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Title:
OPHTHALMIC SURGERY OPERATING SYSTEM, COMPUTER PROGRAM AND METHOD FOR PROVIDING ASSESSMENT INFORMATION CONCERNING THE GUIDANCE OF A SURGICAL TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/125880
Kind Code:
A1
Abstract:
An ophthalmic surgery operating system (10) for performing a surgical operation in an operating site (11) on a patient's eye (15) comprises a surgical tool (30) with which it is possible to act on tissue structures of the patient's eye (15) that are arranged in a region of action (76), which is a spatially extended region of possible actions of the surgical tool (30) within a time window of action. According to the invention, a computer program includes a surgical tool program routine for providing a model of the region of action and a routine for determining the spatial position of the model of the operating site with respect to the model of the region of action from the reference measurement data, wherein the computer program has a prognosis routine which is designed to determine, from the spatial position of the model of the operating site with respect to the spatial position of the model of the region of action, a continuously adapted model, valid for a time interval that includes the time window of action, concerning the predicted result of the surgical operation on the patient's eye.

Inventors:
HACKER, Martin (Göschwitzer Strasse 51-52, Jena, DE)
HAUGER, Christoph (Rudolf Eber Straße 11, Oberkochen, DE)
REIN, Karlheinz (Rudolf Eber Straße 11, Oberkochen, DE)
Application Number:
PCT/EP2023/080286
Publication Date:
June 20, 2024
Filing Date:
October 30, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CARL ZEISS MEDITEC AG (Jena, DE)
International Classes:
A61F9/007; A61B34/20
Attorney, Agent or Firm:
PFIZ/GAUSS PATENTANWÄLTE PARTMBB (Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Augenchirurgie-Operationssystem (10, 10‘, 10“, 10“‘) für das Durchführen einer chirurgischen Operation in einem Operationssitus (11 ) an einem Patientenauge (15), mit einem Operationswerkzeug (30), das ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges (15) ermöglicht, die in einem Einwirkbereich (76) angeordnet sind, wobei der Einwirkbereich ein räumlich ausgedehnter Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs (30) innerhalb eines Wirkzeitfensters (124) ist, mit einer Rechnereinheit (36), die einen Programmspeicher mit einem Computerprogramm enthält, das eine Operationssitus-Modell-Pro- grammroutine (100) zum Bereitstellen eines Modells (84) des Operationssitus (11 ) aufweist, und die für das fortlaufende Erfassen von Refe- renzierungs-Messdaten (108) zu dem Patientenauge (15) und zu dem Operationswerkzeug (30) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm eine Operationswerkzeug-Programmroutine (104) zum Bereitstellen eines Modells des Einwirkbereichs (86) und eine Routine (111 ) zum Bestimmen der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs (86) aus den fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten (108) hat, wobei das Computerprogramm eine Prognoseroutine (118) aufweist, die dazu ausgebildet ist, aus der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs (86) ein fortlaufend angepasstes und für ein das Wirkzeitfenster (124) umfassendes Zeitintervall (126) valides Modell (88) über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (15) zu bestimmen, und wobei das Computerprogramm eine Routine (122) für das fortlaufende Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30) in der chirurgischen Operation enthält, die das Modell des Einwirkbereichs (86) sowie das Modell des Operations- situs (84) und die fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten (108) sowie das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (88) berücksichtigt. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkzeitfenster (124) eine Länge Iw hat, für die gilt: 16ps < Iw < 0,4s, vorzugsweise 1 ps < Iw < 0,3s oder 1 ms < Iw < 0,2s oder 10ms < Iw < 0,1 s. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Länge Iz des das Wirkzeitfenster (124) umfassenden Zeitintervalls (126) und die Länge Iw des Wirkzeitfensters (101 ) gilt: Iz > Iw + 0,1 s Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Länge Iz des das Wirkzeitfenster (124) umfassenden Zeitintervalls (126) gilt:

Iz > L, wobei L die Latenzzeit für das Bereitstellen des Modells über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (15) ist.

5. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationssitus-Modell-Pro- grammroutine (100) für ein fortlaufendes Anpassen des Modells des Operationssitus (11 ) anhand der fortlaufend erfassten Referenzierungs- Messdaten (108) ausgelegt ist.

6. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (88) ein Modell für die Lage eines Implantats (134) in dem Patientenauge (15) ist.

7. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30) eine Bewertungsinformation über ein zu erwartendes Operationsergebnis enthält oder eine Bewertungsinformation über ein zu erwartendes Operationsergebnis ist, die aus einem Vergleich des Modells für das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation mit einer Referenz ermittelt ist.

8. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für das Anzeigen der Bewertungsinformation als ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Anzeigesignal.

9. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz ein zu dem Patientenauge (15) erstelltes Modell für ein optimales Operationsergebnis ist.

10. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu dem Patientenauge (15) erstellte Modell für ein optimales Operationsergebnis auf präoperativ erfassten Patientendaten basiert. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell des Operationssitus (84) eine den Operationssitus beschreibende Punktewolke und/oder die Oberflächenform einer Hornhaut des Patientenauges (15) und/oder ein CAD-Modell und/oder ein Höhenprofil eines Abschnitts des Patientenauges (15) und/oder ein Abstandsprofil des Patientenauges (15) und/oder ein Tiefenprofil des Patientenauges (15) und/oder eine dreidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges (15) und/oder eine zweidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges (15) ist. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Modell des Einwirkbereichs (86) eine Punktewolke ist, die eine Zone beschreibt, in der das Operationswerkzeug (30) auf Körpergewebe in dem Patientenauge (15) und/oder in dem Patientenauge (15) angeordnete Medien einwirken kann. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm eine Routine (120) für das fortlaufende Bereitstellen einer Verlagerungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30) in der chirurgischen Operation enthält, die aus dem Modell des Einwirkbereichs (84) sowie dem Modell des Operationssitus (84) und den bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten ermittelt ist. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30) eine Information aus der Gruppe räumliche Lage des Operationswerkzeugs (30) und Richtung für das Verlagern des Operationswerkzeugs (30) in dem Koordinatensystem (110) des Augenchirurgie-Operationssystems oder relativ zu dem Modell des Operationssitus (84) ist. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für das Anzeigen der Verlagerungsinformation als ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Anzeigesignal. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine mit der Rechnereinheit (36) gekoppelte Einrichtung (150) für das Erfassen des Augeninnendrucks des Patientenauges (15), wobei die Routine (118) für das fortlaufende Bereitstellen der Bewertungsinformation den erfassten Augeninnendruck berücksichtigt Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine mit der Rechnereinheit (36) gekoppelte Einrichtung (150) für das Erfassen des Augeninnendrucks des Patientenauges (15), wobei die Routine (120) für das fortlaufende Bereitstellen einer Verlagerungsinformation den erfassten Augeninnendruck berücksichtigt. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch einen Mikroroboter (164) mit einer Steuereinheit (166), die von der Rechnereinheit (36) die Verlagerungsinformation erhält. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch einen Mikroroboter (164) mit einer Steuereinheit (166), die von der Rechnereinheit (36) die Verlagerungsinformation erhält. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zum Referenzieren der räumliche Lage des Modells des Einwirkbereichs (86) zu dem Modell des Operationssitus (84) in einem Koordinatensystem (110) des Augenchirurgie-Operationssystems eine Referenzie- rungsroutine (112) mit einer Nachverfolgungsroutine enthält, die charakteristische Operationswerkzeug-Merkmale aus der Gruppe Opazität, Schattenwurf, Kanten- oder Oberflächenform, Lichtsignale mittels Bilderkennung und/oder Markierungen an dem Operationswerkzeug (30) bewertet. Augenchirurgie-Operationssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm eine Registrierungsroutine nutzt, die eine Lichtbrechung an Grenzflächen in dem Patientenauge (15) und/oder Indexgradienten in dem Patientenauge (15) berücksichtigt. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , gekennzeichnet durch ein magnetisches Trackingsystem, wobei die Referenzierungs-Messdaten (108) mittels des magnetischen Trackingsystems zu dem Operationswerkzeug (30) erfasste Ortsdaten enthalten. Augenchirurgie-Operationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Operationswerkzeug (30) ein Operationswerkzeug aus der Gruppe Lanzette, Laser, Nadel, stabilisierte Nadel, Bohrer, Einstichinjektor, Endoskop mit Laser für Gewebeablation oder Gewebekoagulation, Implantat-Injektor, Schneidwerkzeug für Goniotomie, Trabekelwerkstrepan, Plasmaschneider ist. Computerprogramm für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge (15), gekennzeichnet durch eine Operationssitus-Modell-Programmroutine (100) zum Bereitstellen eines Modells eines Operationssitus (84) und eine Operationswerkzeug-Programmroutine (104) zum Bereitstellen eines Modells eines Einwirkbereichs eines Operationswerkzeugs (86), der einen räumlich ausgedehnten Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs (30) innerhalb eines Wirkzeitfensters (124) beschreibt, eine Routine (111 ) zum Bestimmen der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs (86) aus fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten (108), eine Prognoseroutine (118), die die dazu ausgebildet ist, aus der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells (86) des Einwirkbereichs ein fortlaufend angepasstes und für ein das Wirkzeitfenster (124) umfassendes Zeitintervall (126) valides Modell (88) über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (15) zu bestimmen, und eine Routine (122) für das fortlaufende Bereitstellen der Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30), die das Modell des Einwirkbereichs (86) sowie das Modell des Operationssitus (84) und die fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten (106) sowie das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (88) berücksichtigt. Computerimplementiertes Verfahren für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation für das Bewerten eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge (15), gekennzeichnet durch Bereitstellen eines Modells (84) eines Operationssitus (11 ) und Bereitstellen eines Modells (86) eines Einwirkbereichs (76) des Operationswerkzeugs (30), der einen räumlich ausgedehnten Bereich (76) möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs (30) innerhalb eines Wirkzeitfensters (124) beschreibt,

Bestimmen der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs (86) aus fortlaufend erfassten Re- ferenzierungs-Messdaten (108),

Bestimmen eines fortlaufend angepassten, für ein das Wirkzeitfenster (124) umfassendes Zeitintervall (126) validen Modells (88) über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (15) aus der räumlichen Lage des Modells (84) des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs (86),

Bereitstellen der Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs (30) unter Berücksichtigung des Modells des Einwirkbereichs (86) sowie des Modells des Operationssitus (84) und der fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten (106) sowie des Modells über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge (88).

Description:
Augenchirurgie-Operationssystem, Computerprogramm und Verfahren für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen eines Operationswerkzeugs

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Augenchirurgie-Operationssystem für das Durchführen einer chirurgischen Operation in einem Operationssitus an einem Patientenauge mit einem Operationswerkzeug, das ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges ermöglicht, die in einem Einwirkbereich angeordnet sind, der ein räumlich ausgedehnte Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs innerhalb eines Wirkzeitfensters ist, mit einer Rechnereinheit, die einen Programmspeicher mit einem Computerprogramm enthält, das eine Operationssitus-Modell-Programmroutine zum Bereitstellen eines Modells des Operationssitus aufweist, und die für das fortlaufende Erfassen von Referenzierungs-Messdaten zu dem Patientenauge und zu dem Operationswerkzeug ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge und ein computerimplementiertes Verfahren für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge.

Ein Augenchirurgie-Operationssystem der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2020 102 011 A1 bekannt. Dieses Augenchirurgie-Operationssystem enthält eine OCT-Vorrichtung, die für das Erfassen der Lage eines Operationswerkzeugs in einem Modell eines Patientenauges dient, das einem Operateur als eine 3D-Rekonstruktion eines Bereichs des Patientenauges zur Anzeige gebracht werden kann. Die Anzeigeeinheit ermöglicht das Anzeigen einer Ist- und einer Sollposition für das Operationswerkzeug. In der WO 2019/170669 A1 ist das Erzeugen von Steuerdaten für ein ophthal- mologisches Lasertherapiegerät beschrieben, das dazu dient, in dem Gewebe des Patientenauges eine den Augeninnendruck senkende Struktur zu erzeugen, mittels der die Cornea überbrückt wird.

Aus der DE 10 2018 124 065 A1 ist es bekannt, in einem Augenchirurgie-Operationssystem einem Operateur eine zu einem Patientenauge referenzierte Lageinformation zu einem chirurgischen Schnitt oder zu chirurgischen Schnitten zur Anzeige zu bringen.

Die US 10 842 573 B2 beschreibt ein Augenchirurgie-Operationssystem, das eine Rechnereinheit für das Erzeugen eines Berechnungsmodells zur Unterstützung von Augenchirurgen enthält, das ein Abschätzen der Belastung der Netzhaut beim Membranpeeling ermöglicht.

In der US 2018/000339 A1 ist angegeben, in einer ophthalmologischen Operation aufgrund von intraoperativ erfassten Daten das Modell eines Patientenauges zu ermitteln, um einem Operateur in der ophthalmologischen Operation Informationen zu dem Modell anzuzeigen.

