectral range 70 can be carried out using the first image capture device 66 and the third image capture device 88.
  • Stereo image capture in the second spectral range 72 can be carried out using the second image capture device 68 and the fourth image capture device 90.
  • the second spectral range 72 is in the near infrared range.
  • fluorescence stereo image acquisition can be carried out by means of the second image acquisition device 68 and the fourth image acquisition device 90.
  • the image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 each comprise an image sensor 132, 134, which are light-sensitive in different spectral ranges.
  • the first image capture device 66 and the second image capture device 88 each comprise a first image sensor 132, which is light-sensitive at least predominantly in the first spectral range 70. is, wherein the first spectral range 70 is assigned to the spectral range of visible light. This means that an image can be captured in the wavelength range of visible light using the first image sensor 132. This corresponds approximately to conventional image capture. An image can be captured in the wavelength range of near-infrared light using the second image sensor 134. This makes fluorescence imaging possible.
  • the second image capture device 68 and the fourth image capture device 90 each comprise a second image sensor 134. Since the second image sensor 134 is at least predominantly light-sensitive in the second spectral range 72 and is particularly light-insensitive in the wavelength range of visible light relative thereto, light must be provided in both spectral ranges 70, 72 in order to be able to check the geometric calibration of the image capture unit 64.
  • the image capture unit 64 records the calibration images 22 of the optical target 20.
  • each of the image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 records at least one calibration image 22 of the optical target 20. Using the calibration images 22, the user can, for example, check the geometric calibration of the image capture unit 64.
  • the geometric calibration of the image capture devices 66, 68, 88, 90, 114 is checked in pairs.
  • near-infrared light comprising the second wavelength 18, and visible light, in particular white light, comprising the first wavelength 16 are provided and/or the optical target 20 is illuminated with this light.
  • calibration images 22 are recorded in both spectral ranges 70, 72 and superimposed representations 82 can be generated that are based on images that were recorded in both spectral ranges 70, 72.
  • light can be provided in both spectral ranges 70, 72, although the system only comprises one lighting device 74 that at least predominantly provides and/or generates light in the first spectral range 70 (visible light).
  • Fig. 3 shows a perspective view of the test device 10 and the image acquisition unit 64.
  • Fig. 4 shows a perspective sectional view of a portion of the test device 10.
  • the test device 10 comprises the light guide connection 42, a light feed 12, the optical target 20, a conversion element 14 and the holder 24.
  • the light guide 44 of the lighting device 74 can be locked to the light guide connection 42 in such a way that the first illumination light guided in the light guide 44 can be coupled into the test device 10, in particular into the light feed 12.
  • the light guide connection 42 can be any common Light guide connection.
  • the light guide connection 42 can comprise a clamping device 156, by means of which the light guide 44 can be connected in a clampable manner. See Fig. 6.
  • Fig. 6 shows a perspective view of a section of the test device 10 at the proximal end 46 comprising the light guide connection 42, the clamping device 156, the light guide 44 and the screen 38.
  • the first illumination light is guided by means of the light feed 12.
  • the first illumination light is guided to the conversion element 14.
  • the light feed 12 comprises a reflective screen 38, which is designed to guide light of the first illumination light to the conversion element 14.
  • the screen 38 comprises a reflective coating on at least a large part of its inner surface.
  • the screen 38 has a cross-sectional area 40 that increases in the direction of the conversion element 14.
  • the screen is designed in the shape of a hollow funnel and has openings at its proximal end 46 and at its distal end 49.
  • the light guide connection 42 is arranged at the proximal end 46 and a diffusion element 52 and the conversion element 14 at the distal end 49.
  • the screen 38 has a first cross-sectional area 48 at the proximal end 46 and a second cross-sectional area 50 at the distal end 49, the second cross-sectional area 50 being larger than the first cross-sectional area 48.
  • light in particular the first illumination light that is coupled to the proximal end 46, is guided to a larger cross-sectional area 40.
  • flat elements can be illuminated and/or illuminated.
  • Light, in particular the first illumination light strikes the diffusion element 52 at the distal end 49. The light is homogenized and scattered by means of the diffusion element 52. This achieves a more uniform illumination of the conversion element 14 and subsequently improves image recording quality.
  • the diffusion element 52 is a milky Plexiglas plate that is at least as large as the second cross-sectional area 50.
  • the conversion element 14 is also plate-shaped and rests on the diffusion element 52. The function of the conversion element 14 is explained in more detail with reference to Fig. 7 and Fig. 8. Basically, the conversion element 14 is designed to at least partially convert light, in particular the first illumination light, with the first wavelength 16 into light, in particular second illumination light, with the second wavelength 18, wherein the first wavelength 16 and the second wavelength 18 are different.
  • the second wavelength 18 comprises a wavelength from the near-infrared range.
  • the first wavelength 16 comprises a wavelength from the visible range.
  • the first illumination light at least predominantly comprises light from the visible range.
  • the conversion element 14 is designed to at least partially convert light from the visible range into light from the infrared range. For this purpose, the conversion element 14 has fluorescent properties.
  • the conversion element 14 is designed as a fluorescent Plexiglas plate and is on both main sides, i.e. sides that are illuminated and/or from which light is emitted at least is primarily emitted, in particular in the direction of the optical target 20, covered with matt foil.
  • the matt foil enables homogeneous radiation in the direction of the optical target 20 and the infrared radiation is coupled out more efficiently.
  • the conversion element 14 is approximately as large as the diffusion element 52. Both elements 14, 52 are inserted together into a receiving slot 142 of the test device 10, in particular into the light path of the light with the first wavelength 16, in particular of the first illumination light. If necessary, further elements can be inserted into the receiving slot 142 and/or at least one of the elements 14, 52 can be replaced.
  • the test device 10 comprises a detachably attachable closure plate 144, which can be attached using screws.
  • the closure plate 144 is arranged on a lateral side of the test device 10, in particular of the screen 38.
  • the optical target 20 is arranged at a distance from the conversion element 14 and is also plate-shaped.
  • the distance can be, for example, 1 cm to 20 cm, in particular 2 cm to 10 cm, preferably 3 cm to 8 cm.
  • the optical target 20 is mounted so that it can move.
  • the optical target 20 comprises two handles 138 on two opposite sides.
  • the optical target 20 also has a smaller area than the conversion element 14, so that the main surface of the optical target 20, which is illuminated in particular by means of illumination light, can be moved parallel to the main surface of the conversion element 14, from which light comprising the first wavelength 16 and the second wavelength 18 is emitted.
  • the optical target 20 is mounted in a bearing device 136.
  • the bearing device 136 is a plain bearing device and is designed in the shape of a slot.
  • a rubber coating 140 of the bearing device 136 is in contact with the optical target 20.
  • the rubber coating 140 is provided on all side walls 148 into which the bearing device 136 is embedded in the shape of a slot.
  • the side walls 148 define a cavity 150 in which light from the first illumination light and the second illumination light and/or light comprising the first wavelength 16 and/or the second wavelength 18 is guided.
  • the handles 138 are removable so that when at least one of the handles 138 is removed, the optical target 20 can be pushed into the bearing device 136.
  • the optical target 20 comprises two glass plates 152, in the middle of which a film 154 is arranged, on which the calibration pattern 54 is provided and/or which comprises the calibration pattern 54. See also Fig. 9.
  • Fig. 9 shows a schematic sectional view of the optical target 20.
  • the glass plates 152 serve to protect the film 154 from damage and/or to facilitate handling of the film 154, in particular the calibration pattern 54.
  • the Calibration pattern 54 can be provided directly on the conversion element 14 and/or the optical target 20 can be provided integrated with the conversion element 14 (not shown).
  • the holder 24 extends distally from the side walls 148.
  • the holder 24 is designed in particular to be mass-reduced and/or mass-optimized.
  • the holder 24 comprises a spacer 28 and a coupling section 32.
  • the spacer 28, in particular the holder 24, extends only on two sides and/or has recesses 146.
  • the recesses 146 can be sawn out and/or milled out of aluminum plates, for example.
  • the coupling section 32 is arranged at a distal end of the spacer 28. At the distal end, in particular by means of the coupling section 32, the test device 10 is coupled to the image capture unit 64.
  • the holder 24 is designed to bear the dead weight of the test device 10 in the coupled state shown. This means that the test device 10 is only attached to the image capture unit 64 and is held and/or carried by it.
  • the spacer 28 defines a distance 30 between the imaging device 26, in particular the image capture unit 64, and the optical target 20. This allows the distance 30 to be reliably and repeatedly predictable.
  • the coupling section 32 is shown in more detail in Fig. 5.
  • Fig. 5 shows a representation of a section of the test device 10 at the distal end of the holder 24.
  • a holding section 156 of the image capture unit 64 is shown in Fig. 5.
  • the test device 10 is attached to the holding section 156 by means of the coupling section 32.
  • the test device 10, in particular the coupling section 32 comprises a projection 34 which is designed to hold the test device 10 by engaging behind it.
  • the projection 34 engages behind a section of the holding section 156 of the image capture unit 64.
  • the holder section 156 can for example comprise a circumferential groove 158 that is rounded.
  • the test device 10, in particular the coupling section 32 comprises a movable holding element 36 that is designed to optionally fix the holder 24 to the medical imaging device 26 to be tested.
  • the holding element 36 is designed as a rotatable fixing screw that can be rotated in a thread that is provided on the coupling section 32. By turning the screw, the test device 10 is fixed and/or clamped to the imaging device 20. In particular, the holding section 156 is clamped between the projection 32 and the holding element 36.
  • the user can first insert the projection 32 into the circumferential groove 158 so that the projection 32 partially engages behind the holding section, and then rotate the test device 10 around the projection 32 while the projection remains in contact with the holding section. This allows the holding element 36 to be moved towards the holding section 156. In the correct position, which can be adjusted as required, the user can fix the test device by it operates the movable holding element 36.
  • the projection 32 and the holding portion 156 can form a dovetail-like connection.
  • the test device 10 is designed to be compact and easy to handle. It weighs, for example, between 0.1 kg and 20 kg, in particular between 1 kg and 10 kg, preferably between 2 kg and 5 kg. Furthermore, between the light guide connection 42 and the coupling section 32, it is, for example, between 0.1 m and 2 m, in particular between 0.2 m and 1.3 m, preferably between 0.3 m and 0.8 m long. In particular, the test device 10 is shorter than the image capture unit 64. Furthermore, the test device 10 is at least predominantly made of aluminum and/or a plastic, in particular a frame of the test device 10. In particular, the material is easy to clean, disinfect and/or autoclave.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of the functional principle of the test device 10.
  • Light in the first spectral range 70 comprising the first wavelength 16, in particular first illumination light, is provided and guided to the conversion element 14.
  • the conversion element 14 lets this light through at least partially.
  • the conversion element 14 converts light with the first wavelength 16, in particular the first illumination light, into light in the second spectral range 72 comprising the second wavelength 18, in particular the second illumination light.
  • This is shown in more detail in Fig. 8 using an exemplary schematic representation of an intensity distribution. This shows the intensity I plotted against the wavelength A. It is understood that the intensity distribution shown is not based on an actual measurement of an emission spectrum of the illumination device 74 and/or the conversion element 14.
  • Fig. 8 shows a diagram on whose abscissa 160 the wavelength is plotted and on whose ordinate 162 the light intensity is plotted.
  • a first distribution 168 of the first illumination light is shown as an example in a solid line and a second distribution 170 of the second illumination light in a dashed line.
  • the first distribution 168 is predominantly within the first spectral range 70 and includes the first wavelength 16, which is also within the first spectral range 70.
  • the second distribution 170 is predominantly within the second spectral range 72 and includes the second wavelength 18, which is also within the second spectral range 72.
  • the first spectral range 70 corresponds to the wavelength range of the visible light 164 approximately between 380 nm wavelength and 780 nm wavelength.
  • the second spectral range 72 corresponds to the wavelength range of the near-infrared light 166 approximately between 780 nm wavelength and 3000 nm wavelength.
  • the conversion element 14 converts the light with the first wavelength through fluorescence and/or phosphorescence, in particular luminescence 16 at least partially into light with the second wavelength 18. Consequently, the conversion element 14 converts light of the visible range 164 into light of the near-infrared range 166.
  • the conversion element 14 can comprise a plurality of elements that convert light by means of luminescence. This makes it possible to provide a broader second distribution 170 comprising a plurality of wavelength peaks.
  • At least one calibration image 22 can be captured by means of the image capture unit 64.
  • at least one calibration image 22 is captured by means of each of the image capture devices 66, 68, 88, 90. This means that calibration images 22 are captured in the spectral range of visible light and near-infrared light.
  • the geometric calibration of the image capture unit 64 can be checked using the calibration images 22.
  • the optical target 20 comprises the calibration pattern 54 and at least one image of the calibration pattern 54 is captured by means of the image capture unit 64.
  • the image of the calibration pattern 54 can extend, for example, in sections over various calibration images 22, as will be shown below.
  • the geometric calibration can be checked using the image of the calibration pattern 54 in the overlay representation 82.
  • Fig. 10 shows an embodiment of the calibration pattern 54.
  • the calibration pattern 54 comprises a line 56 and/or a cross 58.
  • the calibration pattern 54 comprises a central rectangular cross 59 with elongated arms 60, the center of which can be arranged in the center of the calibration image 22, and which divides the calibration image 22 into four quadrants 62. See Fig. 11 and Fig. 12.
  • the calibration image 22 is divided into four quadrants 62
  • the calibration pattern 54 can also be divided into the four quadrants 62 for the sake of simplicity.
  • the calibration pattern 54 is arranged in a central region of the optical target 20.
  • the calibration pattern 54 comprises elongated pattern sections (e.g. the line 56 and/or the elongated arms 60). These can be used to check an offset of the image of the calibration pattern 54 in the overlay representation 82. If the offset is too large, the geometric calibration is not sufficient.
  • the optical target 20, in particular the calibration pattern 54 can be moved relative to the image acquisition unit 64, in particular the input optics 130.
  • the optical target 20 is gripped by the user at the handles 138 and the calibration pattern 54 is aligned with the aid of an alignment aid 92.
  • Fig. 11 shows a representation of a calibration image 22, comprising an image of the calibration pattern 172, and the alignment aid 92.
  • the representation is shown on the display device 78 during alignment. This means that the display device 78 is set up to display the alignment aid 92.
  • the calibration image 22 is captured by only one of the image capture devices 66, 68, 88, 90.
  • a sequence of calibration images 22, in particular a video, is displayed while alignment is taking place. If the user moves the calibration pattern 54, he can view the representation on the display device 78. In this way, he can see how the calibration pattern 54 is arranged relative to the alignment aid 92.
  • the image of the central cross 59 and the alignment aid 92 are shown at least predominantly overlapping.
  • the image of the calibration pattern 172, in particular of the central cross 59 is arranged at least substantially in the middle of the calibration images 22.
  • the image of the cross 59 also goes through the middle of the overlay representation 82.
  • the alignment aid 92 comprises a central cross with elongated arms.
  • Fig. 12 shows the calibration representation 80, which is based on a first calibration image 180 and a second calibration image 182.
  • the calibration representation 80 is divided into four quadrants 62.
  • the display device 78 is set up to display the calibration representation 80 based on the calibration images 22, 180, 182 for the user.
  • the first calibration image 180 was captured by the first image capture unit 66 and the second calibration image 182 by the second image capture unit 68.
  • the calibration images 180, 182 were therefore captured in different spectral ranges.
  • the calibration representation 80 includes the overlay representation 82.
  • the overlay representation 82 is provided like a chessboard 169. This means that the overlay representation 82 comprises sections 84 of the first calibration image 180 and the second calibration image 182 arranged alternately next to one another in two different spatial directions.
  • the sections 84 of the first and second calibration images 180, 182 are each offset by a whole section 84 in successive rows of the checkerboard 169.
  • the overlay representation 82 comprises image sections from various image capture devices 66, 68, which were put together to form the overlay representation 82.
  • an image of the calibration pattern 54 can also be put together from the sections 84.
  • an offset 184 can occur between sections of the image of the calibration pattern 54.
  • the offset 184 is a measure of the quality of the geometric calibration. The offset 184 is smaller if the geometric calibration is better.
  • the calibration representation 80 comprises different image areas 106 in which the geometric calibration is checked.
  • a checking aid 94 (see Fig. 13, 14, 15, 16) can be moved into the image areas 106.
  • a checking process to check the geometric calibration is then carried out in each of the image areas 106.
  • a checking process is carried out in a central area 108 of the calibration representation 80.
  • further checking processes are carried out in a central area 110 of each of the quadrants 62 of the calibration representation 80.
  • an enlarged representation 112 (see Fig. 14) can be generated.
  • the enlarged representation 112 is based on a section 113 of the calibration representation 80.
  • the user can carry out the inspection process more easily, in particular better estimate the size of the offset 184.
  • central areas 110 of the quadrants 62 of the calibration representation 80 are each shown in an area of a corner of the enlarged representation 112. This means that the enlarged representation 112 includes an image of the cross 58 of the calibration pattern 54 in each of the corner areas. This allows the geometric calibration to be checked in five areas in the enlarged representation 112.
  • Fig. 13 shows an example of the checking aid 94.
  • the checking aid 94 frames a checking area 94 and thereby defines a tolerance range 98 for checking the geometric calibration.
  • the checking aid 94 comprises a checking frame 99 which defines an edge area of the checking aid 94.
  • the section 101 of the frame 99 defines the tolerance range 98.
  • Tiles can be seen in Fig. 13. Each of the tiles corresponds to a pixel 174. In particular, the tiles are not to be confused with the fields of the chessboard 169. Each field of the chessboard 169 comprises several pixels 174.
  • the frame is 4 pixels wide. The width can be changed depending on the pixel size and/or resolution of the display device 78. The frame should be easily recognizable for the user in a representation.
  • the verification aid 94 in particular the tolerance range 98, extends in one spatial direction over at least 5, preferably at least 10 pixels and in a spatial direction perpendicular thereto over at least 5, preferably at least 18 pixels.
  • Fig. 14 shows a schematic representation of the magnification representation 112 of the calibration representation 80, in particular the overlay representation 82 and/or the checkerboard 169, comprising a display of the checking aid 94 and the image of the calibration pattern 172.
  • the spatially sections 84 of the first calibration image 180 and the second calibration image 182 arranged next to one another are included in such a way that the image 172 of the calibration pattern 54 is shown in sections in the spatially adjacent sections 84 of the first calibration image 180 and the second calibration image 182.
  • the offset 184 of the image 172 of the calibration pattern 54 occurs between the sections 84.
  • the offset 184 is no longer recognizable and/or at least there is essentially no offset 184 anymore.
  • the calibration pattern 54 includes the central cross 59 and the magnified representation 112 includes an image of the cross 59 that is shown with a section-wise offset 184.
  • offset images of the crosses 58 can be seen. The geometric calibration can be checked wherever an offset 184 is visible in the representation 112.
  • the checking aid 94 is displayed in the calibration representation 80.
  • the checking aid 94 is then moved in the calibration representation 80 such that a first section 102 of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, the first section 102 originating from the first calibration image 180. It is then checked whether the checking aid 94 can be moved such that, in addition to the first section 102, a second section 104 of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, the second section 104 originating from the second calibration image 182.
  • the check of the geometric calibration is assessed as positive if the checking aid 94 can be moved such that, in addition to the first section 102, the second section 104 of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, which originates from the second calibration image 182.
  • the user can carry out the check using control commands that he initiates using the input device 86. He can move the checking aid pixel by pixel to the right or left, up or down to carry out the check.
  • a system 120 can be provided (see Fig. 1) by means of which the check and/or a test procedure can be carried out partially and/or automatically.
  • a positive assessment of the geometric calibration means that a spatial representation using the image capture devices 66, 68, 88, 90 has sufficiently good quality.
  • a fluorescence image representation can be superimposed sufficiently well on the spatial representation.
  • Fig. 15 an example is shown based on a section of the calibration representation 80 in which the geometric calibration is evaluated positively.
  • Fig. 16 an example is shown based on a section of the calibration representation 80 in which the geometric calibration is evaluated negatively.
  • the inspection aid 94 can be moved such that, in addition to the first section 102, the second section 104 of the image 172 of the calibration pattern 54 lies within the inspection area 96, wherein the first section 102 originates from the first calibration image 180 and the second section 104 originates from the second calibration image 182.
  • the sections 102, 104 are therefore within the tolerance range 98.
  • the inspection aid 94 cannot be moved in such a way that, in addition to the first section 102, the second section 104 of the image 172 of the calibration pattern 54 lies within the inspection area 96, wherein the first section 102 originates from the first calibration image 180 and the second section 104 originates from the second calibration image 182.
  • the sections 102, 104 are therefore outside the tolerance range 98.
  • Fig. 17 shows a further embodiment of an overlay representation 82' of a calibration representation 80' in a schematic representation.
  • the overlay representation 82' comprises a fade-in representation 225.
  • the calibration representation 80' in particular the overlay representation 82' and/or the fade-in representation 225, is based on the first calibration image 180 and the second calibration image (182).
  • the first calibration image 180 and the second calibration image 182 each comprise an image 172 of the calibration pattern 54.
  • the second calibration image 182 is shown partially transparent and is shown superimposed on the first calibration image.
  • An offset 184 can therefore be seen along a line of the images 172 of the calibration pattern 54.
  • the geometric calibration can be checked using the offset 184.
  • the displayed checking aid 94 can be seen in the calibration representation 80'.
  • the checking aid 94 can be moved in the calibration representation 80 such that a first section 102' of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, wherein the first section 102' comes from the first calibration image 180.
  • the checking aid can be used to check whether, in addition to the first section 102', a second section 104' of the image 172 of the calibration pattern 54 can be arranged within the checking area 96, wherein the second section 104' comes from the second calibration image 182.
  • Fig. 18 shows a schematic flow diagram comprising several steps of a test method.
