CN108289607A - 眼科可视化中用于光学相干断层成像术的位置指示符 - Google Patents

眼科可视化中用于光学相干断层成像术的位置指示符 Download PDF

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Abstract

一种眼科可视化系统(100)可以包括与被配置成用于扫描术野(122)以生成OCT图像的OCT系统(182)通信的计算装置(160)。所述计算装置可以被配置成用于确定术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。所述眼科可视化系统还可以包括与计算装置通信的指示机构(172、192)以及被配置成用于使术野成像的外科手术显微镜(130)。所述指示机构可以被配置为使位置指示符(230、302、304、306、314、316)定位在外科手术显微镜的视场内。所述位置指示符可以以图形方式表示术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。

Description

眼科可视化中用于光学相干断层成像术的位置指示符
技术领域
在此披露的实施例可以涉及眼科可视化系统。更确切地，在此描述的实施例可以涉及在眼科外科手术过程中在外科手术显微镜的视场中提供位置指示符。位置指示符可以允许外科医生将光学相干断层成像术(OCT)图像内的位置与术野(如患者的眼睛)中的位置相关联。
背景技术
眼科显微外科手术需要精确切割和/或去除患者眼睛的不同身体组织。如外科医生或其他医学专业人员等使用者可以使用外科手术显微镜来使患者眼睛可视化。图像引导的外科手术介入可以通过如光学相干断层成像术(OCT)等技术来实现。OCT可以是无创高分辨率截面成像模式。OCT图像可以在眼科外科手术过程中指导外科医生。然而，外科医生可能感到难以识别OCT图像中所示的患者眼睛解剖学特征的位置。
相应地，仍然需要改进的装置、系统、和方法，通过解决以上所讨论的一项或多项需求来允许外科医生将患者眼睛和OCT图像内的位置相关联。
发明内容
所提出的解决方案通过独特的解决方案来满足未满足的医疗需求，以快速且准确地确定OCT图像中所示的解剖学特征的实际位置。在此描述的眼科可视化系统在外科手术显微镜的视场中提供位置指示符。例如，显示装置和/或光束源可以输出位置指示符以便外科医生使用外科手术显微镜可以查看。位置指示符可以包括有关OCT图像内的多个位置的信息。例如，沿着位置指示符的长度的图形可以变化，以便以图形方式表示术野和OCT图像内的对应位置。使用位置指示符，外科医生可以基于OCT图像快速且准确地确定解剖学特征在术野内的实际位置。
根据一些实施例，可以提供一种眼科可视化系统。所述眼科可视化系统可以包括与被配置成用于扫描术野以生成OCT图像的OCT系统通信的计算装置。所述计算装置可以被配置成用于确定术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。所述眼科可视化系统还可以包括与计算装置通信的指示机构以及被配置成用于使术野成像的外科手术显微镜。所述指示机构可以被配置为使位置指示符定位在外科手术显微镜的视场内。所述位置指示符可以以图形方式表示术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。
根据一些实施例，一种使眼科外科手术过程可视化的方法。所述方法可以包括使用OCT系统来扫描术野。所述方法还可以包括使用与所述OCT系统通信的计算装置来确定所述术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。OCT图像可以是基于使用所述OCT系统扫描术野而生成的。所述方法还可以包括在查看所述术野的外科手术显微镜的视场内输出位置指示符。所述位置指示符可以以图形方式表示术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。
本披露的附加方面、特征和优点将从以下详细描述中变得明显。
附图说明
图1是展示了眼科可视化系统的示意图。
图2是展示了眼科可视化系统的示意图。
图3是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图4是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图5是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图6是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图7是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图8是使用眼科可视化系统的术野的视景图像。