Für das Einsetzen von Intraokularlinsen in ein Patientenauge sind Operationswerkzeug-Führungsschablonen bekannt, die an präoperativ an einem Patientenauge angebrachten Markierungen ausgerichtet werden und die einen Operateur bei einem Führen von Operationswerkzeugen unterstützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Augenchirurgie-Operationssystem bereitzustellen und ein Computerprogramm sowie in Verfahren anzugeben, das die Präzision operativer Eingriffe an einem Patientenauge erhöht.

Diese Aufgabe wird durch ein Augenchirurgie-Operationssystem für das Durchführen einer chirurgischen Operation in einem Operationssitus an einem Patientenauge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 24 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Augenchirurgie-Operationssystem für das Durchführen einer chirurgischen Operation in einem Operationssitus an einem Patientenauge enthält ein Operationswerkzeug, das ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges ermöglicht, die in einem Einwirkbereich angeordnet sind, wobei der Einwirkbereich ein räumlich ausgedehnter Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs innerhalb eines Wirkzeitfensters ist. Das Augenchirurgie-Operationssystem hat eine Rechnereinheit, die einen Programmspeicher mit einem Computerprogramm enthält, das eine Operati- onssitus-Modell-Programmroutine zum Bereitstellen eines Modells des Operationssitus aufweist. Die Rechnereinheit ist für das fortlaufende Erfassen von Referenzierungs-Messdaten zu dem Patientenauge und zu dem Operationswerkzeug ausgebildet. Das Computerprogramm hat eine Operationswerk- zeug-Programmroutine zum Bereitstellen eines Modells des Einwirkbereichs. Das Computerprogramm enthält eine Routine zum Bestimmen der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs aus den Referenzierungs-Messdaten. Das Computerprogramm weist eine Prognoseroutine auf, die dazu ausgebildet ist, aus der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs ein fortlaufend angepasstes und für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall valides Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge, d.h. ein Modell zu bestimmen, das für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall gültig ist. Das Computerprogramm enthält eine Routine für das fortlaufende Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs in der chirurgischen Operation, die das Modell des Einwirkbereichs sowie das Modell des Operationssitus und die bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten sowie das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge berücksichtigt, z.B. indem die Bewertungsinformation aus dem Modell des Einwirkbereichs sowie dem Modell des Operationssitus und den bereitgestellten, fortlaufend erfassten Refe- renzierungs-Messdaten sowie dem Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge ermittelt ist.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist, dem Operateur während einer Augenoperation jederzeit die Information bereitzustellen, ob bzw. wie gut die Operationswerkzeuganwendung in der momentanen Lage des Operationswerkzeuges zum Operationssitus das angestrebte Operationsergebnis liefern würde. Ein Vorteil der Erfindung liegt dabei in der Berücksichtigung der Dynamik des vorliegenden Systems aus Operationssitus und Operationswerkzeug.

Ein Operationswerkzeug im Sinne der Erfindung ist z.B. eine Lanzette, ein Laser, eine Nadel, eine stabilisierte Nadel, ein Bohrer, ein Einstichinjektor, ein Plasmaschneider, ein Endoskop mit Laser für Gewebeablation oder Gewebekoagulation, eine endoskopische Laserprobe für Gewebeablation oder -koa- gulation, ein Implantat-Injektor, ein Schneidwerkzeug für Goniotomie, ein Tra- bekelwerkstrepan, ein das Trabekelwerk durchdringender Dilatationskatheter für den Schlemm’schen Kanal oder auch ein Lasersystem für LASIK (Laser-in Situ-Keratomeleusis).

Ein Wirkzeitfenster im Sinne der Erfindung ist ein Zeitfenster, in dem das Operationswerkzeug auf Gewebestrukturen in dem Patientenauge einwirkt. Ein Wirkzeitfenster kann z.B. eine Länge Iw haben, für die gilt: 16ps < Iw < 0,4s, vorzugsweise 1 ps < Iw < 0,3s oder 1 ms < Iw < 0,2s oder 10ms < Iw < 0, 1 s. Ein Wirkzeitfenster im Sinne der Erfindung ist z.B. das Zeitfenster, in dem Abschnitte der Hornhaut in einem Patientenauge dem Laserlicht eines Lasersystems für LASIK ausgesetzt sind, um so das Patientenauge zu korrigieren. Ein Wirkzeitfenster kann aber auch das Zeitfenster sein, in dem ein Operateur mit einer Lanzette oder mit einer Nadel eine Stichbewegung in die Hornhaut des Patientenauges ausführt. Ein Wirkzeitfenster kann auch das Zeitfenster sein, in dem ein Operateur mittels eines Implantat-Injektors in einem Patientenauge ein Implantat injiziert. Insbesondere kann ein Wirkzeitfenster das Zeitfenster sein, in dem von einem Operateur mittels eines Schneidwerkzeugs für Gonio- tomie in die Hornhaut eines Patientenauges ein goniotomischer Schnitt eingebracht wird, wenn das Schneidwerkzeug an die Hornhaut angelegt ist.

Unter einem Modell eines Objekts versteht die Erfindung ein Konstrukt, das nur die als wichtig angesehenen Eigenschaften eines Vorbilds beschreibt, um durch diese Vereinfachung zu einer übersehbaren oder mathematisch berechenbaren oder zu experimentellen Untersuchungen geeigneten abstrahierten Vorstellung des Vorbilds zu kommen. Ein Modell im Sinne der Erfindung beschreibt in jedem Fall mindestens die geometrische Form des Objekts. Zusätzlich kann ein Modell eines Objekts im Sinne der Erfindung Eigenschaften des Objekts aus der Gruppe lokale Blutflüsse in dem Objekt, Verlauf von Gewebe in dem Objekt, insbesondere von Blutgefäßen, spektrale Absorption von Licht in dem Objekt, Durchblutung des Objekts, Gewebetypen in dem Objekt, mechanische Eigenschaften des Objekts oder mechanische Eigenschaften, wie Drücken, Spannungen oder Elastizität in Partien des Objekts beschreiben.

Ein Modell des Operationssitus im Sinne der Erfindung kann z.B. eine den Operationssitus beschreibende Punktewolke sein. Das Modell des Operationssitus kann auch die Oberflächenform einer Hornhaut des Patientenauges beschreiben. Insbesondere kann ein Modell des Operationssitus ein CAD- Modell und/oder ein Höhenprofil eines Abschnitts des Patientenauges und/oder ein Abstandsprofil des Patientenauges und/oder ein Tiefenprofil des Patientenauges und/oder eine dreidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges und/oder eine zweidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges sein.

In entsprechender Weise kann ein Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs an dem Patientenauge eine Punktewolke oder ein CAD-modell oder ein dreidimensionaler Linienzug als die Beschreibung einer insbesondere räumlich ausgedehnten Zone sein, in der das Operationswerkzeug auf Körpergewebe in dem Patientenauge und/oder in dem Patientenauge angeordnete Medien einwirken kann.

Unter einem für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall valides Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge wird vorliegend ein Modell verstanden, das wenigstens für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation sinnvoll, d.h. mit einer hinreichenden Genauigkeit beschreibt. Insbesondere können bei einem validen Modell vorgegebene Toleranzen beispielsweise für das Führen des Operationswerkzeugs insbesondere während eines Wirkzeitfensters berücksichtigt sein. Mit anderen Worten: Bei einem validen Modell kann das prognostizierte Ergebnis vorgegebene mögliche Abweichungen beim Führen des Operationswerkzeugs insbesondere während des Wirkzeitfensters berücksichtigen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die genaue Lage des Einwirkbereichs eines von einem Operateur bei einem chirurgischen Eingriff an einem Patientenauge eingesetzten Operationswerkzeugs für den Erfolg der damit vorgenommenen chirurgischen Operation maßgeblich ist, d.h. dafür, ob und in wie weit das postoperative Ergebnis den Erwartungen entspricht.

Etwa bei der sogenannten Limbal Relaxing Incision, bei der im Rahmen einer Katarakt-Operation durch einen Schnitt in den Limbus des Patientenauges eine Veränderung des Astigmatismus erreicht werden soll, zeigt sich, dass das Vornehmen von Einschnitten ohne Bewertungsinformation lediglich auf Basis der Erfahrung eines Operateurs oder anhand einer Stiftmarkierung auf der Augenoberfläche bei unerfahrenen Chirurgen oftmals zu unbefriedigenden Ergebnissen führt.

Entsprechendes gilt auch für das Einsetzten sogenannter translimbaler Drainage-Stents zur Glaukombehandlung, die innerhalb eines translimbalen oder transcornealen Einschnitts in dem Patientenauge positioniert werden. Hier bestimmen die Position und der Winkel der in das Patientenauge vorzunehmenden Inzision maßgeblich die resultierende Lage des Implantats in der Vorderkammer zwischen Iris und Hornhaut.

Vorzugsweise gilt für die Länge Iz des das Zeitintervall umfassenden Wirkzeitfensters und die Länge Iw des Wirkzeitfensters:

Iz > Iw + 0,1 s

Besonders bevorzugt gilt für die Länge Iz des das Wirkzeitfenster umfassenden Zeitintervalls:

Iz > L, wobei L die Latenzzeit für das Bereitstellen des Modells über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge ist.

Von Vorteil ist es, wenn die Operationssitus-Modell-Programmroutine für ein fortlaufendes Anpassen des Modells des Operationssitus anhand der fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten ausgelegt ist. Auf diese Weise kann einem Operateur in der Operation ein prognostiziertes Ergebnis der Operation zugeführt werden, das eine Veränderung des Operationssitus während der Operation Vorhersagen kann.

Das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge kann insbesondere ein Modell für die Lage eines Implantats in dem Patientenauge sein.

Die Routine für das fortlaufende Bereitstellen der Bewertungsinformation kann ferner das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge berücksichtigen. Insbesondere kann die Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs eine Bewertungsinformation enthalten oder eine Bewertungsinformation sein, die aus einem Vergleich des Modells für das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation mit einer Referenz resultiert. Die Bewertungsinformation ist dann ein Maß für einen zu erwartenden Operationserfolg.

Insbesondere kann die Bewertungsinformation eine binäre Information sein, z.B. „Move on“ oder „Pull back“ oder eine Ampelinformation „rot“, „grün“ etc., beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob die Bewertung des prognostizierten Operationsergebnisses eine Akzeptanzschwelle unter- oder überschreitet

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann eine Einrichtung für das Anzeigen der Bewertungsinformation aufweisen, die beispielsweise die Bewertungsinformation als ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Anzeigesignal anzeigt. Die Referenz kann ein zu dem Patientenauge erstelltes Modell für ein optimales Operationsergebnis sein. Das zu dem Patientenauge erstellte Modell kann auf präoperativ erfassten Patientendaten basieren.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung ist, dem Operateur für eine Augenoperation in einem Operationsszenario zum einen die räumliche Lage des Einwirkabschnitts eines Operationswerkzeugs in einem Objektbereich an oder in einem Patientenauge mit dem Patientenauge in einem dreidimensionalen Koordinatensystem z.B. in Form einer Punktewolke anzuzeigen, wobei das Koordinatensystem zu dem Patientenauge referenziert ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, dem Operateur in dem Operationsszenario Planungsinformation zu einer Schnittführung anzuzeigen. Diese Planungsinformation kann für ein Patientenauge präoperativ ermittelte Planungsinformation sein, wobei es von Vorteil ist, wenn während der Operation aufgrund von zu dem Patientenauge gewonnener Daten ein Anpassen der Planungsinformation erfolgt.

Bevorzugt umfassen die Daten dreidimensionale Bilddaten, die eine Tiefeninformation enthalten. Das Computerprogram kann für das Anpassen der Planungsinformation in Abhängigkeit von mittels Bildauswertung erfassten Strukturen in den dreidimensionalen Bilddaten ausgelegt sein.

Die dreidimensionalen Bilddaten können z.B. mittels eines Stereokamerasystems, mittels eines konfokalen Scanners und/oder mittels eines OCT-Systems und/oder mittels einer Scheimpflugkamera und/oder mittels eines Ultraschallsystems erfasst werden. Insbesondere können die dreidimensionalen Bilddaten aus Bilddaten zusammengesetzt sein, die verschieden weite und/oder verschieden tiefe und/oder verschieden räumlich aufgelöste und/oder verschieden spektral erfasste Raumbereiche abdecken.

Insbesondere kann das Computerprogramm zum Ermitteln der Lage des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs eine Nachverfolgungsroutine enthalten, die charakteristische Operationswerkzeug-Merkmale aus der Gruppe Opazität, Schattenwurf, Kantenform, Oberflächenform und Lichtsignale mittels Bilderkennung und/oder Markierungen an dem Operationswerkzeug erfasst.