  • the test method can be carried out by means of the test device 10 and/or by means of the system 100 and comprises the following steps: a step 201 of generating the first illumination light, which comprises light with the first wavelength 16; a step 202 of generating the second illumination light comprising light having the second wavelength 18 different from the first wavelength 16; a step 203 of supplying the first illumination light and the second illumination light to the optical target 20 for illuminating it; a step 204 of recording the calibration images 22 of the target 20 by means of the medical imaging device 26 with the image acquisition unit 64, wherein the image acquisition unit 64 comprises the first image acquisition device 66 which is light-sensitive in the first spectral range 70 comprising the first wavelength 16, and the second image acquisition device 68 which is light-sensitive in the second spectral range 72 which is different from the first spectral range 70 and comprises the second wavelength 18, wherein the image acquisition unit 64 has the geometric calibration of the first image acquisition device 66 and the second image
  • Fig. 19 shows a schematic flow diagram comprising several steps of a checking process.
  • the checking process comprises the following steps: a step 210 of recording the first calibration image 180 by means of the first image capture device 66 and the second calibration image 182 by means of the second image capture device 68, so that they each depict the calibration pattern 54; a step of creating the calibration representation 80 with the overlay representation 82, which comprises the spatially adjacent sections 84 of the first calibration image 180 and the second calibration image 182 such that the image of the calibration pattern 54 is shown in sections in the spatially adjacent sections 84 of the first calibration image 180 and the second calibration image 182; and a step of checking the geometric calibration based on the image of the calibration pattern 54 in the overlay representation 82.
  • the checking process also comprises the following steps: a step 213 of displaying the checking aid 94 in the calibration representation 80, wherein the checking aid 94 frames the checking area 96 and thereby defines the tolerance range 98 for the check; a step 214 of moving the checking aid 94 in the calibration representation 80 such that the first section 102 of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, wherein the first section 102 originates from the first calibration image 180; and a step 215 of checking whether the checking aid 94 is movable such that in addition to the first section 102, the second section 104 of the image of the calibration pattern 54 lies within the checking area 96, wherein the second section 104 originates from the second calibration image 182.
  • the checking process can comprise at least one further step 216.
  • Fig. 20 shows a schematic flow diagram comprising several steps of a preparation process.
  • the preparation process comprises the following steps: a step 220 of capturing the image of the optical target 20 with one of the image capture devices 66, 68, 88, 90; a step 221 of generating the representation of the target 20 based on the captured image; a step of displaying the alignment aid 92 for aligning the optical target 20 relative to the image capture unit 64; and a step of aligning the optical target 20 with the alignment aid 92 by moving the target 20.
  • the preparation process can comprise at least one further step 224. list of reference symbols
  • Image area central area central area of a quadrant magnification section of the calibration image further image acquisition device system holding arm
  • step further step
  • step further step
  • step further step

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung (10), umfassend eine Lichtzuführung (12), die dazu eingerichtet, erstes Beleuchtungslicht zu führen, ein Konversionselement (14), das dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts mit einer ersten Wellenlänge (16) zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit einer von der ersten Wellenlänge (16) verschiedenen zweiten Wellenlänge (18) zu wandeln, und ein optisches Target (20), das derart angeordnet ist, dass ihm erstes Beleuchtungslicht und zweites Beleuchtungslicht zur Ausleuchtung des Targets (20) zur Erfassung eines Kalibrierbilds (22) des optischen Targets (20) zuführbar ist.

Description

Prüfvorrichtung, System und Prüfverfahren
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Prüfvorrichtung, ein System und ein Prüfverfahren.
In der medizinischen Bildgebung gehören Exoskope zum Stand der Technik, mittels derer räumliche (Vergrößerungs-)Darstellungen von einem Untersuchungsgebiet erzeugt werden können. Beispielsweise können solche Exoskope zur Visualisierung von mikrochirurgischen und/oder offenen Eingriffen zur Unterstützung eines Chirurgen verwendet werden. Die räumliche Darstellung lässt den Chirurgen dabei eigene Handlungen intuitiver über einen Bildschirm einschätzen und/oder verfolgen.
Um die räumliche Darstellung erzeugen zu können, verfügen solche Exoskope über zumindest zwei Bilderfassungseinrichtungen, die jeweils ein Bild des Untersuchungsgebiets aufnehmen. Die Bilderfassungseinrichtungen müssen eine möglichst exakte geometrische Kalibrierung aufweisen, was insbesondere heißen kann, dass sie derart relativ zueinander ausgerichtet sind, um Bilder in einem gemeinsamen Koordinatensystem aufnehmen zu können. Andernfalls würde die räumliche Darstellung fehlerbehaftet erzeugt werden und das Betrachten der Darstellung, insbesondere über einen längeren Zeitraum, zu einer stärkeren kognitiven Beanspruchung des Chirurgen bis hin zu Kopfschmerzen oder anderen körperlichen Beeinträchtigungen desselben führen.
Ferner können die Exoskope Bilderfassungseinrichtungen aufweisen, die zumindest zusätzlich in einem dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts unterschiedlichen Wellenlängenbereich zur Aufnahme von Bildern eingerichtet sind. Beispielsweise kann der unterschiedliche Wellenlängenbereich im nahinfraroten Bereich liegen und mittels dieser Bilderfassungseinrichtungen Lumineszenz-Bildgebung wie beispielsweise Fluoreszenz-Bildge- bung durchgeführt werden. Darstellungen, die auf der Lumineszenz- Bildgebung beruhen, können anderen Darstellung überlagert werden, um dem Chirurgen zusätzliche Information über das Untersuchungsgebiet bereitzustellen. Daher ist es notwendig, dass auch diese Bilderfassungseinrichtungen mit den übrigen Bilderfassungseinrichtungen abgestimmt sind, also eine gemeinsame geometrische Kalibrierung mit diesen aufweisen.
Üblicherweise wird die geometrische Kalibrierung werkseitig vorgenommen und ein Exoskop in einem kalibrierten Zustand einem Kunden geliefert. Dabei wird die werkseitige Kalibrierung vor dem Ausliefern überprüft. Für die Überprüfung werden sperrige Testgeräte verwendet. Diese Testgeräte müssen über verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen und/oder Lichtquellen verfügen, die jeweils Licht in dem Wellenlängenbereich bereitstellen, in denen die Bilderfassungseinrichtungen arbeiten. Beispielsweise ist es üblich, dass die Testgeräte über eine (Nah-)lnfrarot- lichtquelle und eine Weißlichtquelle verfügen.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die geometrische Kalibrierung einfach und flexibel zu überprüfen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Prüfvorrichtung, ein System und ein Prüfverfahren gelöst, wie sie hierin beschrieben und in den Ansprüchen definiert sind.
Die vorliegende Erfindung kann vorsehen, eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, umfassend eine Lichtzuführung, die dazu eingerichtet ist, erstes Beleuchtungslicht zu führen, ein Konversionselement, das dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts mit einer ersten Wellenlänge zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge zu wandeln, und ein optisches Target, das derart angeordnet ist, dass ihm erstes Beleuchtungslicht und zweites Beleuchtungslicht zur Ausleuchtung des Targets zur Erfassung eines Kalibrierbilds des optischen Targets zuführbar ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, ein System bereitzustellen, umfassend eine Prüfvorrichtung und eine medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer Bilderfassungseinheit. Die Bilderfassungseinheit kann eine erste Bilderfassungseinrichtung, die in einem ersten Spektralbereich lichtempfindlich ist, der die erste Wellenlänge umfasst, und eine zweite Bilderfassungseinrichtung, die in einem von dem ersten Spektralbereich verschiedenen zweiten Spektralbereich lichtempfindlich ist, der die zweite Wellenlänge umfasst, umfassen. Dabei kann die Bilderfassungseinheit eine geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung und der zweiten Bilderfassungseinrichtung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweisen und die Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet sein, Kalibrierbilder des optischen Targets aufzunehmen. Ferner kann die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit anhand der Kalibrierbilder überprüfbar sein.
Ferner kann vorgesehen sein, ein Prüfverfahren bereitzustellen. Das Prüfverfahren kann die Schritte des Erzeugens von erstem Beleuchtungslicht, das Licht mit einer ersten Wellenlänge umfasst, des Erzeugens von zweitem Beleuchtungslicht, das Licht mit einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge umfasst, des Zuführens des ersten Beleuchtungslichts und des zweiten Beleuchtungslichts zu einem optischen Target zu dessen Ausleuchtung, des Aufnehmens von Kalibrierbildern des Targets mittels einer medizinischen Bildgebungsvor- richtung mit einer Bilderfassungseinheit, wobei die Bilderfassungseinheit eine erste Bilderfassungseinrichtung, die in einem ersten Spektral bereich lichtempfindlich ist, und eine zweite Bilderfassungseinrichtung umfasst, die in einem von dem ersten Spektralbereich verschiedenen zweiten Spektralbereich lichtempfindlich ist, der die zweite Wellenlänge umfasst, wobei die Bilderfassungseinheit eine geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung und der zweiten Bilderfassungseinrichtung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist, und eines Überprüfens der geometrischen Kalibrierung der Bilderfassungseinheit anhand der Kalibrierbilder des optischen Targets, umfassen. Das Erzeugen des zweiten Beleuchtungslichts kann ein Wandeln von Licht des ersten Beleuchtungslichts mit der ersten Wellenlänge zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit der von der ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge umfassen.
Gemäß einem Aspekt kann die vorliegende Erfindung vorsehen, ein Prüfverfahren zur Überprüfung einer geometrischen Kalibrierung einer Bilderfassungseinheit anhand eines Kalibrierbilds eines optischen Targets bereitzustellen. Hierbei kann es sich um eine Weiterbildung des oben genannten Prüfverfahrens handeln oder um ein hiervon unabhängiges Prüfverfahren. Die Bilderfassungseinheit kann eine erste Bilderfassungseinrichtung und eine zweite Bilderfassungseinrichtung umfassen, wobei die Bilderfassungseinheit die geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung und der zweiten Bilderfassungseinrichtung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist. Die Bilderfassungseinheit kann dazu eingerichtet sein, Kalibrierbilder des optischen Targets aufzunehmen, und die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit kann anhand der Kalibrierbilder überprüfbar sein. Zudem kann das optische Target dabei zumindest ein Kalibriermuster umfassen. Ferner kann das Prüfverfahren einen Überprüfungsablauf mit den Schritten des Aufnehmens eines ersten Kalibrierbilds mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung und eines zweiten Kalibrierbilds mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung, sodass diese jeweils das Kalibriermuster abbilden, des Erstellens einer Kalibrierdarstellung mit einer Überlagerungsdarstellung, die auf dem ersten Kalibrierbild und dem zweiten Kalibrierbild beruht, wobei die Überlagerungsdarstellung ein Bild des Kalibriermusters zumindest abschnittsweise umfasst, und des Überprüfens der geometrischen Kalibrierung anhand des Bilds des Kalibriermusters in der Überlagerungsdarstellung, umfassen.
Die Prüfverfahren, Systeme und/oder Prüfvorrichtungen können unabhängig voneinander sein. Einige Ausführungsformen können auch Merkmale unterschiedlicher Prüfverfahren, Systeme und/oder Prüfvorrichtungen verwenden und/oder mehrere Prüfverfahren, Systeme und/oder Prüfvorrichtungen teilweise oder vollständig kombinieren.
Vorteilhafterweise kann die geometrische Kalibrierung einfach und flexibel überprüfbar sein. Insbesondere kann die geometrische Kalibrierung nach dem Liefern des Exoskops an einen Kunden und/oder in regelmäßigen Prüfintervallen überprüfbar sein. Es kann folglich einfach und flexibel überprüfbar sein, ob der Kunde ein ausreichend geometrisch kalibriertes Exoskop erhalten hat und/oder betreibt. Somit kann bezüglich der Kalibrierung sicherstellbar sein, dass das Exoskop im Rahmen von vorgesehenen Toleranzbereichen arbeiten kann und Darstellungen erzeugbar sind, die für einen Bediener angenehm, insbesondere über einen längeren Zeitraum, zu betrachten sind. Ferner ist vorteilhaft, dass kein schweres und/oder unhandliches Testequipment zu dem Kunden gebracht werden muss, um die geometrische Kalibrierung überprüfen zu können. Außerdem bedarf das Prüfverfahren zur Überprüfung der geometrischen Kalibrierung keiner sonderlich leistungsfähigen Recheneinheit, sondern kann mit gängigen Recheneinheiten durchführbar sein. Die Prüfvorrichtung kann kompakt ausgebildet sein und zum Transport zum Kunden vorgesehen sein. Nichtsdestotrotz kann die Prüfvorrichtung dazu verwendet werden, Bilderfassungseinheiten auf die geometrische Kalibrierung zu überprüfen, welche Bilderfassungseinrichtungen umfassen, die in unterschiedlichen Spektralbereichen lichtempfindlich sind. Dies und/oder die Kompaktheit kann dadurch erreicht werden, dass die Prüfvorrichtung das Konversionselement umfasst. Dadurch muss lediglich erstes Beleuchtungslicht von der Lichtzuführung geführt werden, um das erste und zweite Beleuchtungslicht bereitzustellen. Die Einfachheit der Überprüfung der geometrischen Kalibrierung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Kalibrierung anhand der Kalibrierbilder überprüfbar ist. Kalibrierbilder können beispielsweise in gleicher oder zumindest ähnlicher Weise aufgenommen werden, wie Bilder im normalen Betrieb aufgenommen würden. Die Bilderfassungseinheit muss also nicht in besonderer Art und Weise für die Überprüfung der optischen Kalibrierung vorgesehen sein. Dadurch kann auch erreicht werden, dass die Prüfvorrichtung flexibel einsetzbar ist, insbesondere für verschiedene Bilderfassungseinrichtungen. Ferner kann durch die Verwendung des Kalibriermusters in einfacher Weise die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Die Verwendung des optischen Targets stellt einen günstigen und schnellen Weg dar, die Kalibrierung zu überprüfen. Durch die Verwendung von der Überlagerungsdarstellung lässt sich die Kalibrierung effizient vor Ort überprüfen. Die Prüfvorrichtung kann insbesondere eine Kalibrierungsprüfvorrichtung für die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung sein. Die Prüfvorrichtung kann insbesondere zur Überprüfung der geometrischen Kalibrierung medizinischer Bildgebungsvorrichtungen eingerichtet sein, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine Bilderfassungseinheit umfasst.
Die Lichtzuführung kann dazu eingerichtet sein, Beleuchtungslicht derart bereitzustellen, dass das optische Target ausleuchtbar ist und/oder das Konversionselement zumindest teilweise ausleuchtbar ist. Führen kann bedeuten, dass das Licht in eine Vorzugsrichtung leitbar ist. Generell kann Führen bedeuten, dass Licht von einem Ort, an dem Beleuchtungslicht aus einer Lichtquelle ausgekoppelt ist, mittel eines oder mehrerer optischer Elemente zu dem Target geleitet wird. Dies kann sowohl eine Strahlführung als auch eine diffuse gerichtete Streuung umfassen. Insbesondere kann die Lichtzuführung dazu eingerichtet sein, Licht mit einer hohen Effizienz zu führen, beispielsweise mit einem Leistungsverlust von höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 % oder sogar höchstens 20 %. Ferner kann Licht in die Lichtzuführung einkoppelbar sein.
Beleuchtungslicht kann generell Wellenlängen umfassen, die dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts zuordenbar sind. Unter Beleuchtungslicht kann grundsätzlich Licht verstanden werden, das zur Beleuchtung und/oder Ausleuchtung eines Körpers und/oder Objekts vorgesehen ist. Das erste Beleuchtungslicht kann etwa zur Beleuchtung des Konversionselements und/oder zur Ausleuchtung des optischen Targets vorgesehen sein. Dazu kann Licht, insbesondere Beleuchtungslicht in der Prüfvorrichtung führbar sein. Das erste Beleuchtungslicht kann insbesondere Licht sein, das in die Lichtzuführung einkoppelbar und/oder in dieser erzeugbar ist. Ferner kann das erste Beleuchtungslicht insbesondere mittels der Lichtzuführung auf das Konversionselement führbar sein.
Grundsätzlich kann Licht in einem bestimmten Bereich bedeuten, dass ein Teil der gesamten spektralen Lichtintensitätsverteilung des Lichts in diesem Bereich verortet ist. Die spektrale Lichtintensitätsverteilung kann als Verteilung der Lichtintensität über die verschiedenen Lichtwellenlängen des gesamten Spektrums definiert werden. Beispielsweise kann der Teil 10 % bis 100 %, insbesondere 40 % bis 100 % und vorzugsweise 80 % bis 100 % sein. Besonders bevorzugt kann ein Teil bedeuten, dass die Lichtintensität derart verteilt ist, dass zumindest im Wesentlichen die Lichtintensität im genannten spektralen Bereich ist. Handelt es sich bei dem spektralen Bereich beispielsweise um sichtbares Licht, ist teilt sich die Lichtintensität des Lichts im Wesentlichen über den spektralen Bereich des sichtbaren Lichts auf. Das kann insbesondere relevant sein, wenn Merkmale das erste Beleuchtungslicht und/oder die erste Wellenlänge betreffen. Das Konversionselement kann dazu eingerichtet sein, Licht mit der ersten Wellenlänge, insbesondere Licht des ersten Beleuchtungslichts, in Licht mit der zweiten Wellenlänge, insbesondere Licht des zweiten Beleuchtungslicht zu wandeln. Ferner kann das Konversionselement für Licht mit der ersten Wellenlänge teildurchlässig sein. Beispielsweise kann das Konversionselement dazu eingerichtet sein 10 % - 100 %, insbesondere 30 % - 80 %, vorzugsweise 40 % - 60 %, der Lichtmenge und/oder des Lichtstroms des Lichts mit der ersten Wellenlänge in Licht mit der zweiten Wellenlänge zu wandeln. Außerdem kann das Konversionselement dazu eingerichtet sein, entsprechend der übrigen Merkmale Licht in engen Spektralbändern zu wandeln. Eng kann bedeuten, dass das gewandelte Spektralband beispielsweise bis zu 200 nm, insbesondere 100 nm, vorzugsweise 50 nm, besonders bevorzugt 20 nm breit ist. Das Konversionselement kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Licht mit der zweiten Wellenlänge abzustrahlen. Das abgestrahlte Licht kann zur Ausleuchtung des optischen Targets verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann Licht mit der ersten Wellenlänge zur Ausleuchtung des optischen Targets verwendet werden. Beispielsweise kann das Konversionselement dazu eingerichtet sein, zeitlich abwechselnd Licht zu wandeln und durchzulassen.
Das Konversionselement kann zur Lichtkonversion eingerichtete Filter umfassen. Das Konversionselement kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Licht mit der ersten Wellenlänge zu absorbieren und Licht mit der zweiten Wellenlänge zu emittieren. Ferner kann in einigen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich mittels der Konversion die Wellenlänge des Lichts mit der ersten Wellenlänge halbierbar sein, beispielsweise durch Frequenzverdopplung (second harmonic generation, SHG) und/oder Frequenzvervielfachung mittels nichtlinearer optischer Prozesse. Beispielsweise kann die zweite Wellenlänge eine Wellenlänge aus dem ultravioletten Bereich sein. Ferner können zur Lichtkonversion Quantenpunkte vorgesehen sein, beziehungsweise das Konversionselement Quantenpunkte umfassen.
Das Konversionselement kann eine lichtdurchlässige oder eine lichtteildurchlässige Platte umfassen. Das Konversionselement kann alternativ oder zusätzlich eine translumineszente Platte umfassen. Ferner kann das Konversionselement eine Beschichtung umfassen, die derart wirkt, dass eine größere Lichtmenge und/oder ein größerer Lichtstrom mit der zweiten Wellenlänge abstrahlbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Konversionselement eine Folie umfassen, insbesondere eine mattierte Folie, und/oder foliert sein. Die optionale Platte des Konversionselements kann beispielsweise einseitig und/oder beidseitig mit der Folie bespannt sein. Einseitig und/oder zweiseitig kann sich insbesondere auf die Seiten beziehen, auf die das Licht mit der ersten Wellenlänge führbar ist, beziehungsweise von der Licht mit der zweiten Wellenlänge abstrahlbar ist.
Das optische Target kann als Ziel oder Zielobjekt dienen, auf das ein optisches System, insbesondere das medizinische Bildgebungssystem, ausgerichtet oder kalibriert werden kann. Das optische Target kann eine Struktur umfassen, die, wenn sie abgebildet wird, die Erfassung des Kalibrierbilds zulässt. Das kann bedeuten, dass eine optische Kalibrierung anhand einer Abbildung der Struktur des optischen Targets durchführbar ist. Das optische Target kann mit Licht mit der ersten Wellenlänge, insbesondere dem ersten Beleuchtungslicht, und mit Licht mit der zweiten Wellenlänge, insbesondere dem zweiten Beleuchtungslicht, beleuchtbar sein, beziehungsweise ihm dieses Licht zuführbar sein. Beispielsweise kann das optische Target abschnittsweise lichtundurchlässige Bereiche und/oder Abschnitte umfassen, die zur optischen Kalibrierung verwendbar sind, wenn sie abgebildet sind und/oder mittels des Kalibrierbilds erfasst sind. Beispielsweise kann mittels des optischen Targets ein Zielpunkt definiert sein, und mit Bezug auf den Zielpunkt die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Ferner können auch mehrere Zielpunkte vorgesehen sein. Beispielsweise kann sich mittels des optischen Targets die geometrische Kalibrierung in mehreren Bereichen der Abbildungsbereiche der Bilderfassungseinrichtungen überprüfen lassen.
