JP7200091B2

JP7200091B2 - 減法正面光干渉トモグラフィ撮像

Info

Publication number: JP7200091B2
Application number: JP2019511708A
Authority: JP
Inventors: チャールズスティーブン; ユイリンフォン; レンフーカン
Original assignee: アルコンインコーポレイティド
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2037-09-05
Also published as: CN109715045A; CA3031392A1; AU2017328121A1; JP2019532689A; CN109715045B; EP3512407A1; US10285584B2; WO2018051209A1; US20180078130A1; AU2017328121B2

Description

本開示は、眼科手術に関し、具体的には減法正面光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）撮像に関する。

眼科では、眼の手術、すなわち眼科手術は、毎年、何万人という患者の視力を救いかつ改善する。しかし、眼のさらに小さい変化に対する視力の感度および多くの眼構造の繊細かつ微妙な性質を所与として、眼科手術は、行うことが困難であり、さらにあまり重要でないまたは一般的でない外科的なエラーの低減または外科技術の精度の僅かな改善は、手術後の患者の視力において非常に大きい差を生じ得る。

眼科手術は、眼および補助的視覚構造に対して行われる。さらに具体的には、硝子体網膜手術は、硝子体液および網膜などの眼の内部に関わる様々な微妙な手順を包含する。様々な硝子体網膜外科処置は、とりわけ網膜前膜、糖尿病性網膜症、硝子体出血、黄斑円孔、網膜剥離および白内障手術の複雑性を含む多くの眼疾患の治療において、視覚的知覚性能を改善するために場合によりレーザと共に使用される。

硝子体網膜手術中、眼科医は、通常、角膜を通して眼底を見るために外科用顕微鏡を使用する一方、強膜に侵入する外科用器具は、様々な異なる手順の任意のものを行うために導入され得る。外科用顕微鏡は、硝子体網膜手術中に眼底の撮像および任意選択的に照明を提供する。患者は、通常、硝子体網膜手術中に外科用顕微鏡下で仰向けであり、検鏡が眼を露出状態に保つために使用される。使用される光学系のタイプに依存して、眼科医は、狭い視界から眼底の周囲領域まで延び得る広い視界まで変動し得る眼底の所与の視界を有する。

眼底を見ることに加えて、外科用顕微鏡は、硝子体網膜手術に関わる眼組織の部分に関する追加情報を提供するために光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）走査器を備え得る。ＯＣＴ走査器は、そうでなければ外科用顕微鏡を使用して光学的に区別するのが困難である眼の部分の撮像を可能にし得る。

一態様では、開示される方法は、正面ＯＣＴ撮像を使用して眼科手術を行うためのものである。本方法は、外科用顕微鏡と眼科用レンズとを使用して患者の眼の内部を見て、眼の内部の光学画像を生成することを含み得る。光学画像に基づき、本方法は、眼の内部を正面から見るために外科用顕微鏡に結合された光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）走査コントローラに第１の命令を送信することであって、第１の命令は、眼の内部の第１の走査データを生成するようにＯＣＴ走査コントローラに指示する、送信することを含み得る。本方法は、第１の走査データから第１の正面画像を生成することと、眼の内部の第２の走査データを生成するようにＯＣＴ走査コントローラに指示する第２の命令をＯＣＴ走査コントローラに送信することと、第２の走査データから第２の正面画像を生成することとをなおもさらに含み得る。本方法は、第２の正面画像を第１の正面画像からデジタル的に減じて、第３の正面画像を生成することをさらに含み得る。第３の正面画像に基づき、本方法はまた、第１の正面画像と第２の正面画像との間の眼の内部に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することと、光学画像と共にオーバーレイ画像を外科用顕微鏡のユーザに表示することとを含み得る。

本方法の開示される実施形態の任意のものでは、眼の内部に対する変化は、外科用顕微鏡を使用して行われる眼科手術中に外科手術から生じる変化を含み得る。本方法では、外科手術は、網膜の少なくとも一部分を剥離することを含み得る一方、オーバーレイ画像は、網膜の位置を示し得る。

本方法の開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、第１の正面画像内の眼の内部から組織層を検出することと、第２の正面画像内の組織層を検出することと、組織層に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することとをさらに含み得る。

本方法の開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像は、組織層に対するいかなる変化も示さないことができる。

本方法の開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、眼の内部に対する変化を検出するために画像処理を第２の正面画像に適用することをさらに含み得る。

