JP7408504B2 - 少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を提供するための眼科外科手術システム及びコンピュータ実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、患者の眼の眼底上への外科的介入のために設計された少なくとも１つの手術器具を患者の眼に導入するように機能する、患者の眼の強膜上へのトロカールのための少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を提供するための眼科外科手術システム及びコンピュータ実装方法に関する。更に、本発明は、コンピュータプログラムに関する。

網膜硝子体手術は、トロカールを介して患者の眼の内側に案内される手術器具を用いる。一例として、いわゆる網膜静脈カニューレ挿入法（ＲＶＣ）を行うには、シャフト本体を有するカニューレが用いられ、その先端には、概して、シャフト本体に対して傾斜角になっている細い中空針状の手術器具が形成されている。中空針は、網膜血管内に薬剤を導入して、例えば、凝固を破壊することが可能である。この手術中、中空針を有するシャフト本体は、手術中に強膜を傷つけないため又は器具を一時的に固定するために、網膜の外縁と毛様体との間に位置する患者の眼の輪状毛様体扁平部を通って挿入されるトロカールを介して、患者の眼の内側に導入される。

網膜血管内への薬剤の供給は、中空針が血管の長手方向に対して狭い許容範囲内の迎え角で血管に進入する場合にのみ成功する。迎え角が平坦すぎると、中空針は血管の内腔に到達することができない。中空針が急勾配すぎる迎え角で血管上に配置されると、中空針の端部が血管の内腔に位置する領域は極めて小さくなる。それ故、中空針と眼底との間の極めて小さな相対移動でさえも、中空針が血管を突き刺したり、又は再び血管から抜け出たりする原因となる可能性がある。

しかし、万一、中空針が網膜血管を突き刺したり、又はかかる血管から抜け出たりすると、次いで穿孔される網膜血管は患者の眼の硝子体液内に出血する。硝子体液内に進入した血液は、眼の手術中の外科医の眼底の見え方を損なう可能性がある。加えて、網膜血管の穿孔は、網膜血管内に導入される薬剤が開口部を通って再度血管から速やかに洗い流される原因となる。可能性のある結果は、網膜血管をもはや正しく治療できないことである。

手術器具が静止したトロカールを介して患者の眼の内側に導入される場合、これは、手術器具の手術ツールが自由に移動可能な手術器具の移動の自由度の数に対して患者の眼の内側で移動することができる移動の自由度の数を減少させる。

従って、手術器具を用いて手術することを目的とする患者の眼の内側の領域は、前記手術器具のためにトロカールを配置する場合に、既に考慮されていなければならない。これは、患者の眼の内側の構造に対する手術器具の手術ツール、例えば、先の尖ったカニューレ、刃物、又は一対の剪刀のための迎え角が、その後、要望通りにもはや変化させることができないためである。

患者の眼の内側の外科手術の場合、外科医は、多くの場合、極めて不便で、従って合併症を引き起こす可能性のある患者の眼の内側の構造に対する迎え角で手術ツールを有する手術器具を扱う。往々にして、トロカールを介して患者の眼の内側に導入される手術器具が、介入に必要とされる手術器具の手術ツールの迎え角を可能としないために、網膜への計画された介入を実施できないことが、トロカールを配置した後でのみ、明らかになる。

これは、トロカールの位置が与えられると患者の眼の内側の構造に対する異なる迎え角を可能にする多種多様な異なる手術器具を利用可能に維持することによって対抗することができる。しかし、どの手術器具が外科的介入を最良に実施することを可能にするかを見極めるよう、配置されたトロカールを介して異なる手術器具を挿脱することは、外科的介入を実施するために必要とする時間を長くしてしまう。その上、異なる手術器具を利用可能に維持し、用いることは、調達及び手術中に大きなコストを生じる。

また、配置されたトロカールを介して患者の眼の内側に案内される手術器具の場合、手術ツールの迎え角を変化させることを可能にするヒンジを有する手術器具もある。しかし、かかる手術器具は生産するには費用がかかり、仮にあったとしても、滅菌に出費がかさむ可能性がある。

