DE102020202624A1 - Head-worn visualization system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein kopfgetragenes Visualisierungssystem mit einem Tragesystem, mindestens einem für Licht durchlässigen Optiksystem, einer Bilderzeugungseinrichtung ausgebildet zur Erzeugung von Bildinformation basierend auf den der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten, wobei das Optiksystem ausgebildet ist, von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einer das Visualisierungssystem tragenden Person zuzuführen, und einer Polarisationseinheit, die ausgebildet ist, das Optiksystem durchdringendes Licht in zwei räumlichen Bereichen unterschiedlich zu polarisieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein chirurgisches Visualisierungssystem mit einem solchen kopfgetragenen Visualisierungssystem, sowie ein Visualisierungsverfahren für ein chirurgisches Umfeld.The invention relates to a head-mounted visualization system with a carrying system, at least one optical system permeable to light, an image generation device designed to generate image information based on the image data supplied to the image generation device, the optical system being designed to supply image information generated by the image generation device to a person wearing the visualization system, and a polarization unit which is designed to polarize light penetrating the optical system differently in two spatial regions. The invention further relates to a surgical visualization system with such a head-mounted visualization system, as well as a visualization method for a surgical environment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kopfgetragenes Visualisierungssystem, ein chirurgisches Visualisierungssystem mit einem kopfgetragenen Visualisierungssystem sowie Verfahren zur Visualisierung in einem chirurgischen Umfeld.The present invention relates to a head-mounted visualization system, a surgical visualization system with a head-mounted visualization system, and methods for visualization in a surgical environment.

In der Mikrochirurgie werden Operationsmikroskope für eine vergrößerte Visualisierung des OP-Situs eingesetzt. Neben der Vergrößerung ist der stereoskopische Eindruck von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des Eingriffs. Diese Anforderungen erfüllen analoge Operationsmikroskope seit vielen Jahren mit einer Stereooptik und einem Okulareinblick. Manche modernen Operationsmikroskope bieten neben dem Einblick in die Okulare zusätzlich eine digitale 3D-Visualisierung mithilfe von Stereo-Monitoren.In microsurgery, surgical microscopes are used for enlarged visualization of the surgical site. In addition to the magnification, the stereoscopic impression is of decisive importance for the success of the procedure. Analog surgical microscopes with stereo optics and an eyepiece have been meeting these requirements for many years. Some modern surgical microscopes offer, in addition to viewing the eyepieces, digital 3D visualization using stereo monitors.

Für die Visualisierung der stereoskopischen Videobilddaten kommen neben Stereo-Monitoren sogenannte Boom-Systeme und Head-Mounted-Displays (HMDs) in Frage. Boom-Systeme sind kompakte digitale Okulare, die im Wesentlichen aus zwei Mikrodisplays und zwei Okularen bestehen und an einem Stativ befestigt sind. HMDs hingegen sind kopfgetragene Systeme und in zwei Varianten verfügbar: VR-HMDs blenden die reale Umgebung komplett aus und zeigen digitale 3D-Daten mittels Mikrodisplays an. AR-HMDs hingegen ermöglichen den Blick auf die reale Umgebung und erlauben das Augmentieren von digitalen Inhalten, die ortsfest der realen Welt überlagert dargeboten werden. Ein entsprechendes AR-HMD wird beispielsweise von der Firma Magic Leap angeboten.In addition to stereo monitors, so-called boom systems and head-mounted displays (HMDs) can be used to visualize the stereoscopic video image data. Boom systems are compact digital eyepieces, which essentially consist of two microdisplays and two eyepieces and are attached to a tripod. HMDs, on the other hand, are head-mounted systems and are available in two versions: VR HMDs completely hide the real environment and show digital 3D data using microdisplays. AR-HMDs, on the other hand, allow a view of the real environment and allow the augmentation of digital content, which is presented in a fixed position overlaid on the real world. A corresponding AR-HMD is offered by Magic Leap, for example.

Es gibt jedoch aktuell zwei Gründe, warum HMDs für die Mikrochirurgie noch nicht oder kaum eingesetzt werden:

  • Die Anforderungen an die Bildqualität für den sogenannten „Surgical Use Case“, d.h. die Darstellung der Bilddaten des OP-Situs während des Eingriffs für den Chirurgen, sind sehr hoch und werden von den aktuellen HMDs nicht erreicht. Das liegt zum einen daran, dass HMDs sehr leicht und kompakt sein müssen und dadurch Kompromisse bei der Bildqualität eingegangen werden müssen. Zum anderen liegt es daran, dass die Anforderungen an eine hohe Bildqualität für typische Consumer-Anwendungen nicht notwendig sind.
However, there are currently two reasons why HMDs are not or rarely used for microsurgery:
  • The demands on the image quality for the so-called “surgical use case”, ie the presentation of the image data of the surgical site during the procedure for the surgeon, are very high and cannot be achieved by the current HMDs. On the one hand, this is due to the fact that HMDs have to be very light and compact, which means that compromises have to be made in terms of image quality. On the other hand, it is because the requirements for high image quality are not necessary for typical consumer applications.

Der genannte Surgical Use Case erfordert bei den heutigen HMDs einen Betrieb, der einem VR-Modus entspricht, weil der Chirurg den OP-Situs bestmöglich stereoskopisch wahrnehmen können muss. Zahlreiche Anwendungen erfordern hingegen den Betrieb des HMDs in einem AR-Modus: Es ist z.B. zu Beginn des Eingriffs hilfreich, den Ort einer Kraniotomie direkt dem Patientenschädel zu überlagern. Ein HMD sollte auch den Blick des Chirurgen auf die reale Umgebung ermöglichen, z.B. den Blick auf den Steriltisch mit den Instrumenten. Die eben genannten Use Cases lassen daher ein HMD erforderlich erscheinen, das zwischen einem AR- und einem VR-Modus umschaltbar ist. Keines der aktuell verfügbaren HMDs verfügt über eine solche Technologie mit einer nur annähernd ausreichenden Bildqualität im VR-Modus. Dies ist der zweite Grund, warum bisher keine oder kaum HMDs in der Mikrochirurgie eingesetzt werden.With today's HMDs, the aforementioned surgical use case requires operation that corresponds to a VR mode, because the surgeon must be able to perceive the surgical site as stereoscopically as possible. Numerous applications, on the other hand, require the HMD to be operated in an AR mode: For example, at the beginning of the procedure, it is helpful to superimpose the location of a craniotomy directly on the patient's skull. An HMD should also enable the surgeon to see the real environment, e.g. a view of the sterile table with the instruments. The use cases just mentioned therefore make an HMD appear necessary that can be switched between an AR and a VR mode. None of the currently available HMDs has such a technology with an image quality that is only nearly sufficient in VR mode. This is the second reason why no or hardly any HMDs have been used in microsurgery to date.