本方法の開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、眼の内部に対する変化の位置に基づき、マスク領域を第３の正面画像から識別することと、オーバーレイ画像内のマスク領域の指標を表示することとをさらに含み得る。本方法では、マスク領域は、３Ｄボリュームであり得る。

さらなる態様では、ＯＣＴ走査コントローラは、眼科手術中の減法正面ＯＣＴ撮像のためのものである。ＯＣＴ走査コントローラは、プロセッサによって実行可能な命令を格納する記憶媒体へのアクセスを有するプロセッサを含み得る。ＯＣＴ走査コントローラでは、眼科手術を受けている患者の眼の内部を正面から見るための第１の命令であって、眼科手術を行うために使用される外科用顕微鏡から眼の内部の第１の走査データを生成するようにＯＣＴ走査コントローラに指示する第１の命令を受信するための命令は、プロセッサによって実行可能であり得る。ＯＣＴ走査コントローラは、第１の走査データから第１の正面画像を生成することと、眼の内部の第２の走査データを生成するようにＯＣＴ走査コントローラに指示する第２の命令を受信することと、第２の走査データから第２の正面画像を生成することとのための命令をさらに含み得る。ＯＣＴ走査コントローラは、第１の正面画像から第２の正面画像をデジタル的に減じて、第３の正面画像を生成するための命令をさらに含み得る。第３の正面画像に基づき、上記命令は、第１の正面画像と第２の正面画像との間の眼の内部に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することと、光学画像と共にオーバーレイ画像を外科用顕微鏡のユーザに表示することとのための命令を含み得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、眼の内部に対する変化は、外科用顕微鏡を使用して行われる眼科手術中に外科手術から生じる変化を含み得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、外科手術は、網膜の少なくとも一部分を剥離することを含み得る一方、オーバーレイ画像は、網膜の位置を示し得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、第１の正面画像内の眼の内部から組織層を検出することと、第２の正面画像内の組織層を検出することと、組織層に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することとをさらに含み得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像は、組織層に対するいかなる変化も示さないことができる。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、眼の内部に対する変化を検出するために画像処理を第２の正面画像に適用することをさらに含み得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、オーバーレイ画像を生成することは、眼の内部に対する変化の位置に基づき、マスク領域を第３の正面画像から識別することと、オーバーレイ画像内のマスク領域の指標を表示することとをさらに含み得る。

ＯＣＴ走査コントローラの開示される実施形態の任意のものでは、マスク領域は、三次元ボリュームであり得る。

追加の開示される実施形態は、ＯＣＴ走査器、外科用顕微鏡および画像処理システムを含む。

本開示をより詳細に理解するために、添付図面と併せて以下の説明が次に参照される。

外科用顕微鏡走査機の実施形態の選択された要素のブロック図である。硝子体網膜手術中の減法正面ＯＣＴのための方法の選択された要素のフローチャートである。ＯＣＴ走査コントローラの実施形態の選択された要素のブロック図である。

以下の本明細書では、詳細は、開示される主題の論述を容易にするために一例として説明される。しかし、開示される実施形態は、例示的であり、全ての可能な実施形態を網羅していないことが当業者に明確になるべきである。

本明細書で使用されるように、参照符号のハイフンで結ばれた形式は、要素の特定のインスタンスを指し、参照符号のハイフンで結ばれていない形式は、集合的要素を指す。したがって、例えば、装置「１２－１」は、集合的に装置「１２」と呼ばれ得、その任意の１つが装置「１２」と概して呼ばれ得る装置クラスのインスタンスを指す。

上記で指摘したように、硝子体網膜手術中、外科医は、例えば、コンタクトレンズまたは非コンタクトレンズなどの角膜を通して見るための眼科用レンズと併せて外科用顕微鏡を使用することにより、患者の眼の眼底を見得る。多様な外科処置の任意のものを行うために、外科医は、ＯＣＴ走査器を使用することなどにより、対応する眼組織のプロファイル深さ走査を生成するために眼底のいくつかの部分を光学的に走査することを望み得る。プロファイル深さ走査は、外科用顕微鏡によって生成される光学画像から容易に見えない眼組織に関する情報を明らかにし得る。プロファイル深さ走査は、点走査（Ａ走査）、線走査（Ｂ走査）または面走査（Ｃ走査）であり得る。Ｂ走査からの画像は、線に沿った眼組織の深さを撮像する一方、Ｃ走査は、光学的透視図からの正面図を含む様々な図を提供するために分割され得るが、様々な深さにおいてかつ選択された組織層に関して生成され得る３次元（３Ｄ）データを生じる。