配置されたトロカールを用いて患者の眼の内側で計画された外科的介入を実施することができないことが判明した場合、新たにトロカールを配置する必要がある。特に、スタンド又はロボットの形で追加の手術器具及び補助装置を用いる場合、これは、追加の手術器具の位置を変更しなければならない可能性もあり、また、例えば、ロボットを再調整し、新しい、いわゆる遠隔運動中心（ＲＣＭ）用にプログラムする必要があるため、多くの時間を必要とする。それ故、患者は必然的に手術中に更に負傷することになり、その状態で必要となる追加の消耗品の必要性のため、外科的介入を実施するためのコストが増加し、手術期間が長くなる。

最新の公開日を有する（特許文献１）には、眼科手術用顕微鏡を含み、眼科手術用顕微鏡に接続されるデジタルカメラを備える眼科手術視覚化システムが記載されている。患者の眼の内側を、眼科手術用顕微鏡を用いて視覚化することができる。デジタルカメラは、眼科手術中の患者の眼の外側を撮影するよう機能する。眼科手術視覚化システムは、患者の眼の内側とその周囲の両方を同時に外科医に表示することができるディスプレイを有する。

国際公開第２０１９／２４４０４０Ａ２号パンフレット

ＡＢＣ ｄｅｒ Ｏｐｔｉｋ，Ｖｅｒｌａｇ Ｗｅｒｎｅｒ Ｄａｕｓｉｅｎ，Ｈａｎａｕ／Ｍａｉｎ １９６１、８３～８５ページ

本発明の目的は、患者の眼の内側への外科的介入における最適化されたワークフローを容易にする、患者の眼の強膜上へのトロカールのための少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を提供するための眼科外科手術システム及び方法を提供することにある。

この目的は、患者の眼の強膜上へのトロカールのための少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を提供するための、請求項１に記載の眼科外科手術システム及び請求項１２に記載のコンピュータ実装方法によって達成される。本発明の有利な展開は、従属請求項に詳述する。

本発明による眼科外科手術システムは、患者の眼の眼底上への外科的介入のために設計された手術器具を患者の眼に導入するよう機能する、患者の眼の角膜上のトロカールのための少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を視覚化するための視覚化装置を備え、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を視覚化装置に提供するよう設計されるコンピュータユニットを備える。このコンピュータユニットは、患者の眼球モデルにおける少なくとも１つの手術部位の相対位置と、トロカールを介して患者の眼に導入可能な少なくとも１つの手術器具に関する寸法形状情報とから、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を計算するよう構成されるトロカールポイント計算ルーチンを含む。

本発明の意味における患者の眼球モデルは、球体であってもよいか、又はそれ以外の患者の眼の眼球の個々の患者固有の複製であってもよい。特に、本発明の意味における対象物のモデルは、例えば、（非特許文献１）に記載されているような、Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄによる平均的な眼であってもよい。ここで、「正確な眼球モデル」と「単純化された眼球モデル」について、光学的に有効な表面、その曲率及び間隔、並びに「光学素子」の屈折率は、指定されており、その場合の撮像ビーム経路は、正視眼を有する平均的な、健康な人間の場合の自然な状態に近い数字で対応する。Ｇｕｌｓｔｒａｎｄによる「正確な眼球モデル」又は「単純化された眼球モデル」において指定される距離又は曲率を、指定されたパラメータではなく、特定の患者の眼に適合させることができる自由なパラメータとして考慮することにより、かかるモデルを用いて実際の患者の眼を説明することができる。

眼科外科手術システムは、患者の眼に対する患者の眼球モデルを参照するための装置を含むことができる。これにより、外科医のために患者の眼に対するトロカールの計算された相対位置の正しい位置を視覚化すること、及び／又は、画像取込装置によって撮影された患者の眼の画像上に重ね合わされる患者の眼球モデルを表示することが容易になる。

トロカールポイント計算ルーチンが、外科的介入内で手術器具を操作するために人間工学的観点から都合の良い外科医の姿勢を考慮して、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を計算するよう構成されることは有利である。これは、外科医にとって疲労することなく作業を容易にする。

特に、トロカールポイント計算ルーチンが、患者の眼球モデルにおける決定組織の領域からの手術器具の距離を最大化しながら、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を計算するよう構成されれば、有利である。この対策により、患者の眼の内側に外科的介入を行った場合の合併症のリスクを軽減する。

