JP6863957B2 - 統合された光干渉断層画像診断および表示システムを備えた手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

本開示は、概して、眼科手術のための手術用顕微鏡に関し、より詳細には、統合された光干渉断層画像診断（ＯＣＴ）および表示システムを備えた手術用顕微鏡に関する。

眼科外科医は、多くの場合、患者の眼の細部を確認するために眼科手術処置中に手術用顕微鏡を利用する。眼科手術の一分野である硝子体網膜処置は、網膜へアクセスするために後眼房から硝子体を除去することである硝子体切除術を含む。硝子体切除術を成功裏に実行するには、硝子体基底近傍の最も困難な領域を含む硝子体のほぼ完全な除去が必要となる。硝子体の透明性に起因して、可視化のために従来の手術用顕微鏡のみを利用して硝子体切除術を実施することが困難である場合がある。

可視化を補助するために、外科医は、術前光干渉断層画像診断法（ＯＣＴ）画像化を利用してもよい。ＯＣＴ画像化は、レーザビームを標的上に集束させ、反射されたビームを収集し、反射されたビームと基準ビームとを干渉させて干渉を検出し、ビームの焦点深度内の反射率痕跡を測定することにより深さ方向の標的組織の可視化を可能にする技術である。その結果は、深さ方向の線走査、断面走査、または体積走査である。手術処置中、外科医は、可視化を補助する予め生成されたＯＣＴ走査を参照する場合がある。しかしながら、可視化を補助するためにリアルタイムの術中ＯＣＴ画像化を提供するシステムが依然として欠如している。

ある実施形態において、眼科手術用顕微鏡は、第１の接眼レンズと拡大／集束光学系との間の眼科手術用顕微鏡の光路に沿って位置決めされたビーム結合器であって、ＯＣＴ画像化ビームをビーム結合器と患者の眼との間の手術用顕微鏡の光路の第１の部分に沿って導くように動作可能なビーム結合器を含む（ＯＣＴ画像は、患者の眼により反射されたＯＣＴ画像化ビームの一部分に基づいて生成される）。眼科手術用顕微鏡は、ＯＣＴシステムにより生成されたＯＣＴ画像を投影するように動作可能なリアルタイムデータ投影ユニットと、第２の接眼レンズと拡大／集束光学系との間の眼科手術用顕微鏡の光路に沿って位置決めされたビームスプリッタとを追加的に含む。ビームスプリッタは、投影されたＯＣＴ画像が第２の接眼レンズを通して観察可能であるように、投影されたＯＣＴ画像をビームスプリッタと第２の接眼レンズとの間の手術用顕微鏡の光路の第２の部分に沿って導くように動作可能である。

本開示のある実施形態は、１つまたは複数の技術的利点を提供し得る。例えば、本明細書で説明するようにＯＣＴシステムを眼科手術用顕微鏡と統合することにより、外科医が顕微鏡の拡大／集束光学系を介して顕微鏡の視野を操作するときにＯＣＴ走査範囲が自動的に調整されることを可能にしてもよく、これにより、外科医が行う必要のある調整の数を減らすことにより手術を簡略化する。追加的に、本明細書で説明する様式で表示システム（リアルタイムデータ投影ユニットと称される）を統合することにより、外科医がＯＣＴシステムにより生成されたＯＣＴ画像を眼科手術用顕微鏡の接眼レンズを通して観察することを可能にしてもよく、これにより、外科医が別個の表示モニタを観察するために患者の眼から視線をそらす必要がなくなる。

本開示およびその利点のより詳細な理解のために、ここで、類似の参照符号が類似の特徴を表す添付の図面と併せて解釈される以下の説明が参照される。

本開示のある実施形態による、統合されたＯＣＴおよび表示システムを有する例示的な眼科手術用顕微鏡を図示する。 本開示のある実施形態による、切り替え可能な単一チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、切り替え可能な単一チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、２チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、２チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の代替的な実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、３Ｄ知覚を伴う２チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、３Ｄ知覚を伴う２チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。 本開示のある実施形態による、３Ｄ知覚を伴う２チャネルデータ注入部を有する、図１に示されている眼科手術用顕微鏡の実施形態を図示する。

当業者であれば、以下に説明する図面が単に例示を目的とするものであることを理解するであろう。図面は、本出願人の開示の範囲を限定するように意図されたものでは決してない。