ＯＣＴ走査器は、外科用顕微鏡の光学系と一体化されているが、ＯＣＴシステム（走査器および走査コントローラを含む）は、通常、厚さが僅か数マイクロメートルであり得る膜である網膜黄斑を覆う内境界膜（ＩＬＭ）および網膜上膜（ＥＲＭ）などの網膜に接触する網膜を直接的に弁別しない。いくつかの硝子体網膜手術中、ＩＬＭまたはＥＲＭの剥離は、外科医によって行われ、これらの膜を光学的に視覚化する際の難しさのために課題となり得る。網膜のＯＣＴ画像が網膜を直接区別しなくても、ＯＣＴ画像は、無傷な網膜を有するまたは有しない網膜像（剥離前および剥離後ＯＣＴ画像）の差を弁別し得る。ＯＣＴ画像は、もはや取り付けられない（剥離された）網膜であるが、この膜の残留部分が例えば網膜の剥離領域のエッジなどに留まる網膜の位置をさらに示し得る。

硝子体網膜手術中に網膜を視覚化するための従来技術は、解釈することが困難であり、外科医に見られるために生成および表示するのに時間がかかり得る剥離前および剥離後ＯＣＴ画像の目視比較を含んできたため、外科処置中に使用するには非実用的である。加えて、網膜は、多くの場合、外科用顕微鏡を使用して手術を行いながら、それらのコントラストを改善するために色素によって染色される。一般的に使用される１つの色素は、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）であり、これは、網膜毒性として知られており、したがって反復塗布に適していない。ＩＬＭ染色に使用される報告された別の色素は、ブリリアントブルーＧ（ＢＢＧ）であり、これは、食品医薬品庁（ＦＤＡ）によってルーチン的臨床用途に依然として承認されていない。しかし、網膜を染色するための色素の一般的使用は、硝子体網膜手術中の追加手順を含み、指示された追加の工程および予防措置のために望ましくない（特にＩＣＧなどの有害色素を使用する際）。

本開示は、減法正面ＯＣＴ撮像のための方法およびシステムに関する。本明細書に開示される硝子体網膜手術中の減法正面ＯＣＴ撮像のための方法およびシステムは、硝子体網膜手術中にＩＬＭおよびＥＲＭなどの剥離前および剥離後の網膜の位置を視覚化する能力を提供し得る。本明細書に開示される硝子体網膜手術中の減法正面ＯＣＴ撮像のための方法およびシステム方法は、網膜が剥離された位置または領域を示すＯＣＴ画像を外科医が見ることができるようにし得る。

さらに詳細に説明されるように、硝子体網膜手術中の正面ボリューム（３Ｄ）ＯＣＴ撮像は、ＯＣＴ走査器および外科用顕微鏡と一体化されたＯＣＴ走査コントローラを使用して行われる。ＯＣＴ走査コントローラは、患者の眼の内部の正面ＯＣＴを見るための動作を含むＯＣＴ走査器の動作を制御するための命令を送信し得る。特に、網膜の位置の正面３ＤＯＣＴ撮像は、対応する剥離前および剥離後ＯＣＴ画像を生成するために剥離前および剥離後（または部分的剥離後の手術中）に行われ得る。眼の同じ部分からの剥離前および剥離後ＯＣＴ画像は、ＩＬＭまたはＥＲＭなどの残留未剥離網膜を検出および表示するためにデジタル的に減じられ得る。代替的に、いくつかの画像処理技術は、剥離の結果として生成されるエッジを検出するために剥離後または部分的剥離ＯＣＴ画像に対して行われ得る。このようにして剥離膜エッジを検出した後、剥離膜エッジ（または他の特定の組織層のエッジ）は、画像内でデジタル的に識別され、硝子体網膜手術中にリアルタイムで外科医に表示され得る線または境界のディジタルオーバーレイなどの視覚的指標を使用することによって表され得る。

ここで、添付図面を参照すると、図１は、外科用顕微鏡走査機１００を示すブロック図である。外科用顕微鏡走査機１００は、原寸に比例して描かれておらず、概略図である。さらに詳細に説明されるように、外科用顕微鏡走査機１００は、人間の眼１１０を見て解析するために硝子体網膜手術中に使用され得る。示されるように、外科用顕微鏡走査機１００は、外科用顕微鏡１２０、ＯＣＴ走査コントローラ１５０、外部ディスプレイ１５２、ＯＣＴ画像貯蔵庫１５４およびＯＣＴ走査器１３４を含む。図１に示されるのはまた、撮像システム１４０、眼科用レンズ１１２、手術ツール１１６および照明器１１４である。顕微鏡走査機１００は、様々な実施形態において様々な要素によって実現され得ることに注意すべきである。

