JP2019502434A - 眼の可視化における光干渉断層計の位置インジケータ - Google Patents

眼の可視化における光干渉断層計の位置インジケータ Download PDF

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Abstract

眼科用可視化システム(100)は、術野(122)を走査してOCT画像を生成するように構成されたOCTシステム(182)と通信するコンピューティングデバイス(160)を含み得る。コンピューティングデバイスは、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置を特定するように構成され得る。眼科用可視化システムは、また、コンピューティングデバイスと通信するインジケータ機構(172、192)と、術野を画像化するように構成された手術用顕微鏡(130)と、を含み得る。インジケータ機構は、位置インジケータ(230、302、304、306、312、314、316)を手術用顕微鏡の視野内に配置させるように構成され得る。位置インジケータは、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置をグラフィックで示すことができる。

Description

本明細書中に開示される実施形態は眼科用可視化システムに関し得る。より具体的には、本明細書中に記載される実施形態は、眼科外科的処置中、手術用顕微鏡の視野内に位置インジケータを提供することに関し得る。位置インジケータは、外科医が光干渉断層(OCT)画像内の位置を患者の眼などの術野内の位置と関連付けるのを可能にすることができる。
眼科顕微手術処置では患者の眼の種々の体組織の精密な切除及び/又は除去を要する場合がある。外科医又は他の医療従事者などのユーザは、患者の眼を、手術用顕微鏡を使用して可視化することができる。光干渉断層法(OCT)などの技術によって、画像誘導下外科的介入を可能にすることができる。OCTは、非侵襲的で高解像の断層画像診断法であり得る。OCT画像は、眼科外科的処置中、外科医を誘導することができる。しかしながら、外科医は、OCT画像内に示されている患者の眼の解剖学的特徴がどこに位置しているかを識別することが困難と考えている場合がある。
したがって、上述のニーズの1つ以上に対処することにより、外科医が患者の眼内の位置とOCT画像内の位置を関連付けることを可能にする、改良されたデバイス、システム、及び方法に対するニーズが依然としてある。
提示される解決策は、OCT画像内に示される解剖学的特徴の物理的位置を迅速且つ正確に特定するための特有の解決策によって未だ対処されていない医療ニーズを満足するものである。本明細書中に記載される眼科用可視化システムは、手術用顕微鏡の視野内に位置インジケータを提供する。例えば、ディスプレイデバイス及び/又はビーム源は、位置インジケータを、外科医が手術用顕微鏡によって見ることができるように出力することができる。位置インジケータは、OCT画像内の複数の位置に関する情報を含み得る。例えば、位置インジケータの長さに沿ったグラフィックスは、術野内とOCT画像内の対応する位置をグラフィックで示すように変化することができる。外科医は、位置インジケータを使用して、術野内の解剖学的特徴の物理的位置をOCT画像に基づき迅速且つ正確に特定することができる。
一部の実施形態と合致する、眼科用可視化システムが提供され得る。眼科用可視化システムは、術野を走査してOCT画像を生成するように構成されたOCTシステムと通信するコンピューティングデバイスを含み得る。コンピューティングデバイスは、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置を特定するように構成され得る。眼科用可視化システムは、また、コンピューティングデバイスと通信するインジケータ機構と、術野を画像化するように構成された手術用顕微鏡と、を含み得る。インジケータ機構は、位置インジケータを手術用顕微鏡の視野内に配置させるように構成され得る。位置インジケータは、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置をグラフィックで示すことができる。
一部の実施形態と合致する、眼科外科的処置を可視化する方法。当該方法は、OCTシステムを使用して術野を走査するステップを含み得る。当該方法は、また、OCTシステムと通信するコンピューティングデバイスを使用して、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置を特定するステップを含み得る。OCT画像は、OCTシステムを使用して術野を走査するステップに基づき生成され得る。当該方法は、また、術野を観察する手術用顕微鏡の視野内に位置インジケータを出力するステップを含み得る。位置インジケータは、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置をグラフィックで示すことができる。
本開示の更なる態様、特徴及び利点は以下の詳細な説明から明らかとなろう。
眼科用可視化システムを示す概略図である。 眼科用可視化システムを示す概略図である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 眼科用可視化システムを使用した術野ビューの画像である。 OCTシステムの走査パターン及び対応する位置インジケータである。 OCTシステムの走査パターン及び対応する位置インジケータである。 OCTシステムの走査パターン及び対応する位置インジケータである。 OCTシステムの走査パターン及び対応する位置インジケータである。
図面において、同一名称を有する要素は同一又は類似の機能を有する。
以下の説明では、特定の実施形態の記載において特定の詳細が述べられる場合がある。しかしながら、当業者には、開示される実施形態を、これら特定の詳細のいくつか又は全てがない状態で実施してもよいことは明らかであろう。本明細書中には、特定及び/又は例証的であるが、限定的でない実施形態が記載され得る。当業者であれば、本明細書中に具体的には記載されないものの、他の材料が、本開示の範囲及び趣旨の範囲内であり得ることを認識するであろう。
