JP2023511912A

JP2023511912A - 対象領域ボリュームの３ｄ再構成を確認するためのｏｃｔデバイスを備えるアセンブリ、コンピュータプログラム、及びそのためのコンピュータ実装方法

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Publication number: JP2023511912A
Application number: JP2022544396A
Authority: JP
Inventors: マッツホルガー; フォイクトクリスチャン; ハウガークリストフ; ピーターアンドリュースデルバート; ヘッカー－デンシュラグナンシー
Original assignee: カールツアイスメディテックアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: DE102020102012A1; US20230053366A1; DE102020102012B4; US20230058905A1; JP7304493B2; CN115023174A; JP7454055B2; WO2021151841A1; CN115003209A; WO2021151843A1; JP2023503184A

Abstract

本発明は、ＯＣＴ走査ビーム（２１）を用いて対象領域（１８）内に配置される対象領域ボリューム（２２）を走査するためのＯＣＴデバイス（２０）と、対象領域ボリューム（２２）においてＯＣＴデバイス（２０）によって、対象領域ボリューム（２２）内に配置することができ、対象領域ボリューム（２２）内に位置することができるセクション（８４）を有するオブジェクト（２４）と、ＯＣＴデバイス（２０）に接続され、且つ、ＯＣＴデバイス（２０）を用いて対象領域ボリューム（２２）を走査することによって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって対象領域ボリューム（２２）の３Ｄ再構成を確認するための、及び、対象領域ボリューム（２２）内のオブジェクト（２４）のセクションの位置を確認するためのコンピュータプログラムを含む計算ユニット（６０）とを備えるアセンブリ（１０）に関する。本発明によれば、コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム（２２）の３Ｄ再構成においてターゲットエリアを確認するための計算ルーチンを有し、前記計算ルーチンは、ターゲットエリアに対するオブジェクト（２４）のための基準変数を決定する。コンピュータプログラムは、基準を用いて空間ターゲット位置へのオブジェクト（２４）の最適経路を計算する経路計画ルーチンを含み、基準は、計算された３Ｄ再構成においてオブジェクト（２４）によって生成される陰影の存在を定量化する陰影測定である。本発明はまた、対象領域（１８）における対象領域ボリューム（２２）の３Ｄ再構成を確認するためのコンピュータプログラム及び方法に関する。

Description

本発明は、ＯＣＴ走査ビームによって対象領域内の対象領域ボリュームを走査するためのＯＣＴデバイスを備え、対象領域ボリューム内に配置可能であり、そこでＯＣＴデバイスによって位置確認可能であるセクションを有するアイテムを備え、ＯＣＴデバイスに接続され、且つ、対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって得られる走査情報を処理することによって対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成を決定し、対象領域ボリューム内のアイテムのセクションの相対位置を決定するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータユニットを備える、配置に関する。本発明はまた、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成を決定するためのコンピュータプログラム及びコンピュータ実装方法にも関する。

光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）は、サンプルビーム経路及び参照ビーム経路に案内される、時間的にインコヒーレントであるが、空間的にコヒーレントなレーザ光からなるＯＣＴ走査ビームによって組織を走査することによって、特に生体組織のボリュームデータを取得する方法である。ＯＣＴは、例えば、手術領域内の手術対象等の対象物の位置確認を可能にする。

国際公開第２０１６／０５５４２２Ａ１号パンフレット及び米国特許出願公開第２０１７／０２０９０４２Ａ１号明細書はそれぞれ、冒頭で述べた種類の配置を開示している。これらの文献は、ＯＣＴデバイスを備え、ＯＣＴデバイスによって位置確認可能な有効セクションを有する手術器具を備える手術システムを説明している。これらは、ターゲットエリアが基準データから手術器具に対して決定されるべきであり、ターゲットエリアに対する手術器具のオフセットが器具機能をトリガするための基準として用いられるべきであることを述べている。

米国特許出願公開第２０１９／００００５６３Ａ１号明細書は、眼科手術中に器具先端の相対位置及び向きを決定するためのシステムを説明している。この場合、眼の組織は、特にＯＣＴによって検出され、器具先端の相対位置及び向きは、器具に取り付けられるマーカーに基づいて、検出された組織を基準とする座標系において、画像取込によって、磁気センサによって、超音波センサによって、又は慣性センサによって決定される。

米国特許出願公開第２０１６／０２４９９８９Ａ１号明細書は、患者の身体上で、それに関連して参照される可視仮想構造をレンダリングすることができる可視化システムを開示している。

欧州特許出願公開第３４６１４１１Ａ１号明細書は、異なる対象領域に関してＯＣＴデータを参照することに基づいてモデルを形成するよう、様々な対象領域にわたるＯＣＴデータの処理を開示している。

米国特許出願公開第２０１８／０２６３７０６Ａ１号明細書は、陰影構造を含み、透過照明によって取り込まれた患者画像の処理を教示している。

米国特許出願公開第２０１２／０１９０９７６Ａ１号明細書は、活性物質リザーバ内の圧力が圧力センサによって決定され、活性物質リザーバからの活性物質の流出がマイクロバルブによって制御されることに基づいて、患者の血液回路に導入されたマイクロカテーテルを用いる活性物質の制御された放出を説明している。

本発明の目的は、アクセスが困難な手術領域における外科医のための外科的介入を簡略化することにある。

この目的は、請求項１に規定される配置、請求項１４に規定されるコンピュータプログラム、及び請求項１５に規定される方法によって達成される。本発明の有利な実施形態を、従属クレームにおいて規定している。

請求項１に規定される配置は、ＯＣＴ走査ビームを用いて対象領域内に配置される対象領域ボリュームを走査するためのＯＣＴデバイスと、対象領域内に配置可能であり、ＯＣＴデバイスによって対象領域ボリュームにおいて位置確認可能であるセクションを対象領域ボリューム内に有するアイテムとを備える。その上、この配置は、ＯＣＴデバイスに接続され、且つ、対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成を決定し、対象領域ボリューム内のアイテムのセクションの相対位置を決定するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータユニットを含む。この場合、コンピュータプログラムは、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成においてターゲットエリアを決定するための計算ルーチンを有し、前記計算ルーチンは、ターゲットエリアに関してアイテムのためのガイド変数を決定する。コンピュータプログラムは、基準に基づいて空間ターゲット位置への前記アイテムの最適経路を計算する経路計画ルーチンを含む。この場合、基準は、計算された３－Ｄ再構成においてアイテムに起因する陰影の存在を定量化する付影の大きさである。

本発明による配置におけるＯＣＴデバイスは、サンプルビーム経路及び参照ビーム経路に供給される、コヒーレンス長Ｉ_ｃを有する時間的にインコヒーレントであり、空間的にコヒーレントなレーザ光のための光源を備える。サンプルビーム経路は、検査されるべき組織に向けられる。組織内の散乱中心のためにサンプルビーム経路内に戻るよう放射されるレーザ光は、ＯＣＴデバイス内でその上に重ねられる参照ビーム経路からのレーザ光を有する。干渉信号は、この重ね合わせの結果として生じる。検査された組織におけるレーザ放射のための散乱中心の位置は、この干渉信号から決定されてもよい。特に、本発明による手術システムにおけるＯＣＴデバイスは、「タイムドメインＯＣＴ」又は「フーリエドメインＯＣＴ」として設計されてもよい。

経路計画ルーチンは、外科的方法の自動化及びアイテム誘導の精度における改善を容易にする一方で、同時に、外科医のための自由度を増加させる。

アイテムに対する陰影の大きさを最小化することによって、又は指定された閾値を超えないことによって、データ内の付影を最初から回避することが可能である。一例として、光源位置と、オブジェクト領域内のアイテムの位置及び向きとが既知である場合、付影の大きさは、アイテムによって付影されるデータ内の領域と、ターゲットエリア内のターゲット位置へのアイテムのある特定の経路に対する付影の大きさとを事前に計算することができる。

この場合、コンピュータプログラムが、外科医のためにアイテムの最適経路を視覚化するための視覚化ルーチンを含む場合、有利である。結果として、前記外科医は、アイテムの移動前であってもアイテムの経路を検証することができ、必要な場合に補正介入を実施することができる。

本発明の有利な実施形態において、外科医は、彼らが基準を選択することによって手術の自動実施に自身で直接影響を及ぼすことができるように、経路計画ルーチンのための基準を指定することができる。

この場合、基準はまた、特に、アイテムがそれに沿って変位される経路の経路長を最小化してもよく、経路を計画する場合にこれらの領域からのアイテムの最小距離を観察することによって対象領域ボリュームの敏感な領域を保護することができるか、又はこれらのアイテムの結果としてのデータ内の付影を回避することができる。最適化されるべきターゲット関数により最適化問題を定式化する結果として、経路計画の適用範囲内で複数の基準を同時に考慮することも可能である。この場合、これらの基準は、それぞれの場合にそれらの関連性によって重み付けされ、ターゲット関数に含めることができる。

特に、乾性黄斑変性症（ＡＭＤ）として公知であるものを治療するための網膜組織への幹細胞の注入は、ドルーゼン再形成の低減を促進し、既に損傷した網膜色素上皮及び損傷した光受容体が再び治癒することを可能にする。しかし、ここで重要なことは、網膜組織に注入される幹細胞が、外科医によって正しい位置に正しい量で放出されることである。正確な位置決めはまた、網膜上へのインプラントの配置、例えばナノ網膜インプラントとして公知であるものの配置にとっても重要である。その上、幾つかの手術に対して、それらの前段階において硝子体液を可能な限り正確に除去することが重要である。

特に、例えば手術器具、インプラント等のアイテムだけでなく、組織も可能な限り正確な位置確認は、従って、かかる手術の成功のために望ましい。

この場合、３－Ｄ再構成という用語は、実際のオブジェクト又はその一部の形状及び外観を取り込むプロセスを示す。一例として、３－Ｄ再構成は、深度マップ、ポイントクラウド、又はメッシュとして利用可能とすることができる。プロセスは、アクティブ又はパッシブ技術を用いて実行することができる。アクティブ技術は、距離測定デバイスを用いて機械的又は放射測定方式で再構成されるオブジェクトと能動的に相互作用する。一方、パッシブ技術は、オブジェクトの表面によって反射又は放射される放射線を測定するためにセンサを用い、画像理解によって前記オブジェクトの３－Ｄ構造を推定するためにこれを用いるだけである。

本発明は、アイテムの機能が実行されることによって、又はアイテムがそこに配置されることによってアイテムが支持されるべき、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成における一部分であるターゲットエリアを理解する。この目的を達成するために、この部分はターゲット位置を含むことができる。