本開示の原理の理解を促進する目的で、ここで図面に図示されている実施形態に言及し、特定の用語を使用してそれら実施形態を説明する。それにもかかわらず、本開示の範囲を限定することは意図されていないことが理解されるべきである。説明するシステム、装置、および方法に対する任意の改変形態および更なる変更形態、ならびに本開示の原理の任意の更なる応用は、本開示が関係する技術分野の当業者が通常想到し得るものとして十分に考慮される。特に、一実施形態に関して説明するシステム、装置、および／または方法が、本開示の他の実施形態に関して説明する特徴、部品、および／またはステップと組み合わされ得ることが十分に考慮される。しかしながら、簡潔さのために、これらの組み合わせの多数の反復は別々に説明されていない。簡略化するために、場合により、図面全体を通して同一または類似の部分を指すように同一の参照番号が使用される。

概して、本開示は、統合されたＯＣＴおよび表示システムを備えた手術用顕微鏡を提供し得る。統合されたＯＣＴシステムは、顕微鏡の拡大／集束光学系と顕微鏡の接眼レンズとの間の箇所において顕微鏡光学系の光路に結合されてもよい。結果として、ＯＣＴ走査範囲は、外科医が顕微鏡の拡大／集束光学系を介して顕微鏡の視野を操作するときに自動的に調整されてもよい。表示システム（本明細書ではリアルタイムデータ投影ユニットと称される）はまた、ＯＣＴシステムにより生成されたＯＣＴ画像を外科医が別個の表示モニタを見る必要なしに観察し得るように、手術用顕微鏡の光路に結合されてもよい。

図１は、本開示のある実施形態による、統合されたＯＣＴおよび表示システムを有する例示的な眼科手術用顕微鏡１００を図示している。眼科手術用顕微鏡１００は、手術処置中に患者の眼１０２の拡大観察を容易にし得、概して、接眼レンズ１０４と、リレーレンズ１０６と、拡大／集束光学系１０８と、対物レンズ１１０と、手術用観察光学系１１２とを含み得る。接眼レンズ１０４、リレーレンズ１０６、拡大／集束光学系１０８、対物レンズ１１０、および手術用観察光学系１１２の各々は、当業者により理解されるように任意の好適な光学部品を含み得る。眼科手術用顕微鏡１００は、患者の眼１０２のＯＣＴ画像を生成するように動作可能な統合されたＯＣＴシステム１１４と、一方または両方の接眼レンズ１０４を介してそれらのＯＣＴ画像を外科医に表示するように動作可能なリアルタイムデータ投影ユニット１１６とを追加的に含み得る。ＯＣＴシステム１１４が（以下に更に詳細に述べるように）手術用顕微鏡１００に統合される位置は、有利には、外科医が拡大／集束光学系１０８を介して顕微鏡の視野を操作するときにＯＣＴ走査範囲が自動的に調整されることを可能にしてもよい。その上、リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、有利には、ＯＣＴシステム１１４により生成されたＯＣＴ画像を外科医が別個の表示モニタを見る必要なしに観察することを可能にしてもよい。

ＯＣＴシステム１１４は、光源／解析ユニット１１８とビームスキャナ１２０とを含み得る。概して、光源／解析ユニット１１８はＯＣＴ画像化ビーム１２２を生成してもよく、かつ（手術用顕微鏡の他の光学部品と併せて）ビームスキャナ１２０は、生成されたＯＣＴ画像化ビーム１２２を患者の眼１０２内の特定の領域に導いてもよい。患者の眼１０２内の特定の領域からのＯＣＴ画像化ビーム１２２の反射（反射されたＯＣＴ画像化ビーム１２４）は、ＯＣＴ画像化ビーム１２２と同じ光路に沿って光源／解析ユニット１１８に戻ってもよく、かつ光源／解析ユニット１１８は、反射１２４とＯＣＴ画像化ビーム１２２の基準アームとの干渉を判定することにより特定の領域のＯＣＴ画像を生成してもよい。本開示では、ＯＣＴシステム１１４が、当業者により理解されるようにＯＣＴ画像化ビーム１２２を操作するための任意の好適な追加の光学部品を含み得ることが考慮され、それらの追加の部品は簡略化のために図示／説明されていない。

ある実施形態において、ＯＣＴ画像化ビーム１２２は、比較的狭い帯域の波長（例えば、８３０ｎｍ〜８７０ｎｍ、７９０ｎｍ〜９００ｎｍ、９５０ｎｍ〜１１５０ｎｍ）を包含する赤外光ビームまたは近赤外光ビームを含み得る。しかしながら、任意の好適なスペクトル領域を有するＯＣＴ画像化ビーム１２２を使用してもよい。ＯＣＴ画像化ビーム１２２は、ＯＣＴシステム１１４の他の任意の好適な光学部品（上で説明した通り、図示せず）だけでなくビームスキャナ１２０（以下に更に詳細に説明する）を通過してもよい。次いで、ＯＣＴ画像化ビーム１２２は、（以下に更に詳細に説明するように）手術用顕微鏡１００の上で説明した光学部品の１つまたは複数を介して患者の眼１０４に導かれてもよい。