Von Vorteil ist es, wenn die dreidimensionalen Daten die gesamte Augenhöhle abdecken. Hierbei ist zu beachten, dass die Lage des Auges in der Augenhöhle bei der Planung zu berücksichtigende Freiheitsgrade oder Parameter darstellen. Zu beachten ist auch, dass Augen gegenüber der Augenhöhle während Augenoperationen beispielsweise mittels der Werkzeuge in Zugangs- Ports, z.T. aber auch durch temporär angenähte Fäden positioniert und fixiert werden können. Die Planungsinformation kann auf präoperativ ermittelten Patientendaten beruhen. Von Vorteil ist es, wenn das Computerprogramm zum Ermitteln der Lage des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs in dem dreidimensionalen Koordinatensystem aus fortlaufend erfassten dreidimensionalen Bilddaten zu dem Objektbereich und das Patientenauge sowie das Operationswerkzeug eine Registrierungsroutine nutzt, die eine Lichtbrechung an Grenzflächen in dem Patientenauge und/oder Indexgradienten in dem Patientenauge berücksichtigt.

Das Computerprogramm kann zum Referenzieren der räumliche Lage des Modells des Wirkbereichs zu dem Modell des Operationssitus in einem Koordinatensystem eine Referenzierungsroutine mit einer Nachverfolgungsroutine enthalten, die charakteristische Operationswerkzeug-Merkmale aus der Gruppe Opazität, Schattenwurf, Kanten- oder Oberflächenform, Lichtsignale mittels Bilderkennung und/oder Markierungen an dem Operationswerkzeug bewertet.

Als Referenzierungs-Messdaten werden bevorzugt dreidimensionale Bilddaten bereitgestellt, wobei das Computerprogramm eine Registrierungsroutine nutzt, die eine Lichtbrechung an Grenzflächen in dem Patientenauge und/oder Indexgradienten in dem Patientenauge berücksichtigt.

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann ein magnetisches Trackingsystem aufweisen, wobei die Referenzierungs-Messdaten mittels des magnetischen Trackingsystems zu dem Operationswerkzeug erfasste Ortsdaten enthalten.

Das Modell des Operationssitus kann insbesondere ein Modell aus der Gruppe den Operationssitus beschreibende Punktewolke, Oberflächenform einer Hornhaut des Patientenauges, CAD-Modell, Höhenprofil eines Abschnitts des Patientenauges, Abstandsprofil des Patientenauges, Tiefenprofil des Patientenauges, dreidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges, zweidimensionale Oberflächendarstellung eines Abschnitts des Patientenauges sein oder ein Modell sein, das aus den vorstehend angegebenen Modellen kombiniert ist.

Das Modell des Einwirkbereichs kann auch eine Punktewolke sein, die eine Zone beschreibt, in der das Operationswerkzeug auf Körpergewebe in dem Patientenauge und/oder in dem Patientenauge angeordnete Medien einwirken kann. Die Punkte der Punktewolke können neben den Koordinaten des Einwirkbereichs grundsätzlich auch Eigenschaften des Einwirkbereichs beschreiben, wie z.B. Farbe von Gewebe, Gewebeannotation, berechnete oder gemessene mechanische Eigenschaften, wie z.B. Spannungen, Druck etc.

Das Computerprogramm kann eine Routine für das fortlaufende Bereitstellen einer Verlagerungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs in der chirurgischen Operation enthalten, die aus dem Modell des Einwirkbereichs sowie dem Modell des Operationssitus und den bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten ermittelt ist.

Die Verlagerungsinformation für das Führen des Operationswerkzeugs kann eine Information aus der Gruppe räumliche Lage des Operationswerkzeugs und Richtung für das Verlagern des Operationswerkzeugs in dem Koordinatensystem des Augenchirurgie-Operationssystems oder relativ zu dem Modell des Operationssitus sein.

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann eine Einrichtung für das Anzeigen der Information aus der Gruppe räumliche Lage des Operationswerkzeugs und Richtung für das Verlagern des Operationswerkzeugs in dem Koordinatensystem des Augenchirurgie-Operationssystems oder relativ zu dem Modell des Operationssitus als ein akustisches und/oder ein optisches und/oder ein haptisches Anzeigesignal aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es auch, auf der Grundlage von präoperativ erfassten Daten mit Bildinformation zu dem Patientenauge eine Operationsplanung vorzunehmen, bei der zu dieser Bildinformation eine bevorzugte Anwendungslage für das Operationswerkzeug oder ein bevorzugter Lagebereich für das Operationswerkzeug festgelegt wird. Insbesondere ist es eine Idee der Erfindung, intraoperativ gewonnene Bildinformation zu Augenstrukturen mit präoperativ erfasster Bildinformation über Augenstrukturen zu registrieren, um die bevorzugte Anwendungslage für das Operationswerkzeug oder den bevorzugten Lagebereich für das Operationswerkzeug anzupassen und Abweichungen von einer bevorzugten Anwendungslage nachzuverfolgen und einem Operateur anzuzeigen.

Die Registrierung der prä- und intra-operativ erfassten Bildinformation kann dabei z.B. durch eine nichtlineare Koordinatentransformation erfolgen, durch welche die Lageabweichung korrespondierender Landmarken in den Augenstrukturen minimiert werden. Insbesondere indem eine prä-operative Anwendungslage für ein Operationswerkzeug einer nichtlinearen Koordinatentransformation unterworfen wird, ist es möglich, die Anwendungslage für das Operationswerkzeug zu intra-operativ erfasster Bildinformation lagekorrigiert darzustellen.

Ein Aspekt der Erfindung ist es, dem Operateur ausgehend von einer aktuellen Lage des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs die Verlagerungsinformation als eine mit dem Operationswerkzeug auszuführende Bewegung, z.B. eine Schnittbewegung einer Lanzette anzuzeigen.

Insbesondere ist es eine Idee der Erfindung, hierfür eine intra-operativ nachverfolgte Lage eines Operationswerkzeugs zu verwenden, um eine hypothetische Lage für das Operationswerkzeug oder einen hypothetischen Lagebereich für das Operationsinstrument zu bestimmen, die bei einer bestimmten Bewegung des Operationswerkzeugs ausgehend von dessen Ist-Position zu erwarten ist. Die Erfindung schlägt vor, dass als Bewertungsinformation oder Verlagerungsinformation einem Operateur eine hypothetische Anwendungslage für ein Operationswerkzeug gegenüber einer präoperativ geplanten Anwendungslage angezeigt wird.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung vor, für das Ermitteln der Bewertungsinformation eine Bestimmung und Bewertung eines auf einer hypothetischen Bewegung des Operationswerkzeuges basierenden hypothetischen Operationsergebnisses vorzunehmen.

Beispielsweise kann der aus einer momentanen Position und Ausrichtung eines als ein Skalpell ausgebildeten Operationswerkzeugs bei hypothetischer Vorwärtsbewegung realisierbare limbale Entspannungsschnitt hinsichtlich der resultierenden Astigmatismuskorrektur bewertet werden, z.B. ob bezüglich Stärke und Winkel im Toleranzbereich um die Zielwerte.

Auch die Anzeige der Bewertungsinformation als eine Information zu dem fortlaufend angepassten Modell über das prognostizierte Ergebnis der Operation an dem Patientenauge in Form einer Bewertung einer aus einer hypothetischen Einstichposition und Einstichrichtung resultierenden Implantatablage eines mittels eines Operationswerkzeugs in Form eines Implantat-Injektors eingebrachten translimbalen Drainageimplantats hinsichtlich ausreichender Abstände von empfindlichen Augenstrukturen, wie Hornhautendothel oder Iris ist erfindungsgemäß möglich.

Insbesondere ist auch die Anzeige der Bewertungsinformation als eine Bewertung hinsichtlich der refraktiven Ergebnisse der zu erwartende Ablage skleral- fixierter lOLs basisierend auf einer Bewertung von hypothetischen Einstichstellen für das Anbringen von Fixierfäden möglich.

Im Rahmen der Erfindung ist die Anzeige der Bewertungsinformation auch aufgrund einer Bewertung der zu erwartenden mechanischen Entlastung der Netzhaut für die hypothetische lokale Glaskörperdurchtrennung bei Vitreotrak- tionen möglich.

Im Rahmen der Erfindung möglich ist die Anzeige der Bewertungsinformation auch aufgrund einer Bewertung der zu erwartenden Senkung des Augeninnendrucks IOP des Patientenauges aufgrund einer hypothetischen Anwendung eines als eine Nadel oder eine endoskopische Excimerlaser-Probe oder einen Schlemmkanal Stent- oder Trabekelwerk-Shunt-Injektor ausgebildeten Operationswerkzeugs für eine bestimmte Werkzeugposition, etwa in Bezug auf Kollektorgefäßpositionen oder Kollektorgefäßausrichtungen oder in Bezug auf die Trabekelwerksposition.

Im Rahmen der Erfindung möglich ist die Anzeige der Bewertungsinformation auch aufgrund einer Bewertung der zu erwartenden IOP-Senkung aufgrund der Anwendungsstärke einer hypothetischen Anwendung eines als eine Nadel oder eine endoskopische Excimerlaser-Probe ausgebildeten Operationswerkzeugs, d.h. der zur erwarteten Größe von im Trabekelwerk durch Ablation erzeugten Löcher.

Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Bewertungsinformation basierend auf einer momentanen, ggf. ungünstigen Position des Operationswerkzeugs und dessen Ausrichtung zu erzeugen, indem vor einem Membranriss bei einer hypothetischen Capsularrhexisausführung basierend auf einer momentanen, ggf. ungünstigen Position des Operationswerkzeugs und dessen Ausrichtung gewarnt und ein Warnsignal erzeugt wird.

Darüber hinaus ist es möglich, die Bewertungsinformation basierend auf einer momentanen, ggf. ungünstigen Position und Ausrichtung eines als eine Pinzette ausgebildeten Operationswerkzeugs zu erzeugen, um damit z.B. vor einem Netzhauteinriss mit Blutung bei einer hypothetischen Membranpeeling- Bewegung basierend auf einer momentanen, ggf. ungünstigen Position und Ausrichtung eines als eine Pinzette ausgebildeten Operationswerkzeugs zu warnen.

Ein Aspekt der Erfindung ist es für das Erzeugen der Führungsinformation darüber hinaus auch, post-operativ erfasste Daten mit Bildinformation zu einem Patientenauge mit prä-operativ und/oder intra-operativ erfasster Bildinformation zu dem Patientenauge für das Auffinden von Abweichungen eines geplanten Ergebnisses einer Operation zu einem tatsächlichen Ergebnis einer Operation zu analysieren, indem die Bildinformation registriert wird.

Auf diese Weise kann z.B. die Abweichung eines geplanten von einem tatsächlichen inzisionsinduzierten Astigmatismus oder die Abweichung einer geplanten von einer tatsächlichen Lage eines translimbalen Implantats besser ermittelt und diese Information für weitere prä- oder intra-operative Ergebnisprognosen genutzt werden.

Ein Aspekt der Erfindung ist es auch, für das Erzeugen der Bewertungsinformation Paare mit prä- und post-operativer Bildinformation in einem Machine- Learning-Algorithmus in der Rechnereinheit des Augenchirurgie-Operationssystems für Ergebnisprojektionen zu verwenden.

Insbesondere ist es eine Idee der Erfindung, dass die Bewertungsinformation das Ergebnis einer Bewegung des Operationswerkzeugs prognostiziert und anhand von Daten bewertet, die Information über Strukturen des Patientenauges enthalten. Die Erfindung schlägt vor, für die Prognose des Ergebnisses der Bewegung des Operationswerkzeugs insbesondere durch das Operationswerkzeug auf das Patientenauge ausgeübte Kräfte oder an dem Patientenauge hervorgerufene mechanische Spannungen zu berücksichtigen, z.B. eine Spannung in Membranen oder in der Retina beim sogenannten Membranpeeling. Das Augenchirurgie-Operationssystem kann hierfür eine mit der Rechnereinheit gekoppelte Einrichtung für das Erfassen einer von dem Operationswerkzeug auf das Patientenauge ausgeübten Kraft enthalten, wobei die Routine für das fortlaufende Bereitstellen der Verlagerungsinformation diese Kraft für das Bereitstellen der weiteren Verlagerungsinformation berücksichtigt.

Von Operationswerkzeugen auf Augenstrukturen ausgeübte Kräfte können beispielsweise durch Kraftsensoren ermittelt werden. Kräfte in axiale Richtung können beispielsweise mittels kraftabhängig komprimierbarer Elemente, etwa einer Feder in Verbindung mit deren Kompression detektierenden Wegmes- systemen ermittelt werden. Laterale Kräfte oder Torsionskräfte können beispielsweise mittels am Operationswerkzeug angebrachter oder darin integrierter Biegemessstreifen ermittelt werden. Auch ist es möglich, das Operationswerkzeug so zu gestalten, dass eine mit den Bildgebungssystemen des Operationsmikroskops detektierbare kraftabhängige Deformation detektieren zu können, beispielsweise die ausgeschobene Länge eines federnd gelagerten Operationswerkzeugteils oder die seitliche Durchbiegung eines elastischen Operationswerkzeugs.