対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成においてターゲットエリアを決定し、コンピュータプログラムによってアイテムのためのガイド変数を決定することは、手術中の手術器具及び更なるアイテムの誘導の自動化を容易にする。

本発明は、ガイド変数が、コンピュータプログラムによって決定され、対象領域内のアイテムを案内する役割を果たす変数であると理解する。ここで、かかる変数は、アイテムを案内する場合の手順又は状態の定量的に決定可能な特性を示す。ガイド変数は、アイテムの案内を、例えば、方向、速度、位置、又は時間範囲の形態で直接説明することができる。ガイド変数は、アイテムの案内を、例えば、アイテムによってオブジェクト領域に放出又はそこから除去されるべき媒体の量、ボリューム、又は空間範囲の形態で間接的に説明することもできる。ここで、ガイド変数は、ターゲットエリアのデータを処理することによって有利に決定される。

アイテムは、特に手術器具とすることができ、アイテムのセクションは、手術器具の有効セクションとすることができる。

ＯＣＴ走査ビームによって位置確認可能なマーカーが、アイテムのセクション及び／又は対象領域内に配置される場合に有利である。これは、対象領域ボリュームにおけるアイテムの相対位置を決定すること、及び／又は３－Ｄ再構成を決定することを容易にし、それによって、外科的方法の自動化に寄与する。

好ましくは、コンピュータプログラムは、アイテム、特に手術器具のための制御信号の形態でのガイド変数を生成するためのルーチンを含む。代替として、コンピュータプログラムは、ターゲットエリアに関して決定されるガイド変数に基づいてアイテムのための制御信号を生成することができる。これらの手段は、アイテムの誘導の自動化を可能にする。その上、アイテム誘導の精度を向上させることができ、手術の成功の機会を増加させ、例えば、血管への損傷又は外科医の手の震えの結果としての合併症のリスクを低下させる。

好ましい実施形態において、アイテムは、媒体の放出のための開口部を有する毛細管を有する手術器具の形態である。一例として、この場合の手術器具は、ＡＭＤの治療のために幹細胞を注入するための注入針であり、これは、本発明による配置及びコンピュータプログラムに基づいて最大限に自動化された様式で実行することができる。

更に好ましくは、コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるターゲットエリアを処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータを処理することによって、及び／又は対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、放出された媒体のボリュームのためのターゲット値をガイド変数として決定する役割を果たす。放出される媒体のボリュームのターゲット値は、例えば、特定のデータ又はこれらのデータの組み合わせから画像処理によって決定することができる。この手段は、ターゲット値の決定をコンピュータプログラムによって直接自動的に行うことができるという点で有利である。３－Ｄ再構成又はＯＣＴ走査情報を用いる場合、これは加えて、ターゲット値が患者の対象領域において現在存在する条件に適合され、以前に記録されたデータには適合されないという利点を有する。

有利には、コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるターゲットエリアのデータ、及び／又は媒体の放出前及び放出中に対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得されるターゲットエリアの走査情報を比較することによって、ターゲットエリア内に放出される媒体のボリュームの実際値を決定する役割を果たす。この場合、ターゲットエリアに放出される媒体のボリュームの実際値は、画像処理によって決定することができる。その上、ボリュームの変化は、異なる時間に取り込まれるＯＣＴデータ及び／又は異なる時間に決定される３－Ｄ再構成の差として生じる差分画像を評価することによって決定することができる。差分画像に基づいて、その上、存在する可能性のある漏出の位置を推定することが可能である。

コンピュータプログラムの計算ルーチンは、有利には、放出された媒体のボリュームの再調整のためのガイド変数として、ターゲットエリア内に放出される媒体のボリュームのターゲット値と実際値との間の差を決定するよう設計される。結果として、手術器具からターゲットエリアに更に放出される媒体の量のボリュームが自動的に決定される。これは、存在するターゲットエリアのデータに基づいて、放出された媒体のボリュームの自動的な再調整を容易にする。これらの手段は、存在する可能性のある漏出を考慮し、指定されたボリュームの媒体が実際にターゲットエリアにも適用されることを保証する。必要であれば、ターゲットエリア又はターゲットエリア内のターゲット位置は、媒体が放出されている間に調整することができる。

放出された媒体のボリュームを再調整するための決定されたガイド変数に基づいて、コンピュータプログラムは、媒体を放出するための手術器具のための制御信号及び／又は外科医のためのボリューム指示信号を生成することができる。

本発明の更なる好ましい実施形態は、対象領域の３－Ｄ再構成において、決定されたターゲットエリアからの物質の除去に関する。一例として、物質は、組織、水、又は硝子体液であることができる。この場合、コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるターゲットエリアを処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータを処理することによって、及び／又は対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得される走査情報を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、除去される物質の位置及び／又は除去される物質の量をガイド変数として決定する役割を果たす。この場合、除去される物質が依然として存在する対象領域ボリューム内の位置は、所定のデータ内のターゲットエリアの画像処理によって決定することができる。代替として、未だ除去されていない物質のボリュームを、所定の位置に対して決定することもできる。これらのガイド変数に基づいて、次いで、未だ除去されていない物質に対して対象領域内のアイテムの自動変位のための制御信号を生成することが可能である。

除去される物質の完全な除去を可能にするために、この物質は、マーカー、特にトリアムシノロンの注入によって識別可能にすることができる。これにより、より高い精度で物質を除去することが可能となる。これは、手術の成功の機会を増加させ、周囲の血管を保護する。

有利には、コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム内の除去される物質の位置及び／又は除去される物質の量を視覚化するための視覚化ルーチンを有する。この目的を達成するために、例えば、位置をマーキングすることによって３－Ｄ再構成を増強することが可能である。代替として、除去される物質の量が様々な位置における高さとして指定される対象領域ボリュームのターゲットエリアに関する等高線図を提示することも可能である。代替として、対象領域ボリューム内のアイテムの現在の位置に対して未だ除去されていない物質の量を示す表示バーを提示することが可能である。

一例として、物質は、硝子体液の材料であることができる。硝子体液除去は、例えば硝子体切除装置等のアイテムを用いて行われる。残存物のない正確な硝子体切除は、改善された信号対雑音比を容易にするように、網膜インプラント手術の成功にとって重要である。この場合、除去される硝子体液は、網膜上の各点について、その上に位置する除去される硝子体液の量を示す等高線図に基づいて外科医に視覚化される。この場合、コンピュータプログラムは、有利に、硝子体切除の適用範囲内で硝子体液と手術領域をすすぐための溶液との間の境界を連続的に決定し、及び／又は前記境界を外科医に表示するよう設計される。この手段は、硝子体液と手術領域をすすぐための溶液との間の境界が手術領域の視覚化において明確に強調することができるという点で有利である。セグメント化による硝子体液残留物の自動検出は、層の残りの厚さの測定を容易にする。硝子体液残留物は、次いで、手術領域の各可視化において外科医に表示され、手術の実施を単純化し、患者に対するリスクを低減することができる。

更なる有利な実施形態において、アイテムはインプラントの形態である。

更に、コンピュータプログラムは、アイテム及び／又は更なるアイテム及び／又は対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるターゲットエリアの特性を考慮して、及び／又はこれらの間の幾何学的関係、特にオフセット情報を考慮して、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるターゲットエリア内の空間ターゲット位置をガイド変数として決定するよう設計されることが有利である。この場合、特性は、特に、例えばインプラントの又はインプラントの一部の寸法だけでなく、例えば手術器具の形態での更なるアイテムの又はターゲットエリアの領域の寸法も示す。特性はまた、その構造、例えば、インプラントの形態でのアイテムの裏側の３－Ｄ電極、又は対象領域ボリューム内の血管の経路を説明してもよい。幾何学的関係は、特に、互いに対する領域の相対位置、例えば、対象領域ボリュームにおける血管からのアイテムの距離を説明する。コンピュータプログラムによってガイド変数を決定する場合の特性及び／又は幾何学的関係を考慮することは、対象領域ボリュームにおけるアイテムの取り付けが自動的に、またより高い精度で、且つ可能な限り低い合併症のリスクで実行され得るという点で有利である。有利には、アイテムの座部は、前記アイテム、例えばインプラントをそのターゲットエリアに取り付けた後に検証される。

好ましくは、対象領域ボリュームのＯＣＴ血管造影データは、全ての実施形態において、対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得される走査情報から生成される。ＯＣＴ血管造影法は、網膜及び脈絡膜の血管構造の非侵襲的三次元表現を可能にする臨床検査法である。技術的な観点から、ＯＣＴ－Ａは、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）の発展である。より強力なソフトウェア及びハードウェアの結果として、ＯＣＴ－Ａは、形態学的解析だけでなく、３次元網膜及び脈絡膜灌流解析も容易にする。この場合、コンピュータプログラムは、有利に、ＯＣＴ血管造影データに基づいてターゲットエリアにおける血管の位置及び／又は寸法を決定するために設計される。ＯＣＴ－Ａによるターゲットエリア内の血管の表現及び／又は測定は、アイテムを案内及び配置する場合、並びにターゲットエリア又はターゲットエリア内のターゲット位置を決定する場合に、ターゲットエリアに対するアイテムのためのガイド変数を決定するコンピュータプログラムの計算ルーチンによって、血管の位置及び／又は寸法が考慮されるという点で有利である。これは、介入中の比較的大きな血管への損傷の結果としての合併症を回避する。

特に、ここでは、コンピュータプログラムが、アイテムのためのターゲットエリアにおける空間ターゲット位置を決定するための位置計算ルーチンを有し、この位置計算ルーチンが、空間ターゲット位置にアイテムを配置する場合に穿刺される血管の数を最小化するよう設計される場合に有利である。この手段はまた、手術において比較的大きな血管又は必要以上に多数の血管を損傷する可能性を最小にする。

本発明の有利な実施形態は、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるアイテムのセクションの相対位置、及び／又は手術前に決定されるデータ、及び／又はターゲットエリアに関して決定されるべきガイド変数、及び／又はこのガイド変数から導出される変数を視覚化するためのデバイスを含む。結果として、外科医は、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成内のアイテム、例えばインプラント又は手術器具の相対位置を恒久的に監視することができる。手術前に決定されるデータは、例えば、手術前に決定されるターゲットエリア又は手術の前に計画される更なる情報を外科医に表示するために、同様に視覚化することができる。アイテムを変位させるための制御信号等の確認されたガイド変数、及び放出されるボリューム又は除去される物質の量も、外科医のために視覚化することができる。これは、ガイド変数から導出される変数、例えば、放出されるべき量に対するターゲット値の形態での以前に決定されたガイド変数から決定される再調整されるべきボリュームにも適用される。コンピュータプログラムは、ターゲットエリアに関して決定されるガイド変数及び／又はそれから導出される変数に基づいて、外科医のための音響的、光学的、又は触覚的な指示信号を生成することができる。