本開示は、OCT画像と術野との間の点点位置対応(point−to−point location correspondence)を位置インジケータにコード化するデバイス、システム、及び方法を記載する。位置インジケータは、術野を可視化するために外科医が使用する手術用顕微鏡の視野内に配置され得る。OCT画像、及び位置インジケータに対応するキーもまた、手術用顕微鏡の視野内に見ることができる。位置インジケータとキーは、テキスト、数字、形状、記号、色、パターン、画像、スケールバー、色グラデーション、ルーラーなどの種々のグラフィックス、並びに/又はOCTシステムのBスキャンの長さに沿って変化する異なる波長、異なるスポットサイズ、及び/若しくは異なる輝度のビームスポットを含むという点で、視覚的に類似し得る。位置インジケータ内の対応するグラフィックを位置特定することによってOCT画像内の位置及びその位置と位置合わせされたキーのグラフィックを識別することにより、術野内の対応する物理的位置を特定することができる。位置インジケータは、ビーム源によって術野上に伝送される光ビーム、又は手術用顕微鏡の視野内に出力されたグラフィカルオーバーレイであり得る。
本開示のデバイス、システム、及び方法は多くの利点を提供する。利点には以下を含む。
(1)OCT画像化の、画像誘導下外科的介入のための眼科外科的処置への統合を向上させることができる。一部のOCTシステムは眼科外科的介入の誘導のために実装できるものの、OCT画像の利用は困難な場合がある。この状況において、位置インジケータは、外科医がOCT画像及び術野内の対応する位置を迅速且つ正確に特定することを可能にし、有効なOCT誘導下外科的介入を容易にすることができる。
(2)外科医はOCT画像内に示された解剖学的特徴の対応する物理的位置をより正確に識別することができる。一部のOCTシステムでは外科医がOCT画像の位置を特定するのを補助するために単色照準ビームを用いているが、照準ビームはBスキャン位置のみを識別する。外科医は、処置中、術野内で目的の解剖学的構造の位置を識別するために、自身の頭の中で複雑且つ時として不正確な空間的解釈を行わなければならない。この状況において、その長さにわたり異なる画像特性を有する位置インジケータは、目的の解剖学的構造と関連付けられたAラインスキャン位置を外科医がより正確に識別することを可能にすることができる。
(3)外科医はOCT画像誘導をより迅速且つ便利に利用することができる。その長さにわたり異なる画像特性を有する位置インジケータによって、外科医はOCT画像内に示される目的の解剖学的構造の対応する物理的位置を迅速に特定することができる。外科医は、眼科外科的処置中、対応する物理的位置を識別するための長く、時間のかかる空間的解釈作業を有利に回避することができる。
(4)外科医が、OCT画像内に示される目的の解剖学的構造の物理的位置を手動で識別するという遅く且つ不正確な工程の代わりに、位置インジケータを用いて対応する物理的位置を特定するというより迅速且つより正確な工程を使用することを可能にすることによって、手術のワークフローを向上することができる。
(5)外科医の状況認識の向上を促進することによって患者の安全を向上させることができる。その長さにわたり異なる画像特性を有する位置インジケータは、外科医が術野とOCT画像との間の点点対応を効率的且つ正確に確立することを可能にすることができる。
図1及び図2は、眼科用可視化システム100を示す。眼科用可視化システム100は、OCTシステム182と通信するコンピューティングデバイス160を含み得る。OCTシステム182は、術野122を走査してOCT画像を生成するように構成され得る。例示的なOCT画像は図3〜図8に示され得る。コンピューティングデバイス160は、OCT画像内の位置に対応する術野122内の位置を特定するように構成され得る。眼科用可視化システム100は、ディスプレイデバイス172及び/又はビーム源192などのインジケータ機構を含み得る。インジケータ機構は、コンピューティングデバイス160と、術野122を画像化するように構成された手術用顕微鏡130と通信することができる。インジケータ機構は位置インジケータを、手術用顕微鏡130の視野内に配置させるように構成され得る。例示的な位置インジケータが少なくとも図4及び図6〜図9Dに示され得る。位置インジケータは、OCT画像内の位置に対応する術野122内の位置をグラフィックで示すことができる。
外科医又は他の医療従事者などの観察者110は、手術用顕微鏡130を使用して術野122を可視化することができる。外科的処置中、外科用デバイス140が処置眼120に挿入され得る。硝子体切除処置では、例えば、外科用デバイス140は、毛様体扁平部の強膜の切開を通じて硝子体眼房に挿入され得る。外科用デバイス140は、切除プローブ、硝子体切除プローブ、レーザープローブ、焼灼プローブ、真空プローブ、フラッシングプローブ、鋏、鉗子、他の適切な眼科用デバイス及び/又はこれらの組み合わせであり得る。光源、潅流カニューレ等など他の種々の眼科用器具もまた、外科的処置中、処置眼120に挿入され得る。観察者110は、外科用デバイス140を使用して術野122内で外科的処置を実施することができる。術野122は、硝子体液、透明膜、血管、網膜、黄斑、小窩、中心窩、傍中居窩、傍中心窩、視神経乳頭、眼杯及び/又は処置眼120のその他の部分を含む、処置眼120の種々の生体組織を含み得る。術野122は、また、内境界膜、神経線維層、神経筋細胞層、内網状層、内顆粒層、外網状層、外顆粒層、外境界膜、杆体錐体層及び/又は網膜色素上皮を含む、網膜の1つ以上の層を含み得る。
手術用顕微鏡130は術野122を画像化するように構成され得る。手術用顕微鏡130は、眼科処置中の使用のために構成された任意の適切な手術用顕微鏡であり得る。手術用顕微鏡は光学顕微鏡及び/又はデジタル顕微鏡であり得る。この点において、手術用顕微鏡130は、集束レンズ、ズームレンズ、及び対物レンズ134などの1つ以上のレンズ132、並びにミラー、フィルタ、回折格子、及び/又は光学トレイン(optical train)を含む他の光学構成要素を含み得る。術野122から反射された光は手術用顕微鏡130によって受信され、アイピース136を介して術野122の眼底正面画像を見る観察者110により可視化され得る。眼科用可視化システム100及び手術用顕微鏡130を使用した術野122の例示的な像を図3〜図8に示す。ステレオ顕微鏡によって、2つの光路(例えば、観察者110の各眼に対して1つの)が提供され得る。同様に、アイピース136は、観察者110の各眼のための別個の接眼レンズ又は観察構成要素を含み得る。本明細書中に記載されるように、観察者110は、また、手術用顕微鏡130によって、OCT画像と術野122の対応する位置を識別する位置インジケータを見ることができる。