图9A是OCT系统和相关位置指示符的扫描图案。
图9B是OCT系统和相关位置指示符的扫描图案。
图9C是OCT系统和相关位置指示符的扫描图案。
图9D是OCT系统和相关位置指示符的扫描图案。
在附图中，具有相同标号的元件具有相同或类似的功能。
具体实施方式
在以下描述中，可以阐明具体细节以便描述某些实施例。然而，本领域普通技术人员应清楚的是可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所披露的实施例。可以在此介绍具体的和/或说明性的而非限制性的实施例。本领域普通技术人员应认识到，尽管在此未明确描述，但是其他材料也可以在本披露的范围和精神内。
本披露描述了将OCT图像与术野之间的点对点位置对应关系编码成位置指示符的装置、系统、和方法。位置指示符可以被定位在外科医生用来使术野可视化的外科手术显微镜的视场中。OCT图像和与位置指示符相对应的图例(key)也可在外科手术显微镜的视场看得见。位置指示符和图例可以在视觉上相似，因为它们包括沿着OCT系统的B型扫描的长度变化的不同图形，如文字、数字、形状、符号、颜色、图案、图像、比例尺、颜色梯度、直尺、和/或波长不同、光点大小不同和/或亮度不同的光束点。通过识别OCT图像中的位置和与那个位置对齐的图例中的图形，术野中的对应的实际位置可以通过定位位置指示符中对应的图形来确定。位置指示符可以是由光束源传输到术野上的光束或者是输出到外科手术显微镜的视场中的图形覆盖物。
本披露的装置、系统、和方法提供了大量优点，包括：
(1)OCT成像在图像引导的外科手术介入的眼科外科手术过程中的整合可以得到改进。虽然可以实施一些OCT系统来引导眼科外科手术干预，但利用OCT图像可能具有挑战性。在此背景下，允许外科医生快速且准确地确定OCT图像和术野内的对应位置的位置指示符可以促进有意义的OCT引导的外科手术介入。
(2)外科医生可以更准确地识别OCT图像中所画的解剖学特征的对应的实际位置。虽然一些OCT系统利用单色瞄准光束来帮助外科医生确定OCT图像的位置，但瞄准光束仅识别B型扫描位置。在手术过程中，外科医生必须在他的大脑中进行复杂且有时不准确的空间解读，以识别术野内感兴趣的解剖结构的位置。在此背景下，夸其长度具有不同的图像特征的位置指示符可以允许外科医生更准确地识别与感兴趣解剖结构相关联的A线扫描位置。
(3)外科医生可以更快速且方便地利用OCT图像引导。通过跨其长度具有不同的图像特征的位置指示符，外科医生可以快速确定OCT图像中所示的感兴趣解剖结构的对应的实际位置。外科医生可以有利地避免在眼科外科手术过程中冗长且耗时的空间解读工作以识别对应的实际位置。
(4)外科手术工作流程可以通过允许外科医生以利用位置指示符确定对应的实际位置的更快速且更准确的步骤来替代手动识别OCT图像中所示的感兴趣解剖结构的实际位置的缓慢且不准确的步骤而得到改进。
(5)通过促进外科医生情境意识的提高，患者的安全性可以得到改善。跨其长度具有不同的图像特征的位置指示符可以允许外科医生高效且准确地建立术野与OCT图像之间的点对点对应关系。
图1和图2展示了眼科可视化系统100。眼科可视化系统100可以包括与OCT系统182通信的计算装置160。OCT系统182可以被配置成用于扫描术野122以生成OCT图像。图3至图8中可以展示示例性OCT图像。计算装置160可以被配置成用于确定术野122内与OCT图像内的位置相对应的位置。眼科可视化系统100可以包括指示机构，比如显示装置172和/或束源192。指示机构可以与计算装置160和被配置成用于使术野122成像的外科手术显微镜130通信。指示机构可以被配置为使位置指示符定位在外科手术显微镜130的视场内。图4和图6-9D中可以至少展示示例性位置指示符。位置指示符可以以图形方式表示术野122内与OCT图像内的位置相对应的位置。
如外科医生或其他医学专业人员的观察者110可以使用外科手术显微镜130来使术野122可视化。在外科手术过程中，外科手术装置140可插入手术眼120中。在玻璃体切除手术过程中，例如，外科手术装置140可以通过在睫状体平坦部穿过巩膜的切口而插入玻璃体腔中。外科手术装置140可以是切割探针、玻璃体切除术探针、激光探针、消融探针、真空探针、冲洗探针、剪刀、镊子、其他合适的眼科装置、和/或以上的组合。在外科手术过程中，各种其他眼科工具(如光源、输注插管等)也可以插入手术眼120中。观察者110可以使用外科手术装置140在术野122中进行外科手术。术野122可以包括手术眼120中的各种生物组织，包括玻璃体液、透明膜、血管、视网膜、黄斑、小凹、中央凹、近中央凹，中心凹周、视盘、视杯、和/或手术眼120的其他部分。术野122还可以包括视网膜的一个或多个层，包括内界膜、神经纤维层、神经节细胞层、内丛状层、内核层、外丛状层、外核层、外界膜、视杆和视锥层、和/或视网膜色素上皮。