本発明の有利な展開は、コンピュータプログラムが、対象領域ボリュームの補正された３－Ｄ再構成を決定するための付影ルーチンを含むことを提供し、前記付影ルーチンは、アイテム（２４、２４’）によって付影される領域を認識し、これらの領域に関して対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成のための補償ルールを指定する。結果として、個々の領域における細部の可視性を低下させる付影をせずに、対象領域ボリュームの補正された３－Ｄ再構成を決定することが可能である。これは、対象領域ボリュームの改善された３－Ｄ印象の結果として外科医のための配置のより良好な管理可能性と、決定されるべきターゲット位置及び／又はターゲットエリアのデータのより高い精度とを保証する。これはまた、データ内の重要な領域が影によって覆われないため、手術中の合併症のリスクを低減する。

この場合、アイテムによって付影される領域を認識するため及び／又は３－Ｄ再構成のための補償ルールを指定するための付影ルーチンは、欧州特許出願公開第３００５９３７Ａ１号明細書に説明されているように、異なる記録時間からのＯＣＴデータを用いてもよい。その代替として、付影された領域を認識するための及び／又は補償ルールを指定するための付影ルーチンは、他のモダリティからのデータ、例えば、光学データ、ＭＲＩデータ、超音波画像、又はＣＴデータを用いてもよい。一例として、陰影は、ＯＣＴデータよりもこれらのデータにおいてより容易に認識可能であってもよいか、又はこれらのデータは、陰影がない場合さえあってもよい。また、手術前に決定されるデータ９２を、この目的のために用いてもよい。代替として、陰影の認識及び置換のための付影ルーチンはまた、現在計算されている３－Ｄ再構成９４及び／又は現在記録されているＯＣＴデータを考慮に入れてもよい。

付影された領域を認識するため、例えば、取得されたＯＣＴデータのグレースケール値を解析し、これらを周囲の又は異なる時間におけるグレースケール値と比較することが可能である。閾値を定義することによって、閾値未満のグレースケール値を有する点を影であると識別することが可能である。影を認識するため、画像内のエッジのプロファイルを考慮することも可能である。長い直線のエッジは、通常、身体の組織には生じないため、この場合の長い直線のエッジは、人工アイテムの影を示す。代替として、光源及びアイテムの位置が手術中に既知である場合、レイトレーシングによって影の位置を計算することも可能である。

代替として、付影ルーチンは、要素の陰影から離間した位置で同時に取得された付影領域に関するデータを用いて、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成においてアイテムによって付影された領域を置き換えることができる。代替として、付影ルーチンは、例えば、その全てを本明細書中に引用し、その開示を本発明の説明に組み込む文献「Ｌｉｕ，Ｙａｏｊｉｅ及びＳｈｕ，Ｃｈａｎｇ，Ａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｍａｇｅｉｎｐａｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥ－ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５」に説明されているようなインペインティング方法によって、アイテムにより付影される領域をコンピュータプログラムによって生成されるデータと置き換えることができる。これらの手段は、付影領域内の情報を可能な限り現実的に表すことができ、患者の安全に寄与するという点で有利である。更に、これらは、厄介な要素の陰影なしに３－Ｄ再構成の表現を容易にし、この表現は、実装が容易であり、ほとんど計算時間を必要としない。

本発明の有利な発展形態は、コンピュータプログラムが、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成においてアイテムのための空間ターゲット位置を決定するよう設計されることを提供する。好ましくは、アイテムのための空間ターゲット位置は、ここでは対象領域ボリューム内のターゲットエリアにおいて決定される。この手段は、外科的方法の自動化、及びアイテムを案内する場合のより高い精度に寄与する。

コンピュータプログラムは、空間ターゲット位置からのアイテムのセクションの空間的オフセットに関するオフセット情報を決定するよう設計されることが有利である。オフセット情報に基づいて、コンピュータプログラムは、この手段が外科的方法の自動化及びアイテム誘導の精度も支援するように、アイテムを案内するための制御信号を自動的に生成することが可能である。

本発明の有利な実施形態は、コンピュータプログラムが、撮像方法を用いて対象領域ボリュームを検査することによって、特に、ＯＣＴデバイスのＯＣＴ走査ビームによって対象領域ボリュームを走査することによって取得されるか、及び／又は手術前に決定されるデータであるか、及び／又は対象領域ボリューム内のアイテムのセクションの位置を決定するためのセンサ信号に関するデータであるデータから、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成を決定するよう設計されることを提供する。この場合、当業者は、対象領域ボリュームの３Ｄ再構成を計算するために、例えば、刊行物「ＪｕｓｔｉｎＡ．Ｅｉｃｈｅｌ，ＫｏｓｔａｄｉｎｋａＫ．Ｂｉｚｈｅｖａ，ＤａｖｉｄＡ．Ｃｌａｕｓｉ，ＰａｕｌＷ．Ｆｉｅｇｕｔｈ，Ａｕｔｏｍａｔｅｄ３ＤＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｆｒｏｍＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ（ＥＣＣＶ），２０１０，ｐ．４４－５７」に説明されているような従来の方法、又は、例えば、刊行物「ＨｕｇｈＤｕｒｒａｎｔ－Ｗｈｙｔｅ，ＴｉｍＢａｉｌｅｙ，ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）：ＰａｒｔＩＴｈｅＥｓｓｅｎｔｉａｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＭａｇａｚｉｎｅ，２００６」に説明されているような同時位置確認及びマッピング方法（ＳＬＡＭ）を用いることができる。前述の両刊行物の全てを本明細書中に引用し、その開示を本発明の説明に組み込む。この手段は、計算された３－Ｄ再構成を可能な限り高い精度で実行することができ、そのため、結果が可能な限り現実的であるという点で有利である。これは、患者の安全性を高める。

また、コンピュータプログラムが、位置合わせ方法によって互いに関するデータの相対的な空間位置を決定するよう設計され、前記データは、以下の群：対象領域ボリュームを走査することによってＯＣＴデバイスによって取得される走査情報、対象領域ボリューム、更なる撮像方法からのデータ、特に、光学画像表現、ＭＲＩデータ、ＣＴデータ、超音波画像、内視鏡画像、アイテムのセクションの位置、手術前に決定されるデータ、位置センサ信号からのデータを備える場合にも有利である。異なる種類のデータを用いることによって、対象領域ボリューム内のターゲットエリアの異なる態様を考慮に入れること及び／又は表すことが可能である。その上、異なるモダリティからのデータにおける冗長情報の使用は、位置合わせ方法の結果のより高い精度につながる。

位置合わせ方法については、当業者に公知の方法、特に、例えば、刊行物「Ｆ．Ｏｌｉｖｅｉｒａ，Ｊ．ＴａｖａｒｅｓＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｅＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ：ａＲｅｖｉｅｗ，ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅｔｈｏｄｓｉｎＢｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４」に見られるような医療データを位置合わせするための方法を用いることができ、その全てを本明細書中に引用し、その開示を本発明の説明に組み込む。

コンピュータプログラムがデータの連続的な位置合わせのために設計される場合、更に有利である。結果として、位置合わせの結果は常に現在存在する状態に一致し、患者の安全性を高める。

好ましくは、ＯＣＴデータの生成と、３－Ｄ再構成の計算と、様々なデータの位置合わせとは、この場合、外科医が手術の過程を常に確認できるように、リアルタイムで外科医のために現在の対象領域ボリューム内のアイテムの視覚化を容易にするために、リアルタイムで実行される。この手段はまた、患者の安全性を改善する。

本方法の有利な発展形態において、ＯＣＴデバイスは、ＯＣＴ走査ビームによる対象領域ボリュームの引き続く連続走査のために設計され、及び／又は、ＯＣＴデバイスは、ＯＣＴ走査ビームによるアイテムのセクションを含む対象領域ボリュームの領域の引き続く連続走査のために設計される。コンピュータプログラムが、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成の引き続く連続決定のため、及び／又は対象領域ボリュームにおけるアイテムのセクションの相対位置の引き続く連続決定のために設計される場合も有利である。これは、ＯＣＴ走査情報と、これらのデータから生成される対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成と、対象領域におけるアイテムの相対位置とが、結果として現在存在する条件に常に適合され、システムの管理可能性及び患者の安全性を高めるためである。特に、ここでは、ＯＣＴ走査情報と、３－Ｄ再構成の決定と、対象領域ボリューム内のアイテムのセクションの相対位置とがリアルタイムで実施される場合に有利である。

コンピュータプログラムが、特定の走査パターンを用いて対象領域ボリューム及び／若しくはアイテムのセクションを走査するための、並びに／又はアイテムのセクションの位置と比較してより低い速度で対象領域ボリュームを走査する走査速度を調整するための走査ルーチンを含む場合、有利である。これにより、急速に変化する領域、特にアイテムが、通常は緩慢にしか変化しない領域よりも高い速度で走査されることが保証される。この手段は、計算時間を節約し、アイテムの決定された相対位置のより高い精度に繋がる。

コンピュータユニットに接続されるメモリから手術前に決定されるデータの、手術中の提供は有利である。この場合、手術前に決定されるデータは、対象領域、特に対象領域のセクションの更なる領域の画像、ターゲットエリアの画像又はデータ、距離、ターゲット位置、アイテムの幾何学的データ、特にその寸法又は例えば反射特性等の材料特性、センサ信号、バイオメトリック患者データ、特に瞳孔サイズ又は眼の間の距離等のバイオメトリックデータを備える群に由来していてもよい。コンピュータプログラムは、手術前に決定されるデータにおけるアイテムのためのターゲットエリア及び／又はターゲット位置を決定するためのルーチンと、手術前に決定されるデータを対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成と位置を合わせる位置合わせルーチンと、手術前に決定されるデータにおけるターゲットエリア及び／又はターゲット位置を対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成に転送するための転送ルーチンとを含む。結果として、手術前に決定されるデータからのターゲットエリア及び／又はターゲット位置等の情報項目を、存在する３－Ｄ再構成に自動的に転送することが可能である。これは、手術方法の包括的な自動化、並びに術前データに基づく３－Ｄ再構成におけるターゲットエリア及び／又はターゲット位置の正確な位置確認を容易にする。