Die vorliegende Erfindung soll ein kopfgetragenes Visualisierungssystem bereitstellen, das für einen Einsatz in der Mikrochirurgie grundsätzlich geeignet ist. Die vorliegende Erfindung soll weiterhin ein chirurgisches Visualisierungssystem mit einem kopfgetragenen Visualisierungssystem sowie Verfahren zur Visualisierung in einem chirurgischen Umfeld unter Ausnutzung eines kopfgetragenen Visualisierungssystems bereitstellen.The present invention is intended to provide a head-mounted visualization system which is basically suitable for use in microsurgery. The present invention is also intended to provide a surgical visualization system with a head-mounted visualization system and a method for visualization in a surgical environment using a head-mounted visualization system.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch ein kopfgetragenes Visualisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein chirurgisches Visualisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Visualisierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.The aforementioned objects are achieved by a head-mounted visualization system with the features of claim 1 and a surgical visualization system with the features of claim 10 and a visualization method with the features of claim 20. Advantageous embodiments result from the features of the dependent claims.

Eine Ausführungsform eines kopfgetragenen Visualisierungssystems weist auf:

  • • ein Tragesystem,
  • • mindestens ein für Licht durchlässiges Optiksystem,
  • • eine Bilderzeugungseinrichtung, die ausgebildet ist zur Erzeugung von Bildinformation basierend auf der der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten,
  • • wobei das Optiksystem ausgebildet ist, von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einer das Visualisierungssystem tragenden Person zuzuführen, und
  • • einer Polarisationseinheit, die ausgebildet ist, das Optiksystem durchdringendes Licht in zwei räumlichen Bereichen unterschiedlich zu polarisieren.
One embodiment of a head-mounted visualization system has:
  • • a carrying system,
  • • at least one optical system that is transparent to light,
  • An image generation device which is designed to generate image information based on the image data supplied to the image generation device,
  • The optical system being designed to supply image information generated by the image generation device to a person wearing the visualization system, and
  • • a polarization unit which is designed to polarize light penetrating the optical system differently in two spatial areas.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, ein herkömmliches AR-HMD in Kombination mit einem Stereo-Monitor einzusetzen. Die Polarisationseinheit ist daher angepasst, dass der Benutzer das auf einem Stereo-Monitor dargestellte Bild mit dem HMD in Durchsicht durch das Optiksystem des HMD stereoskopisch richtig wahrnehmen kann.The present invention is based on the basic idea of using a conventional AR-HMD in combination with a stereo monitor. The polarization unit is therefore adapted so that the user can perceive the image displayed on a stereo monitor correctly stereoscopically with the HMD when looking through the optical system of the HMD.

Bei einer Ausführungsform ist die Polarisationseinheit ab- und aufnehmbar am Tragesystem ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform kann der Benutzer das Visualisierungssystem ohne Polarisationseinheit verwenden, wenn ihn die durch die Polarisationseinheit resultierende Lichtabschwächung stört.In one embodiment, the polarization unit is detachable and detachable on the carrying system. In this embodiment, the user can use the visualization system without a polarization unit if he is disturbed by the light attenuation resulting from the polarization unit.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Polarisationseinheit und das für Licht durchlässige Optiksystem gegeneinander austauschbar am Tragesystem aufgenommen. Bei dieser Ausführungsform kann der Benutzer wahlweise nur die Polarisationseinheit verwenden, wenn er keine Augmentierungsinformation benötigt, oder nur das Optiksystem verwenden, wenn er zwar eine Augmentierung wünscht, aber keine stereoskopische Wahrnehmung des auf einem Stereo-Monitor dargestellten Bilds benötigt. In der dritten Variante kann der Benutzer sowohl das Optiksystem als auch die Polarisationseinheit verwenden, wenn er sowohl das auf dem Stereo-Monitor dargestellte Bild stereoskopisch wahrnehmen möchte als auch zusätzliche Augmentierungsinformation erhalten möchte.In a further embodiment, the polarization unit and the optical system permeable to light are accommodated on the carrying system such that they can be exchanged for one another. In this embodiment, the user can choose to use only the polarization unit if he does not need any augmentation information, or only use the optical system if he does want augmentation but does not require stereoscopic perception of the image displayed on a stereo monitor. In the third variant, the user can use both the optical system and the polarization unit if he would like to perceive the image displayed on the stereo monitor stereoscopically as well as to receive additional augmentation information.

Eine weitere Ausführungsform weist ein erstes für Licht durchlässiges Optiksystem für ein linkes Auge und ein zweites für Licht durchlässiges Optiksystem für ein rechtes Auge auf. Bei dieser Ausführungsform kann die Polarisationseinheit einen ersten Polarisator vor dem ersten Optiksystem und einen zweiten Polarisator vor dem zweiten Optiksystem aufweisen.A further embodiment has a first optical system which is transparent to light for a left eye and a second optical system which is transparent to light for a right eye. In this embodiment, the polarization unit can have a first polarizer in front of the first optical system and a second polarizer in front of the second optical system.

Bei einer Ausführungsform ist die Polarisationseinheit ausgebildet, das Optiksystem durchdringendes Licht in zwei unterschiedlichen Flächenbereichen in zu einander senkrechten Richtungen zu polarisieren. Die zu einander senkrechten Polarisationsrichtungen können dabei beispielsweise zueinander senkrechte lineare Polarisationsrichtungen oder zu einander orthogonale zirkuläre Polarisationsrichtgen, also rechtszirkular und linkszirkular, sein.In one embodiment, the polarization unit is designed to polarize light penetrating the optical system in two different surface areas in directions perpendicular to one another. The mutually perpendicular directions of polarization can be, for example, mutually perpendicular linear polarization directions or mutually orthogonal circular polarization directions, that is to say right-hand circular and left-hand circular.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems schaltbar bzw. gesteuert variierbar. Insbesondere kann die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich variierbar sein. Bei dieser Ausführungsform kann die Lichtdurchlässigkeit an die Umgebungsbedingungen angepasst werden, indem unterschiedliche Flächenbereiche des Optiksystems auf eine unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit geschaltet werden. Beispielsweise ist es möglich, die Lichtdurchlässigkeit in Feldbereichen, in denen ein Benutzter die Augmentierungsinformation wahrnimmt, zu reduzieren, damit die Augmentierungsinformation bei einem hellen Umgebungslicht gut wahrnehmbar ist. Andererseits ist es möglich, die Lichtdurchlässigkeit in Feldbereichen, in denen ein Benutzter das Stereo-Display wahrnimmt, besonders hoch zu schalten.In a further embodiment, the light permeability of the optical system can be switched or varied in a controlled manner. In particular, the light permeability of the optical system can be varied differently in different surface areas. In this embodiment, the light transmittance can be adapted to the ambient conditions by switching different surface areas of the optical system to a different light transmittance. For example, it is possible to reduce the light permeability in field areas in which a user perceives the augmentation information so that the augmentation information can be easily perceived in bright ambient light. On the other hand, it is possible to switch the light transmission particularly high in field areas in which a user perceives the stereo display.