トロカールポイント計算ルーチンは、手術器具のために視覚化装置を用いて表示可能なトロカールポイントの複数の可能性のある相対位置を計算するよう構成することができることに留意されたい。ここで、トロカールポイント計算ルーチンは、異なる手術器具のために視覚化装置を用いて表示可能なトロカールポイントの複数の可能性のある相対位置を計算するよう構成することができる。

特に、コンピュータユニットは、視覚化装置を用いてある特定の手術器具に属するトロカールポイントを識別するために、手術器具表示機能を視覚化装置に設けるよう設計することができる。

本発明の有利な実施形態は、少なくとも１つの数学的最適化基準を適用することによって、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を計算するよう設計されるトロカールポイント計算ルーチンを提供する。ここで、手術ワークフローを考慮した最適化基準を備えることができる。

一例として、最適化基準は、例えば、手術ツールを有する複数の同等手術器具が手術計画に含まれる手術ワークフローを考慮することができ、その際、手術器具の手術ツールが対応する手術器具のシャフトの長手方向軸に対する異なる傾斜角βを有することを考慮に入れる。

一例として、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置の計算のために、少なくとも１つの手術部位に対する手術器具の手術ツールの特定の目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}を処理するトロカールポイント計算ルーチンを備えることができる。

特に、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置の計算のために、少なくとも１つの手術部位に対する手術器具の手術ツールの目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための特定の許容範囲を処理し、少なくとも１つのトロカールポイントの計算された相対位置のために、手術ツールの目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための許容範囲から確定される許容範囲を指定するトロカールポイント計算ルーチンを備えることができる。

代替として又はそれに加えて、患者の眼の眼底上の複数の離間した領域において実施される治療を提供し、手術ツールとの異なる手術器具の組み合わせを考慮し、その傾斜角βが、ある特定の許容範囲の少なくとも範囲内で、トロカールポイントに配置される単一のトロカールを介して、患者の眼の眼底上の離間した領域における手術部位に対する手術ツールの必要とされる迎え角αを手術器具が保証するようなトロカールポイントを特定するために、手術器具のシャフトに対して相対的に変化するトロカールポイント計算ルーチンを備えることができる。

患者の眼の眼底上への外科的介入のために設計される少なくとも１つの手術器具を患者の眼に挿入するよう用いられる、患者の眼の強膜上の少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置を提供するための本発明によるコンピュータ実装方法において、少なくとも１つのトロカールポイントの相対位置は、患者の眼球モデルにおける少なくとも１つの手術部位の相対位置から、及び少なくとも１つの手術器具に関する寸法形状情報から計算される。

本発明はまた、この方法をコンピュータユニット上で実行するためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラムにも適用される。

図面内で略図的に表される実施形態の一例の助けにより、以下に、本発明をより詳細に説明する。

図１は、眼科外科手術システムを患者の眼と共に示す。 図２は、手術器具と、トロカールポイントにおいて患者の眼に配置されているトロカールと共に患者の眼の断面図を示す。 図３は、眼科外科手術システム内で視覚化されたトロカールポイントの相対位置を示す。 図４は、眼科外科手術システムのコンピュータユニットに格納されるトロカールポイント計算ルーチンのフロー図を示す。 図５は、患者の眼球モデルを示す。 図６は、手術部位を有する患者の眼球モデルと、手術器具モデルとを示す。 図７は、手術器具モデルに基づいて、患者の眼球モデルにおけるトロカールポイントの確定を示す。 図８は、更なる手術器具と、トロカールポイントにおいて患者の眼に配置されているトロカールと共に患者の眼の断面図を示す。