外科手术显微镜130可以被配置成用于使术野122成像。外科手术显微镜130可以是被配置为在眼科外科手术过程中使用的任何合适的外科手术显微镜。外科手术显微镜可以是光学显微镜和/或数字显微镜。在这方面，外科手术显微镜130可以包括一个或多个透镜132，如聚焦透镜、变焦透镜和物镜134，以及包括反射镜、滤波器、光栅和/或包括光具组的其他光学部件。从术野122反射的光可以由外科手术显微镜130接收并且由观察者110看到，观察者透过接目镜136查看术野122的正面、眼底图像。图3-8中可以示出使用眼科可视化系统100和外科手术显微镜130的术野122的示例性视景。通过立体显微镜，可以提供两条光路(例如，观察者110的每只眼睛各一条光路)。类似地，接目镜136可以包括针对观察者110的每只眼睛的分开的目镜或其他查看部件。如在此描述的，观察者110还可以使用外科手术显微镜130来查看识别OCT图像与术野122的对应位置的位置指示符。
OCT系统182可以是眼科可视化系统110的显微镜集成部件或独立的部件。OCT系统182可以被配置成用于扫描术野122。OCT系统182的诊断功用可以由其非接触式高分辨率以及深度分辨成像能力产生。计算装置160可以基于由OCT系统182获得的数据来生成OCT图像。如在此描述的，可以在外科手术显微镜130的视场中提供截面OCT图像，其允许外科医生使用外科手术显微镜130来查看截面OCT图像以及正面、眼底图像。截面OCT图像可以示出眼睛组织内的解剖学特征，所述解剖学特征在正面、眼底图像中可能时看不到的。如在此描述的，可以在外科手术显微镜130的视场中提供位置指示符，以帮助观察者110高效率且高准确度地将术野122内的位置与OCT光束和/或OCT图像的位置相关联。
OCT系统182可以包括各种部件，包括OCT光束源、视准仪、扫描器、以及光学器件，所述光学器件包括与参考臂和样品臂相关联的透镜、反射镜、滤波器、以及光栅。OCT光束源可以输出由扫描器引导的OCT光束以扫描术野122内的解剖结构。扫描器可以包括扫描镜、微镜器件、基于MEMS的器件、可变形平台、基于检流计的扫描器、多边形扫描器和/或谐振PZT扫描器中的一者或多者。如关于图9A和图9B更详细描述的，扫描器可以以任何合适的扫描图案引导OCT光束。OCT系统182可以被配置成用于将从光束源接收到的OCT光束分成被引导到术野122中的靶生物组织上的成像光束以及被引导到参考反射镜上的参考光束。OCT光束可以具有在0.2-1.8微米范围、0.7-1.4微米范围和/或0.9-1.1微米范围内的工作波长。因为OCT光束采用近红外光，所以观察者110不能直接看到扫描位置。
OCT系统182可以是傅里叶域(例如，谱域、扫频源等)或时域系统。在时域系统中，可以将参考臂移动成与OCT光束源相距不同的距离，从而允许在不同深度处使靶生物组织成像。在频域系统、空间编码频域(SEFD)系统、谱域系统、和/或傅立叶域系统中，靶生物组织的深度扫描可以通过基于光的波长分析干扰信号来获得。因为这些系统不涉及物理部件(例如参考臂)的移动，所以扫描速度可以比时域系统中的扫描速度相对更快。SEFD系统可以利用色散检测器将OCT光束分解成不同波长的光束。扫频源(SS-OCT)系统中的OCT光束源可以利用跨不同波长快速扫过的激光。与SEFD-OCT系统相比，SS-OCT系统可以提供更简单的设置、更高的分辨率以及改进的信噪比。
OCT系统182可以被进一步配置成用于接收从术野122中的靶生物组织反射的成像光。可以利用反射的成像光与参考光束之间的干涉图样来生成靶生物组织的二维或三维图像。OCT系统182和/或计算装置160可以基于使用OCT系统182扫描术野122来生成OCT图像。OCT图像可以由单独A线扫描构成，所述扫描在术野122的x-y平面中的单个点使z深度成像。可以将多个相邻的A线扫描进行组合来形成B型扫描。B型扫描可以被认为是二维OCT图像。图3-8中可以展示示例性二维OCT图像。