Auf Augenstrukturen ausgeübte Kräfte können beispielsweise näherungsweise durch Bestimmung von lokalen Oberflächendeformationen, z.B. durch Bestimmung von starken Oberflächennormalenänderungen erfolgen, die beispielsweise durch das Eindellen der Hornhaut eines Patientenauges kurz vor einem Durchstich oder dem Anheben einer Netzhautmembran mittels Pinzette oder infolge einer Vitreotraktion hervorgerufen werden.

Eine weitere Möglichkeit der Bestimmung von Kräften in Geweben besteht in der ortsaufgelösten Bestimmung von Kompressionen und Spannungen, d.h. der Kraft pro Fläche, mittels Optischer Kohärenz Elastographie („Optical Coherence Elastography“, OCE). Dabei handelt es sich um eine Unterart der Optical Coherence Tomography (OCT), bei der biomechanische Gewebseigenschaften bestimmt werden können, indem tiefenaufgelöst lokale Probendeformationen in Abhängigkeit von künstlich induzierten Kompressionen detektiert werden. Neben Gewebseigenschaften, wie Elastizität, können daraus ortsaufgelöst mechanische Kompressionen und Spannungen in Geweben bestimmt werden. Die benötigten induzierten Kompressionen können so auf vielfältige Weise erzeugt werden, beispielsweise durch äußeres mechanisches Quetschen, mechanisches Vibrieren, Ultraschallanregung oder auch durch Variation eines Augeninnendrucks, wie dies in Kling et al. „Optical Coherence Elastography-Based Corneal Strain Imaging During Low-Amplitude Intraocular Pressure Modulation“, https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00453 beschrieben ist.

Eine Idee der Erfindung ist es insbesondere, den Operateur zu warnen, wenn die Gefahr einer Verletzung von Strukturen des Patientenauges besteht oder wenn die Gefahr besteht, dass Mindestabstände des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs oder eines Implantats zu bestimmten Strukturen des Patientenauges nicht eingehalten werden, z.B. ein Abstand des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs zur Iris des Patientenauges oder des Abstands eines Implantats in dem Patientenauge zu dessen Iris.

Die Erfindung schlägt vor, dem Operateur in einer Operation eine solche Gefahr mittels eines Warnsignals anzuzeigen, z.B. mittels eines akustischen, eines optischen oder eines haptischen Warnsignals. Es ist weiterhin möglich, aufgrund der bereitgestellten Verlagerungsinformation die Konfiguration und/oder Einstellung des Operationswerkzeugs insbesondere automatisch zu verändern, beispielsweise eine aktive Schnittfunktion zu deaktivieren, z.B. indem die Schnittfunktion eines mechanischen Cutters oder eines Laser- oder Plasmaschneiders abgeschaltet wird oder indem eine Lanzettenspitze eingeklappt wird oder indem eine Fokussierungseinstellung eines Lasers modifiziert wird, um die geometrische Ausdehnung des Einwirkbereichs des Lasers oder die vorgewählte Leistung eines Laser- oder Plasmaschneiders abzuändern, wobei sich auch das Wirkzeitfenster verändern und das Modell des Einwirkbereichs verändern kann. Es ist insbesondere möglich, aufgrund der bereitgestellten Bewertungsinformation ein als Klinge oder Injektor ausgebildetes Operationswerkzeug aufgrund der bereitgestellten Führungsinformation hinsichtlich eines Bereichs für anzuwendende Kräfte und Eindringtiefen oder das Vorsehen eines mechanischen Stoppers zu konfigurieren, um damit ein Eindringen des Operationswerkzeugs mechanisch auf bestimmte Gewebsschichten zu begrenzen.

Eine Idee der Erfindung ist es auch, das Eindringen des Operationswerkzeugs in eine bestimmte Gewebeschicht zu gewährleisten, z.B. das Eindringen in die Binde- oder Lederhaut oder in den Suprachoroidalraum, etwa um dort eine Substanz zu injizieren.

Die Erfindung schlägt außerdem vor, in Abhängigkeit von der bereitgestellten Bewertungsinformation die durch das Operationswerkzeug ausübbare Kraft zu limitieren, z.B. durch ein elektromechanisches Lösen einer mechanischen Verriegelung. Die durch das Operationswerkzeug ausübbare Kraft kann jedoch auch dadurch limitiert werden, dass das Operationswerkzeug aktiv zurückgezogen wird, z.B. mittels eines elektromechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs, der auf eine bewegliche Lanzettenspitze wirkt, um damit einen unerwünschten Gewebekontakt zu vermeiden.

Die fortlaufend erfassten Daten zu dem Objektbereich und dem Patientenauge sowie dem Operationswerkzeug können insbesondere mittels eines magnetischen Trackingsystems zu dem Operationswerkzeug erfasste Ortsdaten enthalten. Das Augenchirurgie-Operationssystem kann einen Warnsignalgenerator enthalten, der für das Erzeugen eines von der ermittelten Lage des Wirkabschnitts des Operationswerkzeugs abhängigen Warnsignals dient.

Von Vorteil ist es, wenn das Computerprogramm zum Bestimmen der Bewertungsinformation oder der Verlagerungsinformation für das Operationswerkzeug eine auf Strukturen des Patientenauges ausgeübte Kraft berücksichtigt. Von Vorteil ist es auch, wenn das Computerprogramm zum Bestimmen der Bewertungsinformation oder der Verlagerungsinformation einen fortlaufend erfassten Augeninnendruck berücksichtigt.

Eine Idee der Erfindung ist es insbesondere, intra-operativ nicht nur Bildinformation über Strukturen des Patientenauges sondern auch den Augeninnendruck über die Zeit zu erfassen.

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann hierfür eine mit der Rechnereinheit gekoppelte Einrichtung für das Erfassen des Augeninnendrucks des Patientenauges enthalten, wobei die Routine für das fortlaufende Bereitstellen der Bewertungsinformation den erfassten Augeninnendruck berücksichtigt.

Das Erfassen des Augeninnendrucks kann z.B. mittels einer intraokularen Druckmesssonde oder eines extra-okularen Tonometers erfolgen, etwa mittels eines Kontaktglastonometers, eines Airpuffs, eines Rebounds oder eines Schockwellen-Tonometers. Darüber hinaus ist es möglich, den Augeninnendruck zumindest relativ durch Messung einer vom Augeninnendruck beinfluss- ten Größe zu bestimmen, etwa durch Messung der Cornea- oder Skleraspannung mittels OCE oder durch Messung der Sklerakrümmung oder von korne- alen Speckleverteilungsänderungen mittels eines OCT-Systems, wie es in der Publikation Niemczyk „The effect of intraocular pressure elevation and related ocular biometry changes on corneal OCT speckle distribution in porcine eyes“, https://doi.Org/10.1371/iournal. pone.0249213 M beschrieben ist.

Zu bemerken ist, dass die zeitlichen Abstände für das Erfassen des Augeninnendrucks zwischen dem Erfassen von intra-operativer Bildinformation variieren können. Es ist z.B. möglich, dass das Erfassen von intra-operativer Bildinformation bei einem Erfassen von vorgegebenen Werten für den Augeninnendruck oder äquidistant oder nicht-äquidistant zu bestimmten Zeiten ausgelöst wird. Eine Idee der Erfindung ist es auch, das Erfassen von Bildinformation bei vorgegebenem Augeninnendruck (IOP)- oder Zeitwerten auszulösen. Zu bemerken ist auch, dass eine Veränderung von Augenstrukturlagen für noch nicht erfasste Werte des Augeninnendrucks oder Zeitwerte projiziert werden kann. Z.B. kann auf der Grundlage eines mechanischen Augenmodells aus einer Veränderung von Augenstrukturlagen auf den Augeninnendruck oder dessen zeitliche Entwicklung geschlossen werden. Dabei ist es möglich, dass das mechanische Augenmodell Parameter hat, die aus prä- und intraoperativ ermittelten Geometrie-Druck-Kombinationen bestimmt sind, z.B. Parameterwerte aus der Gruppe Augengröße und Augenform bei bestimmten unterschiedlichen Augeninnendrücken, um daraus dann bei einer bestimmten Geometrie des Patientenauges auf den Augeninnendruck IOP zu schließen.

Zu bemerken ist außerdem, dass das Eintreten von neuen geometrischen Situationen abgeschätzt und dem Operateur zur Kenntnis gebracht werden kann, z.B. die Situation, dass bei dem Patientenauge nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, z.B. nach Ablauf von 30s ein gefährlich niedriger Augeninnendruck erreicht wird, oder die Situation, dass das Patientenauge zu tief in die Augenhöhle eingesunken sein wird, so dass bestimmte Strukturen in dem Patientenauge für Operationswerkzeuge nicht mehr zugänglich sind.

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann eine Einrichtung für das Irrigieren des Patientenauges in Abhängigkeit von den erfassten Daten zu dem Patientenauge enthalten.

Das Augenchirurgie-Operationssystem kann einen Mikroroboter mit einer Steuereinheit enthalten, die für das Steuern des Mikroroboters von der Rechnereinheit die bereitgestellte Bewertungsinformation oder die bereitgestellte Verlagerungsinformation erhält.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge enthält eine Operationssitus-Modell-Programmroutine zum Bereitstellen eines Modells eines Operationssitus und eine Operationswerkzeug-Programmroutine zum Bereitstellen eines Modells eines Einwirkbereichs eines Operationswerkzeugs, der einen räumlich ausgedehnten Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs innerhalb eines Wirkzeitfensters beschreibt. In dem Computerprogramm gibt es eine Routine zum Bestimmen der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs aus fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten. Das Computerprogramm enthält eine Prognoseroutine, die die dazu ausgebildet ist, aus der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs ein fortlaufend angepasstes und für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall valides Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge zu bestimmen. Das Computerprogramm weist eine Routine für das fortlaufende Bereitstellen der Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs auf, die das Modell des Einwirkbereichs sowie das Modell des Operationssitus und die fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten sowie das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge berücksichtigt.

Ein erfindungsgemäßes computerimplementiertes Verfahren für das Bereitstellen einer Bewertungsinformation für das Führen eines Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation an einem Patientenauge enthält folgende Schritte:

Bereitstellen eines Modells eines Operationssitus und Bereitstellen eines Modells eines Einwirkbereichs eines Operationswerkzeugs, der einen räumlich ausgedehnten Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs innerhalb eines Wirkzeitfensters beschreibt, Bestimmen der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs aus fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messda- ten,

Bestimmen eines fortlaufend angepassten, für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall valides Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge aus der räumlichen Lage des Modells des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs,

Bereitstellen der Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs unter Berücksichtigung des Modells des Einwirkbereichs sowie des Modells des Operationssitus und der fortlaufend erfassten Referenzie- rungs-Messdaten sowie des Modells über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für folgende Operationen:

Anteriore Vitrektomie, d.h. die Entfernung des vorderen Teils des Glaskörpers um Glaskörperverlusten bei Katarakt- oder Hornhautoperationen vorzubeugen oder verrutschte Glaskörper bei Erkrankungen wie Aphakie oder Pupillenblockglaukom zu entfernen;

Pars-plana-Vitrektomie oder Trans-pars-plana-Vitrektomie, d.h. die Entfernung von Glaskörpertrübungen und -membranen durch einen Schnitt in der Pars Plana;

Panretinale Photokoagulation;

Reparatur einer Netzhautablösung;

Anwendung einer Skleralschnalle für die Reparatur einer Netzhautablösung, um die Sklera nach innen einzudrücken oder zu schnallen, in der Regel durch Aufnähen eines Stücks konservierter Sklera oder eines Stücks Silikonkautschuks auf die Oberfläche; Laserphotokoagulation oder Photokoagulationstherapie zum Verschließen eines Netzhautrisses;

Pneumatische Retinopexie;

Netzhautkryopexie oder Kryotherapie, um eine chorioretinale Narbe zu erzeugen und Netzhaut- oder Aderhautgewebe zu zerstören;

Reparatur des Makulaforamens;

Partielle lamellare Sklerovektomie;

Partielle lamellare Sklerozyklochoridektomie;

Partielle lamellare Sklerochoroidektomie;

Hintere Sklerotomie, d.h. das Einbringen einer Öffnung in den Glaskörper durch die Sklera, z. B. für eine Netzhautablösung oder die Entfernung eines Fremdkörpers;

Radiale Optikusneurotomie;

Makulatranslokationschirurgie durch 360°-Retinotomie oder durch sklerale Imbrikationstechnik;

Refraktive Chirurgie und Hornhautchirurgie;