図１に示すように、外科用顕微鏡１２０は、光学的機能を示すために概略図の形式で描写されている。外科用顕微鏡１２０は、様々な実施形態において、様々な他の電子的および機械的部品を含み得ることが理解されるであろう。したがって、対物レンズ１２４は、眼１１０の眼底の所望の拡大または視界を提供するために選択可能な対物レンズを表し得る。対物レンズ１２４は、眼１１０の角膜上に載っている眼科用レンズ１１２を介して眼１１０の眼底からの光を受光し得る。眼科用レンズ１２０は、説明目的のためにコンタクトレンズとして示されるが、コンタクトレンズおよび非コンタクトレンズを含む様々なタイプの眼科用レンズ１１２が外科用顕微鏡１２０と共に使用され得ることに注意すべきである。硝子体網膜手術を行うために、手術ツール１１６によって表される様々なツール（強膜に侵入するツールを含む）および機器が使用され得る。照明器１１４は、使用され得る他の光源の中でも、眼１１０の眼底の内部からの光源を提供する特殊なツールであり得る。

図１において、外科用顕微鏡１２０は、左接眼レンズ１２６－Ｌおよび右接眼レンズ１２６－Ｒを含む双眼鏡１２６によって見ることを可能にする、２つの別個であるがほぼ等しい光路を有する双眼配置によって示される。対物レンズ１２４から左側光ビームがビームスプリッタ１２８において分割され得、ここから、撮像システム１４０および左接眼レンズ１２６－Ｌは、光学画像を受信する。また対物レンズ１２４から右側光ビームが部分的ミラー１２９において分割され得、部分的ミラー１２９はまた、ＯＣＴ走査器１３４からサンプルビーム１３０を受信し、測定ビーム１３２をＯＣＴ走査器１３４に出力する。部分的ミラー１２９はまた、右側光ビームの一部を右接眼レンズ１２６－Ｒに導く。ディスプレイ１２２は、ＯＣＴ走査コントローラ１５０からデータを受信し、左接眼レンズ１２６－Ｌおよび右接眼レンズ１２６－Ｒのそれぞれの画像出力データを生成する画像処理システムなどの光電子部品を含み得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２２は、ユーザが見るために画像を双眼鏡１２６に出力するミニチュアディスプレイ装置を含む。図１において描写された光学配置は、例示的であり、他の実施形態では異なる方法で実現され得ることに注意すべきである。

図１において、ＯＣＴ走査コントローラ１５０は、例えば、表示データを出力するためのディスプレイ１２２との電気的インターフェースを有し得る。このようにして、ＯＣＴ走査コントローラ１５０は、双眼鏡１２６において見られるディスプレイ１２２にディスプレイ画像を出力し得る。撮像システム１４０とＯＣＴ走査コントローラ１５０との間の電気的インターフェースがデジタル画像データを支援し得るため、ＯＣＴ走査コントローラ１５０（または撮像システム１４０）は、比較的高いフレームリフレッシュ速度によってリアルタイムで画像処理を行い得、その結果、外科用顕微鏡１２０のユーザは、走査および他の操作のために眼１１０の選択部分を制御するためのユーザ入力へのほぼ瞬間的なフィードバックを受け得る。外部ディスプレイ１５２は、同様の画像をディスプレイ１２２として出力し得るが、硝子体網膜手術中に様々な要員によって見るためのスタンドアロンモニタを表し得る。ディスプレイ１２２または外部ディスプレイ１５２は、液晶ディスプレイ画面、コンピュータモニタ、テレビなどとして実現され得る。ディスプレイ１２２または外部ディスプレイ１５２は、ビデオグラフィックアレイ（ＶＧＡ）、拡張グラフィックスアレイ（ＸＧＡ）、ディジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、高解像度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）などの対応するタイプのディスプレイのディスプレイ標準規格に準拠し得る。

図１における外科用顕微鏡１２０の双眼配置により、撮像システム１４０は、撮像システム１４０が独立に光ビームおよび画像データを処理し、表示し、格納し、かつ他に操作することを可能にする左側光ビームの一部を受信し得る。したがって、撮像システム１４０は、必要に応じて、様々な異なる種類の撮像システムの任意のものを表し得る。