Das Kalibrierbild kann ein Bild sein, das zumindest vorrangig für das Durchführen der Überprüfung der geometrischen Kalibrierung aufnehmbar ist. Das Kalibrierbild kann insbesondere mit vordefinierten und/oder standardisierten Bilderfassungseinstellungen erfassbar sein. Das kann bedeuten, dass die Bilderfassungseinrichtungen, die Bilderfassungseinheit und/oder das medizinische System definierte Einstellungen während des Erfassens des Kalibrierbilds aufweisen können. Es kann vorgesehen sein, dass eine zeitliche Abfolge an Kalibrierbildern, insbesondere ein Kalibriervideo, erfasst werden/wird. Beispielsweise können Kalibrierbilder zumindest im Wesentlichen in Echtzeit erfassbar und/oder an eine Anzeigevorrichtung übertragbar sein, und/oder eine Darstellung der Kalibrierbilder zumindest im Wesentlichen in Echtzeit auf der Anzeigevorrichtung darstellbar sein. Insbesondere kann anhand einer Abfolge von Kalibrierbildern die Kalibrierung überprüfbar sein.
Bei der medizinischen Bildgebungsvorrichtung kann es sich vorzugsweise um ein Exoskop handeln. Alternativ oder zusätzlich es sich bei der Bildgebungsvorrichtung um ein Endoskop handeln. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, Bilder eines Untersuchungsgebiets aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen kann die Bildgebungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, Vergrößerungsdarstellungen des Untersuchungsgebiets zu erzeugen. Die Darstellung kann während des Durchführens eines medizinischen Eingriffs und/oder während einer diagnostischen Aktion beobachtet werden. Die medizinische Bildgebungseinrich- tung kann mobil und/oder bewegbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Bildgebungsvorrichtung beispielsweise in einem OP-Saal bewegbar ist. Benötigt ein Benutzer beispielsweise Unterstützung durch Bildgebung, kann die Bildgebungsvorrichtung zu dem Einsatzort, also etwa einem Patienten, bewegbar sein. Die Bildgebungsvorrichtung kann auch in sich selbst beweglich sein. Die Bilderfassungseinheit kann beispielsweise einen beweglichen Haltearm umfassen und/oder die Bilderfassungseinheit an dem beweglichen Haltearm angeordnet sein.
Die Bilderfassungseinheit kann grundsätzlich dazu eingerichtet sein, Bilder zu erfassen. Ferner kann die Bilderfassungseinheit den abbildenden Teil der Bildgebungsvorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Bilderfassungseinheit dabei beteiligte Bestandteile gemeinsam einhausen. Die Bilderfassungseinheit kann insbesondere wahlweise an dem Haltearm befestigbar und/oder von diesem lösbar sein. Das kann bedeuten, dass die Bilderfassungseinheit gegen eine andere Bilderfassungseinheit austauschbar ist. Ferner kann die Bilderfassungseinheit Anschlüsse, mittels derer Bilddaten, Signale und/oder elektrische Versorgungsenergie mit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere mit einer Steuereinheit der Bildgebungsvorrichtung, austauschbar und/oder zwischen diesen übertragbar sind, umfassen.
Die Bilderfassungseinheit kann mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf und/oder sechs Bilderfassungseinrichtungen umfassen. Jede Bilderfassungseinrichtung kann einen Bildsensor umfassen. Der Bildsensor kann etwa einen CCD-Sensor und/oder einen CMOS-Sensor umfassen. Ferner kann jede Bilderfassungseinrichtung eine optische Einrichtung umfassen, mittels derer Licht auf den Bildsensor führbar ist. Das Licht kann mittels einer Eingangsoptik in die Bilderfassungseinheit einkoppelbar sein. Beispielsweise kann jede Bilderfassungseinrichtung eine eigene Eingangsoptik umfassen. Bevorzugt umfasst die Bilderfassungseinheit jedoch eine Eingangsoptik, mittels der Licht für alle Bilderfassungseinrichtungen einkoppelbar ist. Das eingekoppelte Licht kann dann auf die Bilderfassungseinrichtungen aufteilbar sein, beispielsweise mittels eines Strahlteilers. Die Eingangsoptik kann eine Sammellinse umfassen. Alle Bilderfassungseinrichtungen können eine gemeinsame Bildebene aufweisen.
Die Bilderfassungseinrichtungen können zumindest im Wesentlichen baugleich sein. Bevorzugt können alle Bilderfassungseinrichtungen zumindest im Wesentlichen gleiche Bilderfassungscharakteristika aufweisen. Beispielsweise kann das Licht gleichartig auf den Bildsensor führbar sein und/oder ein Abstand zu der Eingangsoptik gleich sein. Die Bilderfassungseinrichtungen können ferner dazu eingerichtet sein, den gleichen Abbildungsbereich abzubilden. Insbesondere trifft das zu, wenn die Bilderfassungseinrichtungen eine gute geometrische Kalibrierung zueinander aufweisen. Die Bilderfassungseinrichtungen können den Abbildungsbereich aus geringfügig verschiedenen Abbildungswinkeln abbilden. Dadurch kann beispielsweise eine räumliche Darstellung des Abbildungsbereichs erstellbar sein. Das kann bedeuten, dass die Bilderfassungseinheit zumindest teilweise eine Stereo-Bilderfassungseinheit sein kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet sein, Licht in verschiedenen Spektral bereichen zu führen und/oder den Abbildungsbereich in verschiedenen Spektral bereichen abzubilden. Dazu kann die erste Bilderfassungseinrichtung in dem ersten Spektral bereich lichtempfindlich sein und die zweite Bilderfassungseinrichtung in dem zweiten Spektral bereich lichtempfindlich sein. Beispielsweise kann der Bildsensor in dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts, in dem Spektralbereich des ultravioletten Lichts und/oder in dem nahinfraroten Spektralbereich lichtempfindlich sein. Unter „lichtempfindlich“ kann insbesondere verstanden werden, dass der jeweilige Bildsensor dazu eingerichtet ist, Licht in dem angegebenen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, beziehungsweise des angegebenen Wellenlängenbereichs, Licht wahrzunehmen und/oder Bilder zu erfassen. Der Bildsensor kann zudem in dem angegebenen Bereich lichtempfindlich sein und zusätzlich in einem Wellenlängenbereich darüber hinaus. Beispielsweise kann ein Bildsensor in dem nahinfraroten Wellenlängenbereich lichtempfindlich sein und zusätzlich in dem Bereich des sichtbaren Lichts.
Unter dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts kann grundsätzlich der Wellenlängenbereich zwischen etwa 380 nm und 780 nm, im Speziellen zwischen 400 nm und 700 nm verstanden werden.
Unter der geometrischen Kalibrierung einer Bilderfassungseinheit kann verstanden werden, dass die Bilderfassungseinheit derart ausgerichtet ist, dass in einem bestimmten Koordinatensystem Bilder erfassbar sind. Das kann bedeuten, dass die Bilderfassungseinheit auf einen bestimmten Punkt und/oder ein bestimmtes Muster ausgerichtet ist. Der Abbildungsbereich einer Bilderfassungseinheit, die eine geometrische Kalibrierung aufweist, ist in einem bestimmten Erwartungsbereich, im Limit von erwartbaren und/oder anwendungsspezifischen Toleranzen. Die Toleranzen bestimmen sich beispielsweise aus der Notwendigkeit für exakte geometrische Kalibrierung. Für manche Ausführungsformen kann eine Toleranz von beispielsweise 1 Pixel bis 100 Pixeln, insbesondere 3 Pixeln bis 50 Pixeln, bevorzugt 5 Pixeln bis 25 Pixeln, ausreichend sein. Zwei Bilderfassungseinheiten, die eine gemeinsame geometrische Kalibrierung aufweisen, können beispielsweise dazu eingerichtet sein, Bilder von Abbildungsbereichen in einem gemeinsamen Koordinatensystem abzubilden. Insbesondere kann ein Raumpunkt, der mittels einer der geometrisch kalibrierten Bilderfassungseinheiten abgebildet wird, an einem ersten Ort der Abbildung dieser Bilderfassungseinheit sein und derselbe Raumpunkt, der mittels der anderen geometrisch kalibrierten Bilderfassungseinheit abgebildet wird, an zumindest einem zweiten Ort der Abbildung dieser Bilderfassungseinheit sein, wobei der erste Ort zumindest im Wesentlichen dem zweiten Ort bezüglich der Abbildungsgrenzen entspricht.
Grundsätzlich gilt, dass die Pixelgröße verschiedener Bildgebungsvorrichtungen unterschiedlich groß sein können. Eine Angabe von einer Anzahl an Pixeln ist im Zusammenhang mit gängigen Pixelgrößen zu verstehen. Ein Pixel kann beispielsweise zwischen 10 pm und 1 mm groß sein.
Anhand der Kalibrierbilder der Bilderfassungseinheit kann die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Das kann bedeuten, dass beispielsweise die relative Position einer Abbildung des optischen Targets in zwei Kalibrierbildern relativ zueinander vergleichbar ist, um die geometrische Kalibrierung zu überprüfen. Eine Abweichung der relativen Position in zwei Kalibrierbildern kann auf eine nicht ausreichende geometrische Kalibrierung schließen lassen. Auch kann eine Abweichung der relativen Position auf eine ausreichende Kalibrierung schließen lassen, sofern die Abweichung in einem Toleranzbereich liegt. Die Kalibrierbilder können jeweils mittels einer der Bilderfassungseinrichtungen erfassbar sein.
Gemäß einiger Ausführungsformen kann die zweite Wellenlänge eine Wellenlänge aus dem infraroten Bereich, insbesondere aus dem nahinfraroten Bereich, umfassen. Das kann bedeuten, dass mittels des Konversionselements Licht mit der ersten Wellenlänge in Licht mit der zweiten Wellenlänge wandelbar ist, wobei die zweite Wellenlänge dem Nahinfrarotlicht zuordenbar ist. Das Konversionselement kann insbesondere dazu eingerichtet sein, infrarote, insbesondere nahinfrarote, Strahlung zu emittieren und/oder abzustrahlen. Nahinfrarote Strahlung kann beispielsweise eine Wellenlänge von etwa 780 nm bis 3 pm haben. Infrarote Strahlung kann generell eine Wellenlänge von etwa 780 nm bis 1000 pm haben. Ferner kann in diesem Zusammenhang der Abbildungsbereich einer Bilderfassungseinheit in infraroter, insbesondere nahinfraroter, Strahlung abbildbar sein. Dies kann für wenigstens einen Teilbereich des Infrarotbereichs und/oder Nahinfrarotbereichs der Fall sein. Je nach verwendeter Sensorik kann Infrarotlicht in unterschiedlichen Spektralbereichen detektierbar sein. Vorteilhafterweise kann dadurch Information über ein Objekt gewonnen werden, die über die Information hinausgehen kann, die aus einer Abbildung mit Strahlung des sichtbaren Lichts gewinnbar ist. Beispielsweise können Moleküle, die in dem Abbildungsbereich vorliegen, nahinfrarote Strahlung emittieren. Das Vorhandensein dieser Moleküle und/oder eine Menge an diesen Molekülen kann anhand des Abbildens mittels nahinfraroter Strahlung überprüft werden. Beispielsweise können bestimmte Gewebearten und/oder Strukturen gezielt mit diesen Molekülen markierbar sein. Bei den Molekülen kann es sich im speziellen um Farbstoffe, insbesondere Fluoreszenzfarbstoffe handeln. In einigen Ausführungsformen kann es sich auch um native Moleküle handeln, beispielsweise um körpereigene Proteine. Die Detektion kann dann auf Autofluoreszenz gerichtet sein. Die Gewebearten können beispielsweise Krebsgewebe umfassen. Durch das Markieren von Krebsgewebe mit Molekülen, die Licht mit nahinfraroter Strahlung emittieren, kann auf das Vorliegen dieses Gewebes im Abbildungsbereich geschlossen werden. Beispielsweise kann eine Darstellung, die auf der nahinfraroten Strahlung beruht, erzeugbar sein und dem Benutzer verfügbar machbar sein. Beispielsweise kann die nahinfrarote Strahlung farbcodiert darstellbar sein. Ferner kann eine Darstellung, die zumindest teilweise auf nahinfraroter Strahlung beruht, einer Darstellung, die zumindest teilweise auf sichtbarem Licht beruht, überlagert darstellbar sein. Ferner ist es vorteilhaft, dass die zweite Wellenlänge eine Wellenlänge aus dem infraroten Bereich, insbesondere aus dem nahinfraroten Bereich, umfasst, da dadurch für das Überprüfen der geometrischen Kalibrierung einer Bilderfassungseinrichtung, die in dem zweiten Spektralbereich lichtempfindlich ist, die Prüfvorrichtung und/oder das System keine Beleuchtungsvorrichtung umfassen muss, mittels der Licht mit der zweiten Wellenlänge erzeugbar ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Prüfvorrichtung bereitstellbar sein. Ferner kann eine kostengünstige und/oder weniger fehleranfällige Prüfvorrichtung bereitstellbar sein. In vorteilhafter weise kann die Prüfvorrichtung flexibel und/oder einfach zu einem Kunden transportierbar sein, um die geometrische Kalibrierung zu überprüfen. Es kann insbesondere vermieden werden, dass für die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung ein sperriges, teures, komplexes und/oder schweres Testgerät notwendig ist und/oder zu einem Kunden transportiert werden muss.
Mit Umfassen, Erzeugen und/oder Wandeln kann grundsätzlich „zumindest überwiegend“ Umfassen, Erzeugen und/oder Wandeln gemeint sein. „Zumindest überwiegend“ Umfassen, Erzeugen und/oder Wandeln kann sich insbesondere auf die spektrale Lichtintensitätsverteilung beziehen. „Zumindest überwiegend“ kann in dem Zusammenhang bedeuten, dass ein Hauptbestandteil der spektralen Intensitätsverteilung in dem angegebenen Spektralbereich verortet ist. Beispielsweise können zumindest über 80 %, insbesondere zumindest 90 %, bevorzugt zumindest 95 % der Lichtintensität in dem angegebenen Spektralbereich verortet sein. Wenn beispielsweise Beleuchtungslicht zumindest überwiegend Licht aus dem sichtbaren Bereich umfasst, kann das bedeuten, dass zumindest 95 % der Lichtintensität dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts zuordenbar ist.
Ferner kann das erste Beleuchtungslicht zumindest überwiegend Licht aus dem sichtbaren Bereich umfassen. Solches Beleuchtungslicht ist durch verfügbare, gängige Lichtquellen, insbesondere einfach und/oder effizient, bereitstellbar.
Außerdem kann das Konversionselement dazu eingerichtet sein, Licht aus dem sichtbaren Bereich zumindest teilweise in Licht aus dem infraroten Bereich zu wandeln. Einfach bereitstellbares Licht kann folglich in weniger einfach bereitstellbares Licht wandelbar sein. Infrarotlichtquellen können teurer und/oder seltener verfügbar als Weißlichtquellen sein. Dies ist insbesondere der Fall, da im OP-Saal regelmäßig eine Weißlichtquelle vorhanden ist, nicht aber eine Infrarotlichtquelle. Indem das Konversationselement derart eingerichtet ist, kann eine besonders einfache, effiziente, im Betrieb kostengünstige und/oder kompakte Prüfvorrichtung bereitstellbar sein.
Gemäß einiger Ausführungsformen kann das Konversionselement lumineszente Eigenschaften aufweisen, wobei das Konversionselement dazu eingerichtet ist, mittels der lumineszenten Eigenschaften Licht des ersten Beleuchtungslichts mit der ersten Wellenlänge zumindest teilweise in das zweite Beleuchtungslicht mit der von der ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge zu wandeln. Beispielsweise kann das Konversionselement fluoreszente und/oder phosphoreszente Eigenschaften aufweisen. Das Konversionselement kann etwa eine Beschichtung aufweisen, zumindest teilweise aus einer Materiallegierung ausgebildet sein, ein Material umfassen, das lumineszierend, insbesondere fluoreszierend und/oder phosphoreszierend, ist. Das Konversionselement kann dazu eingerichtet sein, Licht mit einer Wellenlänge, insbesondere der ersten Wellenlänge, zu absorbieren und Licht mit einer anderen Wellenlänge, insbesondere der zweiten Wellenlänge, zu emittieren. Das Konversionselement kann dadurch günstig und/oder kompakt herstellbar sein. Ferner können flexibel und/oder effizient verschiedene zweite Wellenlängen, insbesondere wahlweise, bereitstellbar sein. Dazu können etwa verschiedene Konversionselemente mit verschiedenen optischen Eigenschaften bereitstellbar sein, die schnell miteinander austauschbar sind.
Ferner kann die Prüfvorrichtung eine Halterung umfassen, wobei die Halterung dazu vorgesehen ist, die Prüfvorrichtung an eine zu prüfende medizinische Bildgebungsvorrichtung ankoppelbar zu machen. Mittels der Halterung kann erreicht werden, dass das Überprüfen der geometrischen Kalibrierung reproduzierbar durchführbar ist. Ferner kann die Prüfvorrichtung einfach bedienbar, insbesondere indem die Prüfvorrichtung effizient, leicht und/oder einfach bezüglich der Bildgebungsvorrichtung ausrichtbar ist.
Die Halterung kann zudem einen Abstandshalter umfassen, der einen Abstand zwischen der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung und dem Target definiert. Der Abstand kann beispielsweise in etwa dem Abstand entsprechen, den die Bildgebungsvorrichtung, insbesondere eine Bilderfassungseinheit und/oder Eingangsoptik der Bildgebungseinrichtung, üblicherweise in einem Betrieb zu einem zu untersuchenden Objekt haben kann. Außerdem kann der Abstand speziell mit dem optischen Target und/oder mit der Bildgebungsvorrichtung abstimmbar sein. Der Abstand kann zumindest im Wesentlichen einer Brennweite der ersten Bilderfassungseinrichtung und/oder einer Brennweiter der zweiten Bilderfassungseinrichtung entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann der Abstand wenigstens 5 cm, wenigstens 10 cm oder wenigstens 20 cm und/oder höchstens 100 cm, höchstens 80 cm oder höchstens 50 cm betragen. Eine Reproduzierbarkeit der Überprüfung kann erhöht werden. Ferner kann die Überprüfung standardisierbar sein.
Zudem kann die Halterung dazu eingerichtet sein, in einem an die zu prüfende medizinische Bildgebungsvorrichtung angekoppelten Zustand das Eigengewicht der Prüfvorrichtung zu tragen. Das kann bedeuten, dass die Prüfvorrichtung derart an die Bildgebungsvorrichtung ankoppelbar sein kann, dass die Prüfvorrichtung nicht auf dem Boden steht. Das heißt, die Prüfvorrichtung muss kein Standbein und/oder dergleichen umfassen. Das System aus Prüfvorrichtung und Bildgebungsvorrichtung kann dadurch insbesondere dynamisch besser koppelbar sein. Vorteilhafterweise können weniger Schwingungen und/oder eine geringere Schwingungsenergie über den Boden auf die Prüfvorrichtung übertragbar sein. Eine Genauigkeit der Überprüfung kann verbessert werden. Ferner kann die Prüfvorrichtung kompakter ausgebildet sein. Die Halterung kann außerdem einen Koppelabschnitt zur Kopplung mit der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung umfassen, wobei der Koppelabschnitt einen Vorsprung umfasst, der dazu eingerichtet ist, die Prüfvorrichtung durch ein Hintergreifen zu halten. Die Bildgebungsvorrichtung kann zudem einen Halteabschnitt umfassen, an den die Halterung koppelbar ist. Beispielsweise kann der Vorsprung den Halteabschnitt zumindest teilweise hintergreifen. Ferner kann der Vorsprung dazu eingerichtet sein, während des Koppelns die Prüfvorrichtung durch ein Hintergreifen, insbesondere zumindest abschnittsweise des Halteabschnitts, zu halten. Die Prüfvorrichtung kann etwa während des Koppelns um den Vorsprung gedreht werden, insbesondere, während dieser den Halteabschnitt teilweise hintergreift. Der Vorsprung kann in dem Halteabschnitt drehbar gelagert sein. Die Prüfvorrichtung, insbesondere der Koppelabschnitt und/oder der Vorsprung, und die Bildgebungsvorrichtung, insbesondere der Halteabschnitt, können gemeinsam eine Verbindung ausbilden. Die Verbindung kann beispielsweise eine Schwalbenschwanzverbindung umfassen. Dadurch kann eine kompakte und/oder effiziente Prüfvorrichtung vorsehbar sein.
Der Koppelabschnitt kann ferner ein bewegbares Halteelement umfassen, das dazu eingerichtet ist, die Halterung wahlweise an der zu prüfende medizinische Bildgebungsvorrichtung zu fixieren oder von dieser zu lösen. Beispielsweise kann mittels des Halteelements die Halterung an die Bildgebungsvorrichtung klemmbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann das bewegbare Halteelement dazu eingerichtet sein, die Bildgebungsvorrichtung, insbesondere den Halteabschnitt, abschnittsweise zu hintergreifen. Das bewegbare Halteelement kann etwa ein spannbares Halteelement, insbesondere eine Klemmfeder, eine Stellfeder und/oder dergleichen, eine Schraube und/oder eine Rastnase umfassen. Dadurch kann die Prüfvorrichtung in einfacher Weise an die Bildgebungsvorrichtung wahlweise fixierbar und/oder von dieser lösbar sein. Ein Ankoppeln kann in kurzer Zeit und/oder flexibel erfolgen.
Zudem kann die Lichtzuführung einen reflektierenden Schirm umfassen, der dazu eingerichtet ist, das Beleuchtungslicht zu dem Konversionselement zu führen, wobei der Schirm eine sich in Richtung des Konversionselements vergrößernde Querschnittsfläche aufweist. Der Schirm kann beispielsweise trichterförmig und/oder kegelförmig ausgebildet sein. Reflektierend kann bedeuten, dass ein Großteil des einfallenden Lichts zurückgeworfen wird. Reflektierend kann auch diffus reflektierend umfassen. Beispielsweise kann der Schirm eine reflektierende Beschichtung umfassen. Die Beschichtung kann spiegelnd sein. Ferner kann die Beschichtung weiße Farbe umfassen, die dazu eingerichtet ist, Licht diffus zu reflektieren. „Weiß“ bezieht sich hierbei insbesondere auf den sichtbaren Spektralbereich. In effizienter Weise und/oder ohne große Lichtverluste kann Licht auf das Konversionselement führbar sein.