ビームスキャナ１２０は、Ｘ−Ｙ平面におけるＯＣＴ画像化ビーム１２２の集束を容易にする任意の好適な光学部品または光学部品の組み合わせを含み得る。例えば、ビームスキャナ１２０は、走査ミラーの対、マイクロミラー装置、ＭＥＭＳベースの装置、変形可能なプラットフォーム、検流計ベースのスキャナ、ポリゴンスキャナ、および／または共振ＰＺＴスキャナの１つまたは複数を含み得る。ある実施形態において、ビームスキャナ１２０の光学部品の位置は、自動的に操作されてもよい。ごく一例として、ビームスキャナ１２０は、モータ駆動部に各々結合された走査ミラーの対を含み得、モータ駆動部は、垂直軸線を中心にミラーを回転させるように動作可能である。結果として、結合されたモータの位置を（例えば、所定のまたは選択された走査パターンに従って）制御することにより、患者の眼１０４内でのＯＣＴ画像化ビーム１２２のＸ−Ｙ位置決めを制御することができる。追加的に、ＯＣＴ画像化ビーム１２２の焦点深度は、３ＤのＯＣＴ画像化を容易にするために当技術分野で理解されるようにＯＣＴシステム１１４の１つまたは複数の他の部品により制御されてもよい。

上で説明したように、反射されたＯＣＴビーム１２４は、ＯＣＴ画像化ビーム１２２が移動する光路と実質的に同じ光路に沿ってＯＣＴシステム１１４に戻ってもよい。反射されたＯＣＴビーム１２４が光源／解析ユニット１１８に到達した時点で、光源／解析ユニット１１８は、反射されたＯＣＴビーム１２４とＯＣＴ画像化ビーム１２２の基準アーム（当技術分野で知られている）との干渉に基づいてＯＣＴ画像（Ａ走査）を構築してもよい。その上、ビームスキャナ１２０を介してＸ−Ｙ平面内で画像化ビームを移動させ、かつ／または画像化ビーム１２２の焦点深度を変更することにより、複数のＯＣＴ画像（Ａ走査）が生成されてＯＣＴ断面画像（Ｂ走査）に組み合わされてもよく、かつそれらの複数の断面画像（Ｂ走査）が３ＤのＯＣＴ画像を生成するために組み合わされてもよい。

ある実施形態において、ＯＣＴシステム１１４は、手術用顕微鏡１００の光路に位置するビーム結合器１２６を介して手術用顕微鏡１００に統合されてもよい。ビーム結合器１２６は、手術用顕微鏡１００を通過する可視スペクトルにおける光の通過を可能にしつつ、ＯＣＴ画像化ビーム１２２のスペクトル領域内の波長（例えば、赤外波長）を反射するように構成された光学素子を含み得る。一例として、ビーム結合器１２６は、ダイクロイックホットミラー、偏光ビームスプリッタ、およびノッチフィルタの１つを含み得る。

ある実施形態において、ビーム結合器１２６は、手術用観察光学系１１２と接眼レンズ１０４との間の光路に沿って位置してもよい。手術用観察光学系１１２は、ドロップオン黄斑レンズ（ｄｒｏｐ−ｏｎ ｍａｃｕｌａｒ ｌｅｎｓ）、接触式広角レンズ、（双眼間接検眼鏡）ＢＩＯＭなどの非接触式観察システム、または他の任意の好適な観察光学系を含み得る。より詳細には、ビーム結合器１２６は、拡大／集束光学系１０８と接眼レンズ１０４との間の光路に沿って位置してもよい。結果として、ＯＣＴ画像化ビーム１２２は、拡大／集束光学系１０８を通過して、外科医が拡大／集束光学系１０８を介して顕微鏡の視野を操作するときにＯＣＴ走査範囲が自動的に調整されることを可能にする。本開示では、図示されていないが、ＯＣＴ画像化ビーム１１６が拡大／集束光学系１０８および対物レンズ１１０を通過することを踏まえると、ＯＣＴシステム１１４が、患者の眼１０２内でのＯＣＴ画像化ビーム１２２の適切な焦点合わせを容易にする任意の好適な光学部品を追加的に含み得ることが考慮される。

ある実施形態において、ＯＣＴシステム１１４は、ＯＣＴ画像化ビーム１２２に加えて可視照準ビーム（図示せず）を生成してもよい。この可視照準ビームは、接眼レンズ１０４を介して外科医が視認できてもよく、かつ外科医がＯＣＴ画像化を指示するのを補助してもよい。このような実施形態において、ビーム結合器１２６は、狭帯域の照準光に含まれない手術用顕微鏡１００を通過する可視光の通過を可能にしつつ、ＯＣＴ画像化ビーム１２２のスペクトル領域（例えば、赤外波長）と狭帯域の可視光（その狭帯域に照準ビームが含まれる）との両方を反射するように構成されてもよい。