示されるように、ＯＣＴ走査器１３４は、様々な種類のＯＣＴ走査器の実施形態を表し得る。ＯＣＴ走査器以外の他のタイプの光学走査器が、図１に描写する配置と共に使用され得ることに注意すべきである。ＯＣＴ走査器１３４は、サンプルビーム１３０の出力を制御し得、眼１１０内の組織と相互作用するサンプルビーム１３０の光子に応答して反射し戻される測定ビーム１３２を受信し得る。ＯＣＴ走査器１３４はまた、ユーザによって指示された選択位置にサンプルビーム１３０を移動することを可能にされ得る。ＯＣＴ走査コントローラ１５０は、例えば、走査データを生成するための選択位置を指示する命令をＯＣＴ走査器１３４に送信し、ＯＣＴ走査器１３４によって取得された走査データを受信するためにＯＣＴ走査器１３４とインターフェースし得る。ＯＣＴ走査器１３４は、必要に応じて、限定しないが、時間領域ＯＣＴ（ＴＤ－ＯＣＴ）および周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ－ＯＣＴ）などの様々なタイプのＯＣＴ機器および構成を表し得ることに注意すべきである。いくつかの実施形態（図示せず）では、ＯＣＴ走査器１３４は、様々なＯＣＴ画像が左側ビーム経路および右側ビーム経路から互いに独立に生成される双眼ＯＣＴを支援し得る。特に、ＯＣＴ走査器１３４によって生成される走査データは、走査データの正面図を生成するために使用され得る線走査の２次元（２Ｄ）走査データおよび面走査の三次元（３Ｄ）の走査データを含み得る。走査データは、眼１１０の眼底内の可視表面の下の撮像を可能にする走査組織の深さプロファイルを表し得る。

示されるように、ＯＣＴ画像貯蔵庫１５４は、ＯＣＴ画像へのアクセスを提供するデジタル記憶媒体（データベースまたはファイルシステムおよび対応する記憶装置など）を表す。具体的には、眼１１０のＯＣＴ画像は、網膜の少なくとも一部分を剥離した後だけでなく、硝子体網膜手術中の網膜剥離前にも記録され得る。このようにして、剥離前および剥離後ＯＣＴ画像は、ＯＣＴ走査コントローラ１５０または撮像システム１４０が剥離前および剥離後ＯＣＴ画像にアクセスし得るようにＯＣＴ画像貯蔵庫１５４内に格納され得る。

外科用顕微鏡走査機１００の動作中、ユーザは、硝子体網膜手術が眼１１０に対して行われている間、双眼鏡１２６を使用して眼１１０の眼底を見得る。ユーザは、ＯＣＴ走査を開始するためにユーザ入力をＯＣＴ走査コントローラに提供し得る。ＯＣＴ走査コントローラは、次に、走査動作を制御するためにＯＣＴ走査器１３４と通信し、第１の走査データを生成するためにリアルタイムＯＣＴ走査を行い得る。第１の走査データは、剥離前であり得る。次に、同様に網膜の少なくとも一部分が外科医によって剥離された後、第２の走査データ（剥離後）が第１の走査データと同じ位置から取得され得る。次に、ＯＣＴ走査コントローラ１５０または撮像システム１４０は、第１の走査データから第１の正面画像および第２の走査データから第２の正面画像を生成し得る。次に、第１の正面画像および第２の正面画像は、剥離された網膜の指標を示すために様々な方法によって処理され得る。例えば、この処理は、第１の正面画像から第２の正面画像をデジタル的に減じて、網膜が剥離された位置を明らかにする第３の正面画像を生成することを含み得る。正面画像登録は、手術を進める前に第１の正面画像を使用して行われ得ることに注意すべきである。次に、網膜色素上皮（ＲＰＥ）内の特徴に基づき得る画像登録は、本明細書で説明された第２の正面画像など、その後の正面画像を位置合わせしかつ配向するために使用され得る。

この処理は、リアルタイムで行われ得る。例えば、第１の走査データ（剥離前）に基づき、第２の走査データ（剥離後）は、ＯＣＴ走査コントローラ１５０または撮像システム１４０などによってリアルタイムで処理されるビデオ信号として、第３の走査データの対応するフレームを生成するために毎秒複数のフレーム以上のフレーム速度を有するビデオ信号のフレームとして取得され得る。例えば、第３の走査データは、第１の正面画像から第２の正面画像をデジタル的に減じた第３の正面画像のバージョンを生じ得る。