OCTシステム182は、眼科用可視化システム110の顕微鏡一体型又は独立型構成要素であり得る。OCTシステム182は、術野122を走査するように構成され得る。OCTシステム182の診断的有用性は、その非接触高解像及び深さ分解画像化能からもたらされ得る。コンピューティングデバイス160は、OCTシステム182により取得されるデータに基づきOCT画像を生成することができる。本明細書中に記載されるように、OCT断面画像が手術用顕微鏡130の視野内に提供され得る。これにより、外科医が手術用顕微鏡130によってOCT断面画像及び眼底正面画像を見ることが可能になる。OCT断面画像は、眼底正面画像では見えない可能性のある眼の組織内の解剖学的特徴を示すことができる。本明細書中に記載されるように、位置インジケータは、観察者110による、術野122内の位置とOCTビーム及び/又はOCT画像の位置との高効率及び高精度の関連付けを補助するために、手術用顕微鏡130の視野内に提供され得る。
OCTシステム182は、OCTビーム源、コリメータ、スキャナ、並びに参照アーム及びサンプルアームと関連付けられたレンズ、ミラー、フィルタ、及び回折格子を含む光学系を含む種々の構成要素を含み得る。OCTビーム源は、術野122内の解剖学的構造を走査するためのスキャナによって誘導されたOCTビームを出力することができる。スキャナは、走査ミラー、マイクロミラーデバイス、MEMS系デバイス、変形可能プラットフォーム、ガルバノメータ系スキャナ、ポリゴンスキャナ、及び/又は共振PZTスキャナのうちの1つ以上を含み得る。図9A及び図9Bに関してより詳細に記載されるように、スキャナは、OCTビームを任意の適切な走査パターンで誘導することができる。OCTシステム182は、ビーム源から受信したOCTビームを、術野122内の標的生体組織に誘導される画像化ビームと、参照ミラーに誘導され得る参照ビームとに分割するように構成され得る。OCTビームは、0.2〜1.8ミクロン範囲、0.7〜1.4ミクロン範囲、及び/又は0.9〜1.1ミクロン範囲の動作波長を有し得る。OCTビームは近赤外光を使用するため、観察者110は走査位置を直接可視化することはできない。
OCTシステム182は、フーリエドメイン(例えば、スペクトルドメイン、波長掃引型等)又は時間ドメインシステムであり得る。時間ドメインシステムでは、参照アームをOCTビーム源から異なる距離に移動させることができ、異なる深さの標的生体組織の画像化を可能にする。周波数ドメインシステム、空間エンコード化周波数ドメイン(SEFD:spatially−encoded frequency domain)システム、スペクトルドメインシステム及び/又はフーリエドメインシステムでは、標的生体組織の深部走査は、光の波長に基づく干渉信号の分析により得ることができる。これらシステムは物理的構成要素(例えば、参照アーム)の動きを伴わないため、走査速度は、時間ドメインシステムの走査速度よりも比較的高速であり得る。SEFDシステムは分散型検出器を用いてOCTビームを異なる波長のビームに分解することができる。波長掃引型(SS−OCT)システムのOCTビーム源は、異なる波長を高速掃引するレーザーを用いることができる。SS−OCTシステムは、SEFD−OCTシステムと比較してより単純なセットアップ、より高い分解能、及び信号対雑音比の向上を可能にすることができる。
OCTシステム182は、更に、術野122内の標的生体組織から反射されたイメージング光を受信するように構成され得る。反射されたイメージング光と参照ビームとの間の干渉縞を用いて、標的生体組織の2次元又は3次元画像を生成することができる。OCTシステム182及び/又はコンピューティングデバイス160は、OCTシステム182を使用した術野122の走査に基づきOCT画像を生成することができる。OCT画像は、術野122のx−y平面内の単一点におけるz深さを画像化する個々のAラインスキャンで構成され得る。複数の隣接するAラインスキャンを組み合わせてBスキャンを形成することができる。Bスキャンは2次元OCT画像を特徴とし得る。例示的な2次元OCT画像は図3〜図8に示され得る。
OCTシステム182は、干渉縞を検出するように構成された検出器を含み得る。検出器としては、バランス型光検出器、InGaAs PIN検出器、InGaAs検出器アレイ、Si PIN検出器、電荷結合デバイス(CCD)センサ、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)センサ、ピクセル、又は検出された光に基づき電気信号を生成する数々の任意の他の種類のセンサが挙げられ得る。更に、検出器としては、2次元センサアレイ及び検出器カメラが挙げられ得る。この点において、画像化デバイス152は、検出器、センサアレイ、及び/又は検出器カメラを含み得る。例えば、画像化デバイス152は、OCTシステム182及び/又は眼科用可視化システム100の構成要素であり得る。画像化デバイス152は、また、カメラ又はビデオカメラであり得る。カメラ又はビデオカメラは、術野122の一連の静止画像又はフレームを取得し、その生の実時間像を共に形成するように構成されている。画像化デバイス152は、赤外波長、近赤外波長、可視波長、紫外波長、及び/又は術野122から反射された光の他の波長を受信するように構成され得る。画像化デバイス152は、また、処理構成要素、メモリ構成要素、及び/又は他の電気構成要素を含み得る。処理構成要素、メモリ構成要素、及び/又は他の電気構成要素は、画像センサにおいて受信された光を解釈し、処理構成要素、メモリ構成要素、及び/又は他の電気構成要素に通信的に結合されたコンピューティングデバイス160で使用するための画像データを生成する。例えば、画像化デバイス150は、術野112内のOCTビームの実時間位置を表す画像データを取得することができる。画像化デバイス152は、画像データをコンピューティングデバイス160に送信することができる。