OCT系统182可以包括被配置成用于检测干涉图样的检测器。检测器可以包括平衡光检测器、InGaAs PIN检测器、InGaAs检测器阵列、Si PIN检测器、电荷耦合检测器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、像素、或任何其他类型的、基于检测到的光生成电信号的传感器的阵列。进一步地，检测器可以包括二维传感器阵列和检测器相机。就此而言，成像装置152可以包括检测器、传感器阵列、和/或检测器相机。例如，成像装置152可以是OCT系统182和/或眼科可视化系统100中的部件。成像装置152还可以是被配置成用于采集术野122的一起形成所述术野的现场实时视景的一系列静态图像或帧的相机或摄像机。成像装置152可以被配置成用于接收从术野122反射的红外波长的光、近红外波长的光、可见波长的光、紫外波长的光、和/或其他波长的光。成像装置152还可以包括处理部件、存储器部件、和/或其他电气部件，以便解释在图像传感器处接收的光并生成图像数据，以供与其通信联接的计算装置160使用。例如，成像装置150可以获得表示术野112内的OCT光束的实时位置的图像数据。成像装置152可以将图像数据发送到计算装置160。
计算装置160可以是OCT系统182和/或眼科可视化系统110中的部件。计算装置160可以包括任何合适的处理电路或计算机，如通信联接到存储器的处理器。处理器可以执行计算机指令，如存储在存储器上的计算机指令，以执行在此描述的功能。处理器可以是目标装置控制器和/或微处理器。存储器(如半导体存储器、RAM、FRAM、或闪存)可以与处理器连接。因此，处理器可以向存储器写入和读取，并且执行与管理存储器相关的其他常用功能。计算装置160的处理电路可以是具有电源接脚、能够执行逻辑功能的输入和输出接脚的集成电路。
计算装置160可以处理OCT系统182采集的数据以生成二维或三维OCT图像。计算装置160和/或OCT系统182可以确定术野122内与基于使用OCT系统182扫描术野122而生成的OCT图像内的位置相对应的位置。计算装置160还可以处理由成像装置152采集的图像数据，以跟踪术野122内的OCT光束的实时位置。计算装置160的存储器可以存储处理前和/或处理后的OCT数据和/或图像数据。计算装置160可以控制眼科可视化系统100的各种部件的操作，包括开/关状态、有效/无效状态、和/或操作参数。例如，计算装置160可以将控制信号输出到OCT系统182以启动和停止扫描、设置或改变扫描图案等。计算装置160可以将控制信号输出到成像装置152以获得图像数据从而跟踪术野122内的OCT光束。
计算装置160可以生成表示图形覆盖物的显示数据。计算装置160可以将表示图形覆盖物的显示数据发送到与计算装置160通信联接的显示装置172。计算装置160还可以例如通过修改对比度、色调、亮度、和/或与图形覆盖物相关的其他图像参数来调整显示数据。显示装置172可以是被配置成用于向外科手术显微镜130的光路中提供图形覆盖物的任何合适的显示装置。显示装置172可以是投影装置，如数字光处理(DLP)装置、液晶显示器(LCD)装置、发光二极管(LED)装置、硅上液晶(LCoS)装置、其他合适的装置、和/或以上的组合。显示装置172可以与外科手术显微镜130光学通信，使得观察者110可以在使用外科手术显微镜130查看图形覆盖物而同时观察术野122。
图3-9中可以展示示例性图形覆盖物。例如，图形覆盖物可以包括OCT图像210。可以将OCT图像210覆盖到外科手术显微镜130的视场上。图3示出了包括手术眼120的解剖结构的术野122，包括视盘206以及血管204。外科手术装置140可以被定位在术野122中。外科手术装置140可以包括跟踪器142和尖端142。计算装置160可以使用由成像装置152获得的图像数据来跟踪跟踪器142和/或尖端144的位置，以确定外科手术装置140以及术野122的实时位置。
如关于图4和图6-8描述的，指示机构可以将位置指示符230输出到外科手术显微镜130的视场中。位置指示符230可以以图形方式表示术野内与OCT图像内的位置相对应的位置。对应位置可以由计算装置160和/或OCT系统182进行识别。指示机构可以包括显示装置172。指示机构还可以包括与显示装置172相关联的任何硬件、以及可由计算装置160的处理器执行的和/或存储在计算装置160的存储器中以控制显示装置172输出位置指示符230的任何软件。例如，位置指示符230可以是作为图形覆盖物的一部分由显示装置172输出到外科手术显微镜130的视场中的数字图形。例如，位置指示符230的图像特征和/或参数可以由计算装置160生成和/或修改。当眼科可视化系统100利用数字位置指示符230时，与图5的瞄准光束240相比，可以将潜在害处较小的辐射传输到手术眼120上。图形覆盖物还可以包括图例220。图例220可以被定位成与OCT图像210相邻和/或与其对齐。图例220和位置指示符230可以具有类似的外观和/或图像特征。通过对比图例220与位置指示符230，观察者110可以快速且准确地建立OCT图像210与术野122中的位置之间的对应关系。