網膜以外の他の構造は、第１の走査データ（剥離前）と第２の走査データ（剥離後）との間のデジタル減算方法を使用して識別され得ることにさらに注意すべきである。例えば、とりわけ神経繊維層などの特定の組織層が第１の正面画像からデジタル的に抽出され得る。次に、同じ組織層は、その組織層のみのデジタル減算を計算するために第２の正面画像から抽出され得る。このようにして、例えば、外科医は、手術中に発生した他の組織層に対する任意の変化に関する直接フィードバック（特定の組織層に対するいかなる変化も発生しなかったという確認を含む）を受信し得る。さらに、第１の正面画像内の特定の組織層の代わりに、１つまたは複数の組織層内の特定の特徴が、第２の正面画像によるデジタル減算のために第１の正面画像から分離され得る。第３の正面画像を次に生じる特定の特徴は、１つまたは複数の所定のまたは予め選択された組織層内のある組織構造または病状であり得る。

さらに他の実施形態では、第１の走査データおよび第２の走査データからのＯＣＴ信号予測は、第１の正面画像および第２の正面画像を生成するために使用され得る。ＯＣＴ信号予測は、対応する走査データに関する平均、最大値、最小値、合計、中央値、差または他の演算子などの演算子を使用して取得され得る。

上記のデジタル減算方法に加えてまたはその代わりに、第２の走査データ（剥離後）または第２の正面画像は、網膜の部分的剥離によって生成されるエッジを検出するためのいくつかの画像処理方法を適用するために第１の走査データ（剥離前）または第１の正面画像とは独立に処理され得る。第２の走査データまたは第２の正面画像に適用される画像処理は、他の演算子の中でも、Ｓｏｂｅｌ演算子、エッジ検出、微分または他の所望組織特徴を検出し得る他のデジタル方法を含み得る。

デジタル減算方法もしくは画像処理またはそれらの様々な組合せを使用するかどうかに関わらず、網膜（または他の所望組織特徴）のエッジがデジタル的に検出されると、この膜エッジ（または他の所望組織特徴）を外科用顕微鏡のユーザに表示する第３の正面画像に基づくオーバーレイ画像が生成され得る。オーバーレイ画像は、マスク領域（網膜の剥離された（または未剥離）領域を表すバイナリマスクなど）または眼の組織層内の他の差異を含み得る。オーバーレイ画像では、マスク領域は、網膜または別の組織層などの特定の組織層を示す３Ｄボリュームであり得る。オーバーレイ画像は、膜エッジ（または他の組織特徴）をユーザに示すために、限定しないが、ドット、線、ダッシュ、着色領域または様々なそれらの組合せ含む様々な表現を使用し得る。オーバーレイ画像は、ディスプレイ１２２を使用することによって観測される外科的処置の現在図（光学画像）上および任意選択的に外部ディスプレイ１５２上にオーバーレイされ得る。いくつかの実施形態では、オーバーレイ画像は、手術中のリアルタイム表示のために第２の正面画像と一体化され得る。このようにして、剥離されたおよび未剥離網膜部分を識別および定位する際の実用的かつ有用な支援は、患者の眼内の膜を染色するために場合により有毒な色素の使用に依存する必要なく、硝子体網膜手術を実行中に外科医に提供され得る。

本開示の範囲から逸脱することなく、外科用顕微鏡走査機１００に対する修正形態、追加形態または省略形態がなされ得る。本明細書で述べた外科用顕微鏡走査機１００の部品および要素は、特定の用途に従って一体化され得るかまたは分離され得る。外科用顕微鏡走査機１００は、いくつかの実施形態では、より多い、より少ないまたは異なる部品を使用して実現され得る。

ここで、図２を参照すると、本明細書で述べた硝子体網膜手術中の減法正面ＯＣＴ撮像の方法２００の実施形態の選択要素のフローチャートがフローチャート形式で描写される。方法２００は、ユーザが眼の眼底を見るために外科用顕微鏡走査機１００を操作し、この眼底の図に基づいて外科処置を行う間にＯＣＴ走査コントローラ１５０が行い得る工程および手順を説明する。例えば、方法２００は、減法ＯＣＴ制御３１４によって実行され得る（図３を参照されたい）。特定の実施形態では、撮像システム１４０は、方法２００において以下に説明される少なくともいくつかの操作を行い得る。方法２００において説明されるいくつかの操作は、任意選択的であり得るか、または異なる実施形態において再配置され得ることに注意すべきである。