Penetrierende Keratoplastik;

Keratoprothese;

Phototherapeutische Keratektomie;

Pterygium-Entfernung;

Hornhaut-Tätowierung;

Osteo-Odonto-Keratoprothese;

Operationen zur Veränderung der Augenfarbe durch ein Iris-Implantat, das so genannte Brightocular, oder durch das Abtragen der obersten Pigmentschicht des Auges, das so genannte Stroma-Verfahren;

Katarakt-Chirurgie;

Glaukom-Chirurgie;

Augenmuskel-Chirurgie;

Okuloplastische Chirurgie;

Operationen am Tränenapparat. Im Folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Augenchirurgie-Operationssystem mit einer Einrichtung für das Visualisieren eines Operationsbereichs, mit einem Display und mit einem Operationswerkzeug für eine chirurgische Operation;

Fig. 2 das Display des Augenchirurgie-Operationssystems mit einem digitalen Modell des Operationssitus an dem Patientenauge, einem digitalen Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs und einem digitalen Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation;

Fig. 3 ein dreidimensionales digitales Modell des Operationssitus mit einem dreidimensionalen digitalen Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs und einem dreidimensionalen digitalen Modell über das prognostizierte Ergebnis der Operation in Form eines in dem Operationssitus in einer gewünschten Lage angeordneten Drainage-Implantats;

Fig. 4 einen möglichen Bewegungspfad, auf dem ein Operateur die Spitze eines als eine Lanzette ausgebildeten Operationswerkzeugs in einer chirurgischen Operation aus einer Ausgangsposition in eine Eingriffsposition bewegt;

Fig. 5 ein Flussdiagramm mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem Augenchirurgie-Operationssystem geladen ist; Fig. 6 ein Wirkzeitfenster in einem Zeitintervall zu einem Zeitpunkt, in dem ein fortlaufend angepasstes Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge valide ist;

Fig. 7 ein Beobachtungsbild für einen Operateur beim Blick in den Binokulartubus;

Fig. 8 einen möglichen Bewegungspfad, auf dem ein Operateur ein als ein Laser ausgebildetes Operationswerkzeug in einer chirurgischen Operation aus einer Ausgangsposition in eine Eingriffsposition bewegt;

Fig. 9 ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem mit einer Einrichtung für das Visualisieren eines Operationsbereichs, mit einem Display und mit einem Operationswerkzeug für eine chirurgische Operation;

Fig. 10 das Display des Augenchirurgie-Operationssystems;

Fig. 11 A bis Fig. 11 E eine Darstellung eines Patientenauges in unterschiedlichen Stadien einer ophthalmologischen Operation;

Fig. 12 ein Flussdiagramm mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem weiteren Augenchirurgie-Operationssystem geladen ist;

Fig. 13 das Display des weiteren Augenchirurgie-Operationssystems mit einem digitalen Modell des Operationssitus, einem digitalen Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs und einem digitalen Modell über das Ergebnis der chirurgischen Operation; Fig. 14 ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem mit einer Einrichtung für das Visualisieren eines Operationsbereichs, mit einem Display und mit einem Operationswerkzeug für eine chirurgische Operation;

Fig. 15 eine die Veränderung des Augeninnendrucks IOP in einer ophthal- mologischen Operation über die Zeit t beschreibende Kurve;

Fig. 16A und Fig. 16B eine Darstellung eines Patientenauges in unterschiedlichen Stadien einer ophthalmologischen Operation;

Fig. 17 ein Flussdiagramm mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem weiteren Augenchirurgie-Operationssystem geladen ist;

Fig. 18 das Display des weiteren Augenchirurgie-Operationssystems mit einem digitalen Modell des Operationssitus, einem digitalen Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs und einer Anzeigeinformation an den Operateur über eine Bewertungs-Anzeige zu der chirurgischen Operation;

Fig. 19 ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem mit einer Einrichtung für das Visualisieren eines Operationsbereichs, mit einem Display und mit einem Operationswerkzeug für eine chirurgische Operation;

Fig. 20 ein Flussdiagramm mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem weiteren Augenchirurgie-Operationssystem geladen ist; und

Fig. 21 eine Darstellung eines Abschnitts eines Patientenauges nach einer Trabekulektomie. Das in der Fig. 1 gezeigte Augenchirurgie-Operationssystem 10 enthält als Einrichtung für das Visualisieren des Objektbereichs 14 ein Operationsmikroskop 12, das für das stereoskopische Betrachten eines Objektbereichs 14 an einem Patientenauge 15 mit einem Operationssitus 11 dient. Das Operationsmikroskop 12 hat eine Abbildungsoptik mit einem Mikroskophauptobjektivsystem 16, die in einem Grundkörper aufgenommen ist. In dem Augenchirurgie- Operationssystem 10 gibt es eine Beleuchtungseinrichtung 18, die das Beleuchten des Objektbereichs 14 mit einem Beleuchtungsstrahlengang ermöglicht, der das Mikroskophauptobjektivsystem 16 durchsetzt. Das Operationsmikroskop 12 weist ein afokales Vergrößerungssystem 20 auf, durch das ein erster stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang 22 und ein zweiter stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang 24 geführt ist. Das Operationsmikroskop 12 hat einen an eine Schnittstelle des Grundkörpers angeschlossenen Binokulartubus 26, der einen ersten Okulareinblick und einen zweiten Okulareinblick für ein linkes und ein rechtes Auge eines Operateurs aufweist. Das Mikroskophauptobjektivsystem 16 in dem Operationsmikroskop 12 wird von dem ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang 22 und dem zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang 24 durchsetzt.

Zu dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 gehört eine Bedieneinheit 28 für Gereäteeinstellungen und ein als eine Lanzette gestaltetes Operationswerkzeug 30, das einen als ein Skalpell ausgebildeten Wirkabschnitt 32 hat. Zu bemerken ist, dass das Operationswerkzeug 30 auch als ein Skalpell oder als ein Plasmaschneider oder auch als ein Laser ausgebildet sein kann.

In dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 gibt es eine Rechnereinheit 36, die mit einer Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern mit ersten räumlichen Bilddaten des Objektbereichs 14, mit einer OCT- Vorrichtung 40 und mit einer Scheimpflug-Kamera 42 verbunden ist. Die Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern mit ersten räumlichen Bilddaten des Objektbereichs 14 weist eine erste Bilderfassungseinrichtung 44 mit einem Objektivlinsensystem 46 und mit einem Bildsensor 48 auf und dient für das Erfassen von Daten mit Bildinformation aus dem ersten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang 22 in dem Operationsmikroskop 12. In der Vorrichtung 38 gibt es eine zweite Bilderfassungseinrichtung 50, mittels der entsprechend Bildinformation aus dem zweiten stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengang 24 in dem Operationsmikroskop 12 erfasst werden kann. Auch die zweite Bilderfassungseinrichtung 50 weist hierfür ein Objektivlinsensystem 46 und einen Bildsensor 48 auf. In der Vorrichtung 38 gibt es eine Bildberechnungsstufe 52, die Daten mit Bildinformation aus der ersten Bilderfassungseinrichtung 44 und der zweiten Bilderfassungseinrichtung 50 in räumliche Bilddaten überführt.

Die OCT-Vorrichtung 40 ist für das Abtasten eines Objektbereichsvolumens 54 mit einem A-, B- und C-Scan an dem Patientenauge 15 ausgelegt. Für das Abtasten des Objektbereichsvolumens 54 wird mittels der OCT-Vorrichtung 40 ein OCT-Abtaststrahl 56 mit kurzkohärentem Licht erzeugt, der über das Objektbereichsvolumen 54 bewegt werden kann. Der OCT-Abtaststrahl 56 dient für das Erfassen von Daten mit räumlicher Bildinformation in Form von Bilddaten zu Schichtaufnahmen des Objektbereichsvolumens 54, wie dies z. B. in A. Ehnes, „Entwicklung eines Schichtsegmentierungsalgorithmus zur automatischen Analyse von individuellen Netzhautschichten in optischen Kohärenztomographie - B Scans“, Dissertation Universität Gießen (2013) in dem Kapitel 3 auf S. 45 bis 82 beschrieben ist.

Die OCT-Vorrichtung 40 hat für das Bewegen des OCT-Abtaststahls 56 verstellbare Scanspiegel 58, 60. In dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 ist der OCT-Abtaststrahl 56 über Stahlteiler 62 und 64 und das Mikroskophauptobjektivsystem 16 in das Objektbereichsvolumen 54 an dem Patientenauge 15 geführt. Das in dem Objektbereichsvolumen 54 gestreute Licht des OCT- Abtaststrahls 56 gelangt wenigstens teilweise mit dem gleichen Lichtweg zu der OCT-Vorrichtung 40 zurück. In der OCT-Vorrichtung 40 wird dann der Laufweg des Abtastlichts mit einer Referenzstrecke verglichen. Damit kann die genaue Lage von Streuzentren in dem Objektbereichsvolumen 54, insbesondere die Position von optisch wirksamen Flächen mit einer Genauigkeit erfasst werden, welche der Kohärenzlänge Ic des kurzkohärenten Lichts im OCT- Abtaststrahl 56 entspricht. In dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 gibt es eine Steuereinrichtung 66 für das Steuern des mittels der OCT-Vorrichtung 40 bereitgestellten OCT-Abtaststrahls 56. Die Steuereinrichtung 66 ermöglicht das Einstellen der räumlichen Lage und Orientierung des mit dem OCT- Abtaststrahl 56 in dem Objektbereich 14 abgetasteten Objektbereichsvolumens 54.

Zu bemerken ist, dass die OCT-Vorrichtung auch als eine sogenannte SS- OCT-Vorrichtung ausgebildet sein kann, die für das Abtasten des Objektbereichs mit mit quasi-kurzkohärentem Licht dient.

Die Scheimpflug-Kamera 42 ermöglicht das Erfassen von Bilddaten in einer verlagerbaren Scheimpflug-Kameraebene 68. Die Scheimpflug-Kamera 42 ist mittels eines motorischen Antriebs um die optische Achse 25 des Mikroskophauptobjektivsystems 16 in der Richtung der Pfeile 70 bewegbar. Durch Bewegen der Scheimpflug-Kamera 42 um die optische Achse 25 des Mikroskophauptobjektivsystems 16 ist es möglich, räumliche Bilddaten zu dem Objektbereich 14 mit Bildinformation aufzunehmen, die einen Teil des Inneren des Patientenauges 15 abdeckt.

Das Operationswerkzeug 30 hat eine erste Markierung 72 und eine zweite Markierung 74. In dem Augenchirurgie-Operationssystem sind die erste und zweite Markierung 72, 74 sowohl in mittels der ersten Bilderfassungseinrichtung 44 als auch in mittels der zweiten Bilderfassungseinrichtung 50 erfasster Bildinformation des Objektbereichs 14 sind als geometrische Strukturen aufgelöst, wenn sich der Wirkabschnitt 32 des Operationswerkzeugs 30 in dem Operationsbereich 14 befindet. Das Operationswerkzeug 30 ermöglicht ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges 15, die in einem Einwirkbereich 76 angeordnet sind, der ein Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs 54 innerhalb eines Wirkzeitfensters ist, das eine gerätespezifische und von der Handhabung des Operationswerkzeugs 30 durch den Operateur bestimmte zeitliche Ausdehnung hat, die vorliegend als von der Zeit unabhängig angenommen wird. Das Wirkzeitfenster kann z.B. eine Länge Iz haben, für die gilt: Iz < 0,4s. für die Länge des Wirkzeitfensters kann aber z.B. auch gelten: Iz < 0,3s oder Iz < 0,2s oder Iz < 0,1 s.

Die Rechnereinheit 36 in dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 dient für das Steuern der Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern und der OCT-Vorrichtung 40 sowie der Scheimpflug-Kamera 42. Sie ist an eine Einrichtung 77, 77' für das Einspiegeln von Daten in die stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge 22, 24 des Operationsmikroskops 12 angeschlossen, um das Anzeigen von Informationen und/oder z.B. präoperativ gewonnener Bilddaten in diesem Teilbeobachtungstrahlengang zu ermöglichen. Die Rechnereinheit 36 hat einen Programmspeicher und ist mit einem Display 78 für das Anzeigen einer Benutzeroberfläche 79 verbunden.