Zudem kann die Prüfvorrichtung einen Lichtleiteranschluss umfassen, an den ein Lichtleiter derart anschließbar ist, dass im Lichtleiter geführtes erstes Beleuchtungslicht in die Prüfvorrichtung einkoppelbar ist. Vorteilhafterweise muss die Prüfvorrichtung keine eigene Lichtquelle umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das System und/oder die medizinische Bildgebungs- einrichtung eine Lichtquelle umfassen. Ein Lichtleiter dieser Lichtquelle kann an die Prüfvorrichtung anschließbar sein. Der Lichtleiteranschluss kann jeder gängige Lichtleiteranschluss sein. Wenn die geometrische Kalibrierung einer medizinischen Bildgebungseinrichtung überprüft werden soll, muss folglich keine Lichtquelle transportiert werden. Es reicht, die Prüfvorrichtung zum Kunden zu transportieren. Eine dort vorhandene Lichtquelle kann an die Prüfvorrichtung angeschlossen werden. Bevorzugt führt der Lichtleiter erstes Beleuchtungslicht, das zumindest überwiegend Weißlicht und/oder sichtbares Licht umfasst.
Außerdem kann der Lichtleiterabschluss an einem proximalen Ende des reflektierenden Schirms angeordnet sein, das eine erste Querschnittsfläche aufweist, und das Konversionselement an einem distalen Ende des reflektierenden Schirms angeordnet sein, das eine zweite Querschnittsfläche aufweist, wobei die zweite Querschnittsfläche größer ist als die erste Querschnittsfläche. Folglich kann eine beleuchtbare imaginäre Querschnittfläche mit zunehmendem Abstand zu dem Lichtleiteranschluss vergrößerbar sein und/oder eine relativ zu dem Lichtleiteranschluss große Fläche des Konversionselements beleuchtbar sein. Das Licht kann zudem effizient und/oder unter geringen Lichtverlusten führbar, insbesondere auf das Konversionselement, sein.
Zudem kann die Lichtzuführung ein Diffusionselement umfassen, das dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts zu zerstreuen und zu homogenisieren. Das Diffusionselement kann eine Platte umfassen, die zur Diffusion ausgebildet ist. Dazu kann die Platte etwa eine Beschichtung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Platte eine Milchglasplatte und/oder eine milchige Plexiglasplatte umfassen. Das Diffusionselement kann an dem distalen Ende des reflektierenden Schirms angeordnet sein. Das Konversionselement kann distal von dem Diffusionselement angeordnet sein. In manchen Ausführungsformen kann das Konversionselement das Diffusionselement kontaktieren. Beispielsweise kann das Konversionselement eine Platte umfassen, die auf dem Diffusionselement liegend angeordnet ist. Das Diffusionselement und/oder das Konversionselement kann in dieser Konfiguration fixiert und/oder fixierbar sein. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung einen Aufnehmschlitz umfassen, in die das Diffusionselement und/oder das Konversionselement einschiebbar ist. Der Aufnehmschlitz kann verschließbar sein. Mittels des Diffusionselements kann eine homogene Ausleuchtung des Konversionselements und/oder des optischen Targets erreicht werden. Dadurch kann eine Genauigkeit der Überprüfung steigen.
Außerdem kann das optische Target bewegbar gelagert sein. Die Prüfvorrichtung kann eine Lagervorrichtung umfassen, in der das optische Target bewegbar ist. Das Target kann beispielsweise in einer Ebene bewegbar sein, die einer Hauptebene des Konversionselements und/oder des Diffusionselements entspricht. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lagervorrichtung eine Bewegbarkeit des Targets senkrecht zu der Ebene verhindert, die Bewegbarkeit also auf die Ebene beschränkt ist. Die Hauptebene kann die Abstrahlebene des Konversionselement umfassen, von der in Richtung des optischen Targets abgestrahlt wird. Ferner kann die Ebene zumindest im Wesentlichen parallel zu der Ebene sein, die durch die Bildgebungseinheit, insbesondere in einem gekoppelten Zustand, abbildbar ist, beziehungsweise in der mittels der Bildgebungseinheit das Kalibrierbild erfassbar sein soll. Das optische Target kann also in der Bildebene der Bildgebungseinheit bewegbar gelagert sein. Das optische Target kann ferner zumindest einen Handgriff umfassen, mittels der das Target bewegbar ist. Der Handgriff kann abnehmbar sein. Das Target kann in die Lagervorrichtung einschiebbar sein, insbesondere in einem Zustand, in dem der Handgriff abgenommen ist. Ferner kann die Lagervorrichtung derart ausgebildet sein, dass eine Beweglichkeit des Targets reduziert ist. Beispielsweise kann das Target geklemmt gelagert sein. Die Prüfvorrichtung, insbesondere die Lagervorrichtung kann beispielsweise eine Gummierung umfassen, die durch das Target komprimiert ist, wenn das Target in der Prüfvorrichtung eingeschoben ist. Dadurch kann eine Gefahr reduziert werden, dass sich das Target ungewollt bezüglich der Bildgebungsvorrichtung bewegt. Eine Bediensicherheit wird erhöht. Dadurch, dass das Target bewegbar ist, kann das Target bezüglich der Bildgebungsvorrichtung ausrichtbar sein.
Ferner kann das optische Target zumindest ein Kalibriermuster umfassen und das Kalibriermuster auf dem Kalibrierbild abbildbar sein. Das Kalibriermuster kann in dem Kalibrierbild klar erkennbar sein und/oder beispielsweise mit einem scharfen Kontrast und/oder in einer anderen Farbe als die Umgebung darstellbar und/oder abbildbar sein. Das Kalibriermuster kann derart vorgesehen sein, dass die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung anhand des Kalibriermusters einfach und/oder schnell durchführbar sein. In manchen Ausführungsformen umfasst das Kalibriermuster lichtundurchlässige, lichtreflektierende und/oder lichtabsorbierende Abschnitte. Das Kalibriermuster kann beispielsweise einen schwarzen Aufdruck auf eine Folie umfassen. Ferner kann das Kalibriermuster als ein Relief in einer Platte ausgebildet sein, wobei das Relief mit einem schwarzen und/oder lichtabsorbierendem Material aufgefüllt sein kann. Eine Folie, die das Kalibriermuster umfasst, kann beispielsweise zwischen zwei lichtdurchlässigen Platten, insbesondere Glasplatten angeordnet, beziehungsweise geklemmt und/oder gespannt, sein. Mittels der Platten kann eine Gefahr vor einer Beschädigung des Kalibriermusters reduziert werden.
Das Kalibriermuster kann ferner zumindest eine Linie und/oder ein Kreuz umfassen. Die Linie und/oder das Kreuz kann in einigen Ausführungsformen auch isolierte Elemente wie beispielsweise Punkte, Striche oder andere Objekte umfassen, die auf einer Linie und/oder einem Kreuz angeordnet sind und dadurch die Linie und/oder das Kreuz ausbilden. Die Linie und/oder das Kreuz ist einfach in dem Kalibrierbild zu erkennen. Ferner ist es besonders gut dazu geeignet, die optische Kalibrierung zu überprüfen. Ein Kreuz kann bevorzugt vorgesehen werden. Mittels des Kreuzes kann die optische Kalibrierung in einfacher Weise in zwei Raumrichtungen überprüfbar sein.
Außerdem kann das Kalibiermuster ein zentrales rechtwinkliges Kreuz mit länglichen Armen umfassen, dessen Mitte in der Mitte des Kalibrierbilds anordenbar ist, und welches das Kalibrierbild in vier Quadranten unterteilt, wobei in jedem der vier Quadranten jeweils ein weiteres rechtwinkliges Kreuz mit länglichen Armen angeordnet ist, deren Mitte jeweils in einem zentralen Bereich des entsprechenden Quadranten angeordnet ist. Längliche Arme kann bedeuten, dass das Kreuz dünne Arme aufweisen kann. Wenn das Kreuz abgebildet ist, kann sich ein Arm in der Breite beispielsweise über 1 Pixel bis 20 Pixel, insbesondere über 1 Pixel bis 10 Pixel, bevorzugt über 1 Pixel bis 5 Pixel erststrecken. Die Mitte des zentralen Kreuzes kann in die Mitte des Kalibrierbilds durch das Bewegen des optischen Targets bewegbar sein. Dadurch kann in dem Zentrum die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Durch die vier weiteren rechtwinkligen Kreuze in den zentralen Bereichen der Quadranten des Kalibrierbilds kann in Randbereichen des Kalibrierbilds die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Unter einem zentralen Bereich kann ein Bereich des Quadranten gemeint sein, der die Mitte des Quadranten umfasst. Die Mitte des Quadranten kann zumindest im Wesentlichen die Mitte des zentralen Bereichs umfassen. Der zentrale Bereich kann sich über beispielsweise bis zu 50 %, insbesondere bis zu 30 %, bevorzugt bis zu 15 %, der Fläche des Quadranten umfassen. Der zentrale Bereich kann insbesondere mittig in dem Quadranten angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass insgesamt die geometrische Kalibrierung in einem Bereich des Kalibrierbilds überprüfbar sein kann, der vom Zentrum aus in beide Richtungen jeweils zumindest im Wesentlichen die Hälfte der Seitenkante umfasst. Folglich kann sichergestellt werden, dass die Bilderfassungseinheit über einen großen Abbildungsbereich eine gute geometrische Kalibrierung aufweist. Dadurch kann eine besonders gute Bildgebungsqualität und besonders gute räumliche Darstellung erreicht werden.
Zudem kann das optische Target mit dem Konversionselement integriert ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kalibriermuster auf das Konversionselement aufgedruckt sein und/oder eine Folie umfassend das optische Target auf das Konversionselement aufgespannt sein. Vorteilhafterweise kann die Prüfvorrichtung kompakter und/oder leichter ausgebildet werden. Ferner kann die Komplexität der Prüfvorrichtung reduziert werden.
Das System kann ferner eine Beleuchtungsvorrichtung umfassen, die an die Lichtzuführung angeschlossen und/oder anschließbar ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine Lichtquelle, insbesondere eine Weißlichtquelle, umfassen. Vorteilhafterweise kann mittels der Beleuchtungsvorrichtung Licht umfassend die erste Wellenlänge, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, bereitstellbar sein. Die Beleuchtungsvorrichtung ist insbesondere mittels eines Lichtleiters an die Lichtzuführung anschließbar.
Ferner kann die Beleuchtungsvorrichtung in einem Bildgebungsbetriebsmodus zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht während einer Bilderfassung an die Bildgebungsvorrichtung anschließbar sein. In einem Kalibrierbetriebsmodus kann die Beleuchtungsvorrichtung zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht an die Prüfvorrichtung anschließbar sein. Vorteilhafterweise kann eine Beleuchtungsvorrichtung zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht für die Bildgebungsvorrichtung und die Prüfvorrichtung vorsehbar sein. Bildgebungsvorrichtungen verfügen regelmäßig über eine Beleuchtungsvorrichtung und/oder eine Beleuchtungsvorrichtung wird ohnehin für den Betrieb der Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt. Das bedeutet, üblicherweise ist eine Beleuchtungsvorrichtung vorhanden, wenn eine Bildgebungsvorrichtung vorhanden ist. Die Prüfvorrichtung kann dann mit dieser Beleuchtungsvorrichtung betreibbar sein. Dadurch muss keine gesonderte Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden, um die geometrische Kalibrierung überprüfen zu können.
Ferner kann das System eine Anzeigevorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine auf den Kalibrierbildern beruhende Kalibrierdarstellung für einen Benutzer darzustellen. In dem Bildgebungsbetriebsmodus kann auf der Anzeigevorrichtung eine Darstellung von Bildern eines Objekts darstellbar sein, wobei die Bilder mittels der Bildgebungsvorrichtung erfassbar sind. Die Darstellung kann insbesondere die räumliche Darstellung und/oder die Überlagerungsdarstellung umfassen. Vorteilhafterweise kann also für die Überprüfung eine Anzeigevorrichtung verwendet werden, die ohnehin verfügbar ist.
Die Kalibrierbilder können zumindest ein mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung aufgenommenes erstes Kalibrierbild und zumindest ein mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung aufgenommenes zweites Kalibrierbild umfassen und die Kalibrierdarstellung eine Überlagerungsdarstellung umfassen, die auf dem ersten Kalibrierbild und dem zweiten Kalibrierbild beruht. „Überlagerungsdarstellung“ kann bedeuten, dass die Darstellung auf beiden Kalibrierbildern beruht. Beispielsweise kann unter einer Überlagerungsdarstellung eine Überblendungsdarstellung verstanden werden. Die Überlagerungsdarstellung kann beispielsweise das erste Kalibrierbild und das zweite Kalibrierbild umfassen, wobei zumindest eines der Kalibrierbilder teiltransparent dargestellt ist. In der Überlagerungsdarstellung können Bildbereiche der jeweiligen Kalibrierbilder miteinander vergleichbar und/oder abgleichbar sein. Beispielsweise kann eine räumliche Position von Bestandteilen der Kalibrierbilder verglichen werden. Dadurch kann die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein.
Ferner kann die Überlagerungsdarstellung räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte des ersten Kalibrierbilds und des zweiten Kalibrierbilds umfassen. Die Abschnitte der Kalibrierbilder können etwa 5 Pixel bis 500 Pixel, insbesondere 20 Pixel bis 250 Pixel, bevorzugt 30 Pixel bis 100 Pixel groß sein, insbesondere bezogen auf zumindest eine Seitenlange. In einigen Fällen können die Abschnitte quadratisch und/oder rechteckig sein. Die Pixelangaben können sich dann auf seine Länge einer Seite, insbesondere einer längeren Seite, beziehen. Die Größe kann sich auf die Erstreckung in eine Raumrichtung beziehen. Dadurch kann die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung durch einen abschnittsweisen Abgleich der Kalibrierbilder durchgeführt werden. In einfacher Weise kann so überprüft werden, ob die Kalibrierbilder ein Objekt, beispielsweise das optische Target, in den Abschnitten gleich, insbesondere ortsgleich, abbilden. Ein Versatz dieser Abbildungen lässt auf eine Qualität der geometrischen Kalibrierung schließen.
Außerdem kann die Überlagerungsdarstellung in zwei unterschiedliche Raumrichtungen mehrfach wechselweise nebeneinander angeordnete Abschnitte des ersten Kalibrierbilds und des zweiten Kalibrierbilds umfasst. Beispielsweise kann die Kalibrierdarstellung ein Schachbrettmuster aufweisen. Die Felder des Schachbretts können nebeneinander angeordnete Abschnitte des ersten Kalibrierbilds und des zweiten Kalibrierbilds umfassen. Dadurch kann in die beiden Raumrichtungen die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein.
Das optische Target kann das Kalibriermuster umfassen und die für die Überlagerungsdarstellung verwendeten Abschnitte der jeweiligen Kalibrierbilder zumindest teilweise das Kalibriermuster abbilden. Dadurch kann überprüfbar sein, ob ein Versatz des Kalibriermusters in der Überlagerungsdarstellung vorliegt. Der Versatz ist ein Indikator über die Qualität der geometrischen Kalibrierung. In einfacher Weise kann die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein.
Das System kann ferner eine Eingabevorrichtung umfassen, mittels derer Steuerbefehle zur Überprüfung der Kalibrierung der Bilderfassungseinheit durch einen Benutzer veranlassbar sind. Die Eingabevorrichtung kann einen Laptop, einen Computer, ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon und/oder ein Tablet, insbesondere eine Maus und/oder eine Tastatur umfassen. Beispielsweise können Pfeiltasten der Tastatur dazu verwendbar sein, einen Steuerbefehl zur Bewegung einer Einblendung zu veranlassen. Ferner kann während der Überprüfung mittels der Steuerbefehle durch ein Menü, das dazu vorgesehen sein kann, durch die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung zu navigieren, schaltbar sein.
Außerdem kann die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet sein, eine Ausrichthilfe für die Ausrichtung des optischen Targets relativ zu der Bilderfassungseinheit einzublenden. Die Ausrichthilfe kann beispielsweise dabei unterstützend vorgesehen sein, dass das Kalibriermuster, insbesondere das zentrale Kreuz, in das Zentrum des Kalibrierbilds bewegbar ist. Beispielsweise kann die Ausrichthilfe das Zentrum und/oder die Mitte des Kalibrierbilds und/oder der Überlagerungsdarstellung markieren, und das optische Target anhand der Ausrichthilfe ausgerichtet werden. Vorteilhafterweise kann einfach das optische Target innerhalb der Prüfvorrichtung ausgerichtet werden. Insbesondere kann das optische Target spezifisch für die Bildgebungsvorrich- tung vorsehbar sein. In manchen Ausführungsformen umfasst die Ausrichthilfe ein zentrales Kreuz mit länglichen Armen. Das optische Target kann derart bewegt werden, um es auszurichten, dass ein möglichst großer Anteil der Darstellung der Abbildung des Targets die Ausrichthilfe überlappt.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Bilderfassungseinheit eine dritte Bilderfassungseinrichtung, die in dem ersten Spektralbereich lichtempfindlich ist, und eine vierte Bilderfassungseinrichtung, die in dem zweiten Spektralbereich lichtempfindlich ist, umfassen. Mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung und der dritten Bilderfassungseinrichtung kann eine Stereobilderfassung in dem ersten Spektralbereich durchführbar sein, und mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung und der vierten Bilderfassungseinrichtung kann eine Stereobilderfassung in dem zweiten Spektralbereich durchführbar sein. Es kann beispielsweise eine Stereobilderfassung in dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts und zusätzlich in dem nahinfraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich durchführbar sein. Es kann eine Stereodarstellung, insbesondere eine räumliche Darstellung, beruhend auf den Stereobildern in den beiden Spektralbereichen erzeugbar sein. Die Stereodarstellung beruhend auf den Stereobildern in einem Spektral bereich zumindest überwiegend außerhalb des sichtbaren Lichts kann in einem Spektralbereich des sichtbaren Lichts darstellbar sein. Die geometrische Kalibrierung kann eine Ausrichtung der Abbildungsbereiche aller Bilderfassungseinrichtungen zueinander umfassen.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Stereobilderfassung mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung und der zweiten Bilderfassungseinrichtung und/oder mittels der dritten Bilderfassungseinrichtung und/oder der vierten Bilderfassungseinrichtung durchführbar sein. Generell können Bilderfassungseinrichtungen für eine Stereobilderfassung in beliebigen Kombinationen verwendbar sein. Beispielsweise können drei, vier, fünf und/oder sechs Bilderfassungseinrichtungen gemeinsam für eine Stereobilderfassung verwendet werden. Das kann bedeuten, dass eine Stereobilderfassung nicht zwingend in dem ersten und/oder dem zweiten Spektralbereich durchgeführt werden muss. Beispielsweise kann eine Stereobilderfassung gemeinsam in dem ersten Spektralbereich und dem zweiten Spektralbereich durchführbar sein.
Das Prüfverfahren kann ferner den Schritt eines Ankoppelns der Prüfvorrichtung an die medizinische Bildgebungsvorrichtung umfassen. Das Ankoppeln kann insbesondere ein Anlegen und/oder ein Einhaken des Vorsprungs der Prüfvorrichtung an die Bildgebungsvorrichtung umfassen und/oder kann ferner ein Bedienen des bewegbaren Halteelements umfassen. Ferner kann die Prüfvorrichtung an die Bildgebungsvorrichtung an zumindest einem Punkt angelegt werden und um den Punkt geschwenkt werden. Nach dem Ankoppeln ist die Prüfvorrichtung in einem angekoppelten Zustand. In diesem Zustand kann die Bildebene der Bilderfassungseinheit, beziehungsweise der Bilderfassungseinrichtungen, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu der Ebene liegen, in der sich das optische Target, insbesondere das Kalibriermuster, erstreckt.
Ferner kann den Schritt eines Anschließens einer Beleuchtungsvorrichtung an die Prüfvorrichtung umfassen.
Zudem kann die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, in einem Bildgebungsbetriebs- modus zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht während einer Bilderfassung an die Bildge- bungsvorrichtung angeschlossen zu sein.
Zudem kann die Überlagerungsdarstellung die räumlich nebeneinander angeordneten Abschnitte des ersten Kalibrierbilds und des zweiten Kalibrierbilds derart umfassen, dass das Bild des Kalibriermusters zumindest abschnittsweise in den räumlich nebeneinander angeordneten Abschnitten des ersten Kalibrierbilds und des zweiten Kalibrierbilds dargestellt ist. Dadurch kann in einfacher Weise die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Vorteilhafterweise kann beispielsweise unabhängiger von einer Auflösung der Anzeigevorrichtung die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Insbesondere gilt dies im Vergleich etwa zu einer Überblendungsdarstellung.
Der Überprüfungsablauf kann ferner die Schritte eines Einblendens einer Überprüfungshilfe in die Kalibrierdarstellung, wobei die Überprüfungshilfe einen Überprüfungsbereich einrahmt und dadurch einen Toleranzbereich für die Überprüfung definiert, eines Bewegens der Überprüfungshilfe in der Kalibrierdarstellung, derart dass ein erster Abschnitt des Bilds des Kalibriermusters innerhalb des Überprüfungsbereichs liegt, wobei der erste Abschnitt von dem ersten Kalibrierbild stammt, und eines Überprüfens, ob die Überprüfungshilfe derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt ein zweiter Abschnitt des Bilds des Kalibriermusters innerhalb des Überprüfungsbereichs liegt, wobei der zweite Abschnitt von dem zweiten Kalibrierbild stammt, umfassen.