方法２００は、工程２０２において、患者の眼の内部の正面ＯＣＴ撮像のための第１の命令であって、第１の走査データを生成することを指示する第１の命令を受信することによって開始し得る。工程２０４では、第１の正面画像が第１の走査データから生成される。工程２０６では、眼の内部の第２の走査データを生成することを指示する第２の命令が受信される。工程２０８では、第２の正面画像が第２の走査データから生成される。工程２１０では、第２の正面画像は、第３の正面画像を生成するために第１の正面画像からデジタル的に減じられる。工程２１２では、第３の正面画像に基づき、眼の内部に対する変化を示すオーバーレイ画像が生成される。工程２１２における眼の内部に対する変化は、第１の走査データが取得された後に行われる外科手術（網膜の剥離など）から生じ得る。工程２１４において、オーバーレイ画像は、光学画像によって表示される。

ここで、図３を参照すると、図１および図２に関して上記で説明したＯＣＴ走査コントローラ１５０の実施形態の選択要素を示すブロック図が提示される。図３に描写する実施形態では、ＯＣＴ走査コントローラ１５０は、メモリ３１０として集合的に識別される記憶媒体に共用バス３０２を介して結合されたプロセッサ３０１を含む。

図３に描写するＯＣＴ走査コントローラ１５０は、ＯＣＴ走査コントローラ１５０を、いくつかある他の装置の中でも、ＯＣＴ走査器１３４などの様々な外部エンティティにインターフェースし得る通信インターフェース３２０をさらに含む。いくつかの実施形態では、通信インターフェース３２０は、ＯＣＴ走査コントローラ１５０がネットワーク（図３に示さず）に接続することを可能にするように動作可能である。硝子体網膜手術中の減法正面ＯＣＴ撮像に好適ないくつかの実施形態では、図３に描写するＯＣＴ走査コントローラ１５０は、共用バス３０２または別のバスと、ディスプレイ１２２または外部ディスプレイなどの１つまたは複数のディスプレイの出力ポートとを接続するディスプレイインターフェース３０４を含む。

図３において、メモリ３１０は、持続性および揮発性媒体、固定および着脱可能媒体ならびに磁気および半導体媒体を包含する。メモリ３１０は、命令、データまたはその両方を格納するように動作可能である。図示のメモリ３１０は、組または一連の命令（すなわちオペレーティングシステム３１２）および減法ＯＣＴ制御アプリケーション３１４を含む。オペレーティングシステム３１２は、ＵＮＩＸオペレーティングシステムもしくはＵＮＩＸのようなオペレーティングシステム、ウインドウズ（登録商標）ファミリオペレーティングシステムまたは別の好適なオペレーティングシステムであり得る。

本明細書において開示されるように、眼科手術中の正面または３ＤボリュームＯＣＴ撮像は、外科用顕微鏡と共に使用されるＯＣＴ走査器とインターフェースするＯＣＴ走査コントローラによって行われ得る。ＯＣＴ走査器は、網膜剥離などの外科手術が行われる前またはその後に正面画像を生成し得る。正面画像上でデジタル減算を使用して、眼に対する外科手術からの変化を示すオーバーレイ画像は、生成され、かつ外科用顕微鏡のユーザに表示される光学画像上にオーバーレイされ得る。

上記の開示された主題は、例示的であり、限定的でないと考えられるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本開示の趣旨および範囲に入るこのような修正形態、拡張形態および他の実施形態を全て包含するように意図されている。したがって、法律によって許容される最大限の範囲において、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物の最も広い許容可能な解釈によって判断されるべきであり、上記の詳細な説明によって限定または制限されないものとする。