在另一个实例中，指示机构可以包括光束源192。光束源192可以被配置成将作为位置指示符230的光束输出到术野122上。指示机构还可以包括与光束源192相关联的任何硬件、以及可由计算装置160的处理器执行的和/或存储在计算装置160的存储器中以控制光束源192输出位置指示符230的任何软件。指示机构可以包括显示装置172、光束源192、和/或相关硬件和软件的组合。图2展示了包括光束源192的眼科可视化系统100。当光束源192将位置指示符230传输到术野122上时，观察者110可以使用外科手术显微镜130查看位置指示符230。不管是显示装置172还是光束源192输出位置指示符230，位置指示符230可以允许观察者110建立OCT图像210与术野122之间的点对点对应关系。光束源192可以包括激光源、白炽灯泡、卤素灯泡、金属卤化物灯泡、氙灯泡、汞蒸汽灯泡、发光二极管(LED)、其他合适的光源、和/或以上的组合。光束源192可以包括波长变化光源或扫频光源。光束源192可以包括固定波长光源，所述固定波长光源与被配置成用于改变光的波长或颜色的光学器件(例如透镜、反射镜、滤波器、和/或光栅)连通。与光束源192相关联的光点大小、光点亮度、和/或其他参数也可以是变化的。如在此描述的，将OCT图像210与术野122相关联的位置信息可以与变化的波长、颜色、光点大小、光点亮度、和/或其他参数一起被传递。
如图3-8所示，包括OCT图像210、图例220、和/或位置指示符230的图形覆盖物可以被定位在外科手术显微镜130的一部分视野上。显示装置172可以被配置成用于提供具有变化的参数(如大小、形状、位置、透明度等)的图形覆盖物。通过立体显微镜，可以为两条光路(例如，观察者110的每只眼睛各一条光路)中的每一条各提供一个显示装置170，或者单个显示装置170可以为每条光路提供输出。
再次参考图1和图2，眼科可视化系统100还可以包括输入装置162。显示装置162可以与计算装置160通信。输入装置162可以被配置成允许观察者110控制眼科可视化系统100，包括激活/去激活OCT系统182、激活/去激活OCT光束跟踪、激活/去激活位置指示符230、选择与位置指示符230的外观相关联的参数、和/或在此描述的其他特征。输入装置162可以包括各种各样的ON/OFF开关、按钮、拨动开关、轮、数字控件、触摸屏控件或其他用户界面部件中的任何一者。输入装置162可以整体地布置在外科手术显微镜130和/或外科手术装置140上。例如，输入装置162可以在外科手术装置130的手持部分上包括一个或多个按钮，使得当观察者110按下按钮时，可以在外科手术过程中选择性地和即时地提供位置指示符230。输入装置162可以是不同的部件，如通过非限制性实例方式，外科手术脚踏开关、遥控装置、触摸屏控制装置和/或另一计算装置。眼科可视化系统100可以包括多个输入装置162。输入装置162可以基于接收到的用户输入而生成和发送输入信号。计算装置160可以接收和处理输入信号。响应于用户输入，计算装置160可以生成控制信号并将之发送到成像装置152、显示装置172、OCT系统182和/或光束源192。计算装置160还可以基于接收到的用户输入而生成和输出位置指示符230。
成像装置152、计算装置160、输入装置162、显示装置172、OCT系统182、和/或光束源192可以机械地联接到外科手术显微镜130。例如，成像装置152、计算装置160、输入装置162、显示装置172、OCT系统182、和/或光束源192可以与外科手术显微镜130成为一体或整体地被布置在所述外科手术显微镜上/内。
在另一实例中，成像装置152、计算装置160、输入装置162、显示装置172、OCT系统182、和/或光束源192可以可移除地联接到外科手术显微镜130。图1和图2中可以展示模块化方法的实例。就此而言，成像装置152可以是成像模块150的一部分，显示装置172可以是显示模块170的一部分，OCT系统182可以是OCT模块180的一部分，以及光束源192可以是光束模块190的一部分。成像模块150、显示模块170、OCT模块180、和/或光束模块190可以可移除地联接到外科手术显微镜130。也就是，使用者(例如，观察者110、外科医生、其他医师、护士、技术人员等)可以选择性地添加或移除一个或多个模块以选择性地提供在此描述的特征。因此，在此描述的成像装置152、显示装置172、OCT系统182、光束源192、和/或其他部件可以通过添加一个或多个模块而实现在现有外科手术显微镜中。因此，医院或其他眼科服务提供者可以有利地避免与购买包括成像装置152、显示装置172、OCT系统182、和/或光束源192等在内的整个外科手术显微镜相关联的大量资本支出。