Entsprechende Schichten mit schaltbarer Lichtdurchlässigkeit können beispielsweise analog zu einem LCD-Display oder als pixelweise ansteuerbare elektrochrome Schicht realisiert sein.Corresponding layers with switchable light permeability can be implemented, for example, analogously to an LCD display or as an electrochromic layer that can be controlled pixel by pixel.

Eine Ausführungsform eines chirurgisches Visualisierungssystems umfasst ein kopfgetragenes Visualisierungssystem wie in der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben, ein Operationsmikroskop oder Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinrichtung und einen Stereo-Monitor, der zur stereoskopischen Wiedergabe von Bildinformation, die mit der Bildaufnahmeeinrichtung aufgezeichnet wird, ausgebildet ist.One embodiment of a surgical visualization system comprises a head-mounted visualization system as described in the present patent application, a surgical microscope or endoscope with an image recording device and a stereo monitor which is designed for the stereoscopic display of image information recorded with the image recording device.

Das chirurgisches Visualisierungssystem kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, der Bilderzeugungseinrichtung Bilddaten zuzuführen.The surgical visualization system can have a control device which is designed to supply image data to the image generation device.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem einen Eye-Tracker auf und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des Eye-Trackers zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has an eye tracker and the control device is designed to control the image data fed to the image generation device as a function of output data from the eye tracker.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem ein Mikrofon auf und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, das Operationsmikroskop in Abhängigkeit von mit dem Mikrofon aufgenommenen akustischen Informationen zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has a microphone and the control device is designed to control the surgical microscope as a function of acoustic information recorded with the microphone.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem ein Mikrofon auf und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von mit dem Mikrofon aufgenommenen akustischen Informationen zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has a microphone and the control device is designed to control the image data fed to the image generation device as a function of acoustic information recorded with the microphone.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem einen gyroskopischen Sensor zur Bestimmung von Ausrichtungsänderungen des kopfgetragenen Visualisierungssystems im Raum auf und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, das Operationsmikroskop in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des gyroskopischen Sensors zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has a gyroscopic sensor for determining changes in the orientation of the head-mounted visualization system in space, and the control device is designed to control the surgical microscope as a function from output data of the gyroscopic sensor to control.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem einen gyroskopischen Sensor zur Bestimmung von Ausrichtungsänderungen des kopfgetragenen Visualisierungssystems im Raum auf und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des gyroskopischen Sensors zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has a gyroscopic sensor for determining changes in the orientation of the head-mounted visualization system in space and the control device is designed to control the image data fed to the image generation device as a function of output data from the gyroscopic sensor.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich schaltbar und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in Flächenbereichen zu reduzieren, in denen von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einer das Visualisierungssystem tragenden Person zugeführt wird.In a further embodiment, the light permeability of the optics system can be switched differently in different surface areas and the control device is designed to reduce the light permeability of the optics system in surface areas in which image information generated by the image generation device is supplied to a person wearing the visualization system.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das kopfgetragene Visualisierungssystem eine Kamera auf, und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, eine Position des Stereo-Monitors relativ zu einer Position des kopfgetragenen Visualisierungssystems mittels Bildererkennung zu bestimmen. Bei dieser Ausführungsform kann die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich schaltbar sein und die Steuerungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in Abhängigkeit von der Position des Stereo-Monitors relativ zu der Position des kopfgetragene Visualisierungssystems zu steuern.In a further embodiment, the head-mounted visualization system has a camera, and the control device is designed to determine a position of the stereo monitor relative to a position of the head-mounted visualization system by means of image recognition. In this embodiment, the light permeability of the optics system can be switched differently in different surface areas and the control device can be designed to control the light permeability of the optics system as a function of the position of the stereo monitor relative to the position of the head-mounted visualization system.

Ein Verfahren zur Visualisierung in einem chirurgischen Umfeld umfasst die Schritte:

  • Darstellen eines Bilds eines Operationsgebiets auf einem Stereo-Monitor,
  • Beobachten des auf dem Stereo-Monitor dargestellten Bilds durch ein kopfgetragenes Visualisierungssystem mit Polarisationsfiltern, und
  • Bereitstellen zusätzlicher Augmentierungsinformation mittels des kopfgetragenen Visualisierungssystems.
A method for visualization in a surgical setting comprises the steps:
  • Display of an image of an operating area on a stereo monitor,
  • Observation of the image displayed on the stereo monitor through a head-mounted visualization system with polarization filters, and
  • Provision of additional augmentation information by means of the head-mounted visualization system.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens zur Visualisierung erzeugt das kopfgetragene Visualisierungssystem Steuerungsdaten und die Augmentierungsinformation und/oder auf dem Stereo-Monitor dargestellte Bildinformation und/oder Bewegungen eines motorischen Stativs und/oder Funktionen eines Operationsmikroskops werden in Abhängigkeit von den vom Visualisierungssystem erzeugten Steuerungsdaten gesteuert.In one embodiment of the method for visualization, the head-mounted visualization system generates control data and the augmentation information and / or image information displayed on the stereo monitor and / or movements of a motorized stand and / or functions of a surgical microscope are controlled as a function of the control data generated by the visualization system.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Zuordnung zwischen den Sensoren des kopfgetragenen Visualisierungssystems oder den Ausgangssignalen der Sensoren einerseits und der über das kopfgetragene Visualisierungssystem bereitzustellenden Augmentierungsinformation vom Benutzer konfigurierbar sein.In one embodiment of the method, the association between the sensors of the head-mounted visualization system or the output signals of the sensors on the one hand and the augmentation information to be provided via the head-mounted visualization system can be configured by the user.

Nachfolgend wird ein Visualisierungssystem und ein chirurgischer Arbeitsplatz mit einem Visualisierungssystem anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1: eine Prinzip-Skizze einer Ausführungsform eines kopfgetragenen Visualisierungssystems.
  • 2: eine Prinzip-Skizze eines chirurgischen Arbeitsplatzes mit einem Visualisierungssystem.
A visualization system and a surgical workstation with a visualization system are explained in more detail below with the aid of the figures. Show:
  • 1 : a principle sketch of an embodiment of a head-mounted visualization system.
  • 2 : a principle sketch of a surgical workstation with a visualization system.