図１に示す眼科外科手術システム１０は、対象領域１４の立体観察に機能する手術用顕微鏡１２を含んでいる。手術用顕微鏡１２は、顕微鏡メイン対物システム１８を有する撮像光学ユニット１６を備え、前記撮像光学ユニットは本体２０内に収容されている。手術用顕微鏡１２には、顕微鏡メイン対物システム１８を通過する照明ビーム経路２４により対象領域１４の照明を容易にする照明装置２２が設けられている。手術用顕微鏡１２は、第１の立体部分観察ビーム経路２８と第２の立体部分観察ビーム経路３０とが案内されるアフォーカル拡大システム２６を有している。手術用顕微鏡１２は、本体２０のインターフェース３２に接続される双眼鏡筒３４を有し、前記双眼鏡筒は、外科医の左右の眼４０ａ、４０ｂのための第１の接眼レンズ３６及び第２の接眼レンズ３８を有する。手術用顕微鏡１２における顕微鏡メイン対物システム１８は、第１の立体部分観察ビーム経路２８及び第２の立体部分観察ビーム経路３０が横断している。手術用顕微鏡１２には、第１の対物レンズシステム４４及び第１の画像センサ４６を有する第１の画像取込装置４２が設けられている。画像取込装置４２は、第１の立体部分観察ビーム経路２８からの画像情報を取り込むよう機能する。第２の画像取込装置４８を用いて、第２の立体部分観察ビーム経路３０からの画像情報を手術用顕微鏡１２に取り込むことができる。第２の画像取込装置４８は、第２の対物レンズシステム５０を有し、第２の画像センサ５２を含んでいる。

眼底検査用ルーペ支持体５６に収容される眼底検査用ルーペ５８を備える眼底検査用アタッチメントモジュール５４は、手術用顕微鏡１２に接続される。眼底検査用ルーペ５８は、患者の眼６２の内側に存在する手術部位６０を、水晶体６４及び患者の角膜６６を介して、第１の画像センサ４６上の撮像面６９及び第２の画像センサ５２上の撮像面７０に共役する中間画像面６８に投影するよう機能する。

患者の眼６２に配置されるのは手術器具７２であり、患者の眼６２の毛様体扁平部６７の領域における強膜６３内のトロカールポイント７４に配置されているトロカール７６を介して患者の眼６２の内側に導入されている。一例として、手術器具７２は、血液凝固を破壊する薬剤を、患者の眼６２の眼底８０に沿って延在する血管７８内に導入するよう機能する。

手術器具７２を用いて手術部位６０への外科的介入に着手するためにトロカール７６を配置することができるトロカールポイント７４の相対位置を外科医に示すことができるように、眼科外科手術システム１０は、入力インターフェース８３を備え、モニタとして具現化される視覚化装置８４と、ディスプレイ９０、９２を含む視覚化装置８６、８８とに接続されるコンピュータユニット８２を有する。

視覚化装置８４は、第１の画像取込装置４２及び第２の画像取込装置４８を用いて取り込んだ画像情報からコンピュータユニット８２内で計算される対象領域１４の三次元画像における手術用顕微鏡１２の対象領域１４内のトロカールポイント７４の相対位置の視覚化を容易にする。

視覚化装置８６、８８のディスプレイ９０、９２は、双眼鏡筒３４内で知覚され得る対象領域１４の画像に重ねて表示される、第１及び第２の立体部分観察ビーム経路２８、３０内の表示情報の表示を容易にする。

図２は、手術器具７２と、トロカールポイント７４において患者の眼６２の中に配置されるトロカール７６と共に患者の眼６２の断面図を示し、患者の眼は、眼科外科手術システム１０内の視覚化装置８４、８６、８８を用いて表示可能である。

手術器具７２は、シャフト９４に配置される手術ツール９６を有する。それは、トロカール７６を通過し、両矢印９７の方向にトロカール内を移動することができ、両矢印９８に従ってその長手方向軸１００を中心として回転することができる。その上、トロカール７６は、手術器具７２が、両矢印１０２、１０４に従って、トロカールポイント７４に関して立体角範囲でトロカールポイント７４を中心として枢動することを可能にする。トロカール７６の結果として、血管７８に対する手術ツール９６の迎え角αは、両矢印９７、９８、１０２、１０４によって表される方向に従って手術器具７２を移動させることによってのみ設定することができるが、しかし、これは同様に、血管７８に対する手術ツール９６の攻撃位置を変更する。患者の眼６２における部位６０の所定位置について、手術ツール９６にとって可能性のある迎え角αは、手術器具７２の寸法形状と、患者の眼６２の強膜６３の毛様体扁平部６７におけるトロカール７６のためのトロカールポイント７４の相対的な位置とから明らかになる。

従って、眼科外