コンピューティングデバイス160は、OCTシステム182及び/又は眼科用可視化システム110の構成要素であり得る。コンピューティングデバイス160は、メモリに通信的に結合されたプロセッサなど、任意の適切な処理回路又はコンピュータを含み得る。プロセッサは、本明細書中に記載される機能を実施するために、メモリに記憶されたものなど、コンピュータ命令を実行することができる。プロセッサは、標的デバイスコントローラ及び/又はマイクロプロセッサであり得る。半導体メモリ、RAM、FRAM、又はフラッシュメモリなどのメモリは、プロセッサとインターフェースすることができる。したがって、プロセッサはメモリに書き込むこと及びメモリから読み取ることができ、メモリの管理に関連する他の一般的な機能を実施することができる。コンピューティングデバイス160の処理回路は、論理機能を実施することが可能な電源ピン、入カピン及び出力ピンを有する集積回路であり得る。
コンピューティングデバイス160はOCTシステム182で取得したデータを処理して、2次元又は3次元OCT画像を生成することができる。コンピューティングデバイス160及び/又はOCTシステム182は、OCTシステム182を使用した術野122の走査に基づき生成されたOCT画像内の位置に対応する術野122内の位置を特定することができる。コンピューティングデバイス160は、また、術野122内のOCTビームの実時間位置を追跡するなどのために、画像化デバイス152で取得した画像データを処理することができる。コンピューティングデバイス160のメモリは、前処理された及び/若しくは後処理されたOCTデータ並びに/又は画像データを記憶することができる。コンピューティングデバイス160は、オン/オフステータス、アクティブ/非アクティブステータス、及び/又は動作パラメータを含む、眼科用可視化システム100の種々の構成要素の動作を制御することができる。例えば、コンピューティングデバイス160は、走査パターン等を設定する又は変化するために、OCTシステム182に制御信号を出力して走査を開始及び終了することができる。コンピューティングデバイス160は、術野122内のOCTビームを追跡するために、画像化デバイス152に制御信号を出力して画像データを取得することができる。
コンピューティングデバイス160は、グラフィカルオーバーレイを表す表示データを生成することができる。コンピューティングデバイス160は、グラフィカルオーバーレイを表す表示データを、コンピューティングデバイス160に通信的に結合されたディスプレイデバイス172に送信することができる。コンピューティングデバイス160は、また、コントラスト、色調、輝度、及び/又はグラフィカルオーバーレイと関連する他の画像パラメータを変更することなどによって表示データを調整することができる。ディスプレイデバイス172は、手術用顕微鏡130の光路内にグラフィカルオーバーレイを提供するように構成された任意の適切なディスプレイデバイスであり得る。ディスプレイデバイス172は、デジタル光処理(DLP)デバイス、液晶ディスプレイ(LCD)デバイス、発光ダイオード(LED)デバイス、反射型液晶(LCoS)デバイス、他の適切なデバイス、及び/又はこれらの組み合わせなどの投射デバイスであり得る。観察者110が手術用顕微鏡130を使用して術野122を観察するのと同時にグラフィカルオーバーレイを見ることができるように、ディスプレイデバイス172は手術用顕微鏡130と光通信することができる。
図3〜図9に、例示的なグラフィカルオーバーレイが示され得る。例えば、グラフィカルオーバーレイはOCT画像210を含み得る。OCT画像210は、手術用顕微鏡130の視野上に重ねることができる。図3は、視神経乳頭206及び血管204を含む、処置眼120の解剖学的構造を含む術野122を示す。外科用デバイス140は術野122内に配置され得る。外科用デバイス140は、トラッカー142及び先端部142を含み得る。コンピューティングデバイス160は、画像化デバイス152により取得された画像データを使用して、トラッカー142及び/又は先端部144の位置を追跡し、術野122における外科用デバイス140の実時間位置を特定することができる。
図4及び図6〜図8に関して記載したように、インジケータ機構は、手術用顕微鏡130の視野に位置インジケータ230を出力することができる。位置インジケータ230は、OCT画像内の位置に対応する術野内の位置をグラフィックで示すことができる。対応する位置は、コンピューティングデバイス160及び/又はOCTシステム182によって識別され得る。インジケータ機構はディスプレイデバイス172を含み得る。インジケータ機構は、また、ディスプレイデバイス172と関連する任意のハードウェアと、コンピューティングデバイス160のプロセッサによって実行可能な及び/又はコンピューティングデバイス160のメモリに記憶された、位置インジケータ230を出力するようにディスプレイデバイス172を制御するための任意のソフトウェアと、を含み得る。例えば、位置インジケータ230は、ディスプレイデバイス172によりグラフィカルオーバーレイの一部として手術用顕微鏡130の視野に出力されたデジタルグラフィックであり得る。例えば、位置インジケータ230の画像特性及び/又はパラメータは、コンピューティングデバイス160によって生成及び/又は変更され得る。眼科用可視化システム100がデジタル位置インジケータ230を用いる場合、図5の照準ビーム240と比較して、処置眼120に対して潜在的に有害な照射が行われる可能性が低くなる。グラフィカルオーバーレイは、また、キー220を含み得る。キー220は、OCT画像210に隣接して及び/又は位置合わせされて配置され得る。キー220及び位置インジケータ230は、類似の外観及び/又は画像特性を有し得る。キー220と位置インジケータ230とを比較することによって、観察者110は、OCT画像210内の位置と術野122内の位置との間の関連付けを迅速且つ正確に確立することができる。