Das Visualisierungssystem in 1 basiert im Wesentlichen auf einer sogenannten Augmented Reality Brille (AR-Brille) oder einem sogenannten Augmented Reality Head Mounted Display (AR-HMD). Das System hat ein Tragesystem 1, in der 1 dargestellt als Brillengestell mit einem linken und einem rechten Ohrbügel 1a, 1b. Am Tragesystem 1 ist ein Modul 11 mit einem Optiksystem 6, 7 aufgenommen. Das Optiksystem 6, 7 ist mindestens teilweise transparent für Licht im sichtbaren Spektralbereich.The visualization system in 1 is essentially based on so-called augmented reality glasses (AR glasses) or a so-called augmented reality head mounted display (AR-HMD). The system has a carrying system 1 , in the 1 shown as a glasses frame with a left and a right ear hook 1a , 1b . On the carrying system 1 is a module 11 with an optical system 6th , 7th recorded. The optical system 6th , 7th is at least partially transparent to light in the visible spectral range.

Im Tragesystem 1 ist eine Bilderzeugungseinrichtung 2 beispielsweise in Form eines Mikrodisplays integriert. Die Bilderzeugungseinrichtung 2 kann über eine kabellose Schnittstelle 15, beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine WLAN-Schnittstelle, von einem Steuerungs-Computer 16 angesteuert und mit darzustellenden Bilddaten versorgt werden. Die mit der Bilderzeugungseinrichtung 2 wiedergegebene Bildinformation wird über eine Linse 3 und einen Umlenkspiegel 4 in Richtung einer Seitenfläche des Optiksystems 6, 7 gelenkt. Das Optiksystem 6, 7 weist interne diffraktive Strukturen und sogenannte Waveguide-Elemente (nicht dargestellt) auf, die die von der Bilderzeugungseinrichtung 2 erzeugte und in das Optiksystem 6, 7 eingekoppelte Bildinformation in Richtung (Blickrichtungsachse 5) auf ein Auge R eines das Visualisierungssystems tragenden Kopfes umlenkt und aus dem Optiksystem 6, 7 auskoppelt.In the carrying system 1 is an image forming device 2 integrated, for example, in the form of a microdisplay. The imaging device 2 can use a wireless interface 15th , for example a Bluetooth interface or a WLAN interface, from a control computer 16 controlled and supplied with image data to be displayed. The one with the imaging device 2 reproduced image information is provided through a lens 3 and a deflection mirror 4th in the direction of a side surface of the optical system 6th , 7th steered. The optical system 6th , 7th has internal diffractive structures and so-called waveguide elements (not shown) that are used by the image generation device 2 generated and into the optics system 6th , 7th coupled image information in the direction (line of sight axis 5 ) deflects onto an eye R of a head carrying the visualization system and out of the optical system 6th , 7th decoupled.

Das Optiksystem 6, 7 weist eine schaltbare Beschichtung 6a, 7a auf, mit deren Hilfe die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems 6, 7 schaltbar ist. Dabei ist die Beschichtung so ausgebildet, dass die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in unterschiedlichen Flächenbereichen des Optiksystems quer zur Blickrichtungsachse 5 unterschiedlich einstellbar ist. Beispielsweise kann dadurch die Transmission des Optiksystems 6, 7 in Flächenbereichen, in denen einem Benutzer die von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation dem durch das Optiksystem hindurchtretenden Umgebungslicht überlagert erscheint, reduziert sein. Dadurch kann die von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation auch in einer hellen Umgebung gut wahrgenommen werden.The optical system 6th , 7th has a switchable coating 6a , 7a with the help of which the light transmission of the optical system 6th , 7th is switchable. The coating is designed in such a way that the light permeability of the optical system in different surface areas of the optical system is transverse to the line of sight axis 5 can be set differently. For example, the transmission of the optical system can thereby 6th , 7th be reduced in surface areas in which a user the image information generated by the image generation device appears to be superimposed on the ambient light passing through the optical system. As a result, the image information generated by the image generation device can also be perceived well in a bright environment.

Weiterhin weist das Visualisierungssystem ein weiteres Modul 10 mit zwei Polarisationsfiltern 8, 9 auf. Die Polarisationsrichtung des Umgebungslichts, das eines der Polarisationsfilter 8 transmittiert, ist dabei senkrecht zu der Polarisationsrichtung des Umgebungslichts polarisiert, das das andere Polarisationsfilter passiert. Dieses ist in der 1 durch die beiden Pfeile 18, 19 angedeutet. Die Polarisationsrichtungen der 18, 19 der Polarisationsfilter sind dabei auf die Polarisationsrichtungen eines in der 1 nicht dargestellten Stereo-Monitors abgestimmt, so dass das vor dem linken Auge L eines das Visualisierungssystem tragenden Benutzers angeordnete Polarisationsfilter 8 nur oder im Wesentlichen nur das Licht des Stereo-Monitors durchlässt, das für das linke Auge L bestimmt ist, und dass das vor dem rechten Auge R des das Visualisierungssystem tragenden Benutzers angeordnete Polarisationsfilter 9 nur Licht des Stereo-Monitors durchlässt, das für das rechte Auge R bestimmt ist.The visualization system also has a further module 10 with two polarization filters 8th , 9 on. The direction of polarization of the ambient light that one of the polarization filters 8th transmitted, is polarized perpendicular to the polarization direction of the ambient light that passes the other polarization filter. This is in the 1 by the two arrows 18th , 19th indicated. The polarization directions of the 18, 19 of the polarization filter are based on the polarization directions of one in the 1 stereo monitor, not shown, so that the polarization filter arranged in front of the left eye L of a user wearing the visualization system 8th only or essentially only lets through the light of the stereo monitor that is intended for the left eye L, and that the polarization filter arranged in front of the right eye R of the user wearing the visualization system 9 only allows light from the stereo monitor to pass through, which is intended for the right eye R.

Das Modul 11 mit dem Optiksystem 6, 7 und das Modul 10 mit den Polarisationsfiltern können wahlweise alternativ oder in Kombination an dem Tragesystem 1 aufgenommen werden, so dass der Benutzer die Wahl hat, ob er nur mit dem Polarisationsfilter-Modul 10, nur mit dem das Optiksystem 6, 7 aufweisenden Modul 11 oder mit beiden Modulen 10, 11 gleichzeitig und seriell hintereinander angeordnet arbeiten möchte.The module 11 with the optics system 6th , 7th and the module 10 with the polarization filters can alternatively or in combination with the carrying system 1 so that the user has the choice of only using the polarizing filter module 10 , only with which the optics system 6th , 7th having module 11 or with both modules 10 , 11 would like to work at the same time and arranged in series.