Die Fig. 2 zeigt das Display 78 des Augenchirurgie-Operationssystems 10 mit einer damit zur Anzeige gebrachten ersten Darstellung 84‘, 86‘, 88' und einer damit zur Anzeige gebrachten zweiten Darstellung 84“, 86“, 88“ eines in der Fig. 3 gezeigten dreidimensionalen digitalen Modells 84 des Operationssitus, eines in der Fig. 3 gezeigten dreidimensionalen digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs 30 in der chirurgischen Operation und eines in der Fig. 3 gezeigten dreidimensionalen digitalen Modells 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation in Form eines in dem Operationssitus in einer gewünschten Lage angeordneten Drainage-Implantats. In der Fig. 4 ist ein Bewegungspfad 90 zu sehen, auf dem ein Operateur die Spitze 92 des Wirkabschnitts 32 des als eine Lanzette ausgebildeten Operationswerkzeugs 30 in einer chirurgischen Operation aus einer Ausgangslage 94 in eine Eingriffslage 96 als eine günstige Ausgangslage für das Operationsinstrument 30 in einem Akzeptanzgebiet 98 bewegt zur Vornahme eines chirurgischen Eingriffs in dem Patientenauge.

In der Ausgangslage 94 besteht das digitale Modell 86 des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs, in dem hier ein Einstich innerhalb eines Zeitintervalls mit der typischen Länge 0.1 s bis 0.25s durchgeführt werden könnte. In diesem konkreten Beispiel würde der Stich von der Ausgangslage 94 ausgehend das Gewebe nicht erreichen und es kann kein digitales Modell 88 eines akzeptablen Operationsergebnis prognostiziert werden,

Die Eingriffslage 96 ist eine günstige Ausgangsposition für das Operationsinstrument 30, in der aufgrund der räumlichen Verlagerung das verlagerte digitale Modell 86 des dortigen Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs besteht, in dem wiederum hier ein Einstich innerhalb eines Zeitintervalls mit der typischen Länge 0.1 s bis 0.25s durchgeführt werden könnte.

Aus der Eingriffslage 96 kann ein Operateur einen chirurgischen Eingriff in dem Patientenauge 15 mittels des Operationswerkzeugs 30 in Form einer dem Pfeil 99 entsprechenden Stichbewegung vornehmen, um damit ein dem digitalen Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation in Form einer in dem Operationssitus 11 in einer gewünschten Lage ausgerichteten Inzision herbeizuführen. Wenn das Operationswerkzeug 30 in dem Akzeptanzgebiet 98 angeordnet ist, kann damit noch innerhalb des Wirkzeitfensters mit der Länge bzw. Dauer Iw der Eingriff in das Körpergewebe des Patienten mit einer hohen Erfolgswahrscheinlichkeit vorgenommen werden.

Die Positionierung des Operationswerkzeuges 30 im Akzeptanzgebiet 98 kann insbesondere durch die Nutzung einer Verlagerungsinformationen unterstützt werden, die aus einem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs sowie einem digitalen Modell des Operationssitus und bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten sowie einem Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge ermittelt ist.

Die Rechnereinheit 36 in dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 hat hierzu einen Programmspeicher mit einem Computerprogramm, das eine Operati- onssitus-Modell-Programmroutine zum Bereitstellen des in der Fig. 3 gezeigten digitalen Modells 84 des Operationssitus 11 aufweist. Vorliegend ist das digitale Modell 84 des Operationssitus ein CAD-Datenmodell eines Abschnitts des Patientenauges, in dem eine chirurgische Operation durchgeführt werden soll.

In dem Computerprogramm gibt es darüber hinaus eine Operationswerkzeug- Programmroutine, die zum Bereitstellen des in der Fig. 3 gezeigten digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 dient. Hier ist das digitale Modell des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 ein CAD-Datenmodell des räumlich ausgedehnten Bereichs möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs 30 auf in dem Bereich angeordnete Gewebestrukturen innerhalb des Wirkzeitfensters, in dem ein Operateur das Operationswerkzeug 30 zur Anwendung bringt.

Die Rechnereinheit 36 erhält mittels der Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern erfasste erste räumliche Bilddaten des Objektbereichs 14, mittels der OCT-Vorrichtung 40 erfasste zweite räumliche Bilddaten des Objektbereichs 14 und mittels der Scheimpflug-Kamera 42 erfasste dritte räumliche Bilddaten des Objektbereichs 14 als Referenzierungs-Messdaten mit einer Abtastrate rt, die ein fortlaufendes Referenzieren der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells des Operationssitus 84 und des bereitgestellten digitalen Modells des Einwirkbereichs 86 in der chirurgischen Operation in einem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie-Operationssystems 10 ermöglicht. Die Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm 101 mit Programmroutinen des Computerprogramms, das in den Programmspeicher der Rechnereinheit 36 in dem Au- genchirugie-Operationssystem 10 geladen ist.

Das in der Operationssitus-Modell-Programmroutine 100 bereitgestellte digitale Modell 84 des Operationssitus 11 wird einer Operationssitus-Lageroutine 102 und das in der Operationswerkzeug-Programmroutine 104 bereitgestellte digitale Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 wird einer Operationswerkzeug-Lageroutine 106 zugeführt.

In der Operationssitus-Lageroutine 102 wird die räumliche Lage des mittels der Operationssitus-Modell-Programmroutine 100 bereitgestellten digitalen Modells 84 des Operationssitus aus den fortlaufend erfassten Referenzie- rungs-Messdaten 108 in dem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie- Operationssystems 10 bestimmt.

Entsprechend wird in einer Operationswerkzeug-Lageroutine 106 die räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 aus den bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs- Messdaten in dem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie-Operationssystems 10 bestimmt.

Aus der mittels der Operationssitus-Lageroutine 102 bestimmten räumlichen Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus und aus der mittels der Operationswerkzeug-Lageroutine 106 bestimmten räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 wird dann in einer Referenzierungsroutine 112 fortlaufend die relative räumliche Ist-Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus zu dem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 ermittelt. Die Operationssitus-Lageroutine 102 und die Operationswerkzeug-Lagerou- tine 106 bilden auf diese Weise mit der Referenzierungsroutine 112 eine Routine 111 zum Bestimmen der räumlichen Lage des Modells 84 des Operati- onssitus zu dem Modell 86 des Einwirkbereichs 76 aus den Referenzierungs- Messdaten 108. In einer Sollzustands-Lageroutine 114 wird ein Soll-Zustand für die räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 in Bezug auf das digitale Modell 84 des Operations- situs bestimmt.

Der Soll-Zustand für die räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 in Bezug auf das digitale Modell 84 des Operationssitus aus der Sollzustands-Lageroutine 114 und die relative räumliche Ist-Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus zu dem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 wird dann in einer Verlagerungsinformationsroutine 116 fortlaufend zu einer Verlagerungsinformation für den Operateur verarbeitet, der das Operationswerkzeug 30 bewegt. Die Verlagerungsinformation ist eine Information über eine sinnvolle Verlagerung des Operationswerkzeugs 30. In der Verlagerungsinformationsroutine 116 wird hierzu ein Abstand des Soll-Zustands für die räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 in Bezug auf das digitale Modell 84 des Operationssitus von der relativen räumlichen Ist-Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus zu dem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 bestimmt, um aus diesem Abstand eine Verlagerungsnformation zu ermitteln, welche die Richtung enthält, in die das Operationswerkzeug 30 bewegt werden muss, um damit den Soll-Zustand für die räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 herbeizuführen.

In einer Prognoseroutine 118 wird aus den in der Routine 111 bestimmten räumlichen Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus zu der räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 ein fortlaufend angepasstes Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 bestimmt.

Das Operationswerkzeug 30 ermöglicht das ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges 15, die in einem Einwirkbereich 76 angeordnet sind, wobei der Einwirkbereich ein räumlich ausgedehnter Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs 30 innerhalb eines Wirkzeitfensters 124 ist, das in der Fig. 6 zu sehen ist.

Die Fig. 6 zeigt das Wirkzeitfenster 124 und das dieses umfassende Zeitintervall 126 zu einem Zeitpunkt 128, in dem das fortlaufend angepasstes Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 valide ist, wobei sich das Wirkzeitfenster 124 und das Zeitintervall 126 mit einer der Abtastrate rt entsprechenden Inkrementierung auf der Zeitachse 130 bewegen, in der die Referenzierungs-Messdaten an die Rechnereinheit 36 bereitgestellt werden.

Das in der Prognoseroutine 118 bestimmte Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 ist in einem Zeitintervall 126 valide, in dem das Wirkzeitfenster 124 liegt. Indem das Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 fortlaufend angepasst wird, bewegen sich das Wirkzeitfenster 124 und das Zeitintervall 126 mit einer der Abtastrate rt entsprechenden Inkrementierung auf der Zeitachse 130.

Aus der mittels der Operationssitus-Lageroutine 102 bestimmten räumlichen Lage des digitalen Modells 84 des Operationssitus und aus der mittels der Operationswerkzeug-Lageroutine 106 bestimmten räumliche Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 wird in einer Routine 122 für das fortlaufende Bereitstellen einer Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs 30 eine Bewertungsinformation betreffend das Führen des Operationswerkzeugs 30 in der chirurgischen Operation bestimmt. In der Routine 122 erfolgt das Bestimmen dieser Bewertungsinformation durch Abgleich mit dem Kriterium, dass das Operationswerkzeug 30 zu dem digitalen Modell 84 des Operationssitus in dem Akzeptanzgebiet 98 angeordnet ist, aus dem noch innerhalb des Wirkzeitfensters mit der Dauer Iw der Eingriff in das Körpergewebe des Patienten mit einer zufriedenstellenden Erfolgswahrscheinlichkeit vorgenommen werden kann. In der Routine 122 wird hierfür eine Bewertungsmetrik zur Anwendung gebracht, die eine Bewertungsinformation ermittelt, welche die Bewertungsinformation enthält, dass jetzt der chirurgische Eingriff mittels des Operationsinstruments 30 mit großer Erfolgschance durchgeführt werden kann.

Die Verlagerungsinformation der Verlagerungsinformationsroutine 116 wird einer ersten Anzeigeroutine 120 zugeführt, die das Anzeigen der Verlagerungsinformation an dem Display 78 in dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 bewirkt.

Die Bewertungsinformation aus der Prognoseroutine erhält eine zweite Anzeigeroutine 123, um dem Operateur die Bewertungsinformation an dem Display 78 in dem Augenchirurgie-Operationssystem 10 zur Anzeige zu bringen.

Die Verlagerungsinformation ist eine Richtungsanzeige an dem Display 78, die dem Operateur die Richtung anzeigt, in der das Operationswerkzeug 30 bewegt werden muss, damit sich ein größtmöglicher Operationserfolg einstellt.

Die Bewertungsinformation ist eine Bewertung des zu erwartenden Operationsergebnisses an dem Display 78.

Die Routine 118 referenziert die räumliche Lage des bereitgestellten digitalen Modells 84 des Operationssitus 11 aufgrund der zu Referenzierungs-Zeitpunk- ten 132 zugeführten Referenzierungs-Messdaten 108 fortlaufend zu der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 in der chirurgischen Operation m it einer der Abtastrate rt entsprechenden Rate in dem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie-Operationssystems 10.

In der Prognoseroutine wird daraus das Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 ermittelt. Das Modell 88 wird so mit einer der Abtastrate entsprechenden Rate fortlaufend aufgrund der zugeführten Referenzierungsdaten angepasst, wodurch sich das Modell 88 über die Zeit verändern kann.

Unter dem Zeitintervall 126, in dem das Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 valide ist, wird vorliegend ein Zeitintervall verstanden, in dem die relativen Abweichungen charakteristischer Größen des Modells 88 in Bezug auf das Modell zu Beginn des Zeitintervalls weniger als 10% betragen.

Das Zeitintervall ist damit länger als die Latenzzeit L der Bereitstellung des Modells 88, unter der die Zeitdauer verstanden wird, die von der Rroutine 118 benötigt wird, um aus einem zugeführten Datensatz von erfassten Referenzierungsdaten zu dem digitalen Modell 84 des Operationssitus 11 und zu dem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs 76 in der chirurgischen Operation das Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 anzugeben.

Die Ausdehnung des Zeitintervalls 126, in dem das Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 entsprechend der vorstehenden Definition valide ist, kann über die Zeit t variieren. Demgegenüber ist die Ausdehnung des Wirkzeitfensters 126 als eine spezifische Größe des Operationswerkzeugs 30 grundsätzlich invariant.

Die Bewertungsinformation wird einem Operateur als eine Information zu dem fortlaufend angepassten Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 in dem Augenchirurgie- Operationssystem 10 in Form eines Modells 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge an dem Display 78 zur Anzeige gebracht.

Die Fig. 7 zeigt ein Beobachtungsbild für einen Operateur bei einem Blick in den Binokulartubus 26 des Augenchirurgie-Operationssystems 10. Mittels der Einrichtungen 77, 77' für das Einspiegeln von Daten in die stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge 22, 24 des Operationsmikroskops 12 wird dem Operateur in dem linken und rechten stereoskopische Beobachtungskanal 22‘, 24' jeweils eine Darstellung 88' des von der Lage und Orientierung abhängigen Modells 88 über das prognostizierte Operationsergebnis zusammen mit der Verlagerungsinformation 89 für den Operateur dargestellt, die diesem anzeigt, in welche Position das Operationswerkzeug 30 für einen dem Modell 91 für ein optimales Operationsergebnis verlagert werden muss.