Ａ走査、Ｂ走査、または上で説明したように複数のＢ走査を組み合わせることにより構築された３ＤのＯＣＴ画像を含み得る、ＯＣＴシステム１１４により生成されたＯＣＴ画像（図１において参照符号１２８で特定される）は、一方または両方の接眼レンズ１０４を介して外科医に対して表示されるようにリアルタイムデータ投影ユニット１１６に通信されてもよい。リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、画像を投影するための任意の好適な装置を含み得、かつその画像に焦点を合わせるための任意の好適な光学系（図示せず）を含み得る。例えば、リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、ヘッドアップ表示装置、１次元表示アレイ、２次元表示アレイ、スクリーン、プロジェクタ装置、またはホログラフィック表示装置の１つを含み得る。

ある実施形態において、リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、手術用顕微鏡１００の光路に位置するビームスプリッタ１３０を介して手術用顕微鏡１００に統合されてもよい。ビームスプリッタ１３０は、患者の眼１０２から反射された可視光に実質的に干渉せずに、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により生成された投影画像を接眼レンズ１０４に向けて反射するように構成された光学素子を含み得る。

ある実施形態では、手術用顕微鏡１００は、プローブベースのＯＣＴシステム１３４を追加的に含み得る。プローブベースのＯＣＴシステム１３４は、プローブベースのＯＣＴシステム１３４により生成されたＯＣＴ画像化ビームが、患者の眼１０２に挿入されたプローブ１３８を使用して患者の眼１０２内に導かれ得ることを除いて、ＯＣＴシステム１１４に関して上で説明したのと実質的に同じ様式でＯＣＴ画像１３６を生成してもよい。ＯＣＴシステム１１４とプローブベースのＯＣＴシステム１３４との両方を含む実施形態において、手術用顕微鏡１００は、ソース選択ユニット１４０を追加的に含み得る。ソース選択ユニット１４０は、（ＯＣＴシステム１１４により生成された）ＯＣＴ画像１２８または（プローブベースのＯＣＴシステム１３４により生成された）ＯＣＴ画像１３６のいずれかの選択を、リアルタイムデータ投影ユニット１１６または表示装置１３２への通信のために可能にする任意の好適なスイッチを含み得る。結果として、外科医は、手術中の画像化にいずれのＯＣＴ画像化システムを使用するかを選択してもよい。

ある実施形態では、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により投影されたＯＣＴ画像（例えば、ＯＣＴ画像１２８および／またはＯＣＴ画像１３６）は、接眼レンズ１０４を介して外科医により観察される可視構造と位置合わせされた半透明のオーバーレイとして表示されてもよい。このような実施形態において、ＯＣＴ画像と眼の実際の構造との位置合わせは、例えば、網膜追跡（以下に更に説明する）、器具追跡（以下に更に説明する）、照準ビーム、またはこれらの任意の組み合わせに基づいて達成されてもよい。

ある他の実施形態において、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により投影されたＯＣＴ画像は、外科医の視野の隅にまたは接眼レンズ１０４を通して眼１０２を観察する外科医の能力を実質的に低下させない他の任意の好適な位置に表示されてもよい。

リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、ＯＣＴ画像が接眼レンズ１０４を通して観察可能であるように手術用顕微鏡１００の光路にＯＣＴ画像１２８および／またはＯＣＴ画像１３６を投影するものとして上で説明されているが、本開示では、リアルタイムデータ投影ユニット１１６が、追加的または代替的に、特定の必要に応じて、手術用顕微鏡１００の光路に他の任意の好適な情報（ＯＣＴデータ、眼底画像、手術パラメータ、手術パターン、手術指標などから抽出されかつ／または強調表示された情報）を投影し得ることが考慮される。

ある実施形態において、手術用顕微鏡１００は、画像化ユニット１４２と追跡ユニット１４４と追加的に含み得る。以下に更に詳細に説明するように、画像化ユニット１４２および追跡ユニット１４４は、患者の眼１０２内における手術器具１４６の位置を追跡するＯＣＴ画像化を共同で容易にし得る。追加的または代替的に、画像化ユニット１４２および追跡ユニット１４４は、患者の眼１０２の網膜を追跡するＯＣＴ画像化を共同で容易にし得る。

