ES2866074T3 - Mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana - Google Patents

Abstract

Un controlador (150) de exploración de tomografía de coherencia óptica (TCO) para realizar la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía oftálmica, el controlador (150) de exploración de TCO que comprende además: un procesador (201) que tiene acceso a medios (210) de memoria que almacenan instrucciones ejecutables por el procesador para recibir un primer comando para generar primeros datos de exploración de una porción interior del ojo de un paciente; enviar un segundo comando a un escáner (134) de TCO para adquirir los primeros datos de exploración a través de un microscopio (120) quirúrgico; recibir los primeros datos de exploración desde el escáner (134) de TCO; acceder a los segundos datos de exploración previamente generados de la porción interior del ojo utilizando TCO, caracterizado por que los segundos datos de exploración tienen una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración; y en donde, en base a los primeros datos de exploración, las instrucciones se pueden ejecutar para transformar los segundos datos de exploración para que correspondan con una deformación intraoperatoria del ojo capturada por los primeros datos de exploración para generar terceros datos de exploración; y hacer que los terceros datos de exploración se visualicen.

Description

DESCRIPCIÓN

Mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana

Antecedentes

Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere a la cirugía oftálmica y, más específicamente, para mejora de resolución de imágenes de tomografía de coherencia óptica (TCO) durante la cirugía vitreorretiniana.

Descripción de la técnica relacionada

En oftalmología, la cirugía ocular o cirugía oftálmica, preserva y mejora la visión de decenas de miles de pacientes cada año. Sin embargo, dada la sensibilidad de la visión incluso a pequeños cambios en el ojo y la naturaleza diminuta y delicada de muchas estructuras oculares, la cirugía oftálmica es difícil de realizar y la reducción de errores quirúrgicos incluso menores o poco comunes o mejoras modestas en la precisión de las técnicas quirúrgicas pueden marcar una enorme diferencia en la visión del paciente después de la cirugía.

La cirugía oftálmica se realiza en el ojo y las estructuras visuales accesorias. Más específicamente, la cirugía vitreorretiniana abarca diversos procedimientos delicados que involucran partes internas del ojo, tales como el humor vítreo y la retina. Se utilizan diferentes procedimientos quirúrgicos vitreorretinianos, a veces con láser, para mejorar el rendimiento sensorial visual en el tratamiento de muchas enfermedades oculares, incluidas membranas epimaculares, retinopatía diabética, hemorragia vítrea, agujero macular, desprendimiento de retina y complicaciones de la cirugía de cataratas, entre otras.

Durante la cirugía vitreorretiniana, un oftalmólogo normalmente utiliza un microscopio quirúrgico para ver el fondo de ojo a través de la córnea, mientras que los instrumentos quirúrgicos que penetran la esclerótica se pueden introducir para realizar cualquiera de una variedad de diferentes procedimientos. El microscopio quirúrgico proporciona imágenes y, opcionalmente, iluminación del fondo de ojo durante la cirugía vitreorretiniana. El paciente generalmente se encuentra en decúbito supino bajo el microscopio quirúrgico durante la cirugía vitreorretiniana y se utiliza un espéculo para mantener el ojo expuesto. Dependiendo del tipo de sistema óptico utilizado, el oftalmólogo tiene un campo de visión determinado del fondo de ojo, que puede variar desde un campo de visión estrecho hasta un campo de visión amplio que puede extenderse a las regiones periféricas del fondo de ojo.

Además de ver el fondo de ojo, los microscopios quirúrgicos pueden estar equipados con escáneres de tomografía de coherencia óptica (TCO) para proporcionar información adicional acerca de porciones de tejido ocular involucrado con la cirugía vitreorretiniana. El escáner de TCO puede permitir la obtención de imágenes debajo de una superficie visible del tejido ocular durante la cirugía vitreorretiniana. Sin embargo, las imágenes en tiempo real utilizando un escáner de TCO pueden limitarse a imágenes de menor resolución.

Se hace referencia al documento US2008100612 que ha sido citado como relacionada con el estado de la técnica.

Resumen

Se apreciará que el alcance de la invención está de acuerdo con las reivindicaciones. Por consiguiente, se proporciona un controlador de exploración de tomografía de coherencia óptica (TCO) como se detalla en la reivindicación 1 y el método relacionado de la reivindicación 7. Las reivindicaciones dependientes proporcionan características adicionales.

