JP2018171453A - 外科手術用手技光干渉断層計及び関連するシステム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年7月29日に出願された米国仮特許出願第61/859,465号(代理人整理番号第9526−47PR)、2013年12月10日に出願された米国仮特許出願第61/914,099号(代理人整理番号第9526−47PR2)、2014年4月25日に出願された米国仮特許出願第61/984,062号(代理人整理番号第9526−47PR3)の優先権を主張するものであり、これによってそれらの開示内容も参照により全体として本明細書に組み込まれる。
本発明のコンセプトは、国立衛生研究所並びに国立眼医学研究所による助成申請ID R44EY018021−03の下でその一部は政府支援で賄われている。従って米国政府は、本発明のコンセプトに関し一定の権利を有する。
本発明の有利な実施形態では、光干渉断層計(OCT)を使用して、外科手技を実行する方法が提供される。この方法は、以下のステップを含んでいる。すなわち、
外科手技に対して被検体を配向するステップであって、この配向には既知の配向非対称性を有する構造を含んだ被験体の領域をイメージングすることと、この構造の有無及び位置についてこの画像を検査することと、既知の配向非対称性を有する上記構造のOCT画像を使用して被検体の適正な配向を確認することとが含まれているステップと、OCTを使用して前記被験体の外科手術領域の少なくとも1つの画像を取得し、この科手術領域の初期構造像を構築するステップと、OCT画像から導出されるデータを使用して、外科手技の成果を評価するためのエンドポイントとして関連する少なくとも1つの臨床パラメタを計算するステップと、外科手術領域OCTの構造像から導出したOCTの変化又は少なくとも1つのOCT画像から導出される上記の計算された臨床パラメタの変化を用いて、外科的プロセスを周期的に評価して、外科手技に関連した臨床成果を監視するステップと、周期的な評価及び/又はモニタリングに基づき、外科手術に対する外科手術計画を修正しなければならないか否かを判定するステップと、修正が必要であると判定された場合に前記外科手技に対する外科手術計画を修正するステップと、修正が必要でないと判定されるまで、評価、監視、決定及び修正を繰り返すステップとを含んでいる。
本発明のコンセプトを以下でより詳細に、本発明のコンセプトの実施形態が示された添付図面を参照して説明する。しかし、このコンセプトは、多くの択一的な形態で実現可能であり、本明細書に記載されている実施形態に限定されると考えてはならない。
Claims (32)
- 光干渉断層計(OCT:optical coherenece tomography)を使用して外科手技を実行する方法において、
該方法は、
前記外科手技に対して被検体を配向するステップであって、当該配向に既知の配向非対称性を有する構造を含んだ前記被検体の領域をイメージングすることと、前記構造の有無及び位置について当該画像を検査することと、前記既知の配向非対称性を有する前記構造の光干渉断層計画像を使用して前記被検体の適正な配向を確認することとが含まれているステップと、
光干渉断層計を使用して前記被検体の外科手術領域の少なくとも1つの画像を取得し、当該外科手術領域の初期構造像を構築するステップと、
光干渉断層計画像から導出されるデータを使用して、前記外科手技の成果を評価するためのエンドポイントとして関連する少なくとも1つの臨床パラメタを計算するステップと、
前記外科手術領域光干渉断層計の前記光干渉断層計導出構造像における変化又は少なくとも1つの前記光干渉断層計画像から導出される前記計算した臨床パラメタにおける変化を用いて、外科手術プロセスを周期的に評価して、前記外科手技に関連する臨床成果を監視するステップと、
前記周期的な評価及び/又は監視に基づき、前記外科手技に対する外科手術計画を修正しなければならないか否かを判定するステップと、
修正が必要であると判定された場合に前記外科手技に対する前記外科手術計画を修正するステップと、
修正が必要でないと判定されるまで評価、監視、決定及び修正を繰り返すステップとを有する
ことを特徴とする方法。 - 前記繰り返しのステップに、前記被検体に対する前記外科手技を終了する前に、前記少なくとも1つの光干渉断層計画像から導出される、計算した臨床パラメタを目標値に対して検査することにより、前記外科手技の最終的な臨床成果を評価するステップが続く、