画像化ユニット１４２は、患者の眼１０２の眼底画像１４８を生成するための任意の好適な装置を含み得、かつその機能を果たすための好適な拡大／集束光学系（図示せず）を含み得る。簡単な例として、手術用顕微鏡１００の光路に沿って患者の眼１０２により反射された可視光または近赤外光１５０は、光路に沿って配置されると共にかかる光を部分的に反射するように動作可能であるミラー１５２を介して画像化ユニット１４２に向けて導かれてもよい。ある実施形態において、眼底画像１４８は、患者の眼１０２の個別の静止画であってもよい。他の実施形態において、眼底画像１４８は、患者の眼１０２の連続したビデオストリームを含み得る。例示の画像化ユニットは、デジタルビデオカメラ、線走査検眼鏡または共焦点走査検眼鏡を含み得る。

示されている実施形態では、リアルタイムデータ投影ユニット１１６を介してＯＣＴ画像が光路に導入される前に可視光または近赤外光１５０が光路から取り出されるため、生成された眼底画像１４８は、投影されたＯＣＴ画像を含まない（これは、以下に説明する器具追跡のために有益であり得る）。画像化ユニット１４２は手術用顕微鏡１００およびＯＣＴシステム１１４の光学部品に対して特定の位置に位置するものとして示され説明されているが、本開示では、画像化ユニット１４２が、特定の必要に応じて、それらの部品に対して任意の好適な位置に配置され得ることが考慮される。

手術用顕微鏡１００の追跡ユニット１４４は、概して、画像化ユニット１４２により生成された眼底画像１４８に少なくとも部分的に基づいて患者の眼１０２内における手術器具１４６の位置および動きを判定するように動作可能であってもよい。追跡ユニット１４４は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの任意の好適な組み合わせを含み得る。ある実施形態において、追跡ユニット１４４は、処理モジュール１５４とメモリモジュール１５６とを含み得る。処理モジュール１５４は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コントローラ、または他の任意の好適な計算装置もしくは計算資源を含み得る。処理モジュール１５４は、本明細書で説明する機能を提供するために、単独でまたは図１に示されている他の部品と共に機能してもよい。メモリモジュール１５６は、限定されるものではないが、磁気媒体、光媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、リムーバブルメディア、または他の任意の好適なメモリ部品を含む、揮発性または不揮発性メモリの形態を取ってもよい。

追跡ユニット１４４は、患者の眼１０２内における手術器具１４６の位置を判定および追跡するために画像化ユニット１４２により生成された眼底画像１４８を処理するようにプログラムされてもよい（または処理モジュール１５４により実行されたときに、それらの眼底画像１４８を処理するように動作可能であるソフトウェアをメモリモジュール１５６に記憶してもよい）。例えば、処理モジュール１５４は、画像化ユニット１４２により取得された画像を受信して処理してもよい。追跡ユニット１４４のメモリモジュール１５６は、前処理および／または後処理された画像データを記憶してもよい。処理モジュール１５４は、眼底画像１４８に基づいて手術野内における手術器具１４６の位置および／もしくは向き（または位置および向きの変化）を検出して算出してもよい。追跡ユニット１４４は患者の眼内における手術器具１４６の位置を追跡するものとして主に説明されているが、本開示では、追加的または代替的に、追跡ユニット１４４が患者の眼自体の位置および／または動きを追跡し得ることが考慮される。

追跡ユニット１４４は、（有線または無線通信を介して）ＯＣＴ１１４に通信可能に結合されてもよく、かつ追跡ユニット１４４は、ＯＣＴシステム１１４のビームスキャナ１２０がＯＣＴ画像化ビーム１２２の位置を患者の眼１０２内に導くようにするためにＯＣＴシステム１１４に通信される信号１５８を生成するようにプログラムされてもよい（または処理モジュール１５４により実行されたときに、それらの信号１５８を生成するように動作可能であるソフトウェアをメモリモジュール１５６に記憶してもよい）。

例えば、信号１５８は、患者の眼１０２内における手術器具１４６の判定された位置に基づいて生成されてもよく、かつＯＣＴシステム１１４のビームスキャナ１２０は、ＯＣＴ画像化ビーム１２２を手術器具１４６の先端近傍の位置に導いてもよい。結果として、ＯＣＴ画像１２８は、外科医にとって最も関心がある領域に生成されてもよい。その上、ＯＣＴ画像１２８が顕微鏡の視野内における半透明のオーバーレイとして表示される実施形態では、手術器具１４６の追跡がそのオーバーレイの適切な位置決めを追加的に容易にし得る。

別の例として、信号１５８は、患者の眼１０２の網膜の判定された位置（手術器具１４６を追跡することに関して上で述べたのと同様の様式で眼底画像１４８を処理することにより、追跡ユニット１４４によって判定される）に基づいて生成されてもよく、かつＯＣＴシステム１１４のビームスキャナ１２０は、ＯＣＴ画像化ビーム１２２を網膜に対して一定の位置に導いてもよい。その上、ＯＣＴ画像１２８が顕微鏡の視野内における半透明のオーバーレイとして表示される実施形態では、網膜の追跡がそのオーバーレイの適切な位置決めを追加的に容易にし得る。