別の例では、インジケータ機構はビーム源192を含み得る。ビーム源192は、術野122上に位置インジケータ230としてビームを出力するように構成され得る。インジケータ機構は、また、ビーム源192と関連する任意のハードウェアと、コンピューティングデバイス160のプロセッサによって実行可能な及び/又はコンピューティングデバイス160のメモリに記憶された、位置インジケータ230を出力するようにビーム源192を制御するための任意のソフトウェアと、を含み得る。インジケータ機構は、ディスプレイデバイス172、ビーム源192並びに/又は関連ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを含み得る。図2は、ビーム源192を含む眼科用可視化システム100を示す。観察者110は、ビーム源192が術野122上に位置インジケータ230を送信しているとき、手術用顕微鏡130によって位置インジケータ230を見ることができる。位置インジケータ230は、ディスプレイデバイス172が位置インジケータ230を出力するかビーム源192が位置インジケータ230を出力するかを問わず、観察者110がOCT画像210と術野122との間に点点対応を確立するのを可能にすることができる。ビーム源192としては、レーザー源、白熱電球、ハロゲン電球、メタルハライド電球、キセノン電球、水銀蒸気電球、発光ダイオード(LED)、他の適切な源及び/又はこれらの組み合わせが挙げられ得る。ビーム源192としては、波長可変光源又は波長掃引光源が挙げられ得る。ビーム源192としては、光の波長又は色を変化させるように構成された、レンズ、ミラー、フィルタ、及び/又は回折格子などの光学系と通信する固定波長光源が挙げられ得る。スポットサイズ、スポット輝度、及び/又はビーム源192と関連する他のパラメータもまた変更することができる。本明細書中に記載されるように、OCT画像210と術野122とを関連付ける位置情報は、種々の波長、色、スポットサイズ、スポット輝度及び/又は他のパラメータによって伝達され得る。
OCT画像210、キー220及び/又は位置インジケータ230を含むグラフィカルオーバーレイは、図3〜図8に示すように、手術用顕微鏡130の視野の一部分に配置され得る。ディスプレイデバイス172は、グラフィカルオーバーレイに、大きさ、形状、位置、透明度等など種々のパラメータを提供するように構成され得る。ステレオ顕微鏡によって、1つのディスプレイデバイス170を2つの光路のそれぞれに対して提供することができる(例えば、観察者110の各眼に対して1つの)、又は単一のディスプレイデバイス170が各光路に対して出力を提供することができる。
図1及び図2を再度参照すると、眼科用可視化システム100は、また、入力デバイス162を含み得る。入力デバイス162は、コンピューティングデバイス160と通信することができる。入力デバイス162は、OCTシステム182の作動/停止、OCTビームトラッキングの作動/停止、位置インジケータ230の作動/停止、位置インジケータ230及び/又は本明細書中に記載される他の特徴の外観に関連するパラメータの選択を含め、観察者110が眼科用可視化システム100を制御することを可能にするように構成され得る。入力デバイス162は、種々のON/OFFスイッチ、ボタン、トグル、ホイール、デジタル制御部、タッチスクリーン制御部、又は他のユーザインタフェース構成要素のいずれを含んでもよい。入力デバイス162は、手術用顕微鏡130及び/又は外科用デバイス140に一体的に配置され得る。例えば、入力デバイス162は、外科的処置中、観察者110がボタンを押すと、位置インジケータ230を選択的且つ瞬時に提供することができるように、外科用デバイス130の手持部分に1つ以上のボタンを含み得る。入力デバイス162は、非限定的な例として、外科用足踏スイッチ、リモート制御デバイス、タッチスクリーン制御デバイス、及び/又は別のコンピューティングデバイスなどの別個の構成要素であり得る。眼科用可視化システム100は、複数の入力デバイス162を含み得る。入力デバイス162は、受信されたユーザ入カに基づき、入力信号を生成し、送信することができる。コンピューティングデバイス160は入力信号を受信し、処理することができる。コンピューティングデバイス160は、ユーザ入カに応じて制御信号を生成し、画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、及び/又はビーム源192に送信することができる。コンピューティングデバイス160は、また、受信されたユーザ入カに基づき、位置インジケータ230を生成し、出力することができる。
画像化デバイス152、コンピューティングデバイス160、入力デバイス162、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、及び/又はビーム源192は、手術用顕微鏡130に機械的に結合され得る。例えば、画像化デバイス152、コンピューティングデバイス160、入力デバイス162、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、及び/又はビーム源192は、手術用顕微鏡130と一体化され得る又は手術用顕微鏡130上/内に一体的に配置され得る。
別の例では、画像化デバイス152、コンピューティングデバイス160、入力デバイス162、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、及び/又はビーム源192は、手術用顕微鏡130に着脱可能に結合され得る。図1及び図2に、モジュール式手法の一例が示され得る。この点において、画像化デバイス152は画像化モジュール150の一部、ディスプレイデバイス172はディスプレイモジュール170の一部、OCTシステム182はOCTモジュール180の一部、及びビーム源192はビームモジュール190の一部であり得る。画像化モジュール150、ディスプレイモジュール170、OCTモジュール180、及び/又はビームモジュール190は、手術用顕微鏡130に着脱可能に結合され得る。つまり、ユーザ(例えば、観察者110、外科医、別の医師、看護師、技術者等)が本明細書中に記載される特徴を選択的に提供するためにモジュールの1つ以上を選択的に付加する又は取り外すことができる。したがって、画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、ビーム源192、及び/又は本明細書中に記載される他の構成要素は、1つ以上のモジュールを付加することにより既存の手術用顕微鏡に実装することができる。したがって、病院又は他の眼科サービス提供者は、画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、及び/又はビーム源192等を含む完全な手術用顕微鏡の取得に伴う多額の資本支出を有利に回避することができる。