請求項1に記載の方法。 - 外科手術計画の修正が必要ないという判定に続いて、外科手術創傷の少なくとも1つの光干渉断層計画像を取得し、前記外科手技に関連する外科手術部位の創傷健全性を評価する、
請求項1に記載の方法。 - 最終的な臨床成果の前記評価及び前記創傷健全性が満足の行く状態である場合、創傷健全性の評価に続いて前記外科手技を終了する、
請求項3に記載の方法。 - 前記外科手技に対するレポートを作成するステップをさらに備えており、
前記レポートには、少なくとも1つの光干渉断層計画像から導出した少なくとも1つの計算した臨床パラメタが含まれている、
請求項3に記載の方法。 - 前記外科手技に対する臨床パラメタの計算には、角膜の厚さ、角膜の曲率、レンズの厚さ、レンズの曲率、角膜の屈折力、レンズの屈折力、虹彩角膜角、強膜の厚さ、結膜の厚さ、光軸の方向、屈性収差の方向、浮腫の厚さ、組織膜又は涙液膜の長さ、外科手術切開の幅、術野内の外科手術組織片のマップ及び個数、移植機器と周囲組織との間の接触度のマップ又は測定値、隣接構造又は光軸又は物理軸を基準にした移植機器の配向のうちの少なくとも1つの計算することが含まれ、
前記計算には、少なくとも1つの光干渉断層計画像から導出した複数の測定値を計算することが含まれる、
請求項1に記載の方法。 - 前記外科手技は、前記被検体の眼に関連している、
請求項1に記載の方法。 - 前記外科手技は、白内障手術又は角膜手術である、
請求項6に記載の方法。 - 前記外科手技は、網膜手術である、
請求項6に記載の方法。 - 前記外科手技は、緑内障手術である、
請求項6に記載の方法。 - 前記手技に対する前記被検体の配向には、
眼の配向に使用するため、光干渉断層計を用いて前記被検体の前記眼の一部分の広角視野像を取得し、
検査中の眼が右眼であるか左眼であるかを確認する、少なくとも1つの光干渉断層計画像内に見える配向性非対称生理学的構造を識別し、
前記少なくとも1つの光干渉断層計画像から導出したデータを使用して前記被検体の前記眼のイメージングされた部分を表すグラフィック表示を形成し、
前記外科手技を実行している外科医に前記グラフィック表示を表示し、当該グラフィック表示には、前記外科手技を実行している外科医を前記眼の方向に配向する少なくとも1つのグラフィック要素が含まれている、
請求項7に記載の方法。 - 前記眼の前記構造像の取得には、前記被検体の構造マップを作成することが含まれており、
当該構造マップの作成には、
前記被検体の前記眼全体にわたって複数の光干渉断層計画像を取得することと、
当該複数の光干渉断層計画像において識別した前記眼の複数の構造の境界を区別するために前記取得した光干渉断層計画像にセグメンテーションアルゴリズムを適用することと、
前記眼の構造に関連した臨床パラメタを計算することとが含まれている、
請求項7に記載の方法。 - 臨床パラメタの計算には、
角膜、レンズ、又は、角膜とレンズとの組み合わせのケラトメトリック値を計算すること、及び
角膜、レンズ、又は、角膜とレンズとの組み合わせの収差測定マップを計算することのうちの1つ又は複数が含まれている、
請求項11に記載の方法。 - 前記外科手技を実行する前記外科医が使用するため、前記眼の前記ケラトメトリック評価に基づいて複数のグラフィックの集合を提供し、
当該グラフィックの集合には、前記外科医の前記眼の視像に位置合わせされたen face投影、3次元画像及びワイヤフレームモデルのうちの少なくとも1つが含まれる、
請求項13に記載の方法。 - 前記被検体の構造マップの取得に続いて、
光干渉断層計算処方を提供するため、光干渉断層計データに基づいて、球面、円柱面及び円環面の配向を含めた屈折を予測し、
前記光干渉断層計算処方をグラフィックディスプレイ上で前記外科手技を実行する外科医に示し、
元々の処方と、前記光干渉断層計計算処方とを比較し、
グラフィックディスプレイ上で前記外科医に比較結果を示し、これによって当該外科医が当該比較に基づいて最終的な処方にアクセスできるようにする、
請求項7に記載の方法。 - さらに嚢切開を実行することが含まれており、
光干渉断層計を使用した嚢切開の実行には、
前記眼のレンズの光干渉断層計画像を取得することと、
当該取得した光干渉断層計画像から導出した、前記嚢切開の目標サイズ、目標形状、目標位置及び現在の形状をグラフィックディスプレイ上に表示することと、
前記外科手技を実行する外科医にガイダンスを提供するため、前記嚢切開の前記目標形状及び前記現在の形状に基づいて前記グラフィックディスプレイ上にエラー機能を表示することとが含まれている、
請求項7に記載の方法。 - 前記エラー機能が予め定めた閾値を上回った場合に警報音を発することがさらに含まれる、