En un aspecto, un método divulgado es para realizar cirugía oftálmica utilizando mejora de resolución de imágenes de TCO. El método puede incluir ver una porción interior del ojo de un paciente utilizando un microscopio quirúrgico que genera una imagen óptica de la porción interior del ojo y envía un comando a un controlador de exploración de TCO acoplado al microscopio quirúrgico para generar primeros datos de exploración de la porción interior del ojo. En el método, el controlador de exploración de TCO puede estar en comunicación con un escáner de TCO habilitado para adquirir los primeros datos de exploración. En el método, el controlador de exploración de TCO puede estar habilitado para recibir los primeros datos de exploración del escáner de TCO y acceder a los segundos datos de exploración generados previamente de la porción interior del ojo utilizando TCO. En el método, los segundos datos de exploración pueden tener una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración. El método puede incluir además capturar una deformación del ojo mediante los primeros datos de exploración. En base a los primeros datos de exploración de la deformación, el método puede incluir además transformar los segundos datos de exploración para que correspondan con la deformación para generar terceros datos de exploración y hacer que se visualicen los terceros datos de exploración.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas del método, los terceros datos de exploración pueden visualizarse en un ocular del microscopio quirúrgico. En cualquiera de las realizaciones divulgadas del método, los terceros datos de exploración pueden visualizarse en una pantalla externa.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas del método, los primeros datos de exploración pueden recibirse como una señal de vídeo. En cualquiera de las realizaciones divulgadas del método, los terceros datos de exploración pueden visualizarse como una señal de vídeo.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas del método, el controlador de exploración de TCO puede estar habilitado además para la realización de un registro anterior a la deformación, en donde los primeros datos de exploración se comparan con los segundos datos de exploración, y aceptar el registro cuando los primeros datos de exploración coinciden con los segundos datos de exploración en un grado mínimo.

En un aspecto adicional, un controlador de exploración de TCO divulgado realiza la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía oftálmica. El controlador de exploración de TCO puede incluir un procesador que tiene acceso a medios de memoria que almacenan instrucciones ejecutables por el procesador para recibir un primer comando para generar los primeros datos de exploración de una porción interior del ojo de un paciente, enviar un segundo comando a un escáner de TCO para adquirir los primeros datos de exploración a través de un microscopio quirúrgico y recibir los primeros datos de exploración desde el escáner de TCO. El controlador de exploración de TCO puede incluir además instrucciones para acceder a segundos datos de exploración generados previamente de la porción interior del ojo utilizando TCO. En el controlador de exploración de TCO, los segundos datos de exploración pueden tener una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración. En base a los primeros datos de exploración, el controlador de exploración de TCO puede incluir además instrucciones para transformar los segundos datos de exploración para que correspondan con una deformación del ojo capturada por los primeros datos de exploración para generar terceros datos de exploración y hacer que se visualicen los terceros datos de exploración.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas del controlador de exploración de TCO, las instrucciones para hacer que los terceros datos de exploración a ser visualizados pueden incluir instrucciones para hacer que los terceros datos de exploración se visualicen en un ocular del microscopio quirúrgico. En cualquiera de las realizaciones divulgadas del controlador de exploración de TCO, las instrucciones para hacer que se visualicen los terceros datos de exploración pueden incluir instrucciones para hacer que los terceros datos de exploración se visualicen en una pantalla externa.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas del controlador de exploración de TCO, los primeros datos de exploración pueden recibirse como una señal de vídeo. En cualquiera de las realizaciones divulgadas del controlador de exploración de TCO, los terceros datos de exploración pueden visualizarse como una señal de vídeo.

En cualquiera de las realizaciones divulgadas, el controlador de exploración de TCO puede incluir además instrucciones para realizar un registro previo a la deformación, en donde los primeros datos de exploración se comparan con los segundos datos de exploración, y aceptar el registro cuando los primeros datos de exploración coinciden con los segundos datos de exploración en un grado mínimo.

Realizaciones adicionales divulgadas incluyen un escáner de TCO, un microscopio quirúrgico y un sistema de procesamiento de imágenes.

Breve descripción de los dibujos

Para una comprensión más completa de la presente divulgación, se hace referencia ahora a la siguiente descripción, tomada en conjunción con los dibujos adjuntos, en los que:

la FIGURA 1 es un diagrama de bloques de elementos seleccionados de una realización de un instrumento de exploración de microscopía quirúrgica;

la FIGURA 2 es un diagrama de bloques de elementos seleccionados de una realización de un controlador de exploración; y

la FIGURA 3 es un diagrama de flujo de elementos seleccionados de un método para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana.

Descripción de realizaciones particulares

En la siguiente descripción, se exponen detalles a modo de ejemplo para facilitar la discusión de la materia objeto divulgada. Sin embargo, para un experto en la técnica debería resultar evidente que las realizaciones divulgadas son ejemplares y no exhaustivas de todas las realizaciones posibles.