Das Tragesystem 1 weist noch einige weitere Sensoren auf, insbesondere eine nach vorne gerichtete Kamera 12, ein am Tragesystem gehaltenes oder in das Tragesystem1 integriertes Mikrofon 13, einen Eye-Tracker 17 und einen gyroskopischen Sensor 14. Mit dem gyroskopischen Sensor 14 können Dreh- und Kippbewegungen des Tragesystems 1 im Raum bestimmt und solche Dreh- und Kippbewegungen charakterisierende Ausgangsdaten erzeugt werden. Mit dem Eye-Tracker 17 kann eine Bewegung der Augen eines das Visualisierungssystem tragenden Benutzers erfasst und Ausgangsdaten erzeugt werden, die diese Augenbewegung charakterisieren. Die von der Kamera 12, dem Mikrofon 13, dem Eye-Tracker 17 und dem gyroskopischen Sensor 14 erzeugten Ausgangsdaten können über die kabellose Schnittstelle 15 an den Steuerungsrechner übermittelt werden.The carrying system 1 has a few other sensors, in particular a front-facing camera 12th , a microphone held on the portable system or integrated into the portable system1 13th , an eye tracker 17th and a gyroscopic sensor 14th . With the gyroscopic sensor 14th can rotate and tilt the carrying system 1 determined in space and output data characterizing such rotating and tilting movements are generated. With the eye tracker 17th a movement of the eyes of a user wearing the visualization system can be detected and output data can be generated which characterize this eye movement. The one from the camera 12th , the microphone 13th , the eye tracker 17th and the gyroscopic sensor 14th generated output data can be sent via the wireless interface 15th be transmitted to the control computer.

Die in der 1 dargestellte Ausführungsform weist zwei Optiksysteme 6, 7 auf, von denen eines einem linken Auge und eines einem rechten Auge eines das Visualisierungssystem tragenden Benutzers zugeordnet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann dagegen nur ein einziges Optiksystem vorhanden sein, das die Sehfelder beider Augen des das Visualisierungssystem tragenden Benutzers überdeckt.The one in the 1 The embodiment shown has two optical systems 6th , 7th one of which is assigned to a left eye and one to a right eye of a user wearing the visualization system. In an alternative embodiment, on the other hand, there can only be a single optical system which covers the fields of view of both eyes of the user wearing the visualization system.

Die in der 1 dargestellte Ausführungsform weist nur eine einzige Bilderzeugungseinrichtung 2 auf, und die mit der Bilderzeugungseinrichtung 2 wiedergegebene Bildinformation wird nur einem einzigen Auge R dargeboten. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die mit der Bilderzeugungseinrichtung 2 wiedergegebene Bildinformation auch beiden Augen gleichzeitig dargeboten werden. In diesem Fall kann ein Teil des von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Lichts in das eine Optiksysteme 6, und ein anderer Teil des von der Bilderzeugungseinrichtung 2 erzeugten Lichts in das andere Optiksysteme 7 eingekoppelt werden. In diesem Fall müssen beide Optiksysteme integrierte diffraktive Strukturen und Waveguide-Elemente aufweisen, um in das Optiksystem eingekoppeltes Licht zu dem diesem Optiksystem zugeordneten Auge zu lenken.The one in the 1 The illustrated embodiment has only a single image generation device 2 on, and those with the image generating device 2 reproduced image information is presented to a single eye R only. In an alternative embodiment, the with the image generation device 2 reproduced image information can also be presented to both eyes at the same time. In this case, some of the light generated by the image generating device can be used in the one optical system 6th , and another part of that from the imaging device 2 generated light into the other optical systems 7th are coupled. In this case, both optical systems must have integrated diffractive structures and waveguide elements in order to direct light coupled into the optical system to the eye assigned to this optical system.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform können auch zwei Bilderzeugungseinrichtungen vorgesehen sein, von denen eine von ihr erzeugtes Licht in eines der beiden Optiksysteme einkoppelt und die andere das von ihr erzeugte Licht in das andere Optiksystem einkoppelt.In a further alternative embodiment, two image generation devices can also be provided, one of which couples the light generated by it into one of the two optical systems and the other couples the light generated by it into the other optical system.

In der 2 ist ein chirurgisches Visulisierungssystem dargestellt. Es weist eine vorstehend beschriebene kopfgetragene Visualisierungseinrichtung 20 auf. Des Weiteren weist sie ein Stativ 21 für ein Operationsmikroskop 22 oder ein Endoskop (nicht dargestellt) auf. Das Stativ hat für die gelenkigen Verbindungen 21a, 21b motorische Antriebe. Zur Vereinfachung sind in der 2 nur zwei gelenkige Verbindungen dargestellt, in der Regel weist ein solches Stativ mindestes sechs gelenkige Verbindungen mit zugeordneten Antriebsmotoren auf, so dass ein am Stativ 21 aufgenommenes Operationsmikroskop 22 oder Endoskop in seinen sechs Freiheitsgraden frei bewegbar ist und an jede Stelle und in jede Orientierung fahrbar ist.In the 2 a surgical visualization system is shown. It has a head-mounted visualization device as described above 20th on. Furthermore, she has a tripod 21 for a surgical microscope 22nd or an endoscope (not shown). The tripod has articulated connections 21a , 21b motorized drives. To simplify matters, the 2 only two articulated connections shown, as a rule, such a stand has at least six articulated connections with associated drive motors, so that one on the stand 21 recorded surgical microscope 22nd or endoscope is freely movable in its six degrees of freedom and can be moved to any location and in any orientation.

Das Operationsmikroskop 22 oder das Endoskop weist eine Bildaufnahmeeinrichtung 23, beispielsweise in Form von einer Stereokamera oder zwei Einzelkameras auf, mit denen stereoskopische Bildinformation von einem Operationsfeld aufgenommen werden kann. Die mit der Bildaufnahmeeinheit 23 aufgezeichnete stereoskopische Bildinformation wird von dem Steuerungscomputer 16 ausgelesen und von diesem an einen Stereo-Monitor 24 weitergegeben. Auf dem Stereo-Monitor 24 wird dementsprechend ein stereoskopisches Bild des Operationsfelds dargestellt. Der Stereo-Monitor 24 erzeugt dabei zwei stereoskopische Teilbilder. Das Licht der beiden Teilbilder weist dabei eine unterschiedliche Polarisation auf, so dass die Polarisation eines rechten Teilbilds senkrecht oder orthogonal zu der Polarisation eines linken Teilbilds ist. Alternativ zur Trennung der beiden stereoskopischen Teilbilder mit linearer Polarisation kann auch zirkuläre Polarisation verwendet werden.The surgical microscope 22nd or the endoscope has an image recording device 23 , for example in the form of a stereo camera or two individual cameras, with which stereoscopic image information can be recorded from an operating field. The one with the imaging unit 23 recorded stereoscopic image information is used by the control computer 16 read out and from this to a stereo monitor 24 passed on. On the stereo monitor 24 a stereoscopic image of the surgical field is displayed accordingly. The stereo monitor 24 produces two stereoscopic partial images. The light of the two partial images has a different polarization, so that the polarization of a right partial image is perpendicular or orthogonal to the polarization of a left partial image. As an alternative to separating the two stereoscopic partial images with linear polarization, circular polarization can also be used.