手術用顕微鏡１００は、固定された単一チャネルを通じて表示されたＯＣＴ画像を含むものとして示され説明されているが（すなわち、リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、２つの接眼レンズ１０４の一方の接眼レンズ１０４の光路に結合される）、他の実施形態も（図２Ａ〜図２Ｂ、図３〜図４、および図５Ａ〜図５Ｃに関して説明するように）本開示により考慮される。

図２Ａ〜図２Ｂは、本開示のある実施形態による、切り替え可能な単一チャネルデータ注入部を有する眼科手術用顕微鏡１００の実施形態を図示している。図２Ａ〜図２Ｂは、簡略化のために、図１に示されている眼科手術用顕微鏡１００のある部品を示していないが、本開示では、それらの部品が含まれることと、図１に関して上で説明したのと実質的に同じ様式でそれら部品が機能することとが考慮される。

図２Ａ〜図２Ｂに示されている実施形態において、眼科手術用顕微鏡１００は、単一チャネルデータ注入が可能なリアルタイムデータ投影ユニット１１６を含む（すなわち、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により注入された画像は、図１と同様に、２つの接眼レンズ１０４の一方のみを通して観察可能である）。しかしながら、図１に示されている実施形態と異なり、図２Ａ〜図２Ｂに示されている実施形態は、データが注入されるチャネル（すなわち、接眼レンズ１０４）を変更する能力を提供する。より詳細には、図２Ａは、データが注入されるチャネルを変更するためにリアルタイムデータ投影ユニット１１６およびビームスプリッタ１３０の一方または両方が左右に平行移動できる実施形態を示しており、その一方で、図２Ｂは、データが注入されるチャネルを変更するためにリアルタイムデータ投影ユニット１１６とビームスプリッタ１３０との組立体が手術用顕微鏡１００の中心点を中心に回転可能である実施形態を示している。結果として、外科医には、注入されたデータを観察するためにいずれの眼が使用されるかを選択する融通性が与えられ得る。

図３は、本開示のある実施形態による、２チャネルデータ注入部を有する眼科手術用顕微鏡１００の実施形態を図示している。図３は、簡略化のために、図１に示されている眼科手術用顕微鏡１００のある部品を示していないが、本開示では、それらの部品が含まれることと、図１に関して上で説明したのと実質的に同じ様式でそれら部品が機能することとが考慮される。

図３に示されている実施形態において、手術用顕微鏡１００は、単一のリアルタイムデータ投影ユニット１１６と、顕微鏡の対応するチャネルに各々関連付けられた２つのビームスプリッタ１３０（１３０ａおよび１３０ｂ）とを含む。ビームスプリッタ１３０ａおよび１３０ｂは、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により投影されたデータが複製され、両方の接眼レンズ１０４を介して観察可能であるように構成されてもよい。ビームスプリッタ１３０ａおよび１３０ｂの反射率は、各接眼レンズ１０４を通して観察可能な画像の明るさが同じになるように選択されてもよい。その上、ビームスプリッタは、外科医の視野内でずらされたものを変更するために移動可能であってもよい。代替的に、外科医の視野内での移動は、リアルタイムデータ投影ユニット１１６により投影された画像の光路にビーム偏向装置（例えば、音響光学偏向器）を配置することにより達成されてもよい。

図４は、本開示のある実施形態による、２チャネルデータ注入部を有する眼科手術用顕微鏡１００の代替的な実施形態を図示している。図４は、簡略化のために、図１に示されている眼科手術用顕微鏡１００のある部品を示していないが、本開示では、それらの部品が含まれることと、図１に関して上で説明したのと実質的に同じ様式でそれら部品が機能することとが考慮される。

図４に示されている実施形態において、２つのリアルタイムデータ投影ユニット１１６（１１６ａおよび１１６ｂ）が含まれる。各リアルタイムデータ投影ユニットは画像を投影し、各リアルタイムデータ投影ユニットは、対応するビームスプリッタ１３０により手術用顕微鏡の光路に結合される。各リアルタイムデータ投影ユニットは固有の画像を注入できるため、図４の実施形態は３Ｄ知覚を容易にし得る。より詳細には、各リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、接眼レンズ１０４を通して観察されたときに３Ｄ知覚を提供するために、同じ画像であるが僅かに異なる視点の画像を投影してもよい。

図５Ａ〜図５Ｃは、本開示のある実施形態による、３Ｄ知覚を伴う２チャネルデータ注入部を有する眼科手術用顕微鏡１００の実施形態を図示している。図５Ａ〜図５Ｃは、簡略化のために、図１に示されている眼科手術用顕微鏡１００のある部品を示していないが、本開示では、それらの部品が含まれることと、図１に関して上で説明したのと実質的に同じ様式でそれら部品が機能することとが考慮される。