Die Überprüfungshilfe kann einen rechteckigen Rahmen umfassen. „Rechteckig“ kann dabei die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken umfassen. Der Überprüfungsbereich kann durch den Ausschnitt des Rahmens definierbar sein. Der Überprüfungsbereich kann von einem Benutzer betrachtbar sein. Das kann bedeuten, dass ein Benutzer den Überprüfungsbereich, beziehungsweise den Ausschnitt des Rahmens betrachtet, um die geometrische Kalibrierung einzuschätzen. Je größer der Toleranzbereich ist, desto größer kann der Ausschnitt des Rahmens sein, beziehungsweise desto größer kann die Überprüfungshilfe sein. Da in der Kalibrierdarstellung abschnittsweise ein Bild des Kalibriermusters dargestellt sein kann, kann ein abschnittsweiser Versatz des Bilds des Kalibriermusters zwischen den Kalibrierbildern auftreten. Dieser Versatz kann kleiner sein, desto besser die geometrische Kalibrierung ist. Der Versatz kann derart groß sein, dass nicht zwei Abschnitte von dem Bild des Kalibriermusters von der Überprüfungshilfe einrahmbar sind, wobei das Bild des Kalibriermusters in verschiedenen Kalibrierbildern abgebildet ist. Wenn beispielsweise das Kalibriermuster eine Linie ist, kann die Linie in der Kalibrierdarstellung als zwei parallele, versetzte, unterbrochene Linien dargestellt sein, wobei die Linien jeweils entlang der Abschnitte des jeweiligen Kalibrierbilds verlaufen. Generell kann das Bild des Kalibriermusters derart dargestellt sein, als würde es in lediglich einem Kalibrierbild abgebildet sein, insbesondere zumindest im Wesentlichen versatzfrei abgebildet sein, wenn die geometrische Kalibrierung ideal ist. Mittels der Überprüfungshilfe kann die geometrische Kalibrierung in zumindest zwei Raumrichtungen überprüfbar sein. Insbesondere wenn die Überprüfungshilfe den rechteckigen Rahmen umfasst, kann in Richtung jeder Erstreckungsrichtung der Seiten des Rahmens die geometrische Kalibrierung überprüfbar sein. Insbesondere kann die Überlagerungsdarstellung schachbrettmusterartig dargestellt sein. Das kann bedeuten, dass ein periodischer Versatz des Kalibriermusters zwischen den einzelnen Feldern des Schachbretts, insbesondere in zwei Richtungen des Schachbretts, auftreten kann. Das Kalibriermuster kann etwa ein Kreuz umfassen, das sich in die zwei Richtungen erstreckt. Für das Überprüfen kann die Überprüfungshilfe mittels Steuerbefehle bewegbar sein. Ein Benutzer kann die Steuerbefehle veranlassen. Für das Überprüfen der geometrischen Kalibrierung kann der Benutzer beispielsweise mittels eines Steuerbefehls die Überprüfungshilfe pixelweise und/oder zweipixelweise in eine der Richtungen bewegen, bzw. verschieben. Der Benutzer kann den Steuerbefehl derart häufig veranlassen, bis er beispielsweise entweder erkennt, dass sich die zwei Abschnitte des Bilds des Kalibrierungsmusters innerhalb der Überprüfungshilfe, insbesondere des Toleranzbereichs, befinden, und/oder bis er beispielsweise erkennt, dass sich die Überprüfungshilfe, insbesondere der Toleranzbereich, nicht derart bewegen lässt, dass sich die zwei Abschnitte des Bilds des Kalibrierungsmusters innerhalb der Überprüfungshilfe, insbesondere des Toleranzbereichs, befinden. Dies kann der Benutzer beispielsweise in alle Erstreckungsrichtungen des Überprüfungsmusters, bzw. des Bilds des Überprüfungsmusters, durchführen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Überprüfungsmusters ein rechtwinkliges Kreuz mit länglichen Armen. Durch ein Überprüfen entlang der Arme und/oder an zumindest einer Position jedes Armes, kann die geometrische Kalibrierung in zwei Raumrichtungen überprüfbar sein. In vorteilhafter Weise kann dadurch die geometrische Kalibrierung sehr einfach, schnell, effizient, kostengünstig, zuverlässig und/oder effektiv überprüfbar sein. Insbesondere eignet sich diese Methode der Überprüfung für eine Überprüfung der geometrischen Kalibrierung nach einem Ausliefern der Bilderfassungseinheit, bzw. der Bildgebungsvorrichtung, an einen Kunden. Beispielsweise kann nach dem Ausliefern schnell und/oder effizient die geometrische Kalibrierung überprüft werden, um sicherzustellen, dass der Kunde eine ausreichend kalibrierte Bilderfassungseinheit erhalten hat. Dazu ist insbesondere kein besonders schweres, sperriges und/oder schwer zu transportierendes Testgerät notwendig. Durch das Erstellen der Überlagerungsdarstellung und das Überprüfen der Darstellung des Bilds des Kalibriermusters kann eine Überprüfung der Kalibrierung derart durchgeführt werden, dass keine besonders große Rechenleistung einer Recheneinheit notwendig ist, wobei die Recheneinheit beispielsweise bei der Erstellung der Überlagerungsdarstellung beteiligt ist.
Die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung kann als positiv bewertet werden, wenn die Überprüfungshilfe derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt ein zweiter Abschnitt des Bilds des Kalibriermusters innerhalb des Überprüfungsbereichs liegt, der von dem zweiten Kalibrierbild stammt. Positiv kann bedeuten, dass die Bilderfassungseinheit derart geometrisch kalibriert ist, dass sich eine für eine Anwendung ausreichend gute räumliche Darstellung eines Objekts erstellen lässt und/oder eine ausreichend gute Überlagerungsdarstellung von Bildern des Objekts erstellen lässt, wobei die Bilder in unterschiedlichen Spektralbereich erfasst wurden. Insbesondere kann sich die Bewertung durch die Anwendung ergeben. Gemäß manchen Anwendungen ist eine besonders gute Darstellungsqualität notwendig. In solchen Fällen kann etwa eine kleinere Überprüfungshilfe, bzw. ein kleinerer Toleranzbereich zur Überprüfung verwendet werden.
Ferner kann sich die Überprüfungshilfe in eine Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 10 Pixel und in einer dazu senkrechten Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 18 Pixel erstrecken. Generell kann die Pixelanzahl in engem Zusammenhang mit der Pixelgröße, der Auflösung der Darstellung, dem verwendeten Bildsensor und/oder mit der erforderlichen Größe des Toleranzbereichs und/oder der Überprüfungshilfe stehen.
Das Prüfverfahren kann zudem weitere Überprüfungsabläufe umfassen, für welche die Überprüfungshilfe in unterschiedliche Bildbereiche der Kalibrierdarstellung bewegt wird. Mit unterschiedlichen Bildbereichen können Bereiche gemeint sein, zwischen die mehrere, beispielsweise zumindest zwei, drei, vier, fünf und/oder sechs der Überprüfungshilfen passen würden. Die Bildbereiche können voneinander beabstandet sein. Beispielsweise können die Bildbereiche in unterschiedliche Randbereiche der Kalibrierdarstellung bewegt werden. Das erlaubt etwa eine Einschätzung über die Homogenität der geometrischen Kalibrierung über den gesamten Abbildungsbereich der Bilderfassungseinrichtungen. Ferner kann eine Verzerrung der Bilder der Bilderfassungseinrichtungen überprüfbar sein.
Zudem kann zumindest ein Überprüfungsablauf in einem zentralen Bereich der Kalibrierdarstellung durchgeführt werden und weitere Überprüfungsabläufe in einem zentralen Bereich jeweils eines der Quadranten der Kalibrierdarstellung durchgeführt werden. Grundsätzlich kann die Kalibrierdarstellung rechteckig sein. Zumindest eine rechteckige Kalibrierdarstellung kann in vier zumindest im Wesentlichen gleich große, insbesondere rechteckige, Bereiche teilbar sein. Diese Bereiche können die Quadranten sein. Dadurch kann in einfacher Weise eine reproduzierbare Überprüfung der geometrischen Kalibrierung in mehreren Bereichen der Kalibrierdarstellung durchführbar sein. Das Kalibriermuster kann derart ausgebildet sein, dass es zumindest ein Teilmuster umfasst, das, wenn es abgebildet ist, in dem zentralen Bereich der Kalibrierdarstellung darstellbar ist.
Ferner kann das Prüfverfahren einen Schritt eines Erzeugens einer Vergrößerungsdarstellung eines Ausschnitts der Kalibrierdarstellung umfassen, sodass zentrale Bereiche jeweils eines der Quadranten der Kalibrierdarstellung jeweils in einem Bereich einer Ecke der Vergrößerungsdarstellung dargestellt sind. Das kann bedeuten, dass die Vergrößerungsdarstellung mittels eines zweifachen Vergrößerns, bzw. zweifachen Zooms, der Kalibrierdarstellung erzeugbar ist. In der Vergrößerungsdarstellung kann die geometrische Kalibrierung im Zentrum und/oder in den Ecken der Vergrößerungsdarstellung überprüfbar sein und/oder überprüft werden. Dadurch kann in einfacher und schneller Weise das Zentrum der Quadranten auffindbar sein und/oder die geometrische Kalibrierung in den zentralen Bereichen der Quadranten der Kalibrierdarstellung überprüfbar sein. Das Prüfverfahren kann effizienter und zuverlässiger durchführbar sein.
Das Prüfverfahren kann ferner einen Vorbereitungsablauf umfassen. Der Vorbereitungsablauf kann die Schritte des Erfassens eines Bilds des optischen Targets mit einer der Bilderfassungseinrichtungen, des Erzeugens einer Darstellung des Targets anhand des erfassten Bilds, des Einblendens einer Ausrichthilfe für die Ausrichtung des optischen Targets relativ zu der Bilderfassungseinheit und des Ausrichtens des optischen Targets an der Ausrichthilfe durch Bewegen des Targets. Der Vorbereitungsablauf kann vor dem Durchführen zumindest eines Überprüfungsablaufs durchführbar sein und/oder durchgeführt werden. Ferner kann der Vorbereitungsablauf vor zumindest im Wesentlichen jedem Durchführen eines Überprüfungsablaufs durchführbar sein und/oder durchgeführt werden. Mittels der Ausrichthilfe kann das Anordnen des optischen Targets vereinfacht werden. Beispielsweise kann das optische Target einfacher an einem Zielort anordenbar sein, an dem das Target derart abbildbar ist, dass es an einem gewünschten Ort in der Kalibrierdarstellung darstellbar ist. Der gewünschte Ort kann insbesondere das Zentrum der Kalibrierdarstellung sein. Das kann bedeuten, dass die Ausrichthilfe das Zentrum der Kalibrierdarstellung markieren und/oder auf dieses deuten kann. Dadurch kann das Prüfverfahren für verschiedene Bilderfassungseinrichtungen schnell und/oder einfach anwendbar sein. Ferner kann beispielsweise eine Bewegung des Targets während des Durchführens eines Überprüfungsablaufs ausgeglichen werden.
Außerdem kann das Kalibriermuster ein zentrales rechtwinkliges Kreuz mit länglichen Armen umfassen und die Ausrichthilfe ein rechtwinkliges Kreuz mit länglichen Armen umfassen. Zwei zumindest im Wesentlichen gleichartig geformte und/oder ausgebildete Muster können in besonders einfacher Weise vergleichbar sein. Beispielsweise kann ein Überlappungsgrad von Darstellungen beider Muster einfach vergleichbar sein und/oder anhand des Überlappungsgrads eine Qualität des Ausrichtens bewertbar sein. Ein hoher Überlappungsgrad kann ein gutes Ausrichten bedeuten. Gemäß anderer Ausführungsformen kann die Ausrichthilfe beispielsweise einen Rahmen umfassen, in dessen Ausschnitt das Bild des optischen Targets zumindest im Wesentlichen anzuordnen ist.
Die Bilderfassungseinheit kann ferner zumindest eine weitere Bilderfassungseinrichtung umfassen und die Bilderfassungseinrichtungen eine gemeinsame geometrische Kalibrierung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweisen. Das Prüfverfahren kann ferner ein paarweises Überprüfen der Kalibrierung der Bilderfassungseinrichtungen umfassen. Durch das paarweise Überprüfen der Bilderfassungseinrichtungen kann eine hohe Qualität der räumlichen Darstellung und/oder der Überlagerungsdarstellung erreichbar sein. Beispielsweise kann ein Paar an Bilderfassungseinrichtungen zur Stereobildaufnahme eingerichtet sein und/oder ein weiteres Paar zur Stereobildfluoreszenzaufnahme im nahinfraroten Spektralbereich eingerichtet sein. Die geometrische Kalibrierung all dieser Bildererfassungseinrichtungen kann paarweise überprüft werden. Das paarweise Überprüfen kann nacheinander erfolgen. In einfacher und effizienter Weise kann die geometrische Kalibrierung mehrerer Bilderfassungseinrichtungen überprüfbar sein.
Die vorliegende Erfindung kann ferner vorsehen, ein System zur Durchführung eines Prüfverfahrens bereitzustellen. Mittels des Systems kann in einigen Ausführungsformen die Überprüfung automatisiert und/oder teilautomatisiert durchführbar sein.
Die vorliegende Erfindung kann ferner vorsehen, einen Programmcode bereitzustellen, der Anweisungen umfasst, die dann, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, die Durchführung eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens bewirken.
Die vorliegende Erfindung kann ferner vorsehen, ein Computerprogrammprodukt bereitzustellen, das ein maschinenlesbares Medium umfasst, auf dem erfindungsgemäßer Programmcode gespeichert ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und im Rahmen der Ansprüche sinnvoll in Kombination verwenden.
Falls von einem bestimmten Objekt mehr als ein Exemplar vorhanden ist, ist ggf. nur eines davon in den Figuren und in der Beschreibung mit einem Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung dieses Exemplars kann entsprechend auf die anderen Exemplare von dem Objekt übertragen werden. Sind Objekte insbesondere mittels Zahlenwörtern, wie beispielsweise erstes, zweites, drittes Objekt etc. benannt, dienen diese der Benennung und/oder Zuordnung von Objekten. Demnach können beispielsweise ein erstes Objekt und ein drittes Objekt, jedoch kein zweites Objekt umfasst sein. Allerdings könnten anhand von Zahlenwörtern zusätzlich auch eine Anzahl und/oder eine Reihenfolge von Objekten ableitbar sein.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems;
Fig. 2A eine schematische Darstellung einer Bilderfassungseinheit des Systems in einer
Seitenansicht;
Fig. 2B eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit in einer Draufsicht;
Fig. 20 eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit in einer Ansicht auf die
Rückseite der Bildererfassungseinheit;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Prüfvorrichtung des Systems und der Bilderfassungseinheit;
Fig. 4 eine perspektivische Schnittansicht eines Abschnitts der Prüfvorrichtung;
Fig. 5 eine Darstellung eines Abschnitts der Prüfvorrichtung am distalen Ende einer Halterung;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Prüfvorrichtung am proximalen Ende;
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Prüfvorrichtung;
Fig. 8 eine beispielhafte schematische Darstellung einer Intensitätsverteilung;
Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung eines optischen Targets;
Fig. 10 eine Ausführungsform eines Kalibriermusters;
Fig. 11 ein Kalibrierbild, umfassend ein Bild eines Kalibriermusters, und eine Ausrichthilfe;
Fig. 12 eine Kalibrierdarstellung, die auf einem ersten Kalibrierbild und einem zweiten Kalibrierbild beruht;
Fig. 13 eine Überprüfungshilfe;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Vergrößerungsdarstellung der Kalibrierdarstellung umfassend eine Einblendung der Überprüfungshilfe und des Bildes des Kalibriermusters;
Fig. 15 einen Ausschnitt der Kalibrierdarstellung, anhand dessen die geometrische Kalibrierung positiv bewertet wird;
Fig. 16 einen Ausschnitt der Kalibrierdarstellung, anhand dessen die geometrische Kalibrierung negativ bewertet wird;
Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsdarstellung;
Fig. 18 ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Prüfverfahrens; Fig. 19 ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Überprüfungsablaufs; und
Fig. 20 ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Vorbereitungsablaufs.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Systems 100. Das System 100 umfasst eine Bilderfassungseinheit 64, eine Prüfvorrichtung 10, eine Beleuchtungsvorrichtung 74, eine Anzeigevorrichtung 78 und eine Eingabevorrichtung 86. Einige der Komponenten, in den dargestellten Fall die Beleuchtungsvorrichtung 74, die Anzeigevorrichtung 78 und die Eingabevorrichtung 86, sind auf einem Gerätewagen 124 angeordnet. Der Gerätewagen 124 umfasst Rollen, sodass dieser im Raum beweglich ist. Beispielsweise kann ein Benutzer den Gerätewagen 124 zu einem Einsatzort der Bilderfassungseinheit 64 bewegen.
Die Bilderfassungseinheit 64 ist an einem bewegbaren Haltearm 122 lösbar befestigt. Die Bilderfassungseinheit 64 kann beispielsweise gegen eine andere, nicht dargestellte Bilderfassungseinheit austauschbar sein. Ferner kann die Bilderfassungseinheit 64 mittels des Haltearms 122 im Raum in alle drei Raumrichtungen positionierbar sein. Der Benutzer kann etwa die Bilderfassungseinheit 64 derart positionieren, dass mittels der Bilderfassungseinheit 64 ein Bild eines Objekts, beispielsweise eines Untersuchungsgebiets zur Unterstützung einer Aktion, erfassbar ist. Ferner kann eine Abfolge von Bildern erfassbar sein, beispielsweise ein Video. Eine Darstellung des Bilds und/oder des Videos ist auf der Anzeigevorrichtung 78 anzeigbar. Der Benutzer kann also die Darstellung des Bilds und/oder des Videos auf der Anzeigevorrichtung 78 betrachten, während er eine Aktion durchführt.
Ferner ist die Bilderfassungseinheit 64 zur Stereobildgebung eingerichtet. Dazu umfasst die Bilderfassungseinheit 64 mehrere Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114. Eine genauere schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit 64 ist in den Fig. 2A und 2B gezeigt. Stereobildgebung kann bedeuten, dass eine räumliche Darstellung erzeugbar ist. Diese beruht auf zumindest zwei Bildern zweier Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114. Die Bilderfassungseinheit 64 ist grundsätzlich dazu eingerichtet, Bilder in einem ersten Spektralbereich 70 zu erfassen, der überwiegend innerhalb des Spektralbereichs des sichtbaren Lichts ist. Zudem ist die Bilderfassungseinheit 64 dazu eingerichtet, Bilder in einem zweiten Spektralbereich 72 zu erfassen, der zumindest überwiegend außerhalb des Spektralbereichs des sichtbaren Lichts ist. Auch in dem zweiten Spektralbereich 72 ist die Bilderfassungseinheit 64 zur Stereobildgebung eingerichtet. Eine räumliche Darstellung der Bilder beider Spektral bereiche 70, 72 kann in einer nicht gezeigten räumlichen Überlagerungsdarstellung gemeinsam dargestellt sein. Insbesondere kann der zweite Spektralbereich 72 eine zweite Wellenlänge 18 umfassen, wobei die zweite Wellenlänge 18 eine Wellenlänge aus dem infraroten Bereich, insbesondere aus dem nahinfraroten Bereich, umfasst. Dadurch kann beispielsweise eine Lumineszenzbildgebung, insbesondere eine Fluoreszenzbildgebung und/oder eine Phosphores- zenzbildgebung, ermöglicht sein. Eine zu untersuchende Struktur innerhalb des Untersuchungsgebiets kann etwa mittels eines fluoreszenten Farbstoffs angefärbt sein, welcher erstes Licht, insbesondere erstes Beleuchtungslicht, das eine erste Wellenlänge 16 umfasst, absorbiert, und Licht emittiert, das die zweite Wellenlänge 18 umfasst. Die erste Wellenlänge 16 ist dabei dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts zuzuordnen, beziehungsweise umfasst das erste Licht, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, zumindest überwiegend Licht aus dem sichtbaren Bereich. Folglich kann mittels der räumlichen Überlagerungsdarstellung die zu untersuchen Struktur genauer lokalisiert werden und/oder sichtbar gemacht werden.
Die Bilderfassungseinheit 64 umfasst ferner einen Lichtversorgungsanschluss 126. Ein Lichtleiter 44 der Beleuchtungsvorrichtung 74 kann an den Lichtversorgungsanschluss 126 anschließbar sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 74 dazu eingerichtet, das erste Beleuchtungslicht zu erzeugen und/oder zur Verfügung zu stellen. Das heißt, die Beleuchtungsvorrichtung 74 ist dazu eingerichtet, überwiegend Licht des sichtbaren Bereichs zu erzeugen. Insbesondere in einem Bildgebungsbetriebsmodus ist es vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung 74 zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht während einer Bilderfassung an die Bildgebungsvorrichtung 26, insbesondere an die Bilderfassungseinheit 64, angeschlossen ist. In einem Kalibrierungsmodus ist es vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung 74 an die Prüfvorrichtung 10 angeschlossen ist. In dem Kalibriermodus findet die Überprüfung einer geometrischen Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 statt. Deutlich ist lediglich eine Beleuchtungsvorrichtung 74 zum Betrieb der Prüfvorrichtung 10 und der Bildgebungsvorrichtung 26 vorgesehen. Die Bildgebungsvorrichtung 26 wird üblicherweise mit Beleuchtungsvorrichtungen wie der Beleuchtungsvorrichtung 74 betrieben, sodass eine solche Beleuchtungsvorrichtung ohnehin vorhanden ist, wenn die Bildgebungsvorrichtung 26 betrieben wird.
