JP6415553B2 - 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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- A61F2009/00851—Optical coherence topography [OCT]
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 (12)
- 光干渉断層計(OCT)を使用して、被検体の眼に関連する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、を備え、
当該メモリは、コンピュータ可読プログラムコードを含み、当該コンピュータ可読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、
前記外科手技のために被検体を配向する処理であって、
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の画像を生成することと、
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、を含む処理と、
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第1の処理と、
前記光干渉断層計画像を使用して、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第2の処理と、
前記光干渉断層計画像から導出される構造像に示される前記被検体の眼の組織構造への前記外科手技による変化又は前記光干渉断層計画像から導出される前記計算した前記臨床パラメタへの前記外科手技による変化を用いて、外科手術プロセスを評価して、前記外科手技に関連する臨床成果を監視する第3の処理と、
前記評価及び/又は監視に基づき、外科医によって実施されるべき前記外科手技の計画が修正を必要としているか否かを判定する第4の処理と、
修正が必要であると判定された場合に前記外科手技の計画を修正する第5の処理と、
修正が必要でないと判定されるまで、前記光干渉断層計画像のさらなる取得及びさらなる取得によって得られた前記光干渉断層計画像に基づいて前記第3−前記第5の処理を繰り返す処理と、
を実行させ、
前記臨床パラメタの計算には、前記光干渉断層計画像から導出した値である、角膜の厚さ、角膜の曲率、水晶体レンズの厚さ、水晶体レンズの曲率、角膜の屈折力、水晶体レンズの屈折力、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、強膜の厚さ、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2つを計算することが含まれ、
前記繰り返す処理の後、前記被検体に対する前記外科手技を終了する前に、前記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。 - 前記外科手技のために前記被検体を配向する処理において、
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前記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、
前記光干渉断層計画像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1に記載のシステム。 - 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の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、
前記臨床パラメタを計算することと、が含まれている、
請求項1に記載のシステム。 - 前記臨床パラメタの計算には、
角膜、水晶体レンズ、又は、角膜と水晶体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、水晶体レンズ、又は、角膜と水晶体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2に記載のシステム。 - 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値を用いた評価に基づいて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4に記載のシステム。 - 前記被検体の構造マップの取得に続いて、
光干渉断層計を用いて得られる処方を提供するため、前記光干渉断層計画像に基づいて、球面、円柱面及び円環面の配向を含めた屈折を予測し、
前記光干渉断層計を用いて得られる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、前記光干渉断層計を用いて得られる処方とを比較し、
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3に記載のシステム。 - 光干渉断層計(OCT)を使用して、被検体の眼に関連する外科手技を実行するためのコンピュータプログラムにおいて、
該コンピュータプログラムは、
前記外科手技のために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であって、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の画像を生成し、前記構造の有無及び位置について当該画像を検査し、前記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コンピュータ可読プログラムコードと、
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、前記外科手術領域の初期構造像を構築する第1の処理を実行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第2の処理を実行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構造像に示される前記被検体の眼の組織構造への前記外科手技による変化又は前記光干渉断層計画像から導出される前記計算した前記臨床パラメタへの前記外科手技による変化を用いて、外科手術プロセスを評価して、前記外科手技に関連する臨床成果を監視する第3の処理を実行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、
前記評価及び/又は監視に基づき、外科医によって実施されるべき前記外科手技の計画を修正しなければならないか否かを判定する第4の処理を実行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の計画を修正する第5の処理を実行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、前記光干渉断層計画像のさらなる取得及びさらなる取得によって得られた前記光干渉断層計画像に基づいて前記第3−前記第5の処理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、を含み、
前記臨床パラメタの計算には、前記光干渉断層計画像から導出した値である、角膜の厚さ、角膜の曲率、水晶体レンズの厚さ、水晶体レンズの曲率、角膜の屈折力、水晶体レンズの屈折力、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、強膜の厚さ、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2つを計算することが含まれ、
前記繰り返す処理の後、前記被検体に対する前記外科手技を終了する前に、前記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ように構成されたコンピュータ可読プログラムコードをさらに含むことを特徴とする
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。 - 前記外科手技のために前記被検体を配向する処理において、
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、前記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、
前記光干渉断層計画像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に記載のコンピュータプログラム。 - 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の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に記載のコンピュータプログラム。 - 前記臨床パラメタの計算には、
角膜、水晶体レンズ、又は、角膜と水晶体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、水晶体レンズ、又は、角膜と水晶体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8に記載のコンピュータプログラム。 - 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値を用いた評価に基づいて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10に記載のコンピュータプログラム。 - 前記被検体の構造マップの取得に続いて、
光干渉断層計を用いて得られる処方を提供するため、前記光干渉断層計画像に基づいて、球面、円柱面及び円環面の配向を含めた屈折を予測し、
前記光干渉断層計を用いて得られる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、前記光干渉断層計を用いて得られる処方とを比較し、
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9に記載のコンピュータプログラム。
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