Claims

外科用顕微鏡に結合された光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）を作動するための方法であって、
ＯＣＴ走査コントローラが、外科用顕微鏡と眼科用レンズとを使用して、眼の内部の光学画像を生成することと、
前記光学画像に基づき、前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記眼の前記内部を正面から見るために前記外科用顕微鏡に結合された前記ＯＣＴ走査コントローラへの第１の命令を受信することであって、前記第１の命令は、前記眼の前記内部の第１の走査データを生成するように前記ＯＣＴ走査コントローラに指示する、受信することと、
前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記第１の走査データから第１の正面画像を生成することと、
前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記眼の前記内部の第２の走査データを生成するように前記ＯＣＴ走査コントローラに指示する、前記ＯＣＴ走査コントローラへの第２の命令を受信することと、
前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記第２の走査データから第２の正面画像を生成することと、
前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記第２の正面画像を前記第１の正面画像からデジタル的に減じて、第３の正面画像を生成することと、
前記第３の正面画像に基づき、前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記第１の正面画像と前記第２の正面画像との間の前記眼の前記内部に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することと、
前記ＯＣＴ走査コントローラが、前記光学画像と共に前記オーバーレイ画像を前記外科用顕微鏡のユーザに表示することと、を含んでおり、
前記眼の前記内部に対する前記変化は、前記外科用顕微鏡を使用して行われる眼科手術中に外科手術から生じる変化を含み、
前記ＯＣＴ走査コントローラが前記オーバーレイ画像を生成することは、
前記第１の正面画像内の前記眼の前記内部から網膜又は別の組織層である組織層の網膜以外の他の構造を検出することと、
前記第２の正面画像内の前記組織層を検出することと、
手術中に発生した前記組織層に対する前記変化を示す前記オーバーレイ画像を生成することと、
をさらに含み、
前記外科用顕微鏡を使用して行われる前記眼科手術中に外科手術から生じる前記変化は、網膜の少なくとも一部分を剥離することを含み、前記オーバーレイ画像は、前記網膜の位置を示す、方法。
前記オーバーレイ画像は、前記組織層が手術の間に変化しないことを確認するためにさらに使用される、請求項１に記載の方法。
前記ＯＣＴ走査コントローラが前記オーバーレイ画像を生成することは、前記眼の前記内部に対する前記変化を検出するために画像処理を前記第２の正面画像に適用することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記ＯＣＴ走査コントローラが前記オーバーレイ画像を生成することは、
前記眼の前記内部に対する前記変化の位置に基づき、マスク領域を前記第３の正面画像から識別することと、
前記オーバーレイ画像内の前記マスク領域の指標を表示することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記マスク領域は、三次元ボリュームである、請求項４に記載の方法。
眼科手術中の正面ＯＣＴ撮像のための光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）走査コントローラであって、プロセッサをさらに含み、前記プロセッサは、前記プロセッサによって実行可
能な命令であって、
眼科手術を受けている患者の眼の内部を正面から見るための第１の命令であって、前記眼科手術を行うために使用される外科用顕微鏡から前記眼の前記内部の第１の走査データを生成するように前記ＯＣＴ走査コントローラに指示する第１の命令を受信することと、
前記第１の走査データから第１の正面画像を生成することと、
前記眼の前記内部の第２の走査データを生成するように前記ＯＣＴ走査コントローラに指示する第２の命令を受信することと、
前記第２の走査データから第２の正面画像を生成することと、
前記第２の正面画像を前記第１の正面画像からデジタル的に減じて、第３の正面画像を生成することと、
前記第３の正面画像に基づき、前記第１の正面画像と前記第２の正面画像との間の前記眼の前記内部に対する変化を示すオーバーレイ画像を生成することと、
前記眼の前記内部の光学画像と共に前記オーバーレイ画像を前記外科用顕微鏡のユーザに表示することと
のための命令を格納する記憶媒体へのアクセスを有しており、
前記眼の前記内部に対する前記変化は、前記外科用顕微鏡を使用して行われる前記眼科手術中に外科手術から生じる変化を含み、
前記オーバーレイ画像を生成することは、
前記第１の正面画像内の前記眼の前記内部から網膜又は別の組織層である組織層の網膜以外の他の構造を検出することと、
前記第２の正面画像内の前記組織層を検出することと、
手術中に発生した前記組織層に対する前記変化を示す前記オーバーレイ画像を生成することと、
をさらに含み、
前記外科手術は、網膜の少なくとも一部分を剥離することを含み、前記オーバーレイ画像は、前記網膜の位置を示し、
前記第２の走査データ、又は、前記第２の正面画像は、演算子及び／又はデジタル方法を含む、網膜の部分的剥離によって生成されるエッジを検出するための画像処理方法を適用して処理できるように、前記ＯＣＴ走査コントローラは構成されている、光干渉トモグラフィ（ＯＣＴ）走査コントローラ。
前記オーバーレイ画像は、前記組織層が手術の間に変化しないことを確認するためにさらに使用される、請求項６に記載のＯＣＴ走査コントローラ。
前記オーバーレイ画像を生成することは、前記眼の前記内部に対する前記変化を検出するために画像処理を前記第２の正面画像に適用することをさらに含む、請求項６に記載のＯＣＴ走査コントローラ。
前記オーバーレイ画像を生成することは、
前記眼の前記内部に対する前記変化の位置に基づき、マスク領域を前記第３の正面画像から識別することと、
前記オーバーレイ画像内の前記マスク領域の指標を表示することと
をさらに含む、請求項６に記載のＯＣＴ走査コントローラ。
前記マスク領域は、三次元ボリュームである、請求項９に記載のＯＣＴ走査コントローラ。