Ein das kopfgetragene Visualisierungssystem 20 tragender Benutzer kann das auf dem Stereomonitor 24 wiedergegebene stereoskopische Bild seitenrichtig und stereoskopisch wahrnehmen, weil die Polarisationsrichtungen der Polarisationsfilter 8, 9 des kopfgetragenen Visualisierungssystems 20 an die Polarisationsrichtungen des Stereo-Monitors 24 angepasst sind. Gleichzeitig kann der Benutzer durch das Optiksystem und die Polarisationsfilter des kopfgetragene Visualisierungssystem 20 auch direkt das Operationsfeld oder andere Gegenstände in der Umgebung, wie den Steril-Tisch mit den Instrumenten, beobachten.A head-worn visualization system 20th Carrying user can do that on the stereo monitor 24 Perceive the reproduced stereoscopic image correctly and stereoscopically, because the polarization directions of the polarization filter 8th , 9 of the head-mounted visualization system 20th to the polarization directions of the stereo monitor 24 are adjusted. At the same time, the user can go through the optics system and the polarization filter of the head-mounted visualization system 20th also directly observe the operating field or other objects in the vicinity, such as the sterile table with the instruments.

Über die Bilderzeugungseinrichtung im kopfgetragenen Visualisierungssystem kann dem Benutzer zusätzliche virtuelle Information überlagert dargeboten werden, die für den Benutzer sonst nicht visuell zugänglich wäre. Solche Zusatzinformation kann Information sein, die von anderen, nicht im Sichtfeld des Benutzers befindlichen Geräten im Operationssaal stammen oder die vor der Operation gewonnen wurde, beispielsweise Bildinformation aus Computer- oder Kernspin-Tomogrammen, die in einem Speicher 26 gespeichert sind. Die Zusatzinformation kann aber auch Information sein, die während der Operation von anderen Personen bereitgestellt wird, beispielsweise von einem weiteren Experten oder Pathologen, der per Videoübertragung von einem anderen Ort zugeschaltet ist und dem die mit dem Operationsmikroskop aufgezeichneten Videobilder per Videoübertragung zur Verfügung gestellt werden. Dieser Experte oder Pathologe kann auf seinem Videomonitor Augmentierungsinformation eingeben, die dann per Video-Rückübertragung an den Steuerungscomputer 16 übermittelt wird. Die entsprechende Information wird vom Steuerungscomputer über die kabellose Schnittstelle 15 an das kopfgetragene Visualisierungssystem 20 übermittelt.Via the image generation device in the head-mounted visualization system, additional virtual information can be presented to the user in a superimposed manner, which would otherwise not be visually accessible to the user. Such additional information can be information that originates from other devices in the operating room that are not in the user's field of vision or that was obtained before the operation, for example image information from computer or nuclear spin tomograms stored in a memory 26th are stored. The additional information can also be information that is provided by other people during the operation, for example by another expert or pathologist who is connected via video transmission from another location and to whom the video images recorded with the surgical microscope are made available via video transmission. This expert or pathologist can enter augmentation information on his video monitor, which is then transmitted back to the control computer via video 16 is transmitted. The corresponding information is received from the control computer via the wireless interface 15th to the head-mounted visualization system 20th transmitted.

Die Sensoren in dem kopfgetragenen Visualisierungssystem dienen dazu, die Antriebe 21a, 21b des Stativs 21, oder andere Funktionen des Operationsmikroskops 22, oder die Art der von der Bilderzeugungseinrichtung bereitgestellten Information definiert und freihändig zu steuern.The sensors in the head-mounted visualization system serve to control the drives 21a , 21b of the tripod 21 , or other functions of the surgical microscope 22nd , or to control the type of information provided by the image generation device in a defined and hands-free manner.

Beispielswiese ist eine Sprachsteuerung bestimmter Einstellungen am Operationsmikroskop möglich. Da sich das Mikrofon des kopfgetragenen Visualisierungssystems immer in derselben Entfernung vom Mund des Benutzers befindet, ergibt sich hier keine Abhängigkeit der mit dem Mikrofon aufgezeichneten akustischen Signale von der Position oder Orientierung des Benutzers. Deshalb kann eine sehr stabile und zuverlässige Sprachsteuerung gewährleistet werden. Alternativ ist es möglich, die von der Bilderzeugungseinrichtung bereitgestellten Information mittels Sprachsteuerung auszuwählen. Die mit dem Mikrofon aufgezeichneten akustischen Signale werden dazu über die Schnittstelle 15 an den Steuerungscomputer 16 übermittelt und von diesem mittels eines auf dem Steuerungscomputer 16 ablaufenden Spracherkennungsprogramms analysiert. Entsprechend der Ergebnisse der Sprachanalyse wird dann vom Steuerungscomputer 16 die zugehörige Information ausgewählt und über die Schnittstelle 15 an die Bilderzeugungseinrichtung gesendet oder es werden die motorischen Antriebe des Stativs 21 oder motorische Antriebe des Operationsmikrokops 22 entsprechend angesteuert.For example, voice control of certain settings on the surgical microscope is possible. Since the microphone of the head-mounted visualization system is always at the same distance from the user's mouth, there is no dependence of the acoustic signals recorded with the microphone on the position or orientation of the user. Therefore, very stable and reliable voice control can be ensured. Alternatively, it is possible to select the information provided by the image generation device by means of voice control. The acoustic signals recorded with the microphone are transmitted via the interface 15th to the control computer 16 and transmitted by this by means of a on the control computer 16 running speech recognition program analyzed. The control computer then uses the results of the speech analysis 16 the associated information is selected and via the interface 15th sent to the image generation device or the motorized drives of the stand 21 or motorized drives of the surgical microscope 22nd controlled accordingly.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Sprachsteuerung können Bewegungen des Stativs 21, motorische Funktionen des Operationsmikroskops 22 oder Endoskops oder andere Funktionen über die anderen Sensoren, insbesondere dem gyroskopischen Sensor und/oder dem Eye-Tracker, des kopfgetragenen Visualisierungssystems 20 gesteuert werden. Dazu werden die Ausgangssignale des Eye-Trackers und des gyroskopischen Sensors über die Schnittstelle 15 an den Steuerungscomputer 16 übermittelt und von diesem mittels eines Computerprogramms ausgewertet. Je nach Ergebnis der Auswertung werden dann vom Computer 16 die den Ausgangssignalen zugeordneten Funktionen des Stativs oder des Operationsmikroskops angesteuert, oder die der Auswertung entsprechende Zusatzinformation ausgewählt und über die Schnittstelle 15 an die Bilderzeugungseinrichtung gesendet.As an alternative or in addition to voice control, the tripod can move 21 , motor functions of the surgical microscope 22nd or endoscope or other functions via the other sensors, in particular the gyroscopic sensor and / or the eye tracker, of the head-mounted visualization system 20th being controlled. For this purpose, the output signals of the eye tracker and the gyroscopic sensor are transmitted via the interface 15th to the control computer 16 transmitted and evaluated by this by means of a computer program. Depending on the result of the evaluation, the computer 16 the functions of the stand or the surgical microscope assigned to the output signals are controlled, or the additional information corresponding to the evaluation is selected and via the interface 15th sent to the imaging device.