図５Ａ〜図５Ｃに示されている実施形態において、３Ｄ知覚は、（図４に関して上で説明した実施形態と同様の）２つではなく１つのリアルタイムデータ投影ユニット１１６を使用して容易にされる。図５Ａに示されている実施形態において、単一のリアルタイムデータ投影ユニット１１６は、（上で説明したように）３Ｄ知覚を提供するために僅かに異なり得る横並びの画像を投影する。投影された横並びの画像は、ビームスプリッタ５００により分割され、ビームスプリッタ１３０ａおよび１３０ｂにより各接眼レンズ１０４に投影されてもよい。ある実施形態において、フィルタ５０２ａおよび５０２ｂはまた、３Ｄ知覚を更に容易にするために投影された画像の光路に配置されてもよい。

図５Ｂに示されている実施形態において、リアルタイムデータ投影ユニット１１６は、色分けされた画像（アナグリフにおける赤色およびシアンで色分けされた画像など）を投影してもよく、かつその色分けされた画像は、手術用顕微鏡１００の２つのチャネルに向けて導かれるようにビームスプリッタ５０４ａおよび５０４ｂを通過してもよい。フィルタ５０６ａおよび５０６ｂは、色分けされた情報を分離するために各チャネルに対する画像の光路に配置されてもよい。例えば、フィルタ５０６ａ（赤色フィルタなど）は左側チャネルに挿入されてもよく、かつフィルタ５０６ｂ（シアンフィルタなど）は、投影された画像における赤色／シアン情報を分離するために右側チャネルに追加されてもよい。投影された画像を適切に校正することにより、外科医が余計な眼鏡または光学装置を装着する必要なしに３Ｄ知覚が提供されてもよい。

図５Ｃに示されている実施形態において、リアルタイムデータ表示ユニット１１６は、偏光ディスプレイ／プロジェクタ（偏光変調プロジェクタなど）であってもよく、かつ偏光符号化画像を投影してもよい。投影された偏光符号化画像は、２つのチャネル間で分割されるように偏光ビームスプリッタ５０８ａおよび５０８ｂを通過してもよい。例えば、ｐ偏光画像が一方の眼へと分割されてもよく（５１０ａとして示される）、その一方で、ｓ偏光画像が他方の眼へと分割されてもよい（５１０ｂとして示される）。追加的または代替的に、波長板５１２ａおよび５１２ｂを２つのチャネルに挿入することにより、左円偏光画像が一方の眼へと分割されてもよく、その一方で、右円偏光画像が他方の眼へと分割されてもよい。投影された画像を適切に校正することにより、外科医が余計な眼鏡または光学装置を装着する必要なしに３Ｄ知覚が提供されてもよい。

上に開示した種々の特徴および機能、他の特徴および機能、またはこれらの代替物が、望ましくは多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わされ得ることが認識されるであろう。本明細書における種々の現在予期できないまたは予想できない代替形態、修正形態、変更形態、または改良形態が当業者により後になされてもよく、これらの代替形態、変更形態および改良形態も添付の特許請求の範囲に包含されるように意図されていることも認識されるであろう。

Claims (15)