Der Lichtleiter 44 kann an die Prüfvorrichtung 10, insbesondere an einen Lichtleiteranschluss 42 der Prüfvorrichtung 10, anschließbar sein. In dem dargestellten Fall ist der Lichtleiter 44 an die Prüfvorrichtung 10 angeschlossen, sodass das erste Beleuchtungslicht, das in dem Lichtleiter 44 geführt ist, in die Prüfvorrichtung 10 einkoppelbar ist und/oder eingekoppelt wird. Die Prüfvorrichtung 10 ist mittels einer Halterung 24 der Prüfvorrichtung 10 an die Bildgebungsvorrichtung 26, insbesondere die Bilderfassungseinheit 64, angekoppelt. Insbesondere ist die Prüfvorrichtung 10 an eine Eingangsoptik (siehe Fig. 2A und 2B) der Bilderfassungseinheit 64 angekoppelt. Dadurch kann mittels der Bilderfassungseinheit 64 zumindest ein Bild eines Objekts innerhalb der Prüfvorrichtung 10 erfassbar sein und/oder erfasst werden. Gemäß des gezeigten Ausführungsbeispiels wird zumindest ein Bild eines optischen Targets 20 erfasst. Das optische Target 20 wird dabei zumindest teilweise mittels Lichts beleuchtet, das von der Beleuchtungsvorrichtung 74 bereitgestellt wird. Die Bilderfassungseinheit 64, insbesondere die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114, weisen die geometrische Kalibrierung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche auf. Wie in den folgenden Fig. näher beschrieben wird, ist die Bilderfassungseinheit 64 dazu eingerichtet, Kalibrierbilder 22 des optischen Targets 20 aufzunehmen, und die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 anhand der Kalibrierbilder 22 überprüfbar. Ein Ausführungsbeispiel einer Prüfvorrichtung 10 ist in den folgenden Figuren näher gezeigt. Ferner geht aus den folgenden Figuren hervor, wie die Prüfvorrichtung beispielsweise betrieben werden kann.
Aufgenommene Bilder, etwa Kalibrierungsbilder 22, sind auf der Anzeigevorrichtung 78 darstellbar. Beziehungsweise werden die Darstellungen auf der Anzeigevorrichtung 78 angezeigt. Beispielhaft stellt in der Fig. 1 die Anzeigevorrichtung 78 die Kalibrierdarstellung 80 für einen Benutzer dar, wobei die Kalibrierdarstellung 80 auf den Kalibrierbildern 22 beruht. Die Kalibrierdarstellung 80 umfasst eine Überlagerungsdarstellung 82, die räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte 84 der Kalibrierbilder 22 umfasst. Die Abschnitte 84 stammen dabei abwechselnd von jeweils einem der Kalibrierbilder 22. Genauer umfasst die Überlagerungsdarstellung 82 in zwei unterschiedliche Raumrichtungen mehrfach wechselweise nebeneinander angeordnete Abschnitte jeweils eines der Kalibrierbilder 22. die Überlagerungsdarstellung 82 ist zumindest in der Fig. 11 näher gezeigt. In dem Bildgebungsbetriebsmodus werden beispielsweise räumliche Darstellungen, insbesondere räumliche Überlagerungsdarstellungen, auf der Anzeigevorrichtung 78 angezeigt.
Mittels der Eingabevorrichtung 86 kann der Benutzer beispielsweise Steuerbefehle zur Überprüfung der Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 veranlassen. Ferner kann mittels der Eingabevorrichtung 86 beispielsweise die medizinische Bildgebungsvorrichtung 26, insbesondere die Bilderfassungseinheit 64, steuerbar sein. Die Eingabevorrichtung 86 kann etwa mit der Bildgebungsvorrichtung 26, insbesondere der Bilderfassung 64, verbunden sein, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist.
Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit 64 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 26 des Systems 100 in verschiedenen Ansichten. Fig. 2A zeigt eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit in einer Seitenansicht, Fig. 2B eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit 64 in einer Draufsicht und Fig. 2C eine schematische Darstellung der Bilderfassungseinheit 64 in einer Ansicht auf die Rückseite der Bildererfassungseinheit 64. Die Bilderfassungseinheit 64 umfasst mehrere Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114. Die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 sind gemeinsam mittels des Gehäuses 128 eingehaust. Zudem umfasst die Bilderfassungseinheit 64 eine Eingangsoptik 130, mittels derer Licht für die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 in die Bilderfassungseinheit 64 einkoppelbar ist. Die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 weisen zumindest im Wesentlichen gleicher optische Eigenschaften auf. Das heißt, dass sie beispielsweise zumindest im Wesentlichen einen gemeinsamen Abbildungsbereich aufweisen. Die Bilderfassungseinheit 64 weist die geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 bezüglich ihrer Abbildungsbereiche auf. Das bedeutet, dass die Abbildungsbereiche zumindest im Wesentlichen gleich sind. Ferner gilt, dass umso besser die geometrische Kalibrierung ist, desto deckungsgleicher die Abbildungsbereiche sind. Wird etwa ein Objekt mittels Bilder verschiedener Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 erfasst, kann in Abhängigkeit der geometrischen Kalibrierung das Objekt an geringfügig unterschiedlichen Koordinaten der Bilder erfasst worden sein. Das heißt, dass ein Versatz zwischen Bildern des Objekts, die mittels verschiedener Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 erfasst wurden, auftreten kann. Der Versatz ist kleiner, je besser die geometrische Kalibrierung ist. Dies ist insbesondere bedeutsam, da mittels der Bilderfassungseinheit 64 und/oder der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 26 räumliche Darstellungen von einem Untersuchungsgebiet aufgenommen werden sollen. Ein möglichst kleiner Versatz ist dabei wünschenswert, damit die räumliche Darstellung eine möglichst hohe Qualität aufweist. Ferner können auch verschiedene räumliche Darstellungen, wobei die räumlichen Darstellungen auf Bildern unterschiedlicher Spektralbereiche beruhen können, überlagert dargestellt werden. Die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 sind also zur Stereobilderfassung eingerichtet. Dabei bilden sich Paare der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114.
Die Bilderfassungseinheit 64 umfasst eine erste Bilderfassungseinrichtung 66 und eine zweite Bilderfassungseinrichtung 88, die jeweils in dem ersten Spektralbereich 70 lichtempfindlich sind. Ferner umfasste mit Erfassungseinheit 64 eine zweite Bilderfassungseinrichtung 68 und eine vierte Bilderfassungseinrichtung 90, die jeweils in dem zweiten Spektralbereich 72 lichtempfindlich sind. Zumindest eine der dritten und vierten Bilderfassungseinrichtungen 88, 90 kann auch als weitere Bilderfassungseinrichtung 114 bezeichnet werden. Mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung 66 und der dritten Bilderfassungseinrichtung 88 ist eine Stereobilderfassung in dem ersten Spektralbereich 70 durchführbar. Mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung 68 und der vierten Bilderfassungseinrichtung 90 ist eine Stereobilderfassung in dem zweiten Spektral bereich 72 durchführbar. Insbesondere liegt der zweite Spektralbereich 72 in dem Nahinfrarotbereich. Dadurch kann eine Fluoreszenzstereobilderfassung mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung 68 und der vierten Bilderfassungseinrichtung 90 durchführbar sein.
Die Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 umfassen jeweils einen Bildsensor 132, 134, die in unterschiedlichen Spektralbereichen lichtempfindlich sind. Die erste Bilderfassungseinrichtung 66 und die zweite Bilderfassungseinrichtung 88 umfasst jeweils einen ersten Bildsensor 132, der zumindest überwiegend in dem ersten Spektralbereich 70 lichtempfindlich ist, wobei der erste Spektralbereich 70 dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts zugeordnet ist. Das heißt, mittels des ersten Bildsensors 132 ist eine Bilderfassung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts durchführbar. Dies entspricht etwa der gängigen Bilderfassung. Mittels des zweiten Bildsensors 134 ist eine Bilderfassung im Wellenlängenbereich des nahinfraroten Lichts durchführbar. Dadurch kann Fluoreszenzbildgebung möglich sein. Die zweite Bilderfassungseinrichtung 68 und die vierte Bilderfassungseinrichtung 90 umfasst jeweils einen zweiten Bildsensor 134. Da der zweite Bildsensor 134 zumindest überwiegend in den zweiten Spektralbereich 72 lichtempfindlich ist und insbesondere in dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts relativ dazu lichtunempfindlich ist, muss Licht in beiden Spektral bereich 70, 72 bereitgestellt werden, um die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 überprüfen zu können. Zur Überprüfung der geometrischen Kalibrierung nimmt die Bilderfassungseinheit 64 die Kalibrierbilder 22 des optischen Targets 20 auf. Insbesondere nimmt jede der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 jeweils zumindest ein Kalibrierbild 22 des optischen Targets 20 auf. Anhand der Kalibrierbilder 22 kann beispielsweise der Benutzer die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 überprüfen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114 paarweise überprüft wird. Das heißt, es ist insbesondere vorgesehen, dass die geometrische Kalibrierung einer Bildererfassungseinheit 68, 90, die im zweiten Spektralbereich 72 lichtempfindlich ist (nahinfrarot) und einer Bilderfassungseinheit 66, 88, die im ersten Spektralbereich 70 lichtempfindlich ist (sichtbares Licht). Dazu ist es notwendig, dass nahinfrarotes Licht, umfassend die zweite Wellenlänge 18, und sichtbares Licht, insbesondere Weißlicht, umfassend die erste Wellenlänge 16, bereitgestellt wird und/oder das optische Target 20 mit diesem Licht ausgelichtet wird. Dadurch werden Kalibrierbilder 22 in beiden Spektralbereichen 70, 72 erfasst und es ist Überlagerungsdarstellung 82 erzeugbar, die auf Bildern beruhen, die in beiden Spektralbereichen 70, 72 erfasst wurden. Mittels des Konversionselements 14 ist Licht in beiden Spektralbereichen 70, 72 bereitstellbar, obwohl das System lediglich eine Beleuchtungsvorrichtung 74 umfasst, die zumindest überwiegend Licht im ersten Spektralbereich 70 (sichtbares Licht) bereitstellt und/oder erzeugt.
Die Prüfvorrichtung 10 ist in den Fig. 3 und Fig. 4 genauer gezeigt. Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Prüfvorrichtung 10 und der Bilderfassungseinheit 64. Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Abschnitts der Prüfvorrichtung 10.
Die Prüfvorrichtung 10 umfasst den Lichtleiteranschluss 42, eine Lichtzuführung 12, dass optische Target 20, ein Konversionselement 14 und die Halterung 24. Der Lichtleiter 44 der Beleuchtungsvorrichtung 74 ist an den Lichtleiteranschluss 42 derart abschließbar, dass im Lichtleiter 44 geführtes erstes Beleuchtungslicht in die Prüfvorrichtung 10, insbesondere in die Lichtzuführung 12, einkoppelbar ist. Der Lichtleiteranschluss 42 kann jeder gängige Lichtleiteranschluss sein. Insbesondere kann der Lichtleiteranschluss 42 eine Klemmvorrichtung 156 umfassen, mittels derer der Lichtleiter 44 klemmbar anschließbar ist. Siehe dazu Fig. 6. Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Prüfvorrichtung 10 am proximalen Ende 46 umfassend den Lichtleiteranschluss 42, die Klemmvorrichtung 156, den Lichtleiter 44 und den Schirm 38. Mittels der Lichtzuführung 12 wird das erste Beleuchtungslicht geführt. Insbesondere wird das erste Beleuchtungslicht auf das Konversionselement 14 geführt. Die Lichtzuführung 12 umfasst einen reflektierenden Schirm 38, der dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts zu dem Konversionselement 14 zu führen. Der Schirm 38 umfasst eine spiegelnde Beschichtung auf zumindest einem Großteil seine Innenfläche. Zudem weist der Schirm 38 eine sich in Richtung des Konversionselements 14 vergrößernde Querschnittsfläche 40 auf. Der Schirm ist hohltrichterförmig ausgebildet und weist Öffnungen an seinem proximalen Ende 46 und an seinem distalen Ende 49 auf. An dem proximalen Ende 46 ist der Lichtleiteranschluss 42 angeordnet und an dem distalen Ende 49 ein Diffusionselement 52 und das Konversionselement 14. An dem proximalen Ende 46 weist der Schirm 38 eine erste Querschnittsfläche 48 auf und an dem distalen Ende 49 eine zweite Querschnittsfläche 50, wobei die zweite Querschnittsfläche 50 größer ist als die erste Querschnittsfläche 48. Dadurch wird Licht, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, dass an dem proximalen Ende 46 angekoppelt wird, auf eine größere Querschnittsfläche 40 geführt. Dadurch können flächige Elemente ausgeleuchtet und/oder beleuchtet werden. Licht, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, trifft an dem distalen Ende 49 auf das Diffusionselement 52. Mittels des Diffusionselements 52 wird das Licht homogenisiert und zerstreut. Dadurch wird eine gleichmäßigere Ausleuchtung des Konversionselements 14 erreicht und in weiterer Folge eine Bildaufnahmequalität verbessert. Das Diffusionselement 52 ist eine milchige Plexiglasplatte, die zumindest so groß ist wie die zweite Querschnittsfläche 50.
Das Konversionselement 14 ist ebenfalls plattenförmig ausgebildet und liegt auf dem Diffusionselement 52 auf. Die Funktion des Konversionselements 14 wird anhand der Fig. 7 und Fig. 8 näher erläutert. Grundsätzlich ist das Konversionselement 14 dazu eingerichtet, Licht, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, mit der ersten Wellenlänge 16 zumindest teilweise in Licht, insbesondere zweites Beleuchtungslicht, mit der zweiten Wellenlänge 18 zu wandeln, wobei die erste Wellenlänge 16 und die zweite Wellenlänge 18 verschieden sind. Die zweite Wellenlänge 18 umfasst eine Wellenlänge aus dem nahinfraroten Bereich. Die erste Wellenlänge 16 umfasst eine Wellenlänge aus dem sichtbaren Bereich. Das erste Beleuchtungslicht umfasst zumindest überwiegend Licht aus dem sichtbaren Bereich. Das Konversionselement 14 ist dazu eingerichtet, Licht aus dem sichtbaren Bereich zumindest teilweise in Licht aus dem infraroten Bereich zu wandeln. Dazu weist das Konversionselement 14 fluoreszente Eigenschaften auf. Das Konversionselement 14 ist als eine fluoreszierende Plexiglasplatte ausgebildet und ist auf beiden Hauptseiten, also Seiten, die beleuchtet werden und/oder von denen Licht zumindest vorrangig emittiert wird, insbesondere in Richtung des optischen Targets 20, mit matter Folie bezogen. Mittels der matten Folie wird eine homogene Abstrahlung in Richtung des optischen Targets 20 ermöglicht und die Infrarotstrahlung effizienter ausgekoppelt.
Das Konversionselement 14 ist in etwa so groß wie das Diffusionselement 52. Beide Elemente 14, 52 sind gemeinsam in einen Aufnehmschlitz 142 der Prüfvorrichtung 10 eingeschoben, insbesondere in den Lichtpfad des Lichts mit der ersten Wellenlänge 16, insbesondere des ersten Beleuchtungslichts. Bedarfsweise können in den Aufnehmschlitz 142 weitere Elemente eingeschoben werden und/oder zumindest eines der Elemente 14, 52, ausgetauscht werden. Dazu umfasst die Prüfvorrichtung 10 eine lösbar befestigbare Verschlussplatte 144, die mittels Schrauben befestigbar ist. Die Verschlussplatte 144 ist an einer lateralen Seite der Prüfvorrichtung 10, insbesondere des Schirms 38, angeordnet.
Dass optische Target 20 ist von dem Konversionselement 14 beabstandet angeordnet und ebenfalls plattenförmig ausgebildet. Der Abstand kann beispielsweise ein 1 cm bis 20 cm, insbesondere 2 cm bis 10 cm, bevorzugt 3 cm bis 8 cm, betragen. Zudem ist das optische Target 20 bewegbar gelagert. Dazu umfasst das optische Target 20 zwei Handgriffe 138 an zwei gegenüberliegenden Seiten. Das optische Target 20 weist zudem eine kleinere Fläche auf als das Konversionselement 14, sodass die Hauptfläche des optischen Targets 20, die insbesondere mittels Beleuchtungslicht beleuchtet wird, parallel zu der Hauptfläche des Konversionselements 14, von der Licht umfassend die erste Wellenlänge 16 und die zweite Wellenlänge 18 abgestrahlt wird, bewegbar ist. Dadurch kann das Kalibriermuster 54 des optischen Targets 20 bezüglich der Bilderfassungseinheit 64, insbesondere der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90, 114, ausgerichtet werden. Das optische Target 20 ist in einer Lagervorrichtung 136 gelagert. Die Lagervorrichtung 136 ist eine Gleitlagervorrichtung und schlitzförmig ausgebildet. Eine Gummierung 140 der Lagervorrichtung 136 ist in Kontakt mit dem optischen Target 20. Die Gummierung 140 ist an allen Seitenwänden 148 vorgesehen, in die die Lagervorrichtung 136 schlitzförmig eingelassen ist. Die Seitenwände 148 definieren einen Hohlraum 150 in dem Licht des ersten Beleuchtungslicht und des zweiten Beleuchtungslicht und/oder Licht umfassend die erste Wellenlänge 16 und/oder die zweite Wellenlänge 18 geführt wird. Die Handgriffe 138 sind abnehmbar, sodass, wenn zumindest einer der Handgriffe 138 abgenommen ist, das optische Target 20 in die Lagervorrichtung 136 einschiebbar ist. Das optische Target 20 umfasst zwei Glasplatten 152, in deren Mitte eine Folie 154 angeordnet ist, auf der das Kalibriermuster 54 vorgesehen ist und/oder die das Kalibriermuster 54 umfasst. Siehe dazu auch Fig. 9. Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des optischen Targets 20. Die Glasplatten 152 dienen zum Schutz der Folie 154 vor Beschädigung und/oder zur einfacheren Handhabung der Folie 154, insbesondere des Kalibriermusters 54. Alternativ oder zusätzlich kann das Kalibriermuster 54 direkt auf dem Konversionselement 14 vorgesehen sein und/oder das optische Target 20 integriert mit dem Konversionselement 14 vorgesehen sein (nicht dargestellt).
Distal von den Seitenwänden 148 erstreckt sich die Halterung 24. Die Halterung 24 ist insbesondere massereduziert und/oder masseoptimiert ausgebildet. Die Halterung 24 umfasst einen Abstandshalter 28 und einen Koppelabschnitt 32. Der Abstandshalter 28, insbesondere die Halterung 24, erstreckt sich lediglich an zwei Seiten und/oder weist Ausnehmungen 146 auf.
Dadurch kann Gewicht eingespart werden. Die Ausnehmungen 146 können etwa aus Aluminiumplatten ausgesägt sein und/oder ausgefräst sein. Der Koppelabschnitt 32 ist an einem distalen Ende des Abstandshalters 28 angeordnet. An dem distalen Ende, insbesondere mittels des Koppelabschnitts 32, ist die Prüfvorrichtung 10 an die Bilderfassungseinheit 64 gekoppelt. Die Halterung 24 ist dazu eingerichtet in dem gezeigten gekoppelten Zustand das Eigengewicht der Prüfvorrichtung 10 zu tragen. Das bedeutet, dass die Prüfvorrichtung 10 lediglich an der Bilderfassungseinheit 64 befestigt ist und von dieser gehalten und/oder getragen wird. Der Abstandshalter 28 definiert einen Abstand 30 zwischen der Bildgebungsvorrichtung 26, insbesondere der Bilderfassungseinheit 64, und dem optischen Target 20. Dadurch kann der Abstand 30 sicher und wiederholbar vorhersehbar sein.
Der Koppelabschnitt 32 ist in der Fig. 5 näher gezeigt. Die Fig. 5 zeigt eine Darstellung eines Abschnitts der Prüfvorrichtung 10 am distalen Ende der Halterung 24. Ferner ist in der Fig. 5 ein Halteabschnitt 156 der Bilderfassungseinheit 64 gezeigt. Zum Koppeln der Prüfvorrichtung 10 wird die Prüfvorrichtung 10 mittels des Koppelabschnitts 32 an dem Halteabschnitt 156 befestigt. Die Prüfvorrichtung 10, insbesondere der Koppelabschnitt 32, umfasst einen Vorsprung 34, der dazu eingerichtet ist, die Prüfvorrichtung 10 durch ein Hintergreifen zu halten. Der Vorsprung 34 hintergreift einen Abschnitt des Halteabschnitts 156 der Bilderfassungseinheit 64.
Der Halterabschnitt 156 kann dazu etwa eine Umlaufnut 158 umfassen, die rundlich ausgebildet ist. Ferner umfasst die Prüfvorrichtung 10, insbesondere der Koppelabschnitt 32, ein bewegbares Haltelement 36, das dazu eingerichtet ist, die Halterung 24 wahlweise an der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung 26 zu fixieren. Das Halteelement 36 ist in diesem Fall als drehbare Fixierschraube ausgeführt, die in einem Gewinde drehbar ist, das an dem Koppelabschnitt 32 vorgesehen ist. Durch ein Drehen der Schraube wird die Prüfvorrichtung 10 an der Bildgebungsvorrichtung sechsten 20 fixiert und/oder festgeklemmt. Insbesondere wird der Halteabschnitt 156 zwischen dem Vorsprung 32 und dem Halteelement 36 geklemmt. Zum Koppeln kann der Benutzer zunächst den Vorsprung 32 in die Umlaufnut 158 einlegen, sodass der Vorsprung 32 den Halteabschnitt teilweise hintergreift, und dann die Prüfvorrichtung 10 um den Vorsprung 32 herumdrehen, während der Vorsprung in Kontakt mit dem Halteabschnitt bleibt. So kann er das Halteelement 36 in Richtung des Halteabschnitts 156 bewegen. In der richtigen Position, die bedarfsweise verstellbar ist, kann der Benutzer die Prüfvorrichtung fixieren, indem er das bewegbare Halteelement 36 bedient. Der Vorsprung 32 und der Halteabschnitt 156 kann eine schwalbenschwanzartige Verbindung ausbilden.