手術用顕微鏡130、画像化モジュール150、ディスプレイモジュール170、OCTモジュール180、ビームモジュール190は、コンピューティングデバイス160、画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、入力デバイス162、OCTシステム182並びに/又はビーム源192の間の電気通信、光通信及び/若しくはデータ通信を容易にするための種々の構成要素(例えば、ワイヤ、コンタクト、インターフェース、レンズ132等)を含み得る。所与のモジュールには異なる組み合わせの構成要素が含まれ得る。画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、ビーム源192、入力デバイス162及び/又はコンピューティングデバイス160の1つ以上を同じ若しくは異なるモジュール内に配置することができる。画像化デバイス152、ディスプレイデバイス172、OCTシステム182、ビーム源192、入力デバイス162及び/又はコンピューティングデバイス160の1つ以上は手術用顕微鏡130とは別個のものであり得る一方、他の構成要素の1つ以上は手術用顕微鏡130に機械的に結合され得る。
手術用顕微鏡130は1つ以上のビーム誘導部137を含み得る。1つ以上のビーム誘導部137は、OCTビームをOCTシステム182から及び/又はビームをビーム源192から術野122に案内し、術野122からの反射光をOCTシステム182及び/又は画像化デバイス152に案内し、ディスプレイデバイス172からの光をアイピース136等に案内するように構成されている。この点において、ビーム誘導部137は、入射光の全て又は一部を反射する一方、全て又は別の部分は透過することを可能にするように構成され得る。例えば、ビーム誘導部137はビームスプリッタ又はビーム結合器であり得る。ビーム誘導部137は、ガラスプリズム、金属コーティングミラー、ダイクロイックミラー、ダイクロイックミラープリズム、ノッチフィルタ、ホットミラー及び/又はコールドミラーを含み得る。ビーム誘導部137は、手術用顕微鏡130内又は外などの、光路に沿った任意の適切な位置に配置され得る。例えば、ビーム誘導部137は、図示されているようなアイピース136と対物レンズ134との間、レンズ132と対物レンズ134との間、対物レンズ134と術野122との間、及び/又はレンズ132と術野122との間を含む、アイピース136と術野122との間に配置され得る。ビーム誘導部137は、対物レンズ134と術野122との間など、対物レンズ134の下に配置され得る。
図4及び図6〜図8は、眼科用可視化システム100を使用した術野122の像を示す。この点において、位置インジケータ230は、手術用顕微鏡130の視野内に配置され得る。観察者110は、また、手術用顕微鏡130によってOCT画像210及びキー220を見ることができる。位置インジケータ230は、OCTシステム182のBスキャンと位置合わせされるような大きさ及び形状にされ得るとともに、OCTシステム182のBスキャンと位置合わせされるように配置され得る。例えば、位置インジケータ230は、OCT画像210と関連するデータが術野122のx−y平面のどこで取得されたかを示すことができる。図4の位置インジケータ230及びキー220は、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、又はこれより多くのパターンを含み得る。パターンは、色グラデーション又は複数の色に対応し得る。位置インジケータ230は、パターン又は色の不連続部分を含み得る。位置インジケータ230は、異なるパターン又は色の間に、グラデーションなどの滑らかな移行部を含み得る。位置インジケータ230は、虹を含む1つ以上の色、並びに/又は濃淡、色相、色調、色合い、トーン、異なる彩度、異なる輝度及び/若しくは1つ以上の色の他の適切な変化を含み得る。
位置インジケータ230及びキー220の複数のパターン又は色は、OCTシステム182の個々のAラインスキャンの位置の効率的な識別を容易にし得る。例えば、位置インジケータ230は、観察者110が術野122内で目的の解剖学的構造212の位置を迅速且つ正確に特定することを可能にすることができる。目的の解剖学的構造212は、体液、血管、網膜層、網膜異常、断裂部、穴、裂孔、突出部、成長物及び/又は処置眼120の他の特徴を含む任意の適切な生理機能であり得る。観察者110は、OCT画像210内で目的の解剖学的構造212を識別することができる。観察者110は、キー220内の、目的の解剖学的構造212と位置合わせされた領域222内のパターンの位置及び/又は範囲を識別することができる。観察者110は、位置インジケータ230内の領域232内の対応するパターンの位置及び/又は範囲を識別し、術野212内の目的の解剖学的構造212の位置を特定することができる。図8に関して記載されるように、コンピューティングデバイス160もまた、目的の解剖学的構造212を識別することができる。外科医などの観察者110は、識別された目的の解剖学的構造212に基づき、眼科外科的処置を実施することができる。図4及び図6〜図8の位置インジケータ230は、Bスキャンの位置のみを示し、個々のAラインスキャンは示さない図5の単色の照準ビーム240と比較して、術野122内における目的の解剖学的構造212のより効率的且つ正確な識別を容易にする。観察者110は、手術中、照準ビーム240によってOCT及び眼底画像内の対応する位置を識別しようとする際に、リアルタイムで、遅く、長く、複雑で、不正確な空間的解釈作業を頭の中で行うことが必要な場合がある。したがって、図4及び図6〜図8の位置インジケータ230は、観察者110及び/又はコンピューティングデバイス160がOCT画像210と術野122との間の点点位置対応を迅速且つ正確に特定することを可能にする。
位置インジケータ230及び/又はキー220は、OCTシステム182のBスキャンの全て又は一部に基づき得る。例えば、図4及び図6〜図8に示される位置インジケータ230及び/又はキー220は、OCTシステム182のラインスキャンに基づき得る。一部の例では、位置インジケータ230は、走査中、リアルタイムでOCTビームの位置を追跡するスポット又はポイントを含み得る。Bスキャン及び/又はOCT画像210は、また、手術用顕微鏡130の視野内においてリアルタイムでレンダリングされ得る。キー220は、同様に、現在のAラインスキャンとリアルタイムで位置合わせされ得る。個々のAラインスキャンの位置は、位置インジケータ230がOCTビームの位置を追従する又は追跡する際の、位置インジケータ230及びキー220のスポット又はポイントの異なる外観によって伝達され得る。例えば、波長、色、スポットサイズ、スポット輝度、及び/又は他のパラメータは、Bスキャンに沿って変化することができる。OCTビームが異なる位置を横断して走査すると、位置インジケータ230の色、スポットサイズ、スポット輝度、及び/又は他のパラメータがそれに応じて変化するように同期させることができる。観察者110及び/又はコンピューティングデバイス160は、個々のAラインスキャンを、スポットの位置及び/若しくは異なる波長、色、スポットサイズ、スポット輝度並びに/又は他のパラメータを関連付けることによって識別することができる。位置インジケータ230及び/又はキー220は、現在のAラインスキャンを示すスポットと、先のAラインスキャンを示す、スポットに続くトレイルと、を含み得る。