その上、コンピュータプログラムが、組織構造及び／又は組織層をセグメント化するための方法の適用によって、手術前に決定されるデータにおいて、又は対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成において、ターゲットエリア及び／又は空間ターゲット位置を決定するよう設計される場合、有利である。この手段は、外科的方法のより高度な自動化に寄与する。

コンピュータプログラムが、基準に基づいて、３－Ｄ再構成を計算するための方法及び／又は対象領域ボリューム内のアイテムのセクションの相対位置を計算するための方法を適合させるよう設計される場合、有利である。この場合、方法が手術中に連続的に適合される場合に更に有利である。好ましくは、基準は、データの、及び／又は対象領域の、及び／又はアイテムの、及び／又は配置の、及び／又は位置合わせ方法の、及び／又は現在計算されている３－Ｄ再構成の、及び／又はアイテムのセクションの現在計算されている相対位置の特性を、この適合中に考慮に入れる。特に、この場合の基準は、データの利用可能性、及び／又はデータの測定精度、及び／又はデータの量、及び／又はデータの種類、及び／又はデータの異なるモダリティの種類若しくは量、及び／又は対象領域内の組織又は材料の種類若しくは特性の形態での対象領域の特性、及び／又はその寸法若しくは材料特性の形態でのアイテムの特性、及び／又は個々のコンポーネント若しくは照明設定の設定又は特性の形態での配置のデバイスの特性、及び／又は現在のデータに対するその適合性若しくは現在計算されている３－Ｄ再構成のその速度若しくは精度或いは品質及び／又はアイテムのセクションの現在計算されている相対位置の品質の形態での方法の特性を考慮する。これらの手段は、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成の及び／又はアイテムのより高い精度、及び／又は対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成におけるアイテムのセクションの相対位置のより高い精度に繋がる。これは、方法のより包括的な自動化を容易にする。

以下に、本発明の有利な例示的実施形態を略図に基づいて説明する。

外科用顕微鏡を有し、対象領域を走査するためのＯＣＴデバイスを有し、注入針の形態での手術器具の形態でのアイテムを有する第１の配置を示す。手術器具の拡大図を示す。網膜の一部の断面を示す。手術前に決定されるデータに基づく、対象領域ボリュームの３－Ｄ再構成へのターゲットエリアの転写を示す。幹細胞注入の間の不均質性を有する対象領域ボリュームのＯＣＴ－Ｂスキャンに関する画像データを示す。幹細胞注入の間の不均質性を有する対象領域ボリュームのＯＣＴ－Ｂスキャンに関する画像データを示す。外科用顕微鏡を有し、対象領域を走査するためのＯＣＴデバイスを有し、手術器具の形態でのアイテムを有し、画像提供デバイスを有する第２の配置を示す。外科用顕微鏡を有し、対象領域を走査するためのＯＣＴデバイスを有し、手術器具の形態でのアイテムを有し、ロボティクスユニットを有する第３の配置を示す。外科用顕微鏡を有し、対象領域を走査するためのＯＣＴデバイスを有し、手術器具の形態でのアイテムを有し、画像提供デバイスを有し、ロボティクスユニットを有する第４の配置を示す。網膜ピンの形態での更なるアイテムのためのアプリケータの形態でのアイテムを示す。網膜のためのインプラントの形態でのアイテムの前面を示す。網膜のためのインプラントの形態でのアイテムの背面を示す。３－Ｄ電極を有するインプラントの形態でのアイテムの拡大部分図を示す。網膜ピンのためのアプリケータを有し、インプラントを有する、カメラによって取り込まれる患者の眼の眼内部における手術領域の第１の画像を示す。網膜ピンのためのアプリケータを有し、インプラントを有する、カメラによって取り込まれる患者の眼の眼内部における手術領域の更なる画像を示す。付影領域を生成する硝子体切除のための硝子体切除装置を有する、カメラによって取り込まれる患者の眼の眼内部における手術領域の画像を示す。血管の視覚化のためのＯＣＴ血管造影データに基づく患者の眼の眼底の画像を示す。インプラントを有し、患者の眼の網膜上の損傷した血管から流出する血液を有する、カメラによって取り込まれる患者の眼の眼内部における手術領域の画像を示す。

図１に示す配置１０は、対象領域１８を拡大して視覚化するための外科用顕微鏡１６を含む。一例として、外科用顕微鏡１６は、ＣａｒｌＺｅｉｓｓＭｅｄｉｔｅｃＡＧによるＯＰＭＩ（登録商標）Ｌｕｍｅｒａ６６０Ｒｅｓｃａｎ外科用顕微鏡とすることができる。配置１０は、例えば、Ａ．Ｅｈｎｅｓ著、「ＥｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇｅｉｎｅｓＳｃｈｉｃｈｔｓｅｇｍｅｎｔｉｅｒｕｎｇｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｕｓｚｕｒａｕｔｏｍａｔｉｓｃｈｅｎＡｎａｌｙｓｅｖｏｎｉｎｄｉｃｅｒｕｅｌｅｎＮｅｔｚｈａｕｔｓｃｈｉｃｈｔｅｎｉｎｏｐｔｉｓｃｈｅｎＫｏｈａｅｒｅｎｚｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｅ－Ｂ－Ｓｃａｎｓ」、Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｉｅｓｓｅｎ（２０１３）の第３章、４５～８２頁において説明されているように、患者の眼１４においてＡ－、Ｂ－、及びＣ－スキャンにより対象領域ボリューム２２を走査するためのＯＣＴ走査ビーム２１を提供するＯＣＴデバイス２０を備えている。

配置１０は、対象領域１８内に配置可能であり、マーカー７８に基づいてＯＣＴデバイス２０によって対象領域ボリューム２２内に位置確認可能であるセクション８４を有する手術器具の形態でのアイテム２４を備えている。

外科用顕微鏡１６は、対象領域１８内の顕微鏡主対物レンズ４２を通して患者の眼１４の検査を容易にする立体観察ビーム経路３８、４０を備えている。外科用顕微鏡１６は、更に、ズームシステム４４及び接眼レンズ４６を備える。それは、接眼レンズ４６において患者の眼１４を立体的に視覚化する目的のため、顕微鏡主対物レンズ４２を通して対象領域１８を照明光により照明する照明装置４８を備えている。

ＯＣＴデバイス２０は、調整可能な走査ミラー５０、５２並びにビームスプリッタ５４及び５６によって、顕微鏡主対物レンズ４２を通って対象領域ボリューム２２内の対象領域１８に案内される短いコヒーレント光を有するＯＣＴ走査ビーム２１を提供する。対象領域ボリューム２２内で散乱するＯＣＴ走査ビーム２１の光は、少なくとも部分的に同じ光路を介してＯＣＴデバイス２０に戻る。次いで、走査光の光路は、ＯＣＴデバイス２０において基準光路と比較される。これを用いて、対象領域１８内の散乱中心の正確な位置、特に光学的有効エリアの位置を、ＯＣＴ走査ビーム２１内の短コヒーレント光のコヒーレンス長Ｉ_ｃに対応する精度で検出することが可能である。

外科用顕微鏡１６には、ＯＣＴ走査ビーム２１を制御し、対象領域１８においてＯＣＴ走査ビーム２１によって走査される対象領域ボリューム２２の位置を設定するためのデバイス５８が存在する。デバイス５８は、コンピュータユニット６０を含んでいる。コンピュータユニット６０は、ターゲット値を入力するための手段として入力インターフェース６１を有し、ＯＣＴ走査ビーム２１を制御し、且つ、ＯＣＴ走査ビーム２１によって走査される対象領域ボリューム２２の空間範囲及び位置、即ち相対位置及び配向を調整するためのコンピュータプログラムを含む。ＯＣＴ走査ビーム２１を制御するためのデバイス５８は、この場合、ＯＣＴ走査ビーム２１によって、対象領域ボリューム２２及びアイテム２４のセクション８４を含む対象領域ボリューム２２の領域の連続的な連続走査のために具現化される。この場合、ＯＣＴ走査ビーム２１は、外科医が迅速な視覚と手の協調を有することを可能にするために、１０ｍｓ～２０ｍｓのフレームレートを有する。

ＯＣＴ走査ビーム２１を制御するためのデバイス５８は、ユーザインターフェースを表示するためのディスプレイの形態で、コンピューティングユニット６０に接続されるディスプレイユニット２８を含み、その上で、ＯＣＴ走査ビーム２１によって患者の眼１４上で走査されるアイテム２４のセクション８４を有する対象領域ボリューム２２を、画像６４に基づいて視覚化することができる。その上、配置１０において、ＯＣＴデバイス２０のためのＯＣＴ走査情報は、データを重ね合わせるためのデバイス３４によって、外科用顕微鏡１６の接眼レンズ４６において外科医のために視覚化されてもよい。

ＯＣＴデバイス２０に接続されるコンピュータユニット６０は、加えて、信号発生器３０によって指示信号を生成する。幹細胞注入の場合、注入位置に到達すると、音響信号として生成される指示信号が信号発生器３０によって生成される。その上、ガイド変数から導出される、まだ注入されていない幹細胞の量の形態での変数は、視覚的指示信号に基づいて生成される。

更に、コンピューティングユニット６０のプログラムメモリ内のコンピュータプログラムは、ＯＣＴ走査ビーム２１のための基準長さと、患者の眼１４で対象領域内の対象領域ボリューム２２を走査するための調整可能走査ミラー５０、５２の設定とを指定する制御ルーチンを含む。ＯＣＴ走査ビーム２１によって走査される対象領域ボリューム２２を設定するためのデバイス５８には、オペレータによって作動可能な操作ユニットの形態での制御部材６２が存在する。制御ルーチンは、その上、特定の走査パターンを用いて対象領域ボリューム２２及びアイテム２４のセクション８４を走査するための走査ルーチンを含んでいる。プロセスにおいて、対象領域ボリューム２２は、データ量を可能な限り小さく保ち、従って計算時間を可能な限り短く保つために、アイテム２４のセクション８４よりも低いレートで走査される。

コンピュータユニット６０のプログラムメモリ内のコンピュータプログラムは、その上、対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得される走査情報を処理することによって、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４と、対象領域ボリューム２２内のアイテム２４のセクション８４の相対位置とを決定する役割を果たす。この場合、ＯＣＴ走査情報、３－Ｄ再構成９４、及び対象領域ボリューム２２内のアイテム２４のセクション８４の相対位置は、リアルタイムで決定される。その上、コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４におけるターゲットエリア９０を決定するための計算ルーチンを含む。アイテム２４のガイド変数は、ターゲットエリア９０に関連して決定される。ここで、この場合、ガイド変数は、コンピュータプログラムによって決定され、対象領域１８内のアイテム２４を案内する役割を果たす変数であると理解される。