Generell ist die Prüfvorrichtung 10 kompakt und handhabbar ausgebildet. Sie wiegt beispielsweise zwischen 0,1 kg und 20 kg, insbesondere zwischen 1 kg und 10 kg, bevorzugt zwischen 2 kg und 5 kg. Ferner ist sie zwischen dem Lichtleiteranschluss 42 und dem Koppelabschnitt 32 beispielsweise zwischen 0,1 m und 2 m, insbesondere zwischen 0,2 m und 1,3 m, bevorzugt zwischen 0,3 m und 0,8 m, lang. Insbesondere ist die Prüfvorrichtung 10 kürzer als die Bilderfassungseinheit 64. Ferner ist die Prüfvorrichtung 10 zumindest überwiegend, insbesondere ein Gerüst der Prüfvorrichtung 10, aus Aluminium und/oder einem Kunststoff gefertigt. Insbesondere ist das Material leicht reinigbar, desinfizierbar und/oder autoklavierbar.
Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Prüfvorrichtung 10. Licht in dem ersten Spektralbereich 70 umfassend die erste Wellenlänge 16, insbesondere erstes Beleuchtungslicht, wird bereitgestellt und auf das Konversionselement 14 geführt. Das Konversionselement 14 lässt dieses Licht zumindest teilweise durch. Zudem wandelt das Konversionselement 14 Licht mit der ersten Wellenlänge 16, insbesondere das erste Beleuchtungslicht, in Licht in dem zweiten Spektralbereich 72 umfassend die zweite Wellenlänge 18, insbesondere das zweite Beleuchtungslicht. Dies ist in der Fig. 8 nochmals näher anhand einer beispielhaften schematischen Darstellung einer Intensitätsverteilung näher gezeigt. Diese zeigt die Intensität I aufgetragen über die Wellenlänge A. Es versteht sich, dass die gezeigte Intensitätsverteilung nicht auf einer tatsächlichen Messung eines Emissionsspektrums der Beleuchtungsvorrichtung 74 und/oder das Konversionselement 14 beruht. Die Verteilung ist beispielhaft zu verstehen und dient lediglich dazu, das Funktionsprinzip näher zu erläutern. Tatsächliche Emissionsspektren können mitunter deutlich von der gezeigten Intensitätsverteilung abweichen. Die Fig. 8 zeigt ein Diagramm an dessen Abszisse 160 die Wellenlänge aufgetragen ist und an dessen Ordinate 162 die Lichtintensität aufgetragen ist. Eine erste Verteilung 168 des ersten Beleuchtungslichts ist beispielhaft in einer durchgezogenen Linie eingezeichnet und eine zweite Verteilung 170 des zweiten Beleuchtungslichts in einer gestrichelten Linie. Die erste Verteilung 168 befindet sich überwiegend innerhalb des ersten Spektralbereichs 70 und umfasst die erste Wellenlänge 16, die sich ebenfalls innerhalb des ersten Spektralbereichs 70 befindet. Die zweite Verteilung 170 befindet sich überwiegend innerhalb des zweiten Spektralbereichs 72 und umfasst die zweite Wellenlänge 18, die sich ebenfalls innerhalb des zweiten Spektralbereichs 72 befindet. Der erste Spektralbereich 70 entspricht dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts 164 etwa zwischen 380 nm Wellenlänge und 780 nm Wellenlänge. Der zweite Spektralbereich 72 entspricht dem Wellenlängenbereich des nahinfraroten Lichts 166 etwa zwischen 780 nm Wellenlänge und 3000 nm Wellenlänge. Das Konversionselement 14 wandelt durch Fluoreszenz und/oder Phosphoreszenz, insbesondere Lumineszenz, das Licht mit der ersten Wellenlänge 16 zumindest teilweise in Licht mit der zweiten Wellenlänge 18. folglich wandelt das Konversionselement 14 Licht des sichtbaren Bereichs 164 in Licht des nahinfraroten Bereichs 166. Durch das Vorsehen des Konversionselements 14 muss also keine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen werden, die überwiegend Licht im Wellenlängenbereich des nahinfraroten Lichts 166 emittiert. Das Konversionselement 14 kann mehrere Elemente umfassen, die mittels Lumineszenz Licht wandeln. Dadurch kann eine breitere zweite Verteilung 170 umfassend mehrere Wellenlängenpeaks bereitgestellt werden.
Zurückkommend auf die Fig. 7 erkennt man also, dass nach einem Durchgang des Lichts im ersten Spektralbereich 70 durch das Konversionselement 14 Licht im ersten Spektralbereich 70 und im zweiten Spektralbereich 72 vorliegt. Dieses Licht wird insbesondere zur Ausleuchtung des optischen Targets 20 zu diesem geführt. Folglich kann mittels der Bilderfassungseinheit 64 zumindest ein Kalibrierbild 22 erfasst werden. Vorzugsweise wird mittels jeder der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90 zumindest ein Kalibrierbild 22 erfasst. Das bedeutet, dass Kalibrierbilder 22 in dem Spektralbereich des sichtbaren Lichts und des nahinfraroten Lichts erfasst werden. Anhand der Kalibrierbilder 22 ist die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 überprüfbar. Insbesondere umfasst das optische Target 20 das Kalibriermuster 54 und es wird zumindest ein Bild des Kalibriermusters 54 mittels der Bilderfassungseinheit 64 erfasst. Das Bild des Kalibriermusters 54 kann sich etwa abschnittsweise über verschiedene Kalibrierbilder 22 erstrecken, wie es im Folgenden noch gezeigt wird. Anhand des Bilds des Kalibriermusters 54 in der Überlagerungsdarstellung 82 ist die geometrische Kalibrierung überprüfbar.
Die Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform des Kalibriermusters 54. Das Kalibriermuster 54 umfasst eine Linie 56 und/oder ein Kreuz 58. Das Kalibiermuster 54 umfasst ein zentrales rechtwinkliges Kreuz 59 mit länglichen Armen 60, dessen Mitte der Mitte des Kalibrierbilds 22 anordenbar ist, und welches das Kalibrierbild 22 in vier Quadranten 62 unterteilt. Siehe dazu Fig. 11 und Fig. 12. In jedem der vier Quadranten 62 ist jeweils ein weiteres rechtwinkliges Kreuz 58 mit länglichen Armen 60 angeordnet, deren Mitte jeweils in einem zentralen Bereich des entsprechenden Quadranten 62 angeordnet ist. Zwar ist das Kalibrierbild 22 in vier Quadranten 62 unterteilt, jedoch ist auch das Kalibriermuster 54 einfachheitshalber in die vier Quadranten 62 unterteilbar. Das Kalibriermuster 54 ist in einem zentralen Bereich des optischen Targets 20 angeordnet. Das Kalibriermuster 54 umfasst längliche Musterabschnitte (z.B. die Linie 56 und/oder die länglichen Arme 60). Anhand dieser kann ein Versatz des Bilds des Kalibriermusters 54 in der Überlagerungsdarstellung 82 überprüft werden. Ist der Versatz zu groß, ist die geometrische Kalibrierung nicht ausreichend.
Vor dem Durchführen der Überprüfung der geometrischen Kalibrierung kann das optische Target 20, insbesondere das Kalibriermuster 54, relativ zu der Bilderfassungseinheit 64, insbesondere der Eingangsoptik 130, ausgerichtet werden. Dazu wird das optische Target 20 an den Handgriffen 138 von dem Benutzer gegriffen und das Kalibriermuster 54 mit Hilfe einer Ausrichthilfe 92 ausgerichtet. Siehe dazu Fig. 11. In der Fig. 11 ist eine Darstellung eines Kalibrierbilds 22, umfassend ein Bild des Kalibriermusters 172, und die Ausrichthilfe 92 gezeigt. Die Darstellung ist auf der Anzeigevorrichtung 78 während des Ausrichtens dargestellt. Das heißt, die Anzeigevorrichtung 78 ist dazu eingerichtet, Ausrichthilfe 92 einzublenden. Das Kalibrierbild 22 wird von lediglich einer der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90 erfasst. Insbesondere wird eine Abfolge von Kalibrierbildern 22, insbesondere ein Video, dargestellt, während ausgerichtet wird. Wenn der Benutzer das Kalibriermuster 54 bewegt, kann er die Darstellung auf der Anzeigevorrichtung 78 betrachten. So erkennt er, wie das Kalibriermuster 54 relativ zu der Ausrichthilfe 92 angeordnet ist. In einer guten Ausrichtung sind das Bild des zentralen Kreuzes 59 und der Ausrichthilfe 92 zumindest überwiegend überlappend dargestellt. In dieser Ausrichtung ist das Bild des Kalibriermusters 172, insbesondere des zentralen Kreuzes 59, in zumindest im Wesentlichen in der Mitte der Kalibrierbilder 22 angeordnet. So geht das Bild des Kreuzes 59 auch durch die Mitte der Überlagerungsdarstellung 82. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Ausrichthilfe 92 ein zentrales Kreuz mit länglichen Armen.
Fig. 12 zeigt die Kalibrierdarstellung 80, die auf einem ersten Kalibrierbild 180 und einem zweiten Kalibrierbild 182 beruht. Die Kalibrierdarstellung 80 ist in vier Quadranten 62 unterteilt. Die Anzeigevorrichtung 78 ist dazu eingerichtet, die auf den Kalibrierbildern 22, 180, 182 beruhende Kalibrierdarstellung 80 für den Benutzer darzustellen. Das erste Kalibrierbild 180 wurde von der ersten Bilderfassungseinheit 66 und das zweite Kalibrierbild 182 von der zweiten Bilderfassungseinheit 68 erfasst. Die Kalibrierbilder 180, 182 sind also in unterschiedlichen Spektralbereich erfasst worden. Die Kalibrierdarstellung 80 umfasst die Überlagerungsdarstellung 82. Die Überlagerungsdarstellung 82 ist wie ein Schachbrett 169 vorgesehen. Das bedeutet, die Überlagerungsdarstellung 82 umfasst in zwei unterschiedliche Raumrichtungen mehrfach wechselweise nebeneinander angeordnete Abschnitte 84 des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182 umfasst. Die Abschnitte 84 jeweils des ersten und des zweiten Kalibrierbilds 180, 182 sind dabei jeweils um einen ganzen Abschnitt 84 in aufeinanderfolgenden Reihen des Schachbretts 169 versetzt. Die Überlagerungsdarstellung 82 umfasst abschnittsweise Bildabschnitte verschiedener Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, die zu der Überlagerungsdarstellung 82 zusammengesetzt wurden. Wie in der Fig. 14 ersichtlich kann aus den Abschnitten 84 auch ein Bild des Kalibriermusters 54 zusammengesetzt werden. Da die Abschnitte 84 jedoch von Bildern unterschiedlicher Bilderfassungseinrichtungen 66, 68 stammen, die das optische Target 20, insbesondere das Kalibriermuster 54, geringfügig unterschiedlich abbilden können, kann ein Versatz 184 zwischen Abschnitten des Bilds des Kalibriermusters 54 auftreten. Der Versatz 184 ist ein Maß für eine Qualität der geometrischen Kalibrierung. Der Versatz 184 ist kleiner, wenn die geometrische Kalibrierung besser ist. Die Kalibrierdarstellung 80 umfasst unterschiedliche Bildbereiche 106, in denen die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung durchgeführt wird. Dazu kann eine Überprüfungshilfe 94 (siehe Fig. 13, 14, 15, 16) in die Bildbereiche 106 bewegt werden. In jedem der Bildbereiche 106 wird dann ein Überprüfungsablauf zur Überprüfung der geometrischen Kalibrierung durchgeführt. Zunächst wird ein Überprüfungsablauf in einem zentralen Bereich 108 der Kalibrierdarstellung 80 durchgeführt wird. Danach werden weitere Überprüfungsabläufe in einem zentralen Bereich 110 jeweils eines der Quadranten 62 der Kalibrierdarstellung 80 durchgeführt.
Zur Durchführung eines Prüfverfahrens, insbesondere des Überprüfungsablaufs, kann eine Vergrößerungsdarstellung 112 (siehe Fig. 14) erzeugt werden. Die Vergrößerungsdarstellung 112 beruht auf einem Ausschnitt 113 der Kalibrierdarstellung 80. Mittels der Vergrößerungsdarstellung 112 kann der Benutzer den Überprüfungsablauf leichter durchführen, insbesondere besser die Größe des Versatzes 184 abschätzen. In der Vergrößerungsdarstellung 112 sind zentrale Bereiche 110 der Quadranten 62 der Kalibrierdarstellung 80 jeweils in einem Bereich einer Ecke der Vergrößerungsdarstellung 112 dargestellt. Das bedeutet, dass die Vergrößerungsdarstellung 112 in den Eckbereichen jeweils ein Bild des Kreuzes 58 des Kalibriermusters 54 umfasst. Dadurch kann in der Vergrößerungsdarstellung 112 in fünf Bereichen die geometrische Kalibrierung überprüft werden.
Die Fig. 13 zeigt beispielhaft die Überprüfungshilfe 94. Die Überprüfungshilfe 94 rahmt einen Überprüfungsbereich 94 ein und definiert dadurch einen Toleranzbereich 98 für die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung. Die Überprüfungshilfe 94 umfasst einen Überprüfungsrahmen 99, der einen Randbereich der Überprüfungshilfe 94 definiert. Der Ausschnitt 101 des Rahmens 99 definiert den Toleranzbereich 98. In der Fig. 13 sind Kacheln zu sehen. Jeder der Kacheln entspricht einem Pixel 174. Die Kacheln sind insbesondere nicht mit den Feldern des Schachbretts 169 zu verwechseln. Jedes Feld des Schachfelds 169 umfasst mehrere Pixel 174. Der Rahmen ist 4 Pixel breit. Die Breite ist veränderbar je nach Pixelgröße und/oder Auflösung der Anzeigevorrichtung 78. Der Rahmen soll in einer Darstellung für den Benutzer gut erkennbar sein. Die Überprüfungshilfe 94, insbesondere der Toleranzbereich 98, erstreckt sich in eine Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 10 Pixel und in einer dazu senkrechten Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 18 Pixel.
Die Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung der Vergrößerungsdarstellung 112 der Kalibrierdarstellung 80, insbesondere der Überlagerungsdarstellung 82 und/oder des Schachbretts 169, umfassend eine Einblendung der Überprüfungshilfe 94 und des Bilds des Kalibriermusters 172. Die für die Überlagerungsdarstellung 82 verwendeten Abschnitte 84 der jeweiligen Kalibrierbilder 22, insbesondere des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182, bilden zumindest teilweise das Kalibriermuster 54 ab. Das kann bedeuten, dass die Darstellung die Überlagerungsdarstellung 82 und das Bild 172 des Kalibriermuster 54 umfasst. Die räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte 84 des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182 sind derart umfasst, dass das Bild 172 des Kalibriermusters 54 abschnittsweise in den räumlich nebeneinander angeordneten Abschnitten 84 des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182 dargestellt ist. Dadurch tritt der Versatz 184 des Bilds 172 des Kalibriermusters 54 zwischen den Abschnitten 84 auf. Bei einer theoretischen idealen geometrischen Kalibrierung ist der Versatz 184 nicht mehr erkennbar und/oder ist zumindest im Wesentlichen kein Versatz 184 mehr vorhanden. In dem gezeigten Beispiel umfasst das Kalibriermuster 54 das zentrale Kreuz 59 und die Vergrößerungsdarstellung 112 ein Bild des Kreuzes 59, das mit einem abschnittsweisem Versatz 184 dargestellt ist. Ferner sind in den Bereichen der Ecken der Vergrößerungsdarstellung 112 versatzbehaftete Bilder der Kreuze 58 zu sehen. Es kann überall dort, wo ein Versatz 184 in der Darstellung 112 zu sehen ist, die geometrische Kalibrierung überprüft werden.
Dazu wird die Überprüfungshilfe 94 in die Kalibrierdarstellung 80 eingeblendet. Dann wird die Überprüfungshilfe 94 in der Kalibrierdarstellung 80 derart bewegt, dass ein erster Abschnitt 102 des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der erste Abschnitt 102 von dem ersten Kalibrierbild 180 stammt. Dann wird überprüft, ob die Überprüfungshilfe 94 derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102 ein zweiter Abschnitt 104 des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der zweite Abschnitt 104 von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt. Dabei wird die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung als positiv bewertet, wenn die Überprüfungshilfe 94 derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102 der zweite Abschnitt 104 des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, der von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt. Der Benutzer kann die Überprüfung durch Steuerbefehle durchführen, die er mittels der Eingabevorrichtung 86 veranlasst. Er kann die Überprüfungshilfe etwa pixelweise nach rechts oder links, oben oder unten bewegen, um die Überprüfung durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann ein System 120 vorgesehen sein (siehe Fig. 1), mittels dessen die Überprüfung und/oder ein Prüfverfahren teilautomatisiert und/oder automatisiert durchführbar ist. Eine positive Bewertung der geometrischen Kalibrierung bedeutet, dass eine räumliche Darstellung mittels der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90 eine ausreichend gute Qualität hat. Zudem ist eine Fluoreszenzbilddarstellung ausreichend gut der räumlichen Darstellung überlagerbar.
In der Fig. 15 ist anhand eines Ausschnitts der Kalibrierdarstellung 80 ein Beispiel gezeigt, bei dem die geometrische Kalibrierung positiv bewertet wird. In der Fig. 16 ist anhand eines Ausschnitts der Kalibrierdarstellung 80 ein Beispiel gezeigt, bei dem die geometrische Kalibrierung negativ bewertet wird. Gemäß der Fig. 15 lässt sich die Überprüfungshilfe 94 derart bewegen, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102 der zweite Abschnitt 104 des Bilds 172 des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der erste Abschnitt 102 von dem ersten Kalibrierbild 180 und der zweite Abschnitt 104 von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt. Die Abschnitte 102, 104 sind also innerhalb des Toleranzbereichs 98.
Gemäß der Fig. 16 lässt sich die Überprüfungshilfe 94 nicht derart bewegen, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102 der zweite Abschnitt 104 des Bilds 172 des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der erste Abschnitt 102 von dem ersten Kalibrierbild 180 und der zweite Abschnitt 104 von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt. Die Abschnitte 102, 104 sind also außerhalb des Toleranzbereichs 98.
In der Fig. 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überlagerungsdarstellung 82‘ einer Kalibrierdarstellung 80‘ in einer schematischen Darstellung gezeigt. Ein Großteil der Merkmale entspricht den Ausführungen zu der Kalibrierdarstellung 80. Daher wird vorwiegend auf Unterschiede eingegangen. Die Überlagerungsdarstellung 82‘ umfasst eine Überblendungsdarstellung 225. Die Kalibrierdarstellung 80‘, insbesondere die Überlagerungsdarstellung 82‘ und/oder die Überblendungsdarstellung 225, beruht auf dem ersten Kalibrierbild 180 und dem zweiten Kalibrierbild (182). Das erste Kalibrierbild 180 und das zweite Kalibrierbild 182 umfassen jeweils ein Bild 172 des Kalibriermusters 54. Das zweite Kalibrierbild 182 ist teiltransparent dargestellt und dem ersten Kalibrierbild überlagert dargestellt. Man erkennt also entlang einer Linie der Bilder 172 des Kalibriermusters 54 einen Versatz 184. Anhand des Versatzes 184 ist die geometrische Kalibrierung überprüfbar. Ferner erkennt man die eingeblendete Überprüfungshilfe 94 in der Kalibrierdarstellung 80‘. Die Überprüfungshilfe 94 ist in der Kalibrierdarstellung 80 derart bewegbar, dass ein erster Abschnitt 102‘ des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der erste Abschnitt 102‘ von dem ersten Kalibrierbild 180 stammt. Mittels der Überprüfungshilfe ist überprüfbar, ob zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102‘ ein zweiter Abschnitt 104‘ des Bilds 172 des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 anordenbar ist, wobei der zweite Abschnitt 104‘ von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt.
Die Fig. 18 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Prüfverfahrens. Das Prüfverfahren ist mittels der Prüfvorrichtung 10 und/oder mittels des Systems 100 durchführbar und umfasst die folgenden Schritte: einen Schritt 201 eines Erzeugens von dem ersten Beleuchtungslicht, das Licht mit der ersten Wellenlänge 16 umfasst; einen Schritt 202 eines Erzeugens von dem zweitem Beleuchtungslicht, das Licht mit der von der ersten Wellenlänge 16 verschiedenen zweiten Wellenlänge 18 umfasst; einen Schritt 203 eines Zuführens des ersten Beleuchtungslichts und des zweiten Beleuchtungslichts zu dem optischen Target 20 zu dessen Ausleuchtung; einen Schritt 204 eines Aufnehmens von den Kalibrierbildern 22 des Targets 20 mittels der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 26 mit der Bilderfassungseinheit 64, wobei die Bilderfassungseinheit 64 die erste Bilderfassungseinrichtung 66 umfasst, die in dem ersten Spektralbereich 70 lichtempfindlich ist, der die erste Wellenlänge 16 umfasst, und die zweite Bilderfassungseinrichtung 68 umfasst, die in dem von dem ersten Spektralbereich 70 verschiedenen zweiten Spektral bereich 72 lichtempfindlich ist, der die zweite Wellenlänge 18 umfasst, wobei die Bilderfassungseinheit 64 die geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung 66 und der zweiten Bilderfassungseinrichtung 68 bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist; und einen Schritt 205 eines Überprüfens 205 der geometrischen Kalibrierung der Bilderfassungseinheit 64 anhand der Kalibrierbilder 22 des optischen Targets 20. Das Erzeugen 202 des zweiten Beleuchtungslichts umfasst das Wandeln von Licht des ersten Beleuchtungslichts mit der ersten Wellenlänge 16 zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit der von der ersten Wellenlänge 16 verschiedenen zweiten Wellenlänge 18. Das Prüfverfahren kann zumindest einen weiteren Schritt 206 umfassen.