In der Fig. 8 ist ein Bewegungspfad 90 für ein als ein Laser ausgebildetes Operationswerkzeug 30 gezeigt, das in einer chirurgischen Operation aus einer Ausgangslage 94 mit dem digitalen Modell 86 in eine Eingriffslage 96 als eine günstige Ausgangsposition für das Operationsinstrument 30 in einem Akzeptanzgebiet 98 bewegt wird.

Aufgrund der räumlichen Verlagerung besteht in der Eingriffslage 96 ein verlagertes Modell 86des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs. Aus der Eingriffslage 96 führt ein Operateur einen chirurgischen Eingriff in dem Patientenauge 15 mittels des Operationswerkzeugs 30 durch Abgeben eines Laserlichtpulses 103 innerhalb eines charakteristischen Wirkzeitfensters mit der Dauer Iw durch, um damit eine dem digitalen Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation in Form eines in dem Operationssitus 11 in einer gewünschten Lage angeordneten Drainage-Implantats herbeizuführen. Wenn das Operationswerkzeug 30 in dem Akzeptanzgebiet 98 angeordnet ist, kann damit noch innerhalb des Wirkzeitfensters mit der Dauer Iw der Eingriff in das Körpergewebe des Patienten mit einer hohen Erfolgswahrscheinlichkeit vorgenommen werden.

Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem 10‘. Soweit Baugruppen und Elemente des weiteren Augenchirurgie-Mikroskopiesystems Baugruppen und Elementen des anhand der Fig. 1 bis Fig. 8 vorstehend beschriebenen Augenchirurgie-Mikroskopiesystems 10 entsprechen, sind diese durch gleiche Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Das Augenchirurgie-Operationssystem 10' enthält als ein Operationswerkzeug 30 eine Lanzette für das Einbringen eines Schnitts in einem Anschlussbereich der Lederhaut and die Hornhaut des Patientenauges 15, in dem ein Implantat angeordnet werden kann, durch das sich Flüssigkeit aus der Vorderkammer des Patientenauges abführen lässt, um damit den Augeninnendruck zu verringern.

Die Rechnereinheit 36 ist mit einer Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern mit ersten räumlichen Bilddaten des Objektbereichs 14 und mit einer OCT-Vorrichtung 40 verbunden, die der Rechnereinheit Re- ferenzierungs-Messdaten zur Verfügung stellen.

Die Rechnereinheit 36 erhält auch hier die Referenzierungsdaten mit einer Abtastrate rt, die ein fortlaufendes Referenzieren der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells des Operationssitus und des bereitgestellten digitalen Modells des Einwirkbereichs in der chirurgischen Operation in einem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie-Operationssystems ermöglicht.

Die Fig. 10 zeigt das Display 78 des Augenchirurgie-Operationssystems 10' mit einer damit zur Anzeige gebrachten ersten Ansicht 80 und einer damit zur Anzeige gebrachten zweiten Ansicht 82 eines digitalen Modells 84 des Operationssitus sowie eines digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs 30 in der chirurgischen Operation und eines digitalen Modells 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation. Das digitale Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation enthält hier die Lage des Implantats zu dem Schnitt in das Patientenauge 15, der dem digitalen Modell 86 des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs 30 aus dessen momentaner Lage entspricht.

In der Rechnereinheit 36 wird hierzu die Bildinformation aus der Vorrichtung 38 für das Bereitstellen von stereoskopischen Bildern und der Bildinformation der OCT-Vorrichtung 40 mit Bildinformation aus präoperativ ermittelte Bilddaten verrechnet, welche eine vorgegebene Lage des Implantats umfasst.

Die Rechnereinheit 36 verrechnet die stereoskopischen Bilder aus der Vorrichtung 38 mit der Bildinformation aus der OCT-Vorrichtung 40 unter Anwendung eines Registrierungsverfahrens, das für das Registrieren geometrische Strukturen des Patientenauges 15 in Form eines Abschnitts der Sklera und in Form eines Abschnitts der Hornhaut auswertet.

Zu bemerken ist, dass dieses Registrieren grundsätzlich erfolgen kann, indem als geometrische Strukturen die Strukturen eines Teilbereichs des Patientenauges 15 aus der Gruppe Gefäß, Sklera, Abschnitt der Hornhaut, Limbus, Konjunktivagefäß erfasst und ausgewertet werden.

Die Fig. 11 A bis Fig. 11 D erläutern den Ablauf einer ophthalmologischen Operation, bei der mittels des Operationswerkzeugs 30 in das Patientenauge 15 eine Inzision für das Anordnen des Implantats eingebracht wird.

Die Fig. 11A zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Patientenauges 15 mit einem Eingriffspfad 97 für das Einbringen eines Schnitts in einem Anschlussbereich der Lederhaut 136 an die Hornhaut 138. Der Schnitt ermöglicht das Anordnen des Implantats in dem Patientenauge 15, durch das Flüssigkeit aus der Vorderkammer des Patientenauges 15 abgeführt werden kann, um damit den Augeninnendruck zu verringern. Die Fig. 11 B ist ein Teilschnitt des Patientenauges 15 mit dem Eingriffspfad 97. Die bei der ophthalmologischen Operation für das Implantat vorgesehene Lage ist hier mittels einer gestrichelt gezeichneten Struktur 125 kenntlich gemacht. Um diese Lage zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass ein Operateur beim Einbringen des Schnitts den Wirkabschnitt 32 des Operationswerkzeug 30 auf den Eingriffspfad 97 hin ausrichtet.

Die Fig. 11 C zeigt einen Teilschnitt des Patientenauges 15 mit dem Operationswerkzeug 30. In der Fig. 11 D ist der Teilschnitt des Patientenauges 15 mit einem darin eingebrachten Schnitt 140 und dem Implantat 134 zu sehen. Die Geometrie und Lage des Schnitts 140 in dem Patientenauge 15 definiert die Position des Implantats 134 darin. Der Operateur führt das Implantat 134 nach Einbringen des Schnitts 140 mit einem Manipulationswerkzeug in das Patientenauge 15 ein. Die Fig. 11 E ist ein Teilschnitt des Patientenauges 15 mit dem darin angeordneten Implantat 134.

Für das Augenchirurgie-Operationssystem 10' kann ein Betriebsmodus eingestellt werden, der dazu dient, einen Operateur, der das Operationsinstrument 30 führt, das Einbringen eines idealen Schnitts in das Patientenauge 15 zu erleichtern.

Die Rechnereinheit 36 enthält hierfür in ihrem Programmspeicher ein Computerprogramm, das bei Einstellen dieses Betriebsmodus das Ermitteln einer Istposition des Operationswerkzeugs 30 in dem Objektbereich 14 mit dem Operationssitus 11 an dem Patientenauge 15 und eines Zielorts des Wirkabschnitts 56 des Operationswerkzeugs 54 in den zu dem Patientenauge 15 referenziellen Koordinatensystem 110 aus erfassten und vorgegebenen Operationssystem-Daten ermöglicht, um dies an dem Display 78 zur Anzeige zu bringen. Die Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm 101 mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem Augenchirugie-Operationssystem 10' geladen ist.

Das in der Operationssitus-Modell-Programmroutine 100 bereitgestellte digitale Modell 84 des Operationssitus 11 und das in der Operationswerkzeug- Programmroutine 104 bereitgestellte digitale Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 werden hier direkt einer Routine 111 zugeführt, die eine räumliche Lage des Modells 84 des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs 86 aus Referenzierungs-Messdaten 108 zu dem Patientenauge 15 und zu dem Operationswerkzeug 30 bestimmt.

Die in der Routine 111 bestimmte räumliche Lage des Modells 84 des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs 86 erhält eine Prognoseroutine 118. Die Prognoseroutine 118 berechnet aus der räumlichen Lage des Modells 84 des Operationssitus zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs 86 ein fortlaufend angepasstes Modell 88, das in einem Zeitintervall valide ist, der ein Wirkzeitfenster umfasst, in dem das Operationswerkzeug 30 auf Gewebestrukturen in dem Patientenauge 15 einwirkt.

In der Routine 122 wird das fortlaufend angepassten Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 bewertet und aufgrund der Bewertung als eine Information zu dem fortlaufend angepassten Modell 88 in Form einer Bewertungsinformation 142 für das Positionieren des Operationswerkezugs 30 durch einen Operateur bereitgestellt, die eine Lagebewertungsinformation ist.

Die Fig. 13 zeigt das Display 78 mit einem ersten und zweiten Bild 144, 146 des Objektbereichs 14 in diesem Betriebsmodus. Zu den Bildern 144, 146 des Objektbereichs 14 werden hier jeweils das digitale Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der Operation in Form der Lage des Implantats 134 zu dem Schnitt in das Patientenauge 15 zu Anzeige gebracht, welcher der Lage des digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs zu dem digitalen Modell des Patientenauges 15 entspricht.

An dem Display 78 des Augenchirurgie-Operationssystem 10' wird die Bewertungsinformation als eine Information zu dem Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 in Form eines Operationswerkzeug-Positionierungssignals bereitgestellt.

Das Operationswerkzeug-Positionierungssignal ist hier eine grafische Markierung 135, die ein unerwünschtes Operationsergebnis bzw. eine negative Bewertung eines wahrscheinlichen Operationsergebnisses anzeigt. Diese grafische Markierung kann beispielsweise farbig den Grad einer unerwünschte Annäherung, z.B. gelb, oder auch eine in Konflikt stehenden Raumforderung, z.B. rot, zwischen Implantat und Geweben, z.B. dem Gewebe der Cornea oder dem Gewebe der Iris, und dem in dem durch das Operationswerkzeug 30 in seinem Wirkabschnitt 76 potentiell erzeugten Einschnitt zu implantierenden Implantat anzeigen. Die Führung des Operationswerkzeugs 30 erfolgt durch den Operateur durch Variieren der Operationswerkzeugposition zur intuitiven Verringerung der negativen Bewertung bis ein akzeptables Maß angezeigt wird, z.B. bis angezeigt wird, dass keine prognostizierte unerwünschte Annäherung mehr vorliegt.

Die Rechnereinheit 36 in dem in der Fig. 9 gezeigten Augenchirurgie-Operationssystem 10' enthält hier einen Signalgenerator, der das Operationswerkzeug-Positionierungssignal in ein akustisches Signal für einen Lautsprecher 148 wandelt. Auf diese Weise kann einem Operateur in einer chirurgischen Operation eine Ablage des Operationswerkzeugs 30 von einer Soll-Position zur Anzeige gebracht werden.

Zu bemerken ist, dass das Augenchirurgie-Operationssystem 10' alternativ oder zusätzlich zu dem Signalgenerator, der das Operationswerkzeug-Positionierungssignal in ein akustisches Signal für einen Lautsprecher 148 wandelt, auch einen Signalgenerator enthalten kann, der das Operationswerkzeug-Positionierungssignal in ein Vibrationssignal überführt. Das Vibrationssignal kann z.B. das Vibrieren eines Griffs des Operationswerkzeugs 30 auslösen. Auf diese Weise ist es möglich, einem Operateur eine Ablage des Operationswerkzeugs 30 von einer Soll-Position in einer chirurgischen Operation haptisch zur Anzeige zu bringen.

Die Fig. 14 zeigt ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem 10“. Soweit Baugruppen und Elemente des weiteren Augenchirurgie-Mikroskopiesystems den Baugruppen und Elementen der anhand der Fig. 1 bis Fig. 13 vorstehend beschriebenen Augenchirurgie-Mikroskopiesysteme 10, 10' entsprechen, sind diese durch gleiche Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Das Augenchirurgie-Operationssystem 10“ enthält eine mit der Rechnereinheit 36 verbundene Einrichtung 150 für das fortlaufende Erfassen des Augeninnendrucks des Patientenauges 15. In dem Augenchirurgie-Operationssystem 10“ gibt es eine Einrichtung 152 für das Irrigieren des Patientenauges 15. Das Augenchirurgie-Operationssystem 10“ hat ein als eine chirurgische Nadel ausgebildetes Operationswerkzeug 30 für einen chirurgischen Eingriff in den Kammerwinkel und weist ein an das Patientenauge 15 angelegtes Spiegelgo- nioskop 154 auf.