対象領域ボリューム２２内の領域の付影は、基準に基づいて、対象領域ボリューム２２のターゲットエリア９０内の空間ターゲット位置９１へのアイテム２４の最適経路を計算する経路計画ルーチンを含むコンピュータプログラムによって回避される。この場合、経路計画ルーチンは、ＯＣＴデータ内の付影の存在を定量化する値の形態で付影の大きさを決定する。

光源位置が既知である場合、ＯＣＴデータ内のアイテム２４によって付影される領域は、アイテム２４のある特定の経路に対し、アイテム２４の計算された相対位置に基づいて、事前に計算される。この場合の付影の大きさは、付影の規模を表している。付影の大きさに基づいて、経路計画ルーチンは、次いで、付影の大きさの閾値を超えないターゲット位置９１へのアイテム２４の最短経路を決定する。代替として、経路計画ルーチンは、経路長及び付影の大きさの両方を可能な限り最大の程度に最小化する経路を決定するために、経路長及び付影の重み付けされた大きさの合計の基準を最小化する。コンピュータプログラムは、ディスプレイユニット２８を用いて外科医のためにアイテム２４の最適経路を視覚化するための視覚化ルーチンを含む。この場合、アイテム２４のターゲットエリア９０への経路を計画することは、ガイド変数を表す。

コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム２２内の領域の付影を防止するための付影ルーチンを含んでいてもよく、前記付影ルーチンは、アイテム２４によって付影される領域を識別し、これらの領域に関する対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４のための補償ルールを指定することに注視されたい。この場合、補償ルールは、付影された領域の置換を提供する。

他の記録時間における同じ領域のＯＣＴデータ、特に付影された領域の付影直前のＯＣＴデータは、３－Ｄ再構成９４において付影された領域を識別するため、及びそれらを置き換えるための両方に用いることができる。

幹細胞を網膜１５に注入する場合、注入針によって放出されるべき幹細胞の形態での媒体８８の量のボリュームのためのターゲット値が、ガイド変数として決定される。

図２は、手術器具の形態でのアイテム２４の拡大図である。

手術器具は、患者の眼１４の網膜１５に幹細胞を注入するための注入針である。注入針は、有効部分として機能するセクション８４と、外科医によって、又はその代替としてマイクロロボット７０によっても保持することができるハンドルセクション７６とを有する。注入針は、毛細管８６を含み、ターゲットエリア９０に媒体８８を放出するための開口８２を有する先端部８０を有する。注入針においてＯＣＴ走査ビーム２１によって位置確認可能なマーカー７８が存在している。

手術器具はまた、患者の眼１４の網膜１５上にインプラントを配置するための網膜ピンのためのアプリケータの形態であってもよいか、又は患者の眼１４から硝子体液を除去するための硝子体切除装置としてであってもよいことに注視されたい。その上、原則として、配置１０は、患者の眼１４に対する他の身体部分への手術にも用いることができることに注視されたい。

図３は、血管１０８並びに光受容体１１２及びドルーゼン１１４を備える、患者の眼１４の網膜１５の構造を示している。

図４は、手術前に決定されるデータ９２に基づくターゲットエリア９０’の、コンピュータユニット６０における対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４への転写を示している。対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４においてターゲットエリア９０及びターゲット位置９１を決定するため、手術前に決定される対象領域１８のデータ９２は、前記３－Ｄ再構成における計算によって、ターゲットエリア９０’におけるターゲット位置９１’と組み合わされる。ここで、ターゲット位置９１’は、アイテム２４がある特定の機能を実行すべき対象領域ボリューム２２に関連する手術前に決定されるデータ９２内の位置を示している。幹細胞を注入する場合、手術前に決定されるデータ９２内のターゲットエリア９０’内の意図する位置９１’は、網膜１５内の幹細胞注入のための想定される位置に対応する。

組織構造及び組織層をセグメント化するための方法は、手術前に決定されるデータ９２内のターゲット位置９１’及び／又はターゲットエリア９０’を決定する目的のために適用される。代替として、ターゲット位置９１’及び／又はターゲットエリア９０’はまた、手術前に決定されるデータ９２において外科医によってマークすることもできる。

ターゲット位置９１’及び／又はターゲットエリア９０’は、コンピュータプログラムによって、手術前に決定される対象領域ボリューム２２のデータ９２から、対象領域ボリューム２２を走査することによって得られる走査情報から、及び任意に更なるデータから決定される対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４に転写される。この場合、位置合わせ方法が転写に役立ち、前記位置合わせ方法は、手術前に決定されるデータ９２内のターゲットエリア９０’内のターゲット位置９１’を、対象領域ボリューム２２のターゲットエリア９０内のターゲット位置９１にマッピングする。代替として、外科医はまた、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４においてターゲット位置９１及び／又はターゲットエリア９０を直接マークすることもできる。

次いで、ガイド変数は、手術前に決定されるデータ９２内のターゲットエリア９０’の、又は対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４のデータを処理することによって決定される。幹細胞を注入する場合、ガイド変数は、まだ放出されている幹細胞の量の形態で決定される。

この点において、図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ、ターゲットエリア９０内のターゲット位置９１において放出される幹細胞を有する対象領域ボリューム２２のＯＣＴ－Ｂスキャンを示しており、ＯＣＴ－Ｂスキャンは注入不均一性を有している。

注入される幹細胞の量を監視及び制御するために、対象領域ボリューム２２のターゲットエリア９０内のターゲット位置９１において放出される幹細胞のボリューム量の実際の値は、幹細胞の放出前及び放出中に対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得されるターゲットエリア９０のＯＣＴ走査情報を比較することによって決定される。この場合、注入される幹細胞の量は、画像処理によって決定される。ボリューム変化を決定するために、例えば、異なる時間に取得されるＯＣＴ走査情報項目の差及び／又は異なる時間に決定される３－Ｄ再構成９４の差として現れる差分画像を評価することが可能である。注入された量の幹細胞がＯＣＴ走査放射に対して可視である粒子を含む場合、差分画像を用いて、画像処理によって、対象領域ボリューム２２内の漏出位置を決定することもできる。存在する可能性のある漏出は、これらの手段によって考慮され、特定量の幹細胞が実際に注入位置に注入されることが保証される。必要に応じて、注入位置、即ち注入針のターゲット位置は、幹細胞注入中に調整されてもよい。

外科医によって指定される注入されるべき幹細胞の量のターゲット値に基づいて、まだ放出されていない幹細胞の量の形態でのガイド変数は、放出される幹細胞の量のターゲット値と決定された実際値との間の差から決定される。幹細胞の量を再調整するため、コンピュータプログラムは、指定された量の幹細胞がターゲットエリア９０内のターゲット位置９１において取得されるまで、外科医のための指示信号及び／又は注入針を案内するマイクロロボット７０の制御ユニット７２に送信される注入針のための制御信号を生成する。

この場合、指示信号は、信号発生器３０によって外科医のために生成され、前記指示信号は、まだ放出されていない幹細胞の量又は既に放出された幹細胞の量を指定する。指示信号は、ディスプレイユニット２８のディスプレイ上にバーの形態で表される。信号に基づいて、外科医は、自身で幹細胞の注入を実行するか、又はマイクロロボット７０による注入処置を監視することができる。

図６は、外科用顕微鏡１６を有し、対象領域１８を走査するためのＯＣＴデバイス２０を有し、手術器具の形態でのアイテム２４を有し、画像提供デバイス６５を有する第２の配置１０’を示している。図６に示す第２の配置１０’のコンポーネント及び構成要素が、図１に見られる第１の配置１０のコンポーネント及び構成要素に対応する範囲内で、これらは、参照符号と同じ番号で識別されている。

画像提供デバイス６５は、患者の眼１４の画像をリアルタイムで取り込むことができる画像取込デバイス６６を含む。これに加えて又は代替として、画像提供デバイス６５は、対象領域に関する手術前に決定されたデータ９２が提供されるメモリ６３を含む。患者の眼１４の画像及び手術前に決定されたデータ９２は、プロセスにおいてより高い精度を得るように、３－Ｄ再構成９４を計算するために、ＯＣＴデバイス２０のＯＣＴ走査ビーム２１によって対象領域ボリューム２２を走査することによって得られたデータに加えて用いられる。原則として、バイオメトリック患者データ、例えば、眼の長さ、眼の直径、角膜横径（ｗｈｉｔｅ－ｔｏ－ｗｈｉｔｅ）、角膜厚、前房深度、又は前房隅角が、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４を作成する場合に、用いられてもよいことに注視されたい。

位置合わせ方法は、互いに対して異なるデータの相対的な空間位置を決定するため、及び、異なるデータソースを組み合わせるために用いられ、前記位置合わせ方法は、対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得された走査情報と、手術前に決定されたデータ９２と、アイテム２４、２４’のためのターゲット位置９１と、存在する場合、対象領域ボリューム２２の更なるデータとを処理する。これは、対象領域ボリューム２２の各視覚化において取得した全てのデータの同時使用を可能にする。

図７は、外科用顕微鏡１６を有し、対象領域１８を走査するためのＯＣＴデバイス２０を有し、手術器具の形態でのアイテム２４を有し、ロボティクスユニット６８を有する第３の配置１０’を示している。図８に示す第３の配置１０’’のコンポーネント及び構成要素が、図１に見られる第１の配置１０のコンポーネント及び構成要素、又は図６に見られる第２の配置１０’のコンポーネント及び構成要素に対応する範囲内で、これらは、参照符号と同じ番号で識別されている。

ロボティクスユニット６８は、制御ユニット７２を有するマイクロロボット７０を備えている。一例として、マイクロロボット７０は、ＰｒｅｃｅｙｅｓＢ．Ｖ．による眼科手術システムＲ１．１において提供されるような、モータドライブを有する手術器具のためのマニピュレータの形態とすることができる。

可能な限り包括的な操作の自動化を確実にするために、注入針の形態での手術器具として具現化されるアイテム２４の動きは、この場合、マイクロロボット７０によって設定される。ロボティクスユニット６８のマイクロロボット７０は、この場合、コンピュータユニット６０によって処理される情報項目に基づいて制御される。

ロボティクスユニット６８内のマイクロロボット７０を調整するためにコンピュータユニット６０によって生成される制御信号は、第３の配置１０’’’において、注入針の形態での手術器具として具現化されるアイテム２４のためのガイド変数である。