Die Zuordnung zwischen den jeweiligen Sensorsignalen und der Sprachsteuerung einerseits und die darüber gesteuerte Funktion des Stativs, des Operationsmikroskops und/oder der jeweils der Bilderzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellten Daten kann vom Benutzer weitgehend frei konfigurierbar sein und vorab vom Benutzer so zugeordnet werden, wie es ihm individuell am besten zusagt. Entsprechende Benutzerprofile bezüglich dieser Zuordnung können auch für mehrere Benutzer abgespeichert werden und zu Beginn einer Operation aus einem Speicher aufgerufen werden. Alternativ oder zusätzlich können entsprechende Benutzerprofile auch für unterschiedliche Arten von chirurgischen Eingriffen angelegt, abgespeichert und zu Beginn eines entsprechenden Eingriffs aufgerufen werden.The assignment between the respective sensor signals and the voice control on the one hand and the controlled function of the stand, the surgical microscope and / or the data provided to the image generation device can be largely freely configured by the user and assigned in advance by the user as it suits him individually best suited. Corresponding user profiles with regard to this assignment can also be stored for several users and called up from a memory at the beginning of an operation. Alternatively or additionally, corresponding user profiles can also be created for different types of surgical interventions, saved and called up at the beginning of a corresponding intervention.

Wie bereits oben beschrieben, weist das kopfgetragene Visualisierungssystem eine nach vorne gerichtete Kamera 12 auf. Mittels dieser Kamera 12 wird permanent ein Video-Stream der Umgebung oder in bestimmten vorgegebenen Zeitintervallen Einzelbilder von der Umgebung aufgezeichnet und über die Schnittstelle 15 an den Steuerungscomputer übermittelt. Auf dem Steuerungscomputer läuft ein Bildanalyseprogramm ab, das so ausgebildet ist, dass in dem Videostream oder der Serie an Einzelbildern jeweils die Position des Stereo-Monitors 24 relativ zu dem kopfgetragene Visualisierungssystem bestimmt wird. Basierend auf dieser Bildanalyse erzeugt der Steuerungscomputer Steuerdaten für die schaltbare Beschichtung 6a, 7a, die bewirken, dass die schaltbare Beschichtung in den Flächenbereichen der Optiksysteme, in denen der Benutzer den Stereo-Monitor wahrnimmt, auf maximale Lichtdurchlässigkeit geschaltet wird, während die Lichtdurchlässigkeit in anderen Flächenbereichen, beispielsweise in dem, in dem der Benutzer das vom Bilderzeugungssystem bereitgestellte Bild wahrnimmt, reduziert ist.As already described above, the head-mounted visualization system has a front-facing camera 12th on. Using this camera 12th a video stream of the environment is permanently recorded or individual images of the environment are recorded at certain predetermined time intervals and via the interface 15th transmitted to the control computer. An image analysis program runs on the control computer, which is designed in such a way that the position of the stereo monitor is displayed in the video stream or the series of individual images 24 is determined relative to the head-mounted visualization system. Based on this image analysis, the control computer generates control data for the switchable coating 6a , 7a which have the effect that the switchable coating in the surface areas of the optical systems in which the user perceives the stereo monitor is switched to maximum light transmission, while the light transmission in other surface areas, for example in the one in which the user sees the image provided by the imaging system perceives, is reduced.

Claims (23)