外科手术显微镜130、成像模块150、以及显示模块170、OCT模块180、光束模块190可以包括多种不同部件(例如，导线、触点、接口、透镜132等)，以有助于计算装置160、成像装置152、显示装置172、输入装置162、OCT系统182、和/或光束源192之间的电通信、光通信和/或数据通信。在给定的模块中可以包括部件的不同组合。成像装置152、显示装置172、、OCT系统182、光束源192、输入装置162、和/或计算装置160中的一个或多个可以布置在相同或不同的模块中。成像装置152、显示装置172、OCT系统182、光束源192、输入装置162、和/或计算装置160中的一个或多个可以与外科手术显微镜130不同，而所述部件中的一个或多个其他部件可以机械地联接到外科手术显微镜130。
外科手术显微镜130可以包括一个或多个光束导向器137，所述光束导向器被配置为将来自OCT系统182的OCT光束和/或来自光束源192的光束引导到术野122、将从术野122反射的光引导到OCT系统182和/或成像装置152、将来自显示装置172的光引导到接目镜136上等。就此而言，光束导向器137可以被配置成用于反射全部或一部分入射光，同时允许全部或另一部分穿过。例如，光束导向器137可以是分束器或光束耦合器。光束导向器137可以包括玻璃棱镜、金属涂层反射镜、二色反射镜、二色镜像棱镜、陷波滤波器、热反射镜和/或冷反射镜。光束导向器137可以被定位在沿着光路的任何合适的位置，如外科手术显微镜130内部或外部。例如，光束导向器137可以被定位在接目镜136与术野122之间，包括在接目镜136与物镜134之间(如所示，在透镜132与物镜134之间)、在物镜134与术野122、和/或在透镜132与术野122之间。光束导向器137可以被定位在物镜134下方，如在物镜134与术野122之间。
图4和图6-8展示了使用眼科可视化系统100的术野122的视景。就此而言，位置指示符230可以被定位在外科手术显微镜130的视场内。观察者110还可以使用外科手术显微镜130查看OCT图像210以及图例220。位置指示符230可以被设置尺寸、被成形、以及被定位成与OCT系统182的B型扫描对齐。例如，位置指示符230可以指示沿着术野122的x-y平面获得与OCT图像210相关联的数据的位置。图4的位置指示符230以及图例220可以包括一个、两个、三个、四个、五个、或更多个图案。图案可以对应于色彩渐变或多种颜色。位置指示符230可以包括图案或颜色的离散区段。位置指示符230可以包括不同图案或颜色之间的平滑过渡，如梯度。位置指示符230可以包括一种或多种颜色，包括彩虹、和/或阴影、色相、色彩、色调、不同的饱和度、不同的亮度、和/或一种或多种颜色的其他合适的变化。
位置指示符230和图例220的多种图案或颜色可以有助于高效识别OCT系统182的单独A线扫描的位置。例如，位置指示符230可以允许观察者110快速且准确地确定术野122内的感兴趣解剖结构212的位置。感兴趣的解剖结构212可以是任何合适的生理结构，包括手术眼120的流体、血管、视网膜层、视网膜异常、断裂、孔、眼泪、突起、生长、和/或其他特征。观察者110可以识别OCT图像210中的感兴趣解剖结构212。观察者110可以识别图例220中的、与感兴趣解剖结构212对齐的区域222的图案位置和/或范围。观察者110可以识别位置指示符230中的区域232中的图案的对应位置和/或范围，以确定术野212中的感兴趣解剖结构212的位置。如关于图8描述的，计算装置160还可以识别感兴趣解剖结构212。观察者110(如外科医生)可以基于所识别的感兴趣解剖结构212来进行眼科外科手术过程。与仅展示了B型扫描的位置、而不是单独A线扫描的图5的单色瞄准光束240相比，图4和图6-8的位置指示符230有助于更加高效且准确地识别术野122内的感兴趣解剖结构212。可能需要观察者110在外科手术过程中实时地在他或她的大脑中进行缓慢、冗长、复杂且不准确的空间解读工作，以尝试识别OCT与具有瞄准光束240的眼底图像中的对应位置。因此，图4和图6-8的位置指示符230允许观察者110和/或计算装置160快速且准确地确定OCT图像210与术野122之间的点对点位置对应关系。
位置指示符230和/或图例220可以是基于OCT系统182的全部或一部分B型扫描。例如，图4和图6-8中所展示的位置指示符230和/或图例220可以是基于OCT系统182的线扫描。在一些实例中，位置指示符230可以包括在扫描过程中实时追踪OCT光束的位置的光点或点。还可以将B型扫描和/或OCT图像210实时呈现在外科手术显微镜130的视场内。图例220可以类似地与当前的A线扫描实时对齐。当跟随或跟踪OCT光束的位置时，单独A线扫描的位置可以通过位置指示符230以及图例220的光点或点的变化的外观来传递。例如，波长、颜色、光点大小、光点亮度、和/或其他参数可以沿着B型扫描改变。当OCT光束扫描掠过不同位置时，位置指示符230的颜色、光点大小、光点亮度、和/或其他参数可以被同步以进行相应地改变。观察者110和/或计算装置160可以通过将光点的位置和/或变化的波长、颜色、光点尺寸、光点亮度、和/或其他参数相关联来识别单独A线扫描。位置指示符230和/或图例220可以包括指示当前A线扫描的光点以及跟随光点来指示较早的A线扫描的踪迹。