図6は、OCT画像182内の位置に対応する術野122内の位置をグラフィックで示すためのルーラーを含む位置インジケータ230及びキー220を示す。例えば、位置インジケータ230は、スケールバー236及び対応する数字234を含み得る。同様に、キー220は、スケールバー226及び対応する数字224を含み得る。スケールバー236は様々な大きさ及び形状にされ得る。例えば、位置インジケータ230は、長い主スケールバー及び短い副スケールバーを含み得る。任意の好適な長さのスケールなどのセンチメートル、ミリメートル、ミクロン、並びに/又はより大きなスケール及びより小さなスケール両方の他の好適な長さのスケールを使用することができる。観察者110及び/又はコンピューティングデバイス160は、それぞれキー220及び位置インジケータ230上で対応する領域222、232を位置特定することによって術野122内のOCT画像210から目的の解剖学的構造212を位置特定することができる。ルーラーを含む位置インジケータ230及びキー220によって、目的の解剖学的構造212と関連付けられた位置座標を特定することができる。位置座標を用いて、術野内の目的の解剖学的構造212の正確な位置を、位置インジケータ230における対応する位置座標に基づき識別することができる。例えば、キー220のスケールバー226及び/又は数字224を使用して、位置インジケータ230のスケールバー236及び/又は数字234との点点対応を確立することができる。
図7は、OCT画像182内の位置に対応する術野122内の位置をグラフィックで示すための文字を含む位置インジケータ230及びキー220を示す。例えば、位置インジケータ230及び/又はキー220は、大文字及び/又は小文字を含み得る。例えば、図7のキー220は、「ABCDESurgical」というテキストを含む。キー220には、ランダムな文字列、眼科用可視化システム100及び/若しくはその構成要素の製造者の名称並びに/又は他の適切な文字などの認識可能な言葉を形成する文字を含む、あらゆるテキストを用いることができる。観察者110及び/又はコンピューティングデバイス160は、それぞれキー220及び位置インジケータ230上で対応する領域222、232を位置特定することによって術野122内のOCT画像210から目的の解剖学的構造212を位置特定することができる。例えば、キー220の文字は、位置インジケータ230の文字との点点対応を確立するための位置座標として使用することができる。
図8は、術野212内の目的の解剖学的構造212をグラフィックで示すマーカー232を含む位置インジケータ230を示す。例えば、コンピューティングデバイス160は、OCTシステム182で取得したOCTデータ及び画像化デバイス152で取得した画像データを処理し、OCT画像210内の目的の解剖学的構造212及びその術野122内の対応する位置を識別することができる。マーカー232は外科的介入を誘導するために手術用顕微鏡130の視野内に自動的に配置され得る。図8に示されるマーカー232は、目的の解剖学的構造212に対応する術野122内の領域を識別するための、間隔を開けて配置された四角形を含む。マーカー232は、任意の適切なテキスト、数字、形状、記号、色、パターン、画像、スケールバー、色グラデーション、ルーラー、並びに/又は目的の解剖学的構造212をグラフィックで示す、異なる波長、異なるスポットサイズ及び/若しくは異なる輝度のビームスポットを含み得る。
図4及び図6〜図8は特定の例を示すが、位置インジケータ230及びキー220は、OCT画像182内の位置に対応する術野122内の位置をグラフィックで示すために様々な大きさ、形状にすることができる、及び/又はOCT画像182内の位置に対応する術野122内の位置をグラフィックで示すように配置することができる。例えば、位置インジケータ230及びキー220は、任意の適切なテキスト、数字、形状、記号、色、パターン、画像、スケールバー、色グラデーション、ルーラー、並びに/又は異なる波長、異なるスポットサイズ、及び/若しくは異なる輝度のビームスポットを含み得る。外観及び/又は画像特性は入力デバイス162におけるユーザ入カなどによって観察者110により選択され得る。
図9A、図9B、図9C及び図9Dは、OCTシステム182の走査パターン300及びそれに関連する種々の位置インジケータを示す。OCTシステム182のスキャナは、線、螺旋、ラスター、円、十字、一定半径アスタリスク、複数半径アスタリスク、複数回折り曲げられた経路、及び/又は他の走査パターンを含む、任意の所望の1次元又は2次元走査パターンにわたってOCTビームを走査することができる。図4〜図8に、ラインスキャン、又はラスター、十字、及び/若しくはアスタリスク走査の一部が示され得る。
図9A及び図9Bの走査パターン300はラスター走査又はその一部であり得る。図9Cの走査パターン300は円形走査であり得る。図9Dの走査パターン300は十字走査又はアスタリスク走査の一部であり得る。1つ以上の位置インジケータ302、304、306(図9A)、1つ以上の位置インジケータ312、314、316(図9B)、位置インジケータ322(図9C)、及び/又は位置インジケータ332(図9D)が対応するOCT画像とともに手術用顕微鏡130の視野内に配置され得る。位置インジケータ302、304、306、312、314、316の大きさ、形状、位置、及び/又は他の視覚的特徴などの画像特性は、OCTシステム182の走査パターン300に基づき得る。位置インジケータに対応するキー220は、類似する画像特性を有し得る。
位置インジケータ302、304、306(図9A)によって示されるように、OCTシステム182の個々のAラインスキャンは全走査パターン300の一部に対して識別され得る。この点において、位置インジケータ302、304、306のそれぞれは、ラスター走査の各水平部を個々に考慮することができるように、類似の外観又は画像特性を有する(例えば、図9Aでは同じパターン又は色グラデーションを有するが、任意の適切な画像特性を使用することができる)。例えば、位置インジケータ302、304、306のそれぞれは、同じ5つのパターンを含むグラデーションであり得る。