Kopfgetragenes Visualisierungssystem mit einem Tragesystem, mindestens einem für Licht durchlässigen Optiksystem, einer Bilderzeugungseinrichtung ausgebildet zur Erzeugung von Bildinformation basierend auf den der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten, wobei das Optiksystem ausgebildet ist, von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einer das Visualisierungssystem tragenden Person zuzuführen, und einer Polarisationseinheit, die ausgebildet ist, das Optiksystem durchdringendes Licht in zwei räumlichen Bereichen unterschiedlich zu polarisieren.Head-worn visualization system with a carrying system, at least one optical system that is transparent to light, an image generation device designed to generate image information based on the image data supplied to the image generation device, wherein the optical system is designed to supply image information generated by the image generation device to a person wearing the visualization system, and to a polarization unit which is designed to polarize light penetrating the optical system differently in two spatial areas. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Polarisationseinheit ab- und aufnehmbar ausgebildet ist.Head-worn visualization system according to Claim 1 , wherein the polarization unit is detachable and detachable. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Polarisationseinheit und das für Licht durchlässige Optiksystem gegeneinander austauschbar am Tragesystem aufgenommen sind.Head-worn visualization system according to Claim 1 , wherein the polarization unit and the optical system permeable to light are accommodated on the carrying system so as to be interchangeable with one another. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein erstes für Licht durchlässiges Optiksystem für ein linkes Auge und ein zweites für Licht durchlässiges Optiksystem für ein rechtes Auge vorhanden ist.Head-worn visualization system based on one of the Claims 1 until 3 wherein there is a first light transmissive optical system for a left eye and a second light transmissive optical system for a right eye. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach Anspruch 4, wobei die Polarisationseinheit einen ersten Polarisator vor dem ersten Optiksystem und einen zweiten Polarisator vor dem zweiten Optiksystem aufweist.Head-worn visualization system according to Claim 4 wherein the polarization unit has a first polarizer in front of the first optical system and a second polarizer in front of the second optical system. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Polarisationseinheit ausgebildet ist, das Optiksystem durchdringendes Licht in zu einander senkrechten Richtungen zu polarisieren.Head-worn visualization system based on one of the Claims 1 until 5 , wherein the polarization unit is designed to polarize light penetrating the optical system in directions perpendicular to one another. Kopfgetragenes Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Polarisationseinheit ausgebildet ist, das Optiksystem durchdringendes Licht in zirkular entgegengesetzten Richtungen zu polarisieren.Head-worn visualization system based on one of the Claims 1 until 5 , wherein the polarization unit is designed to polarize light penetrating the optical system in circularly opposite directions. Kopfgetragenes Visulisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems schaltbar ist.Head-worn visualization system according to one of the Claims 1 until 7th , whereby the light transmission of the optical system can be switched. Kopfgetragenes Visulisierungssystem nach Anspruch 8, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich schaltbar ist.Head-worn visualization system according to Claim 8 , whereby the light permeability of the optical system can be switched differently in different surface areas. Chirurgisches Visualisierungssystem umfassend ein kopfgetragenes Visulisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ein Operationsmikroskop oder Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinrichtung und einen Stereo-Monitor, der zur stereoskopischen Wiedergabe von mit der Bildaufnahmeeinrichtung aufgezeichneter Bildinformation ausgebildet ist.Surgical visualization system comprising a head-mounted visualization system according to one of the Claims 1 until 9 , a surgical microscope or endoscope with an image recording device and a stereo monitor which is designed for the stereoscopic reproduction of image information recorded with the image recording device. Chirurgisches Visualisierungssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Steuerungseinrichtung, die ausgebildet ist, der Bilderzeugungseinrichtung Bilddaten zuzuführen.Surgical visualization system according to Claim 10 , further comprising a control device which is designed to supply image data to the image generation device. Chirurgisches Visualisierungssystem nach Anspruch 11, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem einen Eye-Tracker aufweist und die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des Eye-Trackers zu steuern.Surgical visualization system according to Claim 11 , wherein the head-mounted visualization system has an eye tracker and the control device is designed to control the image data fed to the image generation device as a function of output data from the eye tracker. Chirurgisches Visualisierungssystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem ein Mikrofon aufweist und die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, das Operationsmikroskop in Abhängigkeit von mit dem Mikrofon aufgenommenen akustischen Informationen zu steuern.Surgical visualization system according to Claim 11 or 12th , wherein the head-mounted visualization system has a microphone and the control device is designed to control the surgical microscope as a function of acoustic information recorded with the microphone. Chirurgisches Visualisierungssystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem ein Mikrofon aufweist und die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von mit dem Mikrofon aufgenommenen akustischen Informationen zu steuern.Surgical visualization system according to Claim 11 or 12th , wherein the head-mounted visualization system has a microphone and the control device is designed to control the image data supplied to the image generation device as a function of acoustic information recorded with the microphone. Chirurgisches Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem einen gyroskopischen Sensor zur Bestimmung von Ausrichtungsänderungen des kopfgetragenen Visualisierungssystems im Raum aufweist und die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, das Operationsmikroskop oder Endoskop in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des gyroskopischen Sensors zu steuern.Surgical visualization system according to one of the Claims 11 until 14th , where the head-mounted visualization system has a gyroscopic sensor for determining changes in alignment of the head-mounted visualization system in space and the control device is designed to control the surgical microscope or endoscope as a function of output data from the gyroscopic sensor. Chirurgisches Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem einen gyroskopischen Sensor zur Bestimmung von Ausrichtungsänderungen des kopfgetragenen Visualisierungssystems im Raum aufweist und die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Bilddaten in Abhängigkeit von Ausgangsdaten des gyroskopischen Sensors zu steuern.Surgical visualization system according to one of the Claims 11 until 14th , wherein the head-mounted visualization system has a gyroscopic sensor for determining changes in the orientation of the head-mounted visualization system in space and the control device is designed to control the image data supplied to the image generating device as a function of output data from the gyroscopic sensor. Chirurgisches Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich schaltbar ist und wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in Flächenbereichen zu reduzieren, in denen von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugte Bildinformation einer das Visualisierungssystem tragenden Person zugeführt wird.Surgical visualization system according to one of the Claims 11 until 16 , wherein the light permeability of the optical system can be switched differently in different surface areas and wherein the control device is designed to reduce the light permeability of the optical system in surface areas in which image information generated by the image generation device is supplied to a person wearing the visualization system. Chirurgisches Visualisierungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem eine Kamera aufweist, und wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, eine Position des Stereo-Monitors relativ zu einer Position des kopfgetragenen Visualisierungssystems mittels Bildererkennung zu bestimmen.Surgical visualization system according to one of the Claims 11 until 17th wherein the head-mounted visualization system has a camera, and wherein the control device is designed to determine a position of the stereo monitor relative to a position of the head-mounted visualization system by means of image recognition. Chirurgisches Visualisierungssystem nach Anspruch 18, wobei die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in verschiedenen Flächenbereichen unterschiedlich schaltbar ist, und wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Lichtdurchlässigkeit des Optiksystems in Abhängigkeit von der Position des Stereo-Monitors relativ zu der Position des kopfgetragenen Visualisierungssystems zu steuern.Surgical visualization system according to Claim 18 , wherein the light transmission of the optical system can be switched differently in different surface areas, and wherein the control device is designed to control the light transmission of the optical system as a function of the position of the stereo monitor relative to the position of the head-mounted visualization system. Verfahren zur Visualisierung in einem chirurgischen Umfeld, bei dem ein Bild eines Operationsgebiets auf einem Stereo-Monitor dargestellt wird, das auf dem Stereo-Monitor dargestellte Bild durch ein kopfgetragenes Visualisierungssystem mit Polarisationsfiltern beobachtet wird, und zusätzliche Augmentierungsinformation mittels des kopfgetragenen Visualisierungssystems bereitgestellt wird.Method of visualization in a surgical setting in which an image of an operating area is displayed on a stereo monitor, the image displayed on the stereo monitor is observed by a head-mounted visualization system with polarization filters, and additional augmentation information is provided by means of the head-mounted visualization system. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das kopfgetragene Visualisierungssystem Steuerungsdaten erzeugt und die Augmentierungsinformation und/oder auf dem Stereo-Monitor dargestellte Bildinformation und/oder Bewegungen eines motorischen Stativs und/oder Funktionen eines Operationsmikroskops in Abhängigkeit von den vom Visualisierungssystem erzeugten Steuerungsdaten gesteuert wird.Procedure according to Claim 20 , wherein the head-mounted visualization system generates control data and the augmentation information and / or image information displayed on the stereo monitor and / or movements of a motorized stand and / or functions of a surgical microscope are controlled as a function of the control data generated by the visualization system. Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin umfassend ein Konfigurieren einer Zuordnung zwischen Sensoren und/oder Ausgangsdaten von Sensoren des kopfgetragenen Visualisierungssystems und bereitzustellender Augmentierungsinformation.Procedure according to Claim 21 , further comprising configuring an association between sensors and / or output data from sensors of the head-mounted visualization system and augmentation information to be provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Augmentierungsinformation mittels Videoübertragung übermittelt wird.Method according to one of the Claims 20 until 22nd , the augmentation information being transmitted via video transmission.
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