注入針の形態での手術器具として具現化されるアイテム２４の代わりに、マイクロロボットは、原則として、対象領域ボリューム２２内のターゲットエリア９０にアイテムを案内するために、アプリケータとして、又は網膜ピンとして、又は硝子体切除装置として具現化される手術器具の形態でのアイテムを移動させることもできることに注視されたい。空間ターゲット位置９１からのアイテム２４のセクション８４の空間オフセットを指定するオフセット情報も、この目的を達成するために、対象領域ボリューム２２内で決定されるターゲットエリア９０及びアイテム２４の決定された相対位置に基づいて、コンピュータプログラムによって計算することができる。次いで、アイテム２４を変位させるための制御信号がオフセット情報から生成され、マイクロロボット７０の制御ユニット７２に送信される。

図８は、外科用顕微鏡１６を有し、対象領域１８を走査するためのＯＣＴデバイス２０を有し、手術器具の形態でのアイテム２４を有し、ロボティクスユニット６８を有し、画像提供デバイス６５を有する第４の配置１０’’’を示している。図９に示す第４の配置１０’’’のコンポーネント及び構成要素が、図１、図６、及び図７に見られ、これらの図に基づいて説明される配置１０、１０’、１０’’のコンポーネント及び構成要素に対応する範囲内で、これらは、参照符号と同じ番号で識別されている。この場合、画像取込デバイス６６を有する画像提供デバイス６５は、ひいては、ＯＣＴデバイス２０によって得られる走査情報のみに基づく３－Ｄ再構成よりも高い精度で患者の眼１４の３－Ｄ再構成９４の計算を容易にする。

硝子体切除装置の形態でもある手術器具による硝子体切除の間、網膜１５のそれぞれの点から除去される硝子体液の量も、上で説明した配置におけるガイド変数として指定されてもよいことに注視されたい。

その上、手術器具がまた、硝子体切除装置の形態である場合、患者の眼１４から除去される硝子体液の量も、上で説明した配置１０、１０’、１０’’、１０’’’において表示信号として示すことができることに注視されたい。

図９は、インプラントの形態での更なるアイテムを網膜１５に固定する役割を果たす網膜ピンの形態での更なるアイテム２４’を配置するためのアプリケータの形態での手術器具として具現化されるアイテム２４を示している。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、アイテム２４としての患者の眼１４の網膜１５のためのインプラントを示しており、前記インプラントは、光起電アセンブリ及び画像取込アセンブリ１１８を有する電源１１６を含む。この場合、図１０Ａは、網膜から離間して面する側に向けられる視線方向の場合のインプラントの斜視図である。図１０Ｂは、患者の眼１４の網膜に面する側の視線方向の場合のインプラントの斜視図である。図１０Ｃは、インプラントの拡大部分図である。インプラントは、網膜１５に入り込み、そこで神経路の神経回路網と相互作用する３－Ｄ電極１２０を有している。

上で説明した装置１０、１０’、１０’’、１０’’’において、患者の眼の網膜１５への網膜ピンの想定される取り付け位置のターゲット位置９１、及び網膜１５上のインプラントの形態でのアイテム２４の実際の位置は、患者の眼１４にインプラントを取り付ける目的のため、ディスプレイユニット２８上に表示することができる。

図１１は、カメラによって取り込まれる患者の眼１４の眼内部の手術領域の第１の画像を示しており、前記画像は、網膜ピンのためのアプリケータの形態での第１のアイテム２４を含み、網膜１５上へのその配置の直前のインプラントの形態での更なるアイテム２４’を含む。図１２は、インプラントが網膜１５上に配置された後の手術領域の対応する画像を示している。インプラントが網膜に取り付けられた後、インプラントの座部は、例えば、インプラントがその意図された生理学的機能を果たすかどうかを外科医が検査することによって検証される。インプラントが患者の眼１４の網膜１５に取り付けられる場合、インプラントを固定するための網膜ピンを取り付けるためのアプリケータの変位に対する制御信号の形態でのガイド変数が、コンピュータプログラムによって生成され、外科医又はマイクロロボット７０の制御ユニット７２に送信される。

図１３は、血管の視覚化のためのＯＣＴ血管造影データに基づく患者の眼１４の眼底の画像１０６を示している。上で説明した配置１０、１０’、１０’’、１０’’’において、対応するＯＣＴ血管造影データは、対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得される走査情報から生成することができ、ディスプレイユニット２８上に表示することができる。画像１０６は、対象領域１８における血管１０８の経路を示している。血管１０８の位置及び／又は直径若しくは長さ等の寸法は、コンピュータプログラムによって、ＯＣＴ血管造影データに基づく画像１０６に基づいて、例えば画像処理によって決定される。この情報は、次いで、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４においてターゲットエリア９０内のアイテム２４、２４’のターゲット位置９１を決定する場合に考慮される。特に、ターゲットエリア９０内のアイテム２４、２４’のための空間ターゲット位置９１を決定する場合に、穿刺される血管１０８の数が最小化される。

図１４は、インプラントを有し、患者の眼１４の網膜１５上の損傷した血管１０８から流出する血液を有する、カメラによって取り込まれる患者の眼１４の眼内部の手術領域の画像を示している。

対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得される走査情報からのＯＣＴ血管造影データは、眼科外科手術の場合に比較的大きな血管１０８を損傷する結果としての出血１１０の防止を可能にする。

図１５は、患者の眼１４の眼内部の手術領域の、カメラによって取り込まれる画像であり、ここでは、硝子体切除のための硝子体切除装置の形態でのアイテム２４が位置決めされ、その結果として、患者の眼１４の領域１０４が付影される。残存物のない正確な硝子体切除は、改善された信号対雑音比を容易にするように、網膜インプラント手術の成功にとって重要である。

従って、硝子体切除装置による眼科外科手術の適用範囲内の硝子体切除に対して、ターゲットエリア９０内の後者のターゲット位置９１は、硝子体液が除去されるべき対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４内の場所として、上で説明した装置１０、１０’、１０’’、１０’’’内のディスプレイユニット２８上に表示することができる。

従って、上で説明した配置１０、１０’、１０’’、１０’’’のコンピュータユニット６０におけるコンピュータプログラムの計算ルーチンは、除去される硝子体液の量が、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４においてターゲットエリア９０を処理することによってガイド変数として決定されるように、硝子体切除装置による硝子体切除のために設計されている。代替として、除去される硝子体液の量はまた、手術前に決定されたデータ９２を処理することによって、又は外科医によるターゲット値の入力によって決定することもできる。この場合、図１５から明らかなように、硝子体液は、硝子体液のより正確な識別を容易にし、従って、可能であれば残留物なくその除去を容易にするために、トリアムシノロンマーカーを注入することによって識別される。この場合、除去される硝子体液は、網膜１５上の各点について、その上に位置する除去される硝子体液の量を示す等高線図に基づいて外科医に視覚化される。更に、硝子体切除の間、コンピュータプログラムは、連続的に、硝子体液と対象領域１８をすすぐための溶液（ＢＳＳ）との間の境界を外科医に示す。結果として、除去される硝子体液の量を、画像処理によって自動的に決定することができ、ディスプレイユニットによって手術領域の視覚化において表示することができる。

注入針又は硝子体切除装置の形態での手術器具を変位させるための制御信号の形態での更なるガイド変数は、幹細胞を注入する場合及び硝子体液を除去する場合の両方において生成され、前記更なるガイド変数は、外科医又はマイクロロボット７０の制御ユニット７２に送信される。

図１５は更に、硝子体切除装置の形態でのアイテム２４によって付影される対象領域ボリューム２２内の領域１０４を示している。コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム２２内の領域の付影を防止する付影ルーチンを含む。それは、アイテム２４によって付影される領域１０４を識別し、これらの領域に対する対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４のための補償ルールを指定する。この場合、補償ルールは、付影された領域の置換を提供する。他の記録時間における同じ領域のＯＣＴデータ、特に付影された領域１０４の付影直前のＯＣＴデータは、図１５に示す３－Ｄ再構成９４において付影された領域１０４を識別するため、及びそれらを置き換えるための両方に用いることができる。その代替として、付影された領域を認識するための及び／又は補償ルールを指定するための付影ルーチンは、現在の３－Ｄ再構成９４及び／又は現在記録されているＯＣＴデータ及び／又は同じ領域に関する他のモダリティからのデータ、例えば、光学データ、ＭＲＩデータ、超音波画像、又はＣＴデータを用いてもよい。また、手術前に決定されるデータ９２を用いてもよい。代替として、付影された領域１０４は、３－Ｄ再構成９４において検出されてもよく、付影された領域１０４の外側の他の領域から取得されるデータによって置き換えられてもよい。代替として、付影領域１０４は、データ又は３－Ｄ再構成９４において検出されてもよく、例えばインペインティング方法によって、コンピュータプログラムによって生成されるデータによって置き換えられてもよい。

領域の付影は、基準に基づいて、対象領域ボリューム２２のターゲットエリア９０内の空間ターゲット位置９１へのアイテム２４の最適経路を計算する経路計画ルーチンを含むコンピュータプログラムによって回避することができる。この場合、経路計画ルーチンは、ＯＣＴデータ内の陰影の存在を定量化する値の形態で陰影の大きさを決定する。光源位置が既知である場合、ＯＣＴデータ内のアイテム２４によって付影される領域１０４は、アイテム２４のある特定の経路に対し、アイテム２４の計算された相対位置に基づいて、事前に計算される。この場合の付影の大きさは、付影の規模を表している。付影の大きさに基づいて、経路計画ルーチンは、次いで、付影の大きさの閾値を超えないターゲット位置９１へのアイテム２４の最短経路を決定する。代替として、経路計画ルーチンは、経路長及び付影の大きさの両方を可能な限り最大の程度に最小化する経路を決定するために、経路長及び付影の重み付けされた大きさの合計の基準を最小化する。コンピュータプログラムは、ディスプレイユニット２８を用いて外科医のためにアイテム２４の最適経路を視覚化するための視覚化ルーチンを含む。この場合、アイテム２４のターゲットエリア９０への経路を計画することは、ガイド変数を表す。

３－Ｄ再構成方法の入力データ及び位置合わせ方法の入力データの両方は、可能であれば、手術中に、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４に対してより高い精度を得るために、提供されたデータの可用性及び測定精度に対して調整されることに注視されたい。個々のデータ点の測定精度が低すぎる場合、これらはそれぞれの方法によって考慮されない。