請求項11に記載の方法。 - 水晶体波細法を実行することがさらに含まれており、
水晶体波細法には、断続的又は連続的に前記眼の複数の光干渉断層計画像を取得して、前記外科手技を実行する外科医が前記手技中にリスク及び異常を評価できるようにすることが含まれている、
請求項7に記載の方法。 - 上皮細胞を識別することがさらに含まれており、
上皮細胞の識別には、
前記眼の後嚢の高密度光干渉断層計スキャンを取得することと、
前記後嚢の前面を識別するために前記高密度画像をセグメンテーションすることと、
水晶体嚢からの距離に依存して、残存している上皮細胞又は組織片を識別することと、
前記外科手技を実行する外科医に前記残存している細胞が存在することを表示することとが含まれる、
請求項7に記載の方法。 - 配向をガイドするため、光干渉断層計を使用して眼内レンズ(IOL:inter ocular lens)を配向することがさらに含まれている、
請求項7に記載の方法。 - 光干渉断層計を使用して眼内圧(IOP:Intraocular pressure)を管理することがさらに含まれ、
眼内圧の管理には、外科手術前の角膜の形状と、外科手術中又は外科手術後の角膜の形状とを比較することが含まれる、
請求項7に記載の方法。 - 光干渉断層計(OCT)を使用して外科手技を実行するためのシステムにおいて、
該システムは、プロセッサと、当該プロセッサに接続されたメモリとからなり、
当該メモリは、コンピュータ可読プログラムコードが含まれ、当該プログラムコードは、前記プロセッサによって実行されたときに、以下の処理を当該プロセッサに実行させる、すなわち、
前記外科手技用に被検体を配向する処理であって、当該配向には、
既知の配向非対称性を有する構造を含む前記被検体の領域をイメージングすることと、
前記構造の有無及び位置について当該画像を検査することと、
前記既知の配向非対称性を有する前記構造の光干渉断層計画像を使用して前記被検体の適正な配向を確認することとが含まれている処理と、
光干渉断層計を使用して前記被検体の外科手術領域の少なくとも1つの画像を取得し、当該外科手術領域の初期構造像を構築する処理と、
前記光干渉断層計画像から導出されるデータを使用して、前記外科手技の成果を評価するためのエンドポイントとして関連する少なくとも1つの臨床パラメタを計算する処理と、
前記外科手術領域光干渉断層計の前記光干渉断層計導出構造像の複数における変化又は少なくとも1つの前記光干渉断層計画像から導出される前記計算した臨床パラメタにおける変化を用いて、外科手術プロセスを周期的に評価して、前記外科手技に関連する臨床成果を監視する処理と、
前記周期的な評価及び/又は監視に基づき、前記外科手技に対する外科手術計画を修正しなければならないか否かを判定する処理と、
修正が必要であると判定された場合に前記外科手技に対する前記外科手術計画を修正する処理と、
修正が必要でないと判定されるまで評価、監視、決定及び修正を繰り返す処理とが含まれている、
ことを特徴とする、光干渉断層計を使用して外科手技を実行するためのシステム。 - 光干渉断層計(OCT)を使用して外科手技を実行するためのコンピュータプログラム製品において、
該コンピュータプログラム製品は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を有しており、該記憶媒体にはコンピュータ可読プログラムコードが実現されており、
前記コンピュータ可読プログラムコードには以下が含まれており、すなわち、
前記外科手技に対して前記被検体を配向するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードが含まれており、配向のために構成された当該コンピュータ可読プログラムコードは、既知の配向非対称性を有する構造を含んだ前記被検体の領域をイメージングし、前記構造の有無及び位置について当該画像を検査し、既知の配向非対称性を有する構造の光干渉断層計画像を使用して前記被検体の適正な配向を確認するように構成されており、
さらに、光干渉断層計を使用して前記被検体の外科手術領域の少なくとも1つの画像を取得し、前記外科手術領域の初期構造像を構築するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードと、
前記光干渉断層計画像から導出されるデータを使用して、前記外科手技の成果を評価するためのエンドポイントとして関連する少なくとも1つの臨床パラメタを計算するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードと、