图6展示了包括直尺的位置指示符230和图例220，以便以图形方式表示术野122内与OCT图像182内的位置相对应的位置。例如，位置指示符230可以包括比例尺236和对应数字234。类似地，图例220可以包括比例尺226和对应数字224。比例尺236可以具有不同大小和形状。例如，位置指示符230可以包括较长的大比例尺和较短的小比例尺。可以使用任何合适的长度规，例如厘米、毫米、微米、和/或其他合适的长度规，较大的和较小的两者。通过将对应区域222、232分别定位在图例220和位置指示符230上，观察者110和/或计算装置160可以从术野122中的OCT图像210对感兴趣解剖结构212进行定位。通过包括直尺的位置指示符230和图例220，可以确定与感兴趣解剖结构212相关联的位置坐标。使用位置坐标，可以基于位置指示符230中的对应位置坐标来识别术野中的感兴趣解剖结构212的确切位置。例如，可以使用图例220的比例尺226和/或数字224来建立与位置指示符230的比例尺236和/或数字234的点对点对应关系。
图7展示了包括文字的位置指示符230和图例220，以便以图形方式表示术野122内与OCT图像182内的位置相对应的位置。例如，位置指示符230和图例220可以包括大写字母和/或小写字母。例如，图7的图例220包括文字“ABCDESurgical”。任何文字都可以为图例220所利用，包括随机的字母串，形成可辨认单词的字母(如眼科可视化系统100和/或其部件的制造商的名称)、和/或其他合适的文字。通过将对应区域222、232分别定位在图例220和位置指示符230上，观察者110和/或计算装置160可以从术野122中的OCT图像210对感兴趣解剖结构212进行定位。例如，图例220的字母可以被用作位置坐标以建立与位置指示符230的字母的点对点对应关系。
图8展示了包括标记232的位置指示符230，所述标记以图形方式表示术野212中的感兴趣解剖结构212。例如，计算装置160可以处理由OCT系统182获得的OCT数据和由成像装置152采集的图像数据，以识别OCT图像210内的感兴趣解剖结构212和其在术野122中的对应位置。标记232可以被自动定位在外科手术显微镜130的视场内以引导外科手术介入。图8中所展示的标记232包括间隔开的正方形以识别术野122中与感兴趣解剖结构212相对应的区域。标记232可以包括任何合适的文字、数字、形状、符号、颜色、图案、图像、比例尺、颜色梯度、直尺、和/或波长不同、光点大小不同、和/或亮度不同的光束点来以图形方式表示感兴趣解剖结构212。
尽管图4和图6-8展示了特别的实例，但位置指示符230以及图例220可以被不同地设置大小、成形和/或定位成以图形方式表示术野122内与OCT图像182内的位置相对应的位置。例如，位置指示符230和图例220可以包括任何合适的文字、数字、形状、符号、颜色、图案、图像、比例尺、颜色梯度、直尺、和/或波长不同、光点大小不同、和/或亮度不同的光束点。外观和/或图像特征可以由观察者110进行选择，如通过在输入装置162处的用户输入。
图9A、图9B、图9C、和图9D展示了OCT系统182的扫描图案300和与其相关联的不同的位置指示符。OCT系统182的扫描器可以使OCT光束按任何期望的一维或二维扫描图案扫描，包括线、螺旋、光栅、圆形、十字形、定半径星状、多半径星状、多重折叠路径和/或其他扫描图案。图4-8中可以展示线扫描或者光栅扫描、十字形扫描、和/或星状扫描的部分。
图9A和图9B的扫描图案300可以是光栅扫描或其部分。图9C的扫描图案300可以是圆形扫描。图9D的扫描图案300可以是十字形扫描或星状扫描的一部分。位置指示符302、304、306中的一个或多个(图9A)、位置指示符312、314、316(图9B)中的一个或多个、位置指示符322(图9C)、和/或位置指示符332(图9D)可以与对应的OCT图像一起被定位在外科手术显微镜130的视场内。位置指示符302、304、306、312、314、316的图像特征(如大小、形状、位置、和/或其他视觉特征)可以是基于OCT系统182的扫描图案300。与位置指示符相对应的图例220可以具有类似的图像特征。
如位置指示符302、304、306(图9A)展示的，可以相对于整个扫描图案300的一部分来识别OCT系统182的单独A线扫描。就此而言，每个位置指示符302、304、306具有类似的外观或图像特征(例如，图9A中相同的图案或颜色梯度，尽管可以使用任何合适的图像特征)，使得可以单独考虑光栅扫描的每个水平部分。例如，每个位置指示符302、304、306可以是包括相同的五个图案的梯度。