Die Fig. 19 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Überprüfungsablaufs. Der Überprüfungsablauf umfasst die folgenden Schritte: einen Schritt 210 eines Aufnehmens des ersten Kalibrierbilds 180 mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung 66 und des zweiten Kalibrierbilds 182 mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung 68, sodass diese jeweils das Kalibriermuster 54 abbilden; einen Schritt eines Erstellens der Kalibrierdarstellung 80 mit der Überlagerungsdarstellung 82, die die räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte 84 des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182 derart umfasst, dass das Bild des Kalibriermusters 54 abschnittsweise in den räumlich nebeneinander angeordneten Abschnitten 84 des ersten Kalibrierbilds 180 und des zweiten Kalibrierbilds 182 dargestellt ist; und einen Schritt eines Überprüfens der geometrischen Kalibrierung anhand des Bilds des Kalibriermusters 54 in der Überlagerungsdarstellung 82. Der Überprüfungsablauf umfasst gemäß eines Ausführungsbeispiels zudem die folgenden Schritte: einen Schritt 213 eines Einblendens der Überprüfungshilfe 94 in die Kalibrierdarstellung 80, wobei die Überprüfungshilfe 94 den Überprüfungsbereich 96 einrahmt und dadurch den Toleranzbereich 98 für die Überprüfung definiert; einen Schritt 214 eines Bewegens der Überprüfungshilfe 94 in der Kalibrierdarstellung 80, derart dass der erste Abschnitt 102 des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der erste Abschnitt 102 von dem ersten Kalibrierbild 180 stammt; und einen Schritt 215 eines Überprüfens, ob die Überprüfungshilfe 94 derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt 102 der zweite Abschnitt 104 des Bilds des Kalibriermusters 54 innerhalb des Überprüfungsbereichs 96 liegt, wobei der zweite Abschnitt 104 von dem zweiten Kalibrierbild 182 stammt. Der Überprüfungsablauf kann zumindest einen weiteren Schritt 216 umfassen.
Die Fig. 20 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm umfassend mehrere Schritte eines Vorbereitungsablaufs. Der Vorbereitungsablauf umfasst die folgenden Schritte: einen Schritt 220 eines Erfassens des Bilds des optischen Targets 20 mit einer der Bilderfassungseinrichtungen 66, 68, 88, 90; einen Schritt 221 eines Erzeugens der Darstellung des Targets 20 anhand des erfassten Bilds; einen Schritt eines Einblendens der Ausrichthilfe 92 für die Ausrichtung des optischen Targets 20 relativ zu der Bilderfassungseinheit 64; und einen Schritt eines Ausrichtens des optischen Targets 20 an der Ausrichthilfe 92 durch Bewegen des Targets 20. Der Vorbereitungsablaufs kann zumindest einen weiteren Schritt 224 umfassen. Bezugszeichenliste
10 Prüfvorrichtung
12 Lichtzuführung
14 Konversionselement
16 erste Wellenlänge
18 zweite Wellenlänge
20 optisches Target
22 Kalibrierbild
24 Halterung
26 medizinische Bildgebungsvorrichtung
28 Abstandshalter
30 Abstand
32 Koppelabschnitt
34 Vorsprung
36 Halteelement
38 reflektierender Schirm
40 Querschnittsfläche
42 Lichtleiteranschluss
44 Lichtleiter
46 proximales Ende
48 erste Querschnittsfläche
49 distales Ende
50 zweite Querschnittsfläche
52 Diffusionselement
54 Kalibriermuster
56 Linie
58 Kreuz
59 zentrales Kreuz
60 Arm
62 Quadrant
64 Bilderfassungseinheit
66 erste Bilderfassungseinrichtung
68 zweite Bilderfassungseinrichtung
70 erster Spektral be re ich
72 zweiter Spektralbereich
74 Beleuchtungsvorrichtung
78 Anzeigevorrichtung Kalibrierdarstellung Überlagerungsdarstellung Abschnitt
Eingabevorrichtung dritte Bilderfassungseinrichtung vierte Bilderfassungseinrichtung Ausrichthilfe
Überprüfungshilfe Überprüfungsbereich Toleranzbereich
Überprüfungsrahmen System
Ausschnitt erster Abschnitt zweiter Abschnitt
Bildbereich zentraler Bereich zentraler Bereich eines Quadranten Vergrößerungsdarstellung Ausschnitt der Kalibrierdarstellung weitere Bilderfassungseinrichtung System Haltearm
Gerätewagen
Lichtversorgungsanschluss Gehäuse
Eingangsoptik erster Bildsensor zweiter Bildsensor Lagervorrichtung Handgriff
Gummierung Aufnehmschlitz
Verschlussplatte Ausnehmung Seitenwand Hohlraum Glasplatten
Folie
Halteabschnitt
Umlaufnut
Abszisse
Ordinate
Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts
Wellenlängenbereich nahinfraroten Lichts erste Verteilung
Schachbrett zweite Verteilung
Bild des Kalibriermusters
Pixel erstes Kalibrierbild zweites Kalibrierbild
Versatz
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt weiterer Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt weiterer Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt weiterer Schritt
Überblendungsdarstellung

Claims

Ansprüche
1. Prüfvorrichtung (10), umfassend: eine Lichtzuführung (12), die dazu eingerichtet ist, erstes Beleuchtungslicht zu führen; ein Konversionselement (14), das dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts mit einer ersten Wellenlänge (16) zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit einer von der ersten Wellenlänge (16) verschiedenen zweiten Wellenlänge (18) zu wandeln; und ein optisches Target (20), das derart angeordnet ist, dass ihm erstes Beleuchtungslicht und zweites Beleuchtungslicht zur Ausleuchtung des Targets (20) zur Erfassung eines Kalibrierbilds (22) des optischen Targets (20) zuführbar ist.
2. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei die zweite Wellenlänge (18) eine Wellenlänge aus dem infraroten Bereich, insbesondere aus dem nahinfraroten Bereich, umfasst.
3. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Beleuchtungslicht zumindest überwiegend Licht aus dem sichtbaren Bereich umfasst.
4. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement (14) dazu eingerichtet ist, Licht aus dem sichtbaren Bereich zumindest teilweise in Licht aus dem infraroten Bereich zu wandeln.
5. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement (14) lumineszente Eigenschaften aufweist, wobei das Konversionselement (14) dazu eingerichtet ist, mittels der lumineszenten Eigenschaften Licht des ersten Beleuchtungslichts mit der ersten Wellenlänge (16) zumindest teilweise in das zweite Beleuchtungslicht mit der von der ersten Wellenlänge (16) verschiedenen zweiten Wellenlänge (18) zu wandeln.
6. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Halterung (24), wobei die Halterung (24) dazu vorgesehen ist, die Prüfvorrichtung (10) an eine zu prüfende medizinische Bildgebungsvorrichtung (26) ankoppelbar zu machen.
7. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Halterung (24) einen Abstandshalter (28) umfasst, der einen Abstand (30) zwischen der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung (26) und dem Target (20) definiert.
8. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Halterung (24) dazu eingerichtet ist, in einem an die zu prüfende medizinische Bildgebungsvorrichtung (26) angekoppelten Zustand das Eigengewicht der Prüfvorrichtung (10) zu tragen.
9. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Halterung (24) einen Koppelabschnitt (32) zur Kopplung mit der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung (26) umfasst, wobei der Koppelabschnitt (32) einen Vorsprung (34) umfasst, der dazu eingerichtet ist, die Prüfvorrichtung (10) durch ein Hintergreifen zu halten.
10. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei der Koppelabschnitt (32) ferner ein bewegbares Halteelement (36) umfasst, das dazu eingerichtet ist, die Halterung (24) wahlweise an der zu prüfenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung (26) zu fixieren.
11. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtzuführung (12) einen reflektierenden Schirm (38) umfasst, der dazu eingerichtet ist, das Beleuchtungslicht zu dem Konversionselement (14) zu führen, wobei der Schirm (38) eine sich in Richtung des Konversionselements (14) vergrößernde Querschnittsfläche (40) aufweist.
12. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Lichtleiteranschluss (42), an den ein Lichtleiter (44) derart anschließbar ist, dass im Lichtleiter (44) geführtes erstes Beleuchtungslicht in die Prüfvorrichtung (10) einkoppelbar ist.
13. Prüfvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Lichtleiteranschluss (42) an einem proximalen Ende (46) des reflektierenden Schirms (38) angeordnet ist, das eine erste Querschnittsfläche (48) aufweist, und wobei das Konversionselement (14) an einem distalen Ende (49) des reflektierenden Schirms (38) angeordnet ist, das eine zweite Querschnittsfläche (50) aufweist, wobei die zweite Querschnittsfläche (50) größer ist als die erste Querschnittsfläche (48).
14. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtzuführung (12) ein Diffusionselement (52) umfasst, das dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Beleuchtungslichts zu zerstreuen und zu homogenisieren.
15. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Target (20) bewegbar gelagert ist.
16. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Target (20) zumindest ein Kalibriermuster (54) umfasst, und wobei das Kalibriermuster (54) auf dem Kalibierbild (22) abbildbar ist.
17. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 16, wobei das Kalibriermuster (54) zumindest eine Linie (56) und/oder ein Kreuz (58) umfasst.
18. Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Kalibiermuster ein zentrales rechtwinkliges Kreuz (59) mit länglichen Armen (60) umfasst, dessen Mitte in der Mitte des Kalibrierbilds (22) anordenbar ist, und welches das Kalibierbild (22) in vier Quadranten (62) unterteilt, wobei in jedem der vier Quadranten (62) jeweils ein weiteres rechtwinkliges Kreuz (58) mit länglichen Armen (60) angeordnet ist, deren Mitte jeweils in einem zentralen Bereich des entsprechenden Quadranten (62) angeordnet ist.
19. Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Target (20) mit dem Konversionselement (14) integriert ausgebildet ist.
20. System (100), umfassend eine Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und eine medizinische Bildgebungsvorrichtung (26) mit einer Bilderfassungseinheit (64), wobei die Bilderfassungseinheit (64) umfasst: eine erste Bilderfassungseinrichtung (66), die in einem ersten Spektralbereich (70) lichtempfindlich ist, der die erste Wellenlänge (16) umfasst; und eine zweite Bilderfassungseinrichtung (68), die in einem von dem ersten Spektralbereich (70) verschiedenen zweiten Spektralbereich (72) lichtempfindlich ist, der die zweite Wellenlänge (18) umfasst; wobei die Bilderfassungseinheit (64) eine geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) und der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68) bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist; wobei die Bilderfassungseinheit (64) dazu eingerichtet ist, Kalibrierbilder (22) eines optischen Targets (20) aufzunehmen, und wobei die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit (64) anhand der Kalibrierbilder (22) überprüfbar ist.
21. System (100) nach Anspruch 20, ferner umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung (74), die an die Lichtzuführung (12) angeschlossen und/oder anschließbar ist.
22. System (100) nach Anspruch 21, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (74) in einem Bild- gebungsbetriebsmodus zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht während einer Bilderfassung an die Bildgebungsvorrichtung (26) anschließbar ist.
23. System (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, ferner umfassend eine Anzeigevorrichtung (78), die dazu eingerichtet ist, eine auf den Kalibrierbildern (22) beruhende Kalibrierdarstellung (80) für einen Benutzer darzustellen.
24. System (100) nach Anspruch 23, wobei die Kalibrierbilder (22) zumindest ein mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) aufgenommenes erstes Kalibrierbild (180) und zumindest ein mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68) aufgenommenes zweites Kalibrierbild (182) umfassen; und wobei die Kalibrierdarstellung (80) eine Überlagerungsdarstellung (82) umfasst, die auf dem ersten Kalibrierbild (180) und dem zweiten Kalibrierbild (182) beruht.
25. System (100) nach Anspruch 24, wobei Überlagerungsdarstellung (82) räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte (84) des ersten Kalibrierbilds (180) und des zweiten Kalibrierbilds (182) umfasst.
26. System (100) nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Überlagerungsdarstellung (82) in zwei unterschiedliche Raumrichtungen mehrfach wechselweise nebeneinander angeordnete Abschnitte (84) des ersten Kalibrierbilds (180) und des zweiten Kalibrierbilds (182) umfasst.
27. System (100) nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei das optische Target (20) ein Kalibriermuster (54) umfasst, und wobei die für die Überlagerungsdarstellung (82) verwendeten Abschnitte (84) der jeweiligen Kalibrierbilder (22) zumindest teilweise das Kalibriermuster (54) abbilden.
28. System (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 27, ferner umfassend eine Eingabevorrichtung (86), mittels derer Steuerbefehle zur Überprüfung der Kalibrierung der Bilderfassungseinheit (64) durch einen Benutzer veranlassbar sind.
29. System (100) nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei die Anzeigevorrichtung (78) dazu eingerichtet ist, eine Ausrichthilfe (92) für die Ausrichtung des optischen Targets (20) relativ zu der Bilderfassungseinheit (64) einzublenden.
30. System (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 29, wobei die Bilderfassungseinheit (64) ferner umfasst: eine dritte Bilderfassungseinrichtung (88), die in dem ersten Spektralbereich (70) lichtempfindlich ist; und eine vierte Bilderfassungseinrichtung (90), die in dem zweiten Spektralbereich (72) lichtempfindlich ist; und wobei mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) und der dritten Bilderfassungseinrichtung (88) eine Stereobilderfassung in dem ersten Spektralbereich (70) durchführbar ist, und wobei mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68) und der vierten Bilderfassungseinrichtung (90) eine Stereobilderfassung in dem zweiten Spektralbereich (72) durchführbar ist.
31. Prüfverfahren, insbesondere mittels einer Prüfvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder mittels eines Systems (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 30, umfassend: Erzeugen von erstem Beleuchtungslicht, das Licht mit einer ersten Wellenlänge (16) umfasst; Erzeugen von zweitem Beleuchtungslicht, das Licht mit einer von der ersten Wellenlänge (16) verschiedenen zweiten Wellenlänge (18) umfasst; Zuführen des ersten Beleuchtungslichts und des zweiten Beleuchtungslichts zu einem optischen Target (20) zu dessen Ausleuchtung; Aufnehmen von Kalibrierbildern (22) des Targets (20) mittels einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung (26) mit einer Bilderfassungseinheit (64), wobei die Bilderfassungseinheit (64) eine erste Bilderfassungseinrichtung (66) umfasst, die in einem ersten Spektralbereich (70) lichtempfindlich ist, der die erste Wellenlänge (16) umfasst, und eine zweite Bilderfassungseinrichtung (68) umfasst, die in einem von dem ersten Spektralbereich (70) verschiedenen zweiten Spektralbereich (72) lichtempfindlich ist, der die zweite Wellenlänge (18) umfasst, wobei die Bilderfassungseinheit (64) eine geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) und der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68) bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist; und Überprüfen der geometrischen Kalibrierung der Bilderfassungseinheit (64) anhand der Kalibrierbilder (22) des optischen Targets (20); wobei das Erzeugen des zweiten Beleuchtungslichts ein Wandeln von Licht des ersten Beleuchtungslichts mit der ersten Wellenlänge (16) zumindest teilweise in zweites Beleuchtungslicht mit der von der ersten Wellenlänge (16) verschiedenen zweiten Wellenlänge (18) umfasst.
32. Prüfverfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend ein Ankoppeln der Prüfvorrichtung (10) an die medizinische Bildgebungsvorrichtung (26).
33. Prüfverfahren nach Anspruch 31 oder 32, ferner umfassend ein Anschließen einer Beleuchtungsvorrichtung (74) an die Prüfvorrichtung (10).
34. Prüfverfahren nach Anspruch 33, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (74) dazu eingerichtet ist, in einem Bildgebungsbetriebsmodus zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht während einer Bilderfassung an die Bildgebungsvorrichtung (26) angeschlossen zu sein.
35. Prüfverfahren zur Überprüfung einer geometrischen Kalibrierung einer Bilderfassungseinheit (64) anhand eines Kalibrierbilds (22) eines optischen Targets (20), insbesondere mittels einer Prüfvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder mittels eines Systems (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 30, insbesondere Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei die Bilderfassungseinheit (64) umfasst: eine erste Bilderfassungseinrichtung (66); und eine zweite Bilderfassungseinrichtung (68); wobei die Bilderfassungseinheit (64) die geometrische Kalibrierung der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) und der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68) bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweist; wobei die Bilderfassungseinheit (64) dazu eingerichtet ist, Kalibrierbilder (22) des optischen Targets (20) aufzunehmen, und wobei die geometrische Kalibrierung der Bilderfassungseinheit (64) anhand der Kalibrierbilder (22) überprüfbar ist; wobei das optische Target (20) zumindest ein Kalibriermuster (54) umfasst; und wobei das Prüfverfahren einen Überprüfungsablauf mit den folgenden Schritten umfasst: Aufnehmen eines ersten Kalibrierbilds (180) mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung (66) und eines zweiten Kalibrierbilds (182) mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung (68), sodass diese jeweils das Kalibriermuster (54) abbilden; Erstellen einer Kalibrierdarstellung (80) mit einer Überlagerungsdarstellung (82), die auf dem ersten Kalibrierbild (180) und dem zweiten Kalibrierbild (182) beruht, wobei die Überlagerungsdarstellung (82) ein Bild des Kalibriermusters (54) zumindest abschnittsweise umfasst; und Überprüfen der geometrischen Kalibrierung anhand des Bilds des Kalibriermusters (54) in der Überlagerungsdarstellung (82).
36. Prüfverfahren nach Anspruch 35, wobei die Überlagerungsdarstellung (82) räumlich nebeneinander angeordnete Abschnitte (84) des ersten Kalibrierbilds (180) und des zweiten Kalibrierbilds (182) derart umfasst, dass das Bild (172) des Kalibriermusters (54) zumindest abschnittsweise in räumlich nebeneinander angeordneten Abschnitten (84) des ersten Kalibrierbilds (180) und des zweiten Kalibrierbilds (182) dargestellt ist.
37. Prüfverfahren nach Anspruch 35 oder 36, wobei der Überprüfungsablauf ferner umfasst: Einblenden einer Überprüfungshilfe (94) in die Kalibrierdarstellung (80), wobei die Überprüfungshilfe (94) einen Überprüfungsbereich (96) einrahmt und dadurch einen Toleranzbereich (98) für die Überprüfung definiert; Bewegen der Überprüfungshilfe (94) in der Kalibrierdarstellung (80), derart dass ein erster Abschnitt (102) des Bilds des Kalibriermusters (54) innerhalb des Überprüfungsbereichs (96) liegt, wobei der erste Abschnitt (102) von dem ersten Kalibrierbild (180) stammt; Überprüfen, ob die Überprüfungshilfe (94) derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt (102) ein zweiter Abschnitt (104) des Bilds des Kalibriermusters (54) innerhalb des Überprüfungsbereichs (96) liegt, wobei der zweite Abschnitt (104) von dem zweiten Kalibrierbild (182) stammt.
38. Prüfverfahren nach Anspruch 37, wobei die Überprüfung der geometrischen Kalibrierung als positiv bewertet wird, wenn die Überprüfungshilfe (94) derart bewegbar ist, dass zusätzlich zu dem ersten Abschnitt (102) der zweite Abschnitt (104) des Bilds des Kalibriermusters (54) innerhalb des Überprüfungsbereichs (96) liegt, der von dem zweiten Kalibrierbild (182) stammt.
39. Prüfverfahren nach Anspruch 37 oder 38, wobei sich die Überprüfungshilfe (94) in eine Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 10 Pixel und in einer dazu senkrechten Raumrichtung über zumindest 5, vorzugsweise zumindest 18 Pixel erstreckt.
40. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, umfassend weitere Überprüfungsabläufe, für welche die Überprüfungshilfe (94) in unterschiedliche Bildbereiche (106) der Kalibrierdarstellung (80) bewegt wird.
41. Prüfverfahren nach Anspruch 40, wobei zumindest ein Überprüfungsablauf in einem zentralen Bereich (108) der Kalibrierdarstellung (80) durchgeführt wird; und wobei weitere Überprüfungsabläufe in einem zentralen Bereich (110) jeweils eines der Quadranten (62) der Kalibrierdarstellung (80) durchgeführt werden.
42. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 41 , Erzeugen einer Vergrößerungsdarstellung (112) eines Ausschnitts (113) der Kalibrierdarstellung (80), sodass zentrale Bereiche (110) jeweils eines der Quadranten (62) der Kalibrierdarstellung (80) jeweils in einem Bereich einer Ecke der Vergrößerungsdarstellung (112) dargestellt sind.
43. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, ferner umfassend einen Vorbereitungsablauf, umfassend: Erfassen eines Bilds des optischen Targets (20) mit einer der Bilderfassungseinrichtungen; Erzeugen einer Darstellung des Targets (20) anhand des erfassten Bilds; Einblenden einer Ausrichthilfe (92) für die Ausrichtung des optischen Targets (20) relativ zu der Bilderfassungseinheit (64); und Ausrichten des optischen Targets (20) an der Ausrichthilfe (92) durch Bewegen des Targets (20).
44. Prüfverfahren nach Anspruch 43, wobei das Kalibriermuster (54) ein zentrales rechtwinkliges Kreuz (58) mit länglichen Armen (60) umfasst, und wobei die Ausrichthilfe (92) ein rechtwinkliges Kreuz (58) mit länglichen Armen (60) umfasst.
45. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 44, wobei die Bilderfassungseinheit (64) ferner zumindest eine weitere Bilderfassungseinrichtung (114) umfasst; und wobei die Bilderfassungseinrichtungen (66, 68, 114) eine gemeinsame geometrische Kalibrierung bezüglich ihrer Abbildungsbereiche aufweisen; ferner umfassend: paarweises Überprüfen der Kalibrierung der Bilderfassungseinrichtungen (66, 68, 114).
46. System (120) zur Durchführung eines Prüfverfahrens nach einem der Ansprüche 31 bis 45.
47. Programmcode, umfassend Anweisungen, die dann, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, die Durchführung eines Prüfverfahrens nach einem der Ansprüche 31 bis 45 bewirken.
48. Computerprogrammprodukt, umfassend ein maschinenlesbares Medium, auf dem Programmcode nach Anspruch 47 gespeichert ist.
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