Die Fig. 15 zeigt ein Kurve 156 zu der Veränderung des Augeninnendrucks IOP in einer ophthalmologischen Operation über die Zeit t. Typischerweise nimmt bei ophthalmologischen Operationen der Augeninnendruck infolge von Kammerwasserausfluß als eine Funktion der Zeit t zwischen Irrigationen oder Injektionen ab. Zu beachten ist, dass die Kurve eine idealisierte Darstellung ist, da der Augeninnendruck in Abhängigkeit des Herzschlages moduliert sein kann (typische Amplitude 2-4mm Hg). Dies kann aber berücksichtigt werden, indem in operativen Situationen der Herzschlag per Elektroden erfasst und zur Triggerung tonometrischer Messungen mit festgelegten Bezügen zum Herzschlag verwendet wird. Die Fig. 16A zeigt das Patientenauge 15 bei einem Augeninnendruck IPO oberhalb des in der Fig. 14 kenntlich gemachten Schwellwerts S. Der Eingriff in den Kammerwinkel ist hier möglich. In der Fig. 16B ist das Patientenauge 15 bei einem Augeninnendruck IOP unterhalb des Schwellwerts S zu sehen. Hier ist der Kammerwinkel des Patientenauges 15 für das als eine chirurgische Nadel ausgebildete Operationswerkzeug 30 nicht mehr zugänglich, weil das Patientenauge 15 hier in die Augenhöhle eingesunken ist.

Die Fig. 17 ist ein Flussdiagramm 101 mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher einer Rechnereinheit in dem Au- genchirugie-Operationssystem 10“ geladen ist.

Das in der Operationssitus-Modell-Programmroutine 100 bereitgestellte digitale Modell 84 des Operationssitus 11 und das in der Operationswerkzeug- Programmroutine104 bereitgestellte digitale Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 werden hier wieder einer Routine 111 zugeführt. Die Routine 111 erhält fortlaufend Referenzierungs-Messdaten 108 zu dem Patientenauge 15 und zu dem Operationswerkzeug 30 sowie den Augeninnendruck IOP in Form von Augeninnendruck-Messdaten 158 aus der Einrichtung 150 für das fortlaufende Erfassen des Augeninnendrucks des Patientenauges 15.

Aus den zugeführten Referenzierungs-Messdaten 108 wird in der Routine 111 die räumliche Lage des bereitgestellten digitalen Modells 84 des Operationssitus 11 zu der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 in der chirurgischen Operation in einem Koordinatensystem 110 des Augenchirurgie-Operationssystems 10 referenziert, um hieraus in einer Prognoseroutine 118 das fortlaufend angepasste Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 zu bestimmen, das für ein das Wirkzeitfenster 124 umfassendes Zeitintervall valide ist. Das Computerprogramm hat eine Routine 122, die hier das fortlaufend angepassten Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 aus der Prognoseroutine 118 unter Berücksichtigung des erfassten Augeninnendrucks IOP bewertet und aufgrund der Bewertung als eine Information zu dem fortlaufend angepassten Modell 88 eine Anzeige 162 einer Bewertungsinformation bereitstellt, die dem Operateur anzeigt, ob der chirurgische Eingriff an dem Patientenauge 15 durchgeführt werden kann oder nicht.

Die Fig. 18 zeigt das Display 78 des weiteren Augenchirurgie-Operationssystems 10“ mit einem digitalen Modell des Operationssitus 11 , einem digitalen Modell des Einwirkbereichs des Operationswerkzeugs 30 und der Anzeigeinformation 162 über das Durchführen der chirurgischen Operation an den Operateur. Um einem Absinken des Augeninnendrucks IOP des Patientenauges 15 entgegenzuwirken hat ein Operateur bei dem Augenchirurgie-Mikroskopiesystem 10“ die Möglichkeit, mittels der Einrichtung 152 für das Irrigieren des Patientenauges 15 dem Patientenauge 15 eine Irrigationsflüssigkeit zuzuführen.

Zu bemerken ist, dass bei einer modifizierten Ausführungsform des Augenchirurgie-Operationssystems 10“ vorgesehen sein kann, in einer Programmroutine des Computerprogramms für die Rechnereinheit auf der Grundlage eines mechanischen Augenmodells aus einer Veränderung von Augenstrukturlagen auf den Augeninnendruck oder dessen zeitliche Entwicklung zu schließen. Dabei ist es möglich, dass das mechanische Augenmodell Parameter hat, die aus prä- und intraoperativ ermittelten Geometrie-Druck-Kombinationen bestimmt sind, z.B. Parameterwerte aus der Gruppe Augengröße und Augenform bei bestimmten unterschiedlichen Augeninnendrücken, um daraus bei einer bestimmten Geometrie des Patientenauges 15 auf den Augeninnendruck IOP zu schließen. Die Fig. 19 zeigt ein weiteres Augenchirurgie-Operationssystem 10‘“. Soweit Baugruppen und Elemente des weiteren Augenchirurgie-Mikroskopiesystems den Baugruppen und Elementen der anhand der Fig. 1 bis Fig. 17 vorstehend beschriebenen Augenchirurgie-Mikroskopiesysteme 10, 10' und 10“entspre- chen, sind diese durch gleiche Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.

In dem Augenchirurgie-Operationssystem 10‘“ gibt es für das Bewegen des Operationswerkzeugs 30 einen Mikroroboter 164. Der Mikroroboter 164 hat eine Steuereinheit 166, die mit der Rechnereinheit 36 verbunden ist. Mittels der Rechnereinheit 36 kann für den Wirkabschnitt 32 des Operationswerkzeugs 30 ein Bewegungspfad in einem zu dem Patientenauge 15 referenzier- ten Koordinatensystem 110 vorgegeben werden, auf dem der Mikroroboter 164 den Wirkabschnitt 32 des Operationswerkzeugs 30 aus einer Ausgangsposition in eine Startposition für einen Zielposition bewegt, um von dort aus bei Vorliegen eines Freigabesignals FS die chirurgische Operation automatisch mittels des Operationswerkezugs 30 in dem Wirkzeitfenster eine Trabekulektomie durchzuführen.

Die Fig. 20 zeigt ein Flussdiagramm 101 mit Programmroutinen eines Computerprogramms, das in einen Programmspeicher der Rechnereinheit 36 in dem Augenchirurgie-Operationssystem 10‘“ geladen ist.

Das in der Operationssitus-Modell-Programmroutine 100 bereitgestellte digitale Modell 84 des Operationssitus 11 und das in der Operationswerkzeug- Programmroutine 104 bereitgestellte digitale Modell 86 des Einwirkbereichs 76 des Operationswerkzeugs 30 werden wiederum einer Routine 111 zugeführt, die eine räumliche Lage des Modells 84 des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs 86 aus Referenzierungs-Messdaten 108 zu dem Patientenauge 15 und zu dem Operationswerkzeug 30 bestimmt. Die berechnete räumliche Lage des Modells 84 des Operationssitus zu dem Modell des Einwirkbereichs 86 erhält eine Prognoseroutine 118, in der die aus der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells 84 des Operationssitus 11 zu der räumlichen Lage des bereitgestellten digitalen Modells 86 des Einwirkbereichs 76 ein fortlaufend angepasstes Modell 88 über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 15 bestimmt, das für ein das Wirkzeitfenster umfassendes Zeitintervall valide ist.

Die Routine 122 des Computerprogramms bewertet das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation und stellt bei Vorliegen einer Bewertungsinformation, die einer positiven Bewertung des prognostizierten Ergebnisses der chirurgischen Operation aufgrund eines Bewertungskriteriums entspricht, das Freigabesignal FS an die Steuereinheit 166 als ein Führungssignal bereit, das den Mikroroboter 164 derart steuert, dass dieser die Trabekulektomie als einen ihm vorgegebenen chirurgischen Eingriff an dem Patientenauge 15 automatisch durchführt.

Die Fig. 21 ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Patientenauges 15 nach einer Trabekulektomie mit einem mittels des Augenchirurgie-Operationssystems 10‘“ automatisch präparierten Entlastungskanal 170, in dem Augenflüssigkeit aus dem inneren des Patientenauges 15 in der Richtung der Pfeile 172 in ein Entlastungsvolumen 174 („Bleb“) strömen kann.

Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale festzuhalten: Ein Augenchirurgie-Operationssystem 10 für das Durchführen einer chirurgischen Operation in einem Operationssitus 11 an einem Patientenauge 15 enthält ein Operationswerkzeug 30, das ein Einwirken auf Gewebestrukturen des Patientenauges 15 ermöglicht, die in einem Einwirkbereich 76 angeordnet sind, der ein räumlich ausgedehnte Bereich möglicher Einwirkungen des Operationswerkzeugs 30 innerhalb eines Wirkzeitfensters 124 ist. Das Augenchirurgie-Operationssystem 10, 10‘, 10“, 10‘“ hat eine Rechnereinheit 36, die einen Programmspeicher mit einem Computerprogramm enthält, das eine Operationssitus-Modell-Programmroutine 84 zum Bereitstellen eines Modells des Operationssitus 11 aufweist. Die Rechnereinheit 36 ist für das fortlaufende Erfassen von Referenzierungs-Messdaten 108 zu dem Patientenauge 15 und zu dem Operationswerkzeug 30 ausgebildet. Das Computerprogramm weist eine Prognoseroutine 118 auf, die dazu ausgebildet ist, aus der räumlichen Lage des Modells 84 des Operationssitus 84 zu der räumlichen Lage des Modells des Einwirkbereichs 86 ein fortlaufend angepasstes und für ein das Wirk- Zeitfenster 124 umfassendes Zeitintervall 126 valides Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 88 zu bestimmen. Das Computerprogramm enthält eine Routine 122 betreffend das fortlaufende Bereitstellen einer Bewertungsinformation für das Führen des Operationswerkzeugs 30 in der chirurgischen Operation, die das Modell des Einwirkbereichs 86 sowie das Modell des Operationssitus 84 und die bereitgestellten, fortlaufend erfassten Referenzierungs-Messdaten 108 sowie das Modell über das prognostizierte Ergebnis der chirurgischen Operation an dem Patientenauge 88 berücksichtigt.

Bezuqszeichenliste

10, 10‘, 10“, 10‘“ Augenchirurgie-Operationssystem

11 Operationssitus

12 Operationsmikroskop

14 Objektbereich

15 Patientenauge

16 Mikroskophauptobjektivsystem

18 Beleuchtungseinrichtung

20 Vergrößerungssystem

22 erster stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang

22' linker stereoskopsicher beobachtungskanal

24 zweiter stereoskopischer Teilbeobachtungsstrahlengang

24' rechter stereoskopischer Beobachtungskanal

25 optische Achse

26 Binokulartubus

28 Bedieneinheit

30 Operationswerkzeug

32 Wirkabschnitt

36 Rechnereinheit

38 Vorrichtung zum Bereitstellen stereoskopischer Bilder

40 OCT-Vorrichtung

42 Scheimpflug-Kamera

44 erste Bilderfassungseinrichtung

46 Objektivlinsensystem

48 Bildsensor

50 zweite Bilderfassungseinrichtung

52 Bildberechnungsstufe

54 Objektbereichvolumen

56 OCT-Abtaststrahl

58, 60 Scanspiegel

62, 64 Strahlteiler 66 Steuereinrichtung

68 Scheimpflug-Kameraebene

70 Pfeil

72, 74 Markierung

76 Einwirkbereich

77, 77‘ Einrichtung für das Einspiegeln von Daten

78 Display

79 Benutzeroberfläche

80, 82 Ansicht

84 Modell des Operationssitus

84‘ Darstellung Modell des Operationssitus

86 Modell des Einwirkbereichs

86‘, 86“ Darstellung Modell des Einwirkbereichs

88 Modell über das prognostizierte Operationsergebnis

88‘, 88“ Darstellung Modell prognostiziertes Operationsergebnis

89 Verlagerungsinformation

90 Bewegungspfad

91 Modell für optimales Operationsergebnis

92 Spitze

94 Ausgangslage

96 Eingriffslage

97 Eingriffspfad

98 Akzeptanzgebiet

99 Pfeil

100 Operationssitus-Modell-Programmmroutine

101 Flussdiagramm

102 Operationssitus-Lageroutine

104 Operationswerkzeug-Programmroutine

106 Operationswerkzeug-Lageroutine

108 Referenzierungs-Messdaten

110 Koordinatensystem

111 Routine relative Lage Modelle 112 Referenzierungsroutine

114 Sollzustands-Lageroutine

116 Verlagerungsinformationsroutine

118 Prognoseroutine

122 Routine Bewertungsinformation

120, 123 Anzeigeroutine

124 Wirkzeitfenster

125 Struktur

126 Zeitintervall

128 Zeitpunkt

130 Zeitachse

132 Referenzierungs-Zeitpunkt

134 Implantat

135 Markierung

136 Lederhaut

138 Hornhaut

140 Schnitt

142 Lagebewertungsinformation

144, 146 Bild

148 Lautsprecher

150 Einrichtung für Erfassen des Augeninnendrucks

152 Einrichtung für Irrigieren

154 Spiegelgonioskop

156 Kurve

158 Augeninnendruck-Messdaten

162 Anzeige

164 Mikroroboter

166 Steuereinheit

170 Entlastungskanal

172 Pfeile

174 Entlastungsvolumen

Iz Länge Zeitintervall, das Wirkzeitfenster umfasst Iw Länge Wirkzeitfenster