要約すれば、特に以下に留意されたい。本発明は、配置１０、１０’、１０’’、１０’’’に関し、ＯＣＴ走査ビーム２１によって、対象領域１８内に配置される対象領域ボリューム２２を走査するためのＯＣＴデバイス２０を備え、対象領域１８内に配置可能であり、ＯＣＴデバイス２０によって前記対象領域ボリューム２２において位置確認可能である対象領域ボリューム２２内のセクション８４を有するアイテム２４を備え、ＯＣＴデバイス２０に接続され、且つ、対象領域ボリューム２２を走査することによってＯＣＴデバイス２０によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４を決定し、対象領域ボリューム２２内のアイテム２４のセクション８４の相対位置を決定するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータユニット６０を備え、コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム２２の３－Ｄ再構成９４においてターゲットエリア９０を決定するための計算ルーチンを有し、前記計算ルーチンは、ターゲットエリア９０に関してアイテム２４のためのガイド変数を決定する。

特に、本発明は、以下の条項において特定される以下の態様に関する。
１．
ＯＣＴ走査ビーム（２１）によって対象領域（１８）内の対象領域ボリューム（２２）を走査するためのＯＣＴデバイス（２０）を備え、
対象領域ボリューム（２２）内に配置可能であり、そこでＯＣＴデバイス（２０）によって位置確認可能であるセクション（８４）を有するアイテム（２４、２４’）を備え、
ＯＣＴデバイス（２０）に接続され、且つ、対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定し、対象領域ボリューム（２２）内のアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）の相対位置を決定するためのコンピュータプログラムを含む、コンピュータユニット（６０）を備える、配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）であって、
コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）においてターゲットエリア（９０）を決定するための計算ルーチンを有し、前記計算ルーチンは、ターゲットエリア（９０）に関してアイテム（２４、２４’）のためのガイド変数を決定することを特徴とする。
２．条項１による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）であって、
コンピュータプログラムは、撮像方法を用いて対象領域ボリューム（２２）を検査することによって、特に、ＯＣＴデバイス（２０）のＯＣＴ走査ビーム（２１）によって対象領域ボリューム（２２）を走査することによって取得されるか、及び／若しくは手術前に決定されるデータ（９２）であるか、及び／又は対象領域ボリューム（２２）内のアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）の位置を決定するためのセンサ信号に関するデータであるデータから、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するよう設計され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、位置合わせ方法によって互いに関するデータの相対的な空間位置を決定するよう設計され、前記データは、以下の群：対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得される走査情報、対象領域ボリューム（２２）、更なる撮像方法からのデータ、特に、光学画像表現、ＭＲＩデータ、ＣＴデータ、超音波画像、内視鏡画像、アイテム（２４）のセクション（８４）の位置、手術前に決定されるデータ（９２）、位置センサ信号からのデータを備え、
並びに／又は、
ＯＣＴデバイス（２０）は、ＯＣＴ走査ビーム（２１）による対象領域ボリューム（２２）の引き続く連続走査のために設計され、及び／若しくは、ＯＣＴデバイス（２０）は、ＯＣＴ走査ビーム（２１）によるアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）を含む対象領域ボリューム（２２）の領域の引き続く連続走査のために設計され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）の引き続く連続決定のため、及び／若しくは対象領域ボリューム（２２）におけるアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）の相対位置の引き続く連続決定のために設計され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）においてアイテム（２４、２４’）のための空間ターゲット位置（９１）を決定するよう設計され、
並びに／又は、
コンピュータユニット（６０）は、手術前に決定されるデータ（９２）の手術中の提供のためのメモリ（６３）に接続され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、組織構造及び／若しくは組織層をセグメント化するための方法の適用によって、手術前に決定されるデータ（９２）におけるターゲットエリア（９０’）及び／若しくは空間ターゲット位置（９１’）、並びに／若しくは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）及び／若しくは空間ターゲット位置（９１）を決定するよう設計され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、アイテム（２４、２４’）のための制御信号の形態でのガイド変数を生成するためのルーチンを含み、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、アイテム（２４）及び／若しくは更なるアイテム（２４’）及び／若しくは対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）の特性を考慮して、及び／若しくはこれらの間の幾何学的関係、特にオフセット情報を考慮して、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）内の空間ターゲット位置（９１）をガイド変数として決定するよう設計され、
並びに／又は、
配置は、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるアイテム（２４）のセクション（８４）の相対位置を視覚化するための、及び／若しくは手術前に決定されるデータ（９２）を視覚化するための、及び／若しくはターゲットエリア（９０）に関して決定されるガイド変数を視覚化するための、及び／若しくはガイド変数から導出される変数を視覚化するためのデバイスを備え、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、ターゲットエリア（９０）に関して決定されるガイド変数及び／若しくはそれから導出される変数に基づいて、外科医のための音響的、光学的、若しくは触覚的な指示信号を生成し、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、対象領域ボリューム（２２）の補正された３－Ｄ再構成（９４）を決定するための付影ルーチンを含み、前記付影ルーチンは、アイテム（２４、２４’）によって付影される領域（１０４）を認識し、これらの領域に関して対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）のための補償ルールを指定し、
並びに／又は、
ＯＣＴ走査ビーム（２１）によって位置確認可能なマーカー（７８）が、アイテム（２４、２４’）のセクション（８４）及び／若しくは対象領域（１８）内に配置され、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、特定の走査パターンを用いて対象領域ボリューム（２２）及び／若しくはアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）を走査するための、並びに／又はアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）の位置と比較してより低い速度で対象領域ボリューム（２２）を走査する走査速度を調整するための走査ルーチンを含み、
並びに／又は、
コンピュータプログラムは、基準に基づいて、３－Ｄ再構成（９４）のための決定ルール及び／若しくは対象領域ボリューム（２２）内のアイテム（２４、２４’）のセクション（８４）の相対位置のための決定ルールを調整するために設計される、
ことを特徴とする。
３．対象領域ボリューム（２２）のＯＣＴ血管造影データ（１０６）は、対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得される走査情報から生成されることを特徴とする、条項１又は２による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
４．コンピュータプログラムは、ＯＣＴ血管造影データ（１０６）に基づいてターゲットエリア（９０）内の血管（１０８）の位置及び／又は寸法を決定するよう設計され、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）においてターゲットエリア（９０）を決定するためのコンピュータプログラムの計算ルーチンは、ターゲットエリア（９０）内の血管（１０８）の経路及び／又は位置及び／又は寸法を考慮することを特徴とする、条項３による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
５．コンピュータプログラムは、基準に基づいて空間ターゲット位置（９１）へのアイテム（２４、２４’）の最適経路を計算する経路計画ルーチンを含むことを特徴とする、条項１～４のいずれか一項による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
６．基準は、計算された３－Ｄ再構成（９４）においてアイテム（２４、２４’）に起因する陰影の存在を定量化する付影の大きさであることを特徴とする、条項５による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
７．コンピュータプログラムは、手術前に決定される提供されたデータ（９２）におけるアイテム（２４）のためのターゲットエリア（９０’）及び／又はターゲット位置（９１’）を決定するためのルーチンを含み、手術前に決定されるデータ（９２）を対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）と位置を合わせる位置合わせルーチンと、手術前に決定されるデータ（９２）におけるターゲットエリア（９０’）及び／又はターゲット位置（９１’）を対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）に転写するための転写ルーチンとを有することを特徴とする、条項１～６のいずれか一項による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
８．アイテム（２４、２４’）は、媒体（８８）の放出のための開口部（８２）を有する毛細管（８６）を備える手術器具の形態であることを特徴とする、条項１～７のいずれか一項による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
９．コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）を処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータ（９２）を処理することによって、及び／又は対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、放出された媒体（８８）のボリュームのためのターゲット値をガイド変数として決定する役割を果たすことを特徴とする、条項８による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
１０．コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）のデータ、及び／又は媒体（８８）の放出前及び放出中に対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるターゲットエリア（９０）の走査情報を比較することによって、ターゲットエリア（９０）内に放出される媒体（８８）のボリュームの実際値を決定する役割を果たすことを特徴とする、条項８又は９による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
１１．コンピュータプログラムの計算ルーチンは、放出された媒体（８８）のボリュームの再調整のためのガイド変数として、ターゲットエリア（９０）内に放出される媒体（８８）のボリュームのターゲット値と実際値との間の差を決定するよう設計されることを特徴とする、条項８～１０のいずれか一項による配置。
１２．コンピュータプログラムの計算ルーチンは、対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）においてターゲットエリア（９０）を処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータ（９２）を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、除去される物質の位置及び／又は除去される物質の量をガイド変数として決定する役割を果たすことを特徴とする、条項１～７のいずれか一項による配置。
１３．対象領域ボリューム（２２）内の除去される物質の位置及び／又は除去される物質の量を視覚化するための視覚化ルーチンを特徴とする、条項１２による配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
１４．対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域（１８）内の対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するための、及び、前記対象領域ボリューム（２２）におけるアイテム（２４）のセクション（８４）の相対位置を決定するためのコンピュータプログラムであって、
対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）と、ターゲットエリア（９０）に関するアイテム（２４）のためのガイド変数とを決定することを特徴とする、コンピュータプログラム。
１５．条項１４によるコンピュータプログラムによって、対象領域（１８）内の対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するための、及び、対象領域ボリューム（２２）におけるアイテム（２４）のセクション（８４）の相対位置を決定するための方法。

１０、１０’、１０’’、１０’’’ 配置／装置
１２角膜
１４患者の眼
１５網膜
１６外科用顕微鏡
１８対象領域
２０ＯＣＴデバイス
２１ＯＣＴ走査ビーム
２２対象領域ボリューム
２４、２４’ アイテム
２６光軸
２８ディスプレイユニット
３０信号発生器
３４データ重ね合わせ
３８、４０立体観察ビーム経路
４２顕微鏡主対物レンズ
４４ズームシステム
４６接眼レンズ
４８照明装置
５０、５２走査ミラー
５４、５６ビームスプリッタ
５８デバイス
６０コンピュータユニット
６１入力インターフェース
６２制御部材
６３メモリ
６４画像
６５画像提供デバイス
６６画像取込デバイス
６８ロボティクスユニット
７０マイクロロボット
７２制御ユニット
７６ハンドルセクション
７８マーカー
８０先端
８２開口部
８４セクション
８６毛細管
８８媒体
９０ターゲットエリア
９０’ 手術前に決定されるデータにおけるターゲットエリア
９１ターゲット位置
９１’ 手術前に決定されるデータにおけるターゲット位置
９２手術前に決定されるデータ
９４３－Ｄ再構成
１０４付影された領域
１０６ＯＣＴ血管造影データに基づく画像
１０８血管
１１０出血
１１２光受容体
１１４ドルーゼン
１１６電源
１１８画像取込アセンブリ
１２０３－Ｄ電極