如位置指示符312、314、316(图9B)展示的，还可以相对于整个扫描图案300来识别OCT系统182的单独A线扫描。就此而言，每个位置指示符312、314、316具有不同的外观或图像特征(例如，图9B中不同的图案或颜色梯度，尽管可以使用任何合适的图像特征)，使得光栅扫描的每个水平部分可以被认为是整个光栅扫描的一部分。例如，位置指示符312、314、316可以集体为包括五种图案或颜色的图案或颜色梯度，每个位置指示符312、314、316包括两种或三种图案或颜色。
在此描述的实施例可以提供包括具有展示点对点对应关系的不同外观和/或图像特征的装置、系统、和方法。位置指示符可以有助于高效且准确地识别OCT图像和术野中的对应位置。上文提供的实例在本质上可以是示例性的而非限制性的。本领域普通技术人员可以容易地想到符合所披露的实施例的其他系统，所述其他系统旨在处于本披露的范围内。因此，本申请可以仅受所附权利要求的限制。

Claims (17)

1.一种眼科可视化系统，包括：
与被配置成用于扫描术野以生成OCT图像的OCT系统通信的计算装置，所述计算装置被配置成用于确定所述术野内与所述OCT图像内的位置相对应的位置；以及
与所述计算装置和被配置成用于使所述术野成像的外科手术显微镜通信的指示机构，其中，所述指示机构被配置为使位置指示符定位在所述外科手术显微镜的视场内，并且其中，所述位置指示符以图形方式表示所述术野内与所述OCT图像内的位置相对应的位置。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示机构包括：
被配置为将包括所述位置指示符的图形覆盖物输出到所述外科手术显微镜的视场中的显示装置。
3.如权利要求2所述的系统，其中：
所述位置指示符包括文字、数字、形状、符号、颜色、图案、图像、比例尺、颜色梯度或直尺中的至少一个。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述图形覆盖物进一步包括：
OCT图像；以及
图例，所述图例被定位成与所述OCT图像相邻且与所述位置指示符相对应。
5.如权利要求2所述的系统，其中:
所述计算装置被配置成用于识别所述OCT图像内的感兴趣解剖结构；以及
所述位置指示符以图形方式表示所述感兴趣解剖结构。
6.如权利要求5所述的系统，其中：
所述位置指示符被配置为使用文字、数字、形状、符号、颜色、图案、图像、比例尺、颜色梯度或直尺中的至少一个来以图形方式表示所述感兴趣解剖结构。
7.如权利要求1所述的系统，其中：
所述位置指示符的图像特征是基于所述OCT系统的扫描图案。
8.如权利要求7所述的系统，其中：
所述OCT系统包括谱域系统或傅立叶域系统。
9.如权利要求7所述的系统，其中：
所述OCT系统包括扫频源系统。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示机构包括：
被配置为将作为所述位置指示符的光束输出到所述术野上的光束源。
11.如权利要求10所述的系统，其中：
所述光束的波长、光点大小或光点亮度中的至少一个以图形方式表示所述术野内与所述OCT图像内的位置相对应的位置。
12.如权利要求10所述的系统，其中，所述光束源包括：
扫频光源。
13.如权利要求10所述的系统，其中，所述光束源包括：
与滤波器通信的光源，所述滤波器被配置成用于改变所述光束的波长、光点大小或光点亮度中的至少一个。
14.如权利要求10所述的系统，进一步包括：
与所述外科手术显微镜通信并被配置为将所述OCT图像和与所述位置指示符相对应、与所述OCT图像相邻的图例输出到所述外科手术显微镜的视场中的显示装置。
15.一种使眼科外科手术过程可视化的方法，所述方法包括：
使用OCT成像系统来扫描术野；
使用与所述OCT成像系统通信的计算装置来确定所述术野内与基于使用所述OCT成像系统扫描所述术野而生成的OCT图像内的位置相对应的位置；以及
将位置指示符输出到查看所述术野的外科手术显微镜的视场内，其中，所述位置指示符以图形方式表示所述术野内与所述OCT图像内的位置相对应的位置。
16.如权利要求15所述的方法，其中，输出所述位置指示符包括：
使用与所述外科手术显微镜通信的显示装置来将包括所述位置指示符的图形覆盖物输出到所述外科手术显微镜的视场中。
17.如权利要求15所述的方法，其中，输出所述位置指示符包括：
使用与所述外科手术显微镜通信的光束源来将所述位置指示符输出到所述术野上。
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