1. 眼科手術用顕微鏡であって、
   ＯＣＴ画像化ビームを生成するように動作可能なＯＣＴ光源を含むＯＣＴシステムと、
   前記眼科手術用顕微鏡の第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の光路に沿って位置決めされたビーム結合器であって、前記ＯＣＴ画像化ビームを前記ビーム結合器と患者の眼との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の第１の部分に沿って導くように動作可能であり、
   前記患者の眼により反射された前記ＯＣＴ画像化ビームの少なくとも一部分が前記光路の前記第１の部分に沿って前記ＯＣＴシステムに戻され、かつ
   前記ＯＣＴシステムが、前記ＯＣＴ画像化ビームの前記反射された一部分に基づいてＯＣＴ画像を生成するように動作可能である、ビーム結合器と、
   前記ＯＣＴシステムにより生成された前記ＯＣＴ画像を投影するように動作可能なリアルタイムデータ投影ユニットと、
   前記眼科手術用顕微鏡の第２の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされたビームスプリッタであって、前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が前記第２の接眼レンズを通して観察可能であるように、前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像を前記ビームスプリッタと前記眼科手術用顕微鏡の前記第２の接眼レンズとの間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の第２の部分に沿って導くように動作可能なビームスプリッタと、
   前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた追加のビームスプリッタであって、前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が前記第１の接眼レンズを通して観察可能であるように、前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像を前記追加のビームスプリッタと前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズとの間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の第３の部分に沿って導くように動作可能な追加のビームスプリッタと
   を含む、眼科手術用顕微鏡。
2. 前記患者の眼の眼底画像を生成するように動作可能な画像化ユニットと、
   一部分もしくは前記患者の眼または前記患者の眼に挿入された手術器具の位置を判定するために前記眼底画像を処理するように動作可能な追跡システムと
   を更に含み、
   前記ＯＣＴシステムが、前記一部分もしくは前記患者の眼または前記手術器具の前記判定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ＯＣＴ画像化ビームを前記患者の眼内の特定の領域に導くように動作可能なビームスキャナを更に含み、前記患者の眼内の前記特定の領域が、前記患者の眼に挿入された前記手術器具の前記判定された位置を含む、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
3. 前記画像化ユニットが、前記眼科手術用顕微鏡の光学経路に沿って通過する光の一部分に基づいて前記眼底画像を生成するように動作可能であり、前記光の一部分が、前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像を導く前記ビームスプリッタと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間に位置決めされた画像化ユニットビームスプリッタにより反射される、請求項２に記載の眼科手術用顕微鏡。
4. 前記手術器具が、硝子体切除プローブ、鉗子、内部照明器、手術用鋏、およびレーザプローブの１つを含む、請求項２に記載の眼科手術用顕微鏡。
5. 前記画像化ユニットが、２次元カメラ、線走査カメラ、および共焦点走査検眼鏡に使用される検出器のような単一の検出器の少なくとも１つを含む、請求項２に記載の眼科手術用顕微鏡。
6. プローブベースのＯＣＴ画像を生成するように動作可能なプローブベースのＯＣＴシステムと、
   前記ＯＣＴシステム、前記プローブベースのＯＣＴシステム、および前記リアルタイムデータ投影ユニットに通信可能に結合されたソース選択ユニットであって、前記ＯＣＴ画像および前記プローブベースのＯＣＴ画像の一方が前記リアルタイムデータ投影ユニットに通信され得るように、前記リアルタイムデータ投影ユニットを前記ＯＣＴシステムおよび前記プローブベースのＯＣＴシステムの一方に選択的に結合するように動作可能なソース選択ユニットと
   を更に含む、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
7. 前記リアルタイムデータ投影ユニットが、ヘッドアップ表示装置、１次元表示アレイ、２次元表示アレイ、プロジェクタ装置、およびホログラフィック表示装置の１つを含む、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
8. 前記ビームスプリッタが、前記眼科手術用顕微鏡の前記第２の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされている状態から、前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされている状態に移行するように動作可能である、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
9. 前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が、第１の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像および第２の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像を含み、前記第１の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像および前記第２の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の外側に位置するビームスプリッタを介して分割され、
   前記第１の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第２の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記ビームスプリッタにより、前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の前記第２の部分に沿って導かれ、かつ
   前記第２の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記追加のビームスプリッタにより、前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の前記第３の部分に沿って導かれる、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
10. 前記第２の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像が、３Ｄ知覚をもたらすために前記第１の横並びバージョンの前記ＯＣＴ画像に対して修正される、請求項９に記載の眼科手術用顕微鏡。
11. 前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が、色分けされた画像を含み、
    前記色分けされた画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第２の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記ビームスプリッタに到達する前に第１のフィルタを通過し、
    前記色分けされた画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記追加のビームスプリッタに到達する前に第２のフィルタを通過し、かつ
    前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが３Ｄ知覚を容易にする、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
12. 前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が、偏光符号化画像を含み、
    前記偏光符号化画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第２の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記ビームスプリッタに到達する前に第１の波長板を通過し、
    前記偏光符号化画像が、前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた前記追加のビームスプリッタに到達する前に第２の波長板を通過し、かつ
    前記第１の波長板および前記第２の波長板が３Ｄ知覚を容易にする、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
13. 前記ＯＣＴシステムにより生成された前記ＯＣＴ画像を投影するように動作可能な追加のリアルタイムデータ投影ユニットと、
    前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズと前記眼科手術用顕微鏡の前記拡大／集束光学系との間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路に沿って位置決めされた追加のビームスプリッタであって、前記投影されたＯＣＴ画像が前記第１の接眼レンズを通して観察可能であるように、前記追加のリアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像を前記追加のビームスプリッタと前記眼科手術用顕微鏡の前記第１の接眼レンズとの間の前記眼科手術用顕微鏡の前記光路の第３の部分に沿って導くように動作可能な追加のビームスプリッタと
    を更に含む、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。
14. 前記追加のリアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像が、３Ｄ知覚をもたらすために前記リアルタイムデータ投影ユニットにより投影された前記ＯＣＴ画像に対して修正される、請求項１３に記載の眼科手術用顕微鏡。
15. 前記第１の接眼レンズおよび前記第２の接眼レンズが同じ接眼レンズである、請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。

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