Claims

ＯＣＴ走査ビーム（２１）によって対象領域（１８）内の対象領域ボリューム（２２）を走査するためのＯＣＴデバイス（２０）を備え、
前記対象領域ボリューム（２２）内に配置可能であり、そこで前記ＯＣＴデバイス（２０）によって位置確認可能であるセクション（８４）を有するアイテム（２４、２４’）を備え、
前記ＯＣＴデバイス（２０）に接続され、且つ、前記対象領域ボリューム（２２）を走査することによって前記ＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、前記対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定し、前記対象領域ボリューム（２２）内の前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）の相対位置を決定するためのコンピュータプログラムを含む、コンピュータユニット（６０）を備える、配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）であって、
前記コンピュータプログラムは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）においてターゲットエリア（９０）を決定するための計算ルーチンを有し、前記計算ルーチンは、前記ターゲットエリア（９０）に関して前記アイテム（２４、２４’）のためのガイド変数を決定し、
前記コンピュータプログラムは、基準に基づいて空間ターゲット位置（９１）への前記アイテム（２４、２４’）の最適経路を計算する経路計画ルーチンを含み、
前記基準は、前記計算された３－Ｄ再構成（９４）において前記アイテム（２４、２４’）に起因する陰影の存在を定量化する付影の大きさである、
ことを特徴とする、配置。
前記コンピュータプログラムは、撮像方法を用いて前記対象領域ボリューム（２２）を検査することによって、特に、前記ＯＣＴデバイス（２０）の前記ＯＣＴ走査ビーム（２１）によって前記対象領域ボリューム（２２）を走査することによって取得されるか、及び／又は手術前に決定されるデータ（９２）であるか、及び／又は前記対象領域ボリューム（２２）内の前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）の位置を決定するためのセンサ信号に関するデータであるデータから、前記対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するよう設計されることを特徴とする、請求項１に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムは、位置合わせ方法によって互いに関するデータの相対的な空間位置を決定するよう設計され、前記データは、以下の群：前記対象領域ボリューム（２２）を走査することによって前記ＯＣＴデバイス（２０）によって取得される走査情報、前記対象領域ボリューム（２２）、更なる撮像方法からのデータ、特に、光学画像表現、ＭＲＩデータ、ＣＴデータ、超音波画像、内視鏡画像、前記アイテム（２４）の前記セクション（８４）の位置、手術前に決定されるデータ（９２）、位置センサ信号からのデータを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記ＯＣＴデバイス（２０）は、前記ＯＣＴ走査ビーム（２１）による前記対象領域ボリューム（２２）の引き続く連続走査のために設計され、及び／若しくは、前記ＯＣＴデバイス（２０）は、前記ＯＣＴ走査ビーム（２１）による前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）を含む前記対象領域ボリューム（２２）の領域の引き続く連続走査のために設計され、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）の引き続く連続決定のため、及び／若しくは前記対象領域ボリューム（２２）における前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）の前記相対位置の引き続く連続決定のために設計され、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）において前記アイテム（２４、２４’）のための空間ターゲット位置（９１）を決定するよう設計され、
並びに／又は、
前記コンピュータユニット（６０）は、手術前に決定される前記データ（９２）の手術中の提供のためのメモリ（６３）に接続され、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、組織構造及び／若しくは組織層をセグメント化するための方法の適用によって、手術前に決定されるデータ（９２）におけるターゲットエリア（９０’）及び／若しくは空間ターゲット位置（９１’）、並びに／若しくは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）及び／若しくは空間ターゲット位置（９１）を決定するよう設計され、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記アイテム（２４、２４’）のための制御信号の形態でのガイド変数を生成するためのルーチンを含み、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記アイテム（２４）及び／若しくは更なるアイテム（２４’）及び／若しくは前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）における前記ターゲットエリア（９０）の特性を考慮して、及び／若しくはこれらの間の幾何学的関係、特にオフセット情報を考慮して、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）における前記ターゲットエリア（９０）内の空間ターゲット位置（９１）をガイド変数として決定するよう設計され、
並びに／又は、
前記配置は、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）における前記アイテム（２４）の前記セクション（８４）の相対位置を視覚化するための、及び／若しくは手術前に決定されるデータ（９２）を視覚化するための、及び／若しくは前記ターゲットエリア（９０）に関して決定される前記ガイド変数を視覚化するための、及び／若しくは前記ガイド変数から導出される変数を視覚化するためのデバイスを備え、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記ターゲットエリア（９０）に関して決定される前記ガイド変数及び／若しくはそれから導出される変数に基づいて、前記外科医のための音響的、光学的、若しくは触覚的な指示信号を生成し、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、前記対象領域ボリューム（２２）の補正された３－Ｄ再構成（９４）を決定するための付影ルーチンを含み、前記付影ルーチンは、前記アイテム（２４、２４’）によって付影される領域（１０４）を認識し、これらの領域に関して前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）のための補償ルールを指定し、
並びに／又は、
前記ＯＣＴ走査ビーム（２１）によって位置確認可能なマーカー（７８）が、前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）及び／若しくは前記対象領域（１８）内に配置され、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、特定の走査パターンを用いて前記対象領域ボリューム（２２）及び／若しくは前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）を走査するための、並びに／又は前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）の位置と比較してより低い速度で前記対象領域ボリューム（２２）を走査する走査速度を調整するための走査ルーチンを含み、
並びに／又は、
前記コンピュータプログラムは、基準に基づいて、前記３－Ｄ再構成（９４）のための前記決定ルール及び／若しくは前記対象領域ボリューム（２２）内の前記アイテム（２４、２４’）の前記セクション（８４）の前記相対位置のための前記決定ルールを調整するために設計される、
ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の配置。
前記対象領域ボリューム（２２）のＯＣＴ血管造影データは、前記対象領域ボリューム（２２）を走査することにより前記ＯＣＴデバイス（２０）によって取得される、前記走査情報から生成されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムは、前記ＯＣＴ血管造影データに基づいて前記ターゲットエリア（９０）内の血管（１０８）の位置及び／又は寸法を決定するよう設計され、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）において前記ターゲットエリア（９０）を決定するための前記コンピュータプログラムの計算ルーチンは、前記ターゲットエリア（９０）内の前記血管（１０８）の経路及び／又は位置及び／又は寸法を考慮することを特徴とする、請求項５に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムは、手術前に決定される提供されたデータ（９２）における前記アイテム（２４）のためのターゲットエリア（９０’）及び／又はターゲット位置（９１’）を決定するためのルーチンを含み、手術前に決定される前記データ（９２）を前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）と位置を合わせる位置合わせルーチンと、手術前に決定される前記データ（９２）における前記ターゲットエリア（９０’）及び／又は前記ターゲット位置（９１’）を前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）に転写するための転写ルーチンとを有することを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記アイテム（２４、２４’）は、媒体（８８）の放出のための開口部（８２）を有する毛細管（８６）を備える手術器具の形態であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムの前記計算ルーチンは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）における前記ターゲットエリア（９０）を処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータ（９２）を処理することによって、及び／又は前記対象領域ボリューム（２２）を走査することにより前記ＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、前記放出された媒体（８８）の前記ボリュームのためのターゲット値をガイド変数として決定する役割を果たすことを特徴とする、請求項８に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムの前記計算ルーチンは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）における前記ターゲットエリア（９０）のデータ、及び／又は前記媒体（８８）の前記放出前及び放出中に前記対象領域ボリューム（２２）を走査することによって前記ＯＣＴデバイス（２０）によって取得される前記ターゲットエリア（９０）の走査情報を比較することによって、前記ターゲットエリア（９０）内に放出される前記媒体（８８）の前記ボリュームの実際値を決定する役割を果たすことを特徴とする、請求項８又は９に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
前記コンピュータプログラムの前記計算ルーチンは、前記放出された媒体（８８）の前記ボリュームの再調整のためのガイド変数として、前記ターゲットエリア（９０）内に放出される前記媒体（８８）の前記ボリュームのターゲット値と実際値との間の差を決定するよう設計されることを特徴とする、請求項８～１０のいずれか一項に記載の配置。
前記コンピュータプログラムの前記計算ルーチンは、前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）において前記ターゲットエリア（９０）を処理することによって、及び／又は手術前に決定されるデータ（９２）を処理することによって、及び／又は外科医によるターゲット値の入力によって、除去される物質の位置及び／又は除去される物質の量をガイド変数として決定する役割を果たすことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の配置。
前記対象領域ボリューム（２２）内の除去される前記物質の位置及び／又は除去される物質の量を視覚化するための視覚化ルーチンを特徴とする、請求項１２に記載の配置（１０、１０’、１０’’、１０’’’）。
対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域（１８）内の前記対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するための、及び、前記対象領域ボリューム（２２）におけるアイテム（２４）のセクション（８４）の相対位置を決定するためのコンピュータプログラムであって、
前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）と、前記ターゲットエリア（９０）に関する前記アイテム（２４）のためのガイド変数とを決定するための計算ルーチンと、
基準に基づいて空間ターゲット位置（９１）への前記アイテム（２４、２４’）の最適経路を計算する経路計画ルーチンと、
前記基準は、前記計算された３－Ｄ再構成（９４）において前記アイテム（２４、２４’）に起因する陰影の存在を定量化する付影の大きさである、
ことを特徴とする、コンピュータプログラム。
対象領域ボリューム（２２）を走査することによってＯＣＴデバイス（２０）によって取得されるＯＣＴ走査情報を処理することによって、対象領域（１８）内の前記対象領域ボリューム（２２）の３－Ｄ再構成（９４）を決定するための、及び、前記対象領域ボリューム（２２）におけるアイテム（２４）のセクション（８４）の相対位置を決定するための方法であって、
前記対象領域ボリューム（２２）の前記３－Ｄ再構成（９４）におけるターゲットエリア（９０）と、前記ターゲットエリア（９０）に関する前記アイテム（２４）のためのガイド変数とを決定することと、
空間ターゲット位置（９１）への前記アイテム（２４、２４’）の最適経路を計算することと、
前記基準は、前記計算された３－Ｄ再構成（９４）において前記アイテム（２４、２４’）に起因する陰影の存在を定量化する付影の大きさであることと
を特徴とする、方法。