Como se utiliza en el presente documento, una forma con guión de un número de referencia se refiere a una instancia específica de un elemento y la forma sin guión del número de referencia se refiere al elemento colectivo. Así, por ejemplo, el dispositivo '12-1' se refiere a una instancia de una clase de dispositivo, que puede denominarse colectivamente como dispositivos '12' y cualquiera de los cuales puede denominarse genéricamente como un dispositivo '12'.

Como se señaló anteriormente, durante la cirugía vitreorretiniana un cirujano puede ver el fondo de un ojo de un paciente utilizando un microscopio quirúrgico, por ejemplo, en conjunción con una lente oftálmica para ver a través de la córnea, tal como una lente de contacto o sin contacto. Para realizar cualquiera de una variedad de procedimientos quirúrgicos, el cirujano puede desear explorar ópticamente ciertas porciones del fondo de ojo para generar exploraciones de profundidad de perfil del tejido ocular correspondiente, tal como utilizando un escáner de TCO. Las exploraciones de profundidad de perfil pueden revelar información acerca del tejido ocular que no es fácilmente visible a partir de imágenes ópticas generadas por el microscopio quirúrgico. Las exploraciones de profundidad de perfil pueden ser exploraciones puntuales (exploración A), exploraciones de línea (exploración B) o exploraciones de área (exploración C). Una imagen de una exploración B mostrará la profundidad del tejido ocular a lo largo de una línea, mientras que una exploración C da como resultado datos tridimensionales (3D) que se pueden seccionar para proporcionar diversas vistas, incluida una vista frontal desde la vista en perspectiva óptica, pero que se pueden generar a diversas profundidades y para capas de tejido seleccionadas.

Aunque los escáneres de TCO se han integrado con las ópticas de microscopios quirúrgicos, las imágenes en tiempo real que se puede proporcionar utilizando TCO pueden estar limitadas a una resolución espacial más baja que las imágenes ópticas que un cirujano ve intraoperatoriamente. Por ejemplo, la resolución obtenida con un escáner de TCO depende de la intensidad de la luz en un haz de muestra de TCO, así como del tiempo de permanencia en cada una de las ubicaciones de muestreo para adquirir una cantidad suficiente de fotones de haz de medición de TCO. Debido a que la intensidad de la luz que ingresa al ojo está limitada por razones de seguridad a un límite de Exposición Máxima Permisible (EMP) para evitar daños biológicos, los parámetros operativos para que TCO genere imágenes de alta resolución pueden involucrar tiempos de muestreo relativamente largos y pueden no ser adecuados para funcionar en tiempo real, tal como para generar una señal de vídeo que se puede ver intraoperatoriamente. Como resultado, cuando un cirujano ve imágenes de TCO en tiempo real capturadas durante la cirugía vitreorretiniana, las imágenes de TCO en tiempo real pueden tener una resolución sustancialmente más baja que las imágenes ópticas vistas simultáneamente por el cirujano, lo que puede ser indeseable.

La presente divulgación se refiere a la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana. Los métodos y sistemas para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana aquí descritos pueden permitir al cirujano ver intraoperatoriamente imágenes de TCO de alta resolución junto con las imágenes ópticas generadas por el microscopio quirúrgico. Los métodos y sistemas para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana divulgados en el presente documento pueden permitir el registro de imágenes de TCO en tiempo real para que coincidan con las imágenes de TCO de alta resolución adquiridas previamente. Los métodos y sistemas para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana descritos en el presente documento pueden permitir que una deformación intraoperatoria del ojo se vea con alta resolución. Los métodos y sistemas para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana descritos en el presente documento pueden permitir además que el campo de visión se emita a una pantalla externa.

Como se describirá con más detalle, la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana divulgada en el presente documento se realiza utilizando un controlador de exploración de TCO que está integrado con el escáner de TCO y el microscopio quirúrgico. El controlador de exploración de TCO puede enviar comandos para controlar el funcionamiento del escáner de TCO, incluso para el posicionamiento indicado por un usuario, normalmente el cirujano. El controlador de exploración de TCO puede recibir entrada de usuario y puede comunicarse con el escáner de TCO para adquirir los primeros datos de exploración que se recopilan en tiempo real. El controlador de exploración de TCO puede acceder a los segundos datos de exploración generados previamente para el paciente utilizando TCO y que tienen una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, la FIGURA 1 es un diagrama de bloques que muestra un instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica. El instrumento 100 no está dibujado a escala sino que es una representación esquemática. Como se describirá con más detalle, el instrumento 100 puede utilizarse durante la cirugía vitreorretiniana para ver y analizar un ojo 110 humano. Como se muestra, el instrumento 100 incluye el microscopio 120 quirúrgico, el controlador 150 de exploración de TCO, la pantalla 152 externa, el repositorio 154 de imágenes de TCO y el escáner 134 de TCO. En la FIGURA 1 también se muestran el sistema 140 de obtención de imágenes, la lente 112 oftálmica, así como la herramienta 116 quirúrgica y el iluminador 114.

Como se muestra, el microscopio 120 quirúrgico se representa en forma esquemática para ilustrar la funcionalidad óptica. Se entenderá que el microscopio 120 quirúrgico puede incluir diversos otros componentes electrónicos y mecánicos, en diferentes realizaciones. En consecuencia, el objetivo 124 puede representar un objetivo seleccionable para proporcionar una magnificación o campo de visión deseado del fondo del ojo 110. El objetivo 124 puede recibir luz desde el fondo del ojo 110 a través de una lente 112 oftálmica que descansa sobre la córnea del ojo 110. Señalar que se pueden utilizar diversos tipos de lentes 112 oftálmicas con el microscopio 120 quirúrgico, incluyendo lentes de contacto y lentes sin contacto. Para realizar la cirugía vitreorretiniana, se pueden utilizar diversas herramientas e instrumentos, incluidas las herramientas que penetran la esclerótica, representadas por la herramienta 116 quirúrgica. El iluminador 114 puede ser una herramienta especial que proporciona una fuente de luz desde el fondo del ojo 110.

En la FIGURA 1, se muestra un microscopio 120 quirúrgico con una disposición binocular con dos trayectorias de luz distintas, pero sustancialmente iguales que permiten ver con los binoculares 126 que comprenden un ocular 126-L izquierdo y un ocular 126-R derecho. Desde el objetivo 124, un haz de luz izquierdo puede dividirse en el divisor 128 de haz, desde donde el sistema 140 de obtención de imágenes y el ocular 126-L izquierdo reciben la imagen óptica. También desde el objetivo 124, un haz de luz derecho puede dividirse en el espejo 129 parcial, que también recibe el haz 130 de muestra desde el escáner 134 de TCO, y emite el haz 132 de medición al escáner 134 de TCO. El espejo 129 parcial también dirige una porción del haz de luz derecho al ocular 126-R derecho. La pantalla 122 puede representar un componente optoelectrónico, tal como un sistema de procesamiento de imágenes que recibe los datos desde el controlador 150 de exploración de TCO y genera una salida de imagen para el ocular 126-L izquierdo y el ocular 126-R derecho, respectivamente. En algunas realizaciones, la pantalla 122 incluye dispositivos de visualización en miniatura que envían imágenes a los binoculares 126 para que el usuario las vea. Señalar que la disposición óptica representada en la FIGURA 1 es ejemplar y puede implementarse de manera diferente en otras realizaciones.

En la FIGURA 1, el controlador 150 de exploración de TCO puede tener una interfaz eléctrica con la pantalla 122, por ejemplo, para la emisión de datos de visualización. De esta manera, el controlador 150 de exploración de TCO puede emitir una imagen de visualización en la pantalla 122 que se ve con los binoculares 126. Debido a que la interfaz eléctrica entre el sistema 140 de obtención de imágenes y el controlador 150 de exploración de TCO pueden soportar datos de imágenes digitales, el controlador 150 de exploración de TCO puede realizar el procesamiento de imágenes en tiempo real con frecuencias de actualización de fotogramas relativamente altas, de manera que un usuario del microscopio 120 quirúrgico puede experimentar una retroalimentación sustancialmente instantánea a la entrada de usuario para controlar la porción seleccionada del ojo 110 para explorar, así como otras operaciones. La pantalla 152 externa puede emitir imágenes similares a las de la pantalla 122, pero puede representar un monitor independiente para que lo vean diversos miembros del personal durante la cirugía vitreorretiniana. La pantalla 122 o la pantalla 152 externa pueden implementarse como una pantalla de visualización de cristal líquido, un monitor de computadora, un televisor o similar. La pantalla 122 o la pantalla 152 externa pueden cumplir con un estándar de pantalla para el tipo de pantalla correspondiente, tal como matriz de gráficos de vídeo (VGA), matriz de gráficos extendida (XGA), interfaz visual digital (DVI), interfaz multimedia de alta definición (HDMI), etc.

Con la disposición binocular de microscopio 120 quirúrgico en la FIGURA 1, el sistema 140 de obtención de imágenes puede recibir una porción del haz de luz izquierdo que permite al sistema 140 procesar, visualizar, almacenar y manipular de otra manera haces de luz y datos de imagen de forma independiente. Por consiguiente, el sistema 140 de obtención de imágenes puede representar cualquiera de una variedad de diferentes tipos de sistemas de obtención de imágenes, según se desee.

Como se muestra, el escáner 134 de TCO puede representar una realización de diversos tipos de escáneres de TCO. Señalar que se pueden utilizar otros tipos de escáneres ópticos con la disposición representada en la FIGURA 1. El escáner 134 de TCO puede controlar la emisión del haz 130 de muestra y puede recibir el haz 132 de medición que se refleja de vuelta en respuesta a los fotones del haz 130 de muestra que interactúan con tejido en el ojo 110. El escáner 134 de TCO también puede estar habilitado para mover el haz 130 de muestra a la ubicación seleccionada indicada por el usuario. El controlador 150 de exploración de TCO puede interactuar con el escáner 134 de TCO, por ejemplo, para enviar comandos al escáner 134 de TCO que indican la ubicación seleccionada para generar datos de exploración y para recibir los datos de exploración adquiridos por el escáner 134 de TCO. Señalar que el escáner 134 de TCO puede representar diversos tipos de instrumentos y configuraciones de TCO, según se desee, tal como, entre otros, TCO en el dominio del tiempo (TD-TCO) y TCO en el dominio de la frecuencia (FD-TCO). En particular, los datos de exploración generados por el escáner 134 de TCO pueden incluir datos de exploración bidimensionales (2D) de una exploración de línea y datos de exploración tridimensionales (3D) para una exploración de área. Los datos de exploración pueden representar un perfil de profundidad del tejido explorado que permite obtener imágenes debajo de una superficie visible dentro del fondo del ojo 110.

Como se muestra, repositorio 154 de imágenes de TCO representa un medio de almacenamiento digital, tal como una base de datos o un sistema de archivos y los correspondientes dispositivos de almacenamiento, que proporciona acceso a las imágenes de TCO. Específicamente, las imágenes de TCO de alta resolución del ojo 110 pueden registrarse antes de la cirugía vitreorretiniana y almacenarse en el repositorio 154 de imágenes de TCO, de manera que el controlador 150 de exploración de TCO puede acceder a las imágenes de TCO de alta resolución.

Durante el funcionamiento del instrumento 100, el usuario puede ver el fondo del ojo 110 utilizando los binoculares mientras que se realiza la cirugía vitreorretiniana en el ojo 110. El usuario puede proporcionar entrada de usuario al controlador de exploración de TCO para iniciar una exploración de TCO. El controlador de exploración de TCO puede, a su vez, comunicarse con el escáner 134 de TCO para controlar las operaciones de exploración y realizar una exploración de TCO en tiempo real para generar los primeros datos de exploración. Sin embargo, los primeros datos de exploración generados por el escáner 134 de TCO intraoperatoriamente pueden ser de baja resolución, como se discutió anteriormente. Por lo tanto, en lugar de visualizar los primeros datos de exploración en la pantalla 122, el controlador 150 de exploración de TCO puede acceder a los segundos datos de exploración desde el repositorio 154 de imágenes de TCO, los segundos datos de exploración que comprenden imágenes de TCO de alta resolución del ojo 110 del paciente. Entonces, el controlador 150 de exploración de TCO puede modificar internamente los segundos datos de exploración para que coincidan con una deformación detectada en los primeros datos de exploración, tal como una deformación intraoperatoria de la esclerótica causada por la herramienta 116 quirúrgica. Entonces, el controlador 150 de exploración de TCO puede visualizar terceros datos de exploración (que comprenden los segundos datos de exploración modificados) al usuario de manera que se visualice una imagen TCO de alta resolución en los binoculares 126. El procesamiento por el controlador 150 del exploración de TCO se puede realizar en tiempo real, por ejemplo, en base a los primeros datos de exploración que se adquieren como fotogramas de una señal de vídeo, con tasas de fotogramas de múltiples fotogramas por segundo o superiores, para generar los fotogramas correspondientes de los terceros datos de exploración como una señal de vídeo.

Se pueden hacer modificaciones, adiciones u omisiones al instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica sin apartarse del alcance de la divulgación. Los componentes y elementos del instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica, como se describe en el presente documento, pueden estar integrados o separados de acuerdo con aplicaciones particulares. El instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica puede implementarse utilizando más, menos o diferentes componentes en algunas realizaciones.

Haciendo referencia ahora a la FIGURA 2, se presenta un diagrama de bloques que ilustra elementos seleccionados de una realización del controlador 150 de exploración de TCO, descrito anteriormente con respecto a la FIGURA 1. En la realización representada en la FIGURA 2, el controlador 150 de exploración de TCO incluye el procesador 201 acoplados a través del bus 202 compartido a los medios de memoria identificados colectivamente como la memoria 210.

El controlador 150 de exploración de TCO, como se representa en la FIGURA 2, incluye además la interfaz 220 de comunicaciones que puede interconectar el controlador 150 de exploración de TCO con diversas entidades externas, tales como el escáner 134 de TCO o el sistema 140 de obtención de imágenes, entre otros dispositivos. En algunas realizaciones, la interfaz 220 de comunicaciones se puede operar para permitir que el controlador 150 de exploración TCO se conecte a una red (no mostrada en la FIGURA 2). En realizaciones adecuadas para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana, el controlador 150 de exploración de TCO, como se muestra en la FIGURA 2, incluye una interfaz 204 de pantalla que conecta el bus 202 compartido, u otro bus, con un puerto de salida para una o más pantallas, tal como la pantalla 122 o la pantalla 152 externa.

En la FIGURA 2, la memoria 210 engloba medios persistentes y volátiles, medios fijos y extraíbles, y medios semiconductores y magnéticos. La memoria 210 puede funcionar para almacenar instrucciones, datos o ambos. La memoria 210, como se muestra, incluye conjuntos o secuencias de instrucciones, concretamente, un sistema 212 operativo y una aplicación 214 de control de resolución de imágenes. El sistema 212 operativo puede ser un sistema operativo UNIX o similar a UNIX, un sistema operativo de la familia Windows® u otro sistema operativo adecuado.

Haciendo referencia ahora a la FIGURA 3, se representa un diagrama de flujo de elementos seleccionados de una realización de un método 300 para la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía vitreorretiniana, como se describe en el presente documento. El método 300 describe los pasos y procedimientos que se pueden realizar mientras se opera el instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica para ver el fondo de ojo y realizar procedimientos quirúrgicos en base la vista del fondo de ojo. Por consiguiente, al menos determinadas porciones del método 300 pueden realizarse mediante la aplicación 214 de control de resolución de imágenes. Señalar que determinadas operaciones descritas en el método 300 pueden ser opcionales o pueden reorganizarse en diferentes realizaciones. El método 300 puede realizarse mediante la aplicación 214 de control de resolución de imágenes para interactuar con un cirujano u otro personal médico, denominado en el presente documento como un "usuario".

Antes del método 300, se puede suponer que el instrumento 100 de exploración de microscopía quirúrgica está siendo utilizado para ver una porción interior de un ojo de un paciente, tal como se describe en la FIGURA 1. A continuación, el método 300 puede comenzar, en el paso 302, al recibir un primer comando para generar primeros datos de exploración de una porción interior del ojo de un paciente. Los primeros datos de exploración son exploraciones C (exploraciones volumétricas) de la porción interior del ojo. En el paso 304, se puede enviar un segundo comando a un escáner de TCO para adquirir los primeros datos de exploración a través del microscopio quirúrgico. En el paso 306, los primeros datos de exploración pueden recibirse desde el escáner de TCO. Señalar que los primeros datos de exploración pueden adquirirse y recibirse continuamente, de manera que los pasos 304 y 306 representan el inicio de operaciones continuas para adquirir y recibir los primeros datos de exploración. En el paso 308, se puede acceder a los segundos datos de exploración generados previamente de la porción interior del ojo utilizando TCO y que tienen una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración. Los segundos datos de exploración también son exploraciones C (exploraciones volumétricas) de la porción interior del ojo. En el paso 310, se puede realizar un registro del ojo comparando los primeros datos de exploración con los segundos datos de exploración. En algunas realizaciones, el registro en el paso 310 puede incluir visualizar los primeros datos de exploración y los segundos datos de exploración al usuario y obtener la confirmación del usuario. En el paso 312, se puede tomar una decisión sobre si se acepta el registro realizado en el paso 310.

La aceptación del registro puede basarse en un grado de coincidencia espacial entre los primeros datos de exploración y los segundos datos de exploración. Como se señaló, se puede confiar en que el usuario confirmará el grado de coincidencia espacial y aceptará el registro. En algunas realizaciones, se puede utilizar un procedimiento automático para el registro. Por ejemplo, los segundos datos de exploración se pueden submuestrear para igualar la resolución de los primeros datos de exploración y luego los segundos datos de exploración submuestreados se pueden comparar con los primeros datos de exploración en busca de diferencias. Las diferencias se pueden cuantificar utilizando ciertos criterios, tales como menos del 5% de diferencia, o 1-5% de diferencia o menos del 1% de diferencia, en diferentes ejemplos. Adicionalmente, se pueden realizar operaciones adicionales tales como orientación y escalado de valores de imagen en los segundos datos de exploración durante el registro. Para alinear los primeros datos de exploración y los segundos datos de exploración, se pueden identificar ciertas características específicas (tales como tejidos, capas, vasos sanguíneos, estructuras, etc.) durante el registro en el paso 310. En realizaciones particulares, la angiografía de TCO utilizando segmentación automática de los vasos sanguíneos de la retina para guiar la alineación en el paso 310 de los segundos datos de exploración con los primeros datos de exploración. En algunas realizaciones, se puede utilizar la membrana limitante interna (ILM) o una superficie posterior de una retina desprendida para guiar la alineación en el paso 310. La aceptación del registro puede indicar que los segundos datos de exploración son válidos para el ojo y corresponden a los primeros datos de exploración.

Cuando el resultado del paso 312 es NO y no se acepta el registro, el método 300 puede terminar en el paso 314. Cuando el resultado del paso 312 es SÍ y se acepta el registro, el método 300 puede proceder al paso 316, donde se captura una deformación del ojo mediante los primeros datos de exploración. Como se señaló anteriormente, los primeros datos de exploración pueden adquirirse y recibirse continuamente como resultado de los pasos 304 y 306. En algunas realizaciones, los primeros datos de exploración se sobrescriben continuamente refrescándolos a medida que se realizan nuevas exploraciones de TCO en tiempo real. La deformación del ojo en el paso 316 puede ser el resultado de un procedimiento intraoperatorio por parte del cirujano.

En el paso 318, en base a los primeros datos de exploración de la deformación, los segundos datos de exploración pueden transformarse para que correspondan a la deformación para generar terceros datos de exploración. La transformación se puede realizar con diversos algoritmos de procesamiento de imágenes. Por ejemplo, ciertas características específicas (tales como tejidos, capas, vasos sanguíneos, estructuras, etc.) se pueden identificar a partir del registro y posteriormente se pueden mapear desde los primeros datos de exploración hasta los segundos datos de exploración para representar la deformación en el paso 318. En realizaciones particulares, la angiografía de TCO que utiliza la segmentación automática de los vasos sanguíneos de la retina se utiliza para guiar la alineación y la transformación en el paso 318 de los segundos datos de exploración para que coincidan con los primeros datos de exploración. En algunas realizaciones, la membrana limitante interna (ILM) o una superficie posterior de una retina desprendida se puede utilizar para guiar la alineación y la transformación en el paso 318. Adicionalmente, señalar que la operación de transformación en el paso 318 depende de una serie de variables y factores asociados con el instrumento 100. Por ejemplo, la transformación depende de la magnificación o selección de un microscopio de un objetivo 124 dado, así como del tipo de lente 112 oftálmica utilizada. La transformación también puede depender de una distancia entre un elemento óptico, tal como una lente sin contacto utilizada para la lente 112 oftálmica, y el ojo. Por tanto, tras un cambio en tales variables operativas, al menos el paso 318 en el método 300 puede repetirse para refrescar los terceros datos de exploración. En el paso 320, se puede hacer que se visualicen los terceros datos de exploración. Los terceros datos de exploración pueden visualizarse en los binoculares 126 o en la pantalla 152 externa o en ambos. Señalar que los terceros datos de exploración se visualizan además de la imagen óptica proporcionada por el microscopio quirúrgico que es una vista óptica en vivo de la porción interior del ojo.

Como se da a conocer en el presente documento, la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía oftálmica se puede realizar con un controlador de exploración de TCO que interconecta con un escáner de TCO utilizado con un microscopio quirúrgico. El escáner de TCO puede adquirir imágenes de TCO en tiempo real, mientras que el controlador de exploración de TCO accede a imágenes de TCO de alta resolución adquiridas previamente. Las imágenes de TCO de alta resolución se pueden transformar en función de las imágenes de TCO en tiempo real para que coincidan con una deformación del ojo. Las imágenes de TCO de alta resolución transformadas pueden visualizarse durante la cirugía.

La materia objeto divulgada anteriormente ha de considerarse ilustrativa y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas están destinadas a cubrir todas tales modificaciones, mejoras y otras realizaciones que caen dentro del alcance de la presente divulgación. Por tanto, en la medida máxima permitida por la ley, el alcance de la presente divulgación se determinará mediante la interpretación más amplia permisible de las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes, y no estará restringida o limitada por la descripción detallada anterior.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un controlador (150) de exploración de tomografía de coherencia óptica (TCO) para realizar la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la cirugía oftálmica, el controlador (150) de exploración de TCO que comprende además:

un procesador (201) que tiene acceso a medios (210) de memoria que almacenan instrucciones ejecutables por el procesador para

recibir un primer comando para generar primeros datos de exploración de una porción interior del ojo de un paciente;

enviar un segundo comando a un escáner (134) de TCO para adquirir los primeros datos de exploración a través de un microscopio (120) quirúrgico;

recibir los primeros datos de exploración desde el escáner (134) de TCO;

acceder a los segundos datos de exploración previamente generados de la porción interior del ojo utilizando TCO, caracterizado por que

los segundos datos de exploración tienen una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración;

y en donde, en base a los primeros datos de exploración, las instrucciones se pueden ejecutar para transformar los segundos datos de exploración para que correspondan con una deformación intraoperatoria del ojo capturada por los primeros datos de exploración para generar terceros datos de exploración; y

hacer que los terceros datos de exploración se visualicen.

2. El controlador de exploración de TCO de la reivindicación 1, en donde las instrucciones para hacer que se visualicen los terceros datos de exploración incluyen instrucciones para hacer que los terceros datos de exploración se visualicen en un ocular (126) del microscopio (120) quirúrgico.

3. El controlador de exploración de TCO de la reivindicación 1, en donde las instrucciones para hacer que se visualicen los terceros datos de exploración incluyen instrucciones para hacer que los terceros datos de exploración se visualicen en una pantalla (152) externa.

4. El controlador de exploración de TCO de la reivindicación 1, en donde los primeros datos de exploración se reciben como una señal de vídeo.

5. El controlador de exploración de TCO de la reivindicación 1, en donde los terceros datos de exploración se visualizan como una señal de vídeo.

6. El controlador de exploración de TCO de la reivindicación 1, que además comprende instrucciones para:

realizar un registro antes de la deformación, en donde los primeros datos de exploración se comparan con los segundos datos de exploración;

aceptar el registro cuando los primeros datos de exploración coinciden con los segundos datos de exploración en un grado mínimo.

7. Un método (300) para realizar la mejora de resolución de imágenes de TCO durante la operación del instrumento (100) de exploración de microscopía que comprende un microscopio (120) quirúrgico para ver una porción interior del ojo de un paciente, el instrumento (100) de exploración de microscopía que comprende además un escáner (134) de TCO y un controlador (150) de exploración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores; en donde el método comprende:

recibir (302) un comando para generar primeros datos de exploración de una porción interior del ojo de un paciente

enviar (304) un comando a un controlador (150) de exploración de tomografía de coherencia óptica (TCO) acoplado al microscopio (100) quirúrgico para generar los primeros datos de exploración de la porción interior del ojo, en donde el controlador (150) de exploración de TCO está en comunicación con el escáner (134) de TCO habilitado para adquirir los primeros datos de exploración, en donde el controlador (150) de exploración de TCO está habilitado para,

recibir (306) los primeros datos de exploración desde el escáner (134) de TCO;

acceder (308) a los segundos datos de exploración generados previamente de la porción interior del ojo utilizando TCO, en donde los segundos datos de exploración tienen una resolución espacial más alta que los primeros datos de exploración;

capturar (316) una deformación intraoperatoria del ojo mediante los primeros datos de exploración; en base a los primeros datos de exploración de la deformación, transformar (318) los segundos datos de exploración para que correspondan con la deformación para generar terceros datos de exploración; y

hacer que (320) se visualicen los terceros datos de exploración.

8. El método de la reivindicación 7, en donde los terceros datos de exploración se visualizan en un ocular (126) del microscopio quirúrgico.

9. El método de la reivindicación 7, en donde los terceros datos de exploración se visualizan en una pantalla (152) externa.

10. El método de la reivindicación 7, en donde los primeros datos de exploración se reciben como una señal de vídeo.

11. El método de la reivindicación 7, en donde los terceros datos de exploración se visualizan como una señal de vídeo.

12. El método de la reivindicación 7, en donde el controlador (150) de exploración de TCO está habilitado además para:

realizar un registro antes de la deformación, en donde los primeros datos de exploración se comparan con los segundos datos de exploración; y

aceptar el registro cuando los primeros datos de exploración coinciden con los segundos datos de exploración en un grado mínimo.