前記外科手術領域光干渉断層計の前記光干渉断層計導出構造像の変化又は少なくとも1つの前記光干渉断層計画像から導出される前記計算した臨床パラメタの変化を用いて、外科手術プロセスを周期的に評価して、前記外科手技に関連する臨床成果を監視するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードと、
前記周期的な評価及び/又は監視に基づき、前記外科手技に対する外科手術計画を修正しなければならないか否かを判定するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードと、
修正が必要であると判定された場合に前記外科手技に対する前記外科手術計画を修正するように構成されたコンピュータ可読プログラムコードと、
修正が必要でないと判定されるまで評価、監視、決定及び修正を繰り返すように構成されたコンピュータ可読プログラムコードとを有する、
ことを特徴とする
光干渉断層計(OCT)を使用して外科手技を実行するためのコンピュータプログラム製品。 - 光干渉断層計(OCT:optical coherenece tomography)を使用して外科手技を実行するための方法において、
該方法は、
患者の眼の水晶体嚢内からレンズ状物質を摘出するステップと、
前記水晶体嚢内からレンズ状物質の大部分を摘出した後、当該水晶体嚢の内部領域の少なくとも1つの光干渉断層計画像を取得するステップと、
前記水晶体嚢の内部に残存している細胞様組織片の有無を前記少なくとも1つの光干渉断層計画像から決定するステップと、
前記水晶体嚢の内部から前記残存している細胞様組織片の少なくとも一部分を摘出するステップを有する、
ことを特徴とする、OCTを使用して外科手技を実行するための方法。 - 前記細胞様組織片の有無の決定するステップには、グラフィックディスプレイ上の外科手術視野内の細胞様組織片の位置を表示することが含まれる、
請求項24に記載の方法。 - 前記細胞様組織片の少なくとも一部分を摘出するステップには、
少なくとも1つの付加的な光干渉断層計画像を取得することと、
前記少なくとも1つの付加的な光干渉断層計画像から、細胞様組織片の残存を決定することとが続く、
請求項24に記載の方法。 - 光干渉断層計(OCT:optical coherence tomography)を使用した外科手技を実行するための方法において、
該方法には、
患者の眼の水晶体嚢内からレンズ状物質を摘出するステップと、
前記水晶体嚢内から前記レンズ状物質を摘出した後、前記水晶体嚢内に代替レンズを配置するステップと、
前記水晶体嚢内の前記代替レンズの前記配置を視覚化する複数の光干渉断層計画像を取得するステップと、
前記代替レンズの後面と、前記水晶体嚢の後部分との接触度を前記複数の光干渉断層計画像から決定するステップとが含まれる、
ことを特徴とする、外科手技を実行するための方法。 - 前記代替レンズの前記後面と、前記水晶体嚢の後部分との接触度を決定するステップには、前記代替レンズの後面と、前記後水晶体嚢との接触の円周状の境界を表示するグラフィックディスプレイを使用することが含まれている、
請求項27に記載の方法。 - 前記水晶体嚢内における前記代替レンズとの接触度を決定するステップに続いて、前記水晶体嚢内の前記代替レンズの配置を調整するための外科手技を実行する、
請求項28に記載の方法。 - 光干渉断層計(OCT:optical coherence tomography)を使用して眼内レンズ(IOL:inter-ocular lens)を処方するための方法において、
該方法は、
取得した光干渉断層計データと、球面、円柱面及び円環面配向のうちの少なくとも1つを含む屈折とから目標屈折を計算するステップと、
外科手技を実行する外科医に対し、光干渉断層計算目標屈折及び配向を表グラフィックディスプレイ上に表示するステップと、
前記計算処方と、元々の処方とを前記グラフィックディスプレイ上で比較するステップと、
前記グラフィックディスプレイ上に表示された情報に基づいて最終的な処方を決定するステップとが含まれる、
ことを特徴とする方法。 - 前記グラフィックディスプレイには、en face外科医コンパスビューが含まれる、
請求項30に記載の方法。 - 前記外科手技のレポートを作成することをさらに含む、
請求項30に記載の方法。
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