位置インジケータ312、314、316(図9B)によって示されるように、OCTシステム182の個々のAラインスキャンは、また、全走査パターン300に対して識別され得る。この点において、位置インジケータ312、314、316はそれぞれ、ラスター走査の各水平部が全ラスター走査の一部として考慮され得るように、異なる外観又は画像特性を有する(例えば、図9Bでは異なるパターン又は色グラデーションを有するが、任意の適切な画像特性を使用することができる)。例えば、位置インジケータ312、314、316は集合的に、5つのパターン若しくは色を含むパターン又は色グラデーションとすることができ、位置インジケータ312、314、316のそれぞれは、パターン又は色のうち2つ若しくは3つを含む。
本明細書中に記載される実施形態は、点点対応を示す異なる外観及び/又は画像特性を有する位置インジケータを含むデバイス、システム、及び方法を提供することができる。位置インジケータは、OCT画像及び術野内の対応する位置の効率的且つ正確な識別を容易にし得る。上記例は本質的に例示とすることができ、限定ではない。当業者であれば、本開示の範囲内であることを意図した、開示される実施形態に合致する他のシステムを容易に考案できよう。したがって、本出願は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定され得る。

Claims (17)

  1. 術野を走査してOCT画像を生成するように構成されたOCTシステムと通信するコンピューティングデバイスであって、前記OCT画像内の位置に対応する前記術野内の位置を特定するように構成されている、コンピューティングデバイスと、
    前記コンピューティングデバイスと通信するインジケータ機構と、
    前記術野を画像化するように構成された手術用顕微鏡と、
    を含み、
    前記インジケータ機構は、位置インジケータを前記手術用顕微鏡の視野内に配置させるように構成されており、前記位置インジケータは、前記OCT画像内の前記位置に対応する前記術野内の前記位置をグラフィックで示す、
    眼科用可視化システム。
  2. 前記インジケータ機構は、
    前記位置インジケータを含むグラフィカルオーバーレイを前記手術用顕微鏡の前記視野に出力するように構成されているディスプレイデバイスを含む、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記位置インジケータは、テキスト、数字、形状、記号、色、パターン、画像、スケールバー、色グラデーション、又はルーラーのうちの少なくとも1つを含む、
    請求項2に記載のシステム。
  4. 前記グラフィカルオーバーレイは、
    前記OCT画像と、
    前記OCT画像の近傍に配置され、前記位置インジケータに対応するキーと、
    を更に含む、請求項2に記載のシステム。
  5. 前記コンピューティングデバイスは、前記OCT画像内の目的の解剖学的構造を識別するように構成されており、
    前記位置インジケータは、前記目的の解剖学的構造をグラフィックで示す、
    請求項2に記載のシステム。
  6. 前記位置インジケータは、テキスト、数字、形状、記号、色、パターン、画像、スケールバー、色グラデーション、又はルーラーのうちの少なくとも1つを用いて、前記目的の解剖学的構造をグラフィックで示すように構成されている、
    請求項5に記載のシステム。
  7. 前記位置インジケータの画像特性は前記OCTシステムの走査パターンに基づく、
    請求項1に記載のシステム。
  8. 前記OCTシステムは、スペクトルドメイン又はフーリエドメインシステムを含む、
    請求項7に記載のシステム。
  9. 前記OCTシステムは波長掃引型システムを含む、
    請求項7に記載のシステム。
  10. 前記インジケータ機構は、
    前記術野上に、前記位置インジケータとしてビームを出力するように構成されているビーム源を含む、
    請求項1に記載のシステム。
  11. 前記ビームの波長、スポットサイズ、又はスポット輝度のうちの少なくとも1つが、前記OCT画像内の前記位置に対応する前記術野内の前記位置をグラフィックで示す、
    請求項10に記載のシステム。
  12. 前記ビーム源は波長掃引光源を含む、請求項10に記載のシステム。
  13. 前記ビーム源は、
    前記ビームの前記波長、前記スポットサイズ、又は前記スポット輝度のうちの少なくとも1つを変化させるように構成されたフィルタと通信する光源を含む、
    請求項10に記載のシステム。
  14. 前記手術用顕微鏡と通信し、前記OCT画像を出力するように構成されたディスプレイデバイスと、
    前記手術用顕微鏡の視野内の前記OCT画像の近傍の前記位置インジケータに対応するキーと、
    を更に含む、請求項10に記載のシステム。
  15. 眼科外科的処置を可視化する方法であって、
    OCT画像システムを使用して術野を走査するステップと、
    前記OCT画像システムと通信するコンピューティングデバイスを使用して、前記OCT画像システムを使用して前記術野を走査する前記ステップに基づき生成されたOCT画像内の位置に対応する前記術野内の位置を特定するステップと、
    前記術野を観察する手術用顕微鏡の視野内に位置インジケータを出力するステップであって、前記位置インジケータは、前記OCT画像内の前記位置に対応する前記術野内の前記位置をグラフィックで示す、ステップと、
    を含む、方法。
  16. 前記位置インジケータを出力する前記ステップは、
    前記手術用顕微鏡と通信するディスプレイデバイスを使用して、前記位置インジケータを含むグラフィカルオーバーレイを前記手術用顕微鏡の前記視野に出力するステップを含む、
    請求項15に記載の方法。
  17. 前記位置インジケータを出力する前記ステップは、
    前記手術用顕微鏡と通信するビーム源を使用して、前記術野上に前記位置インジケータを出力するステップを含む、
    請求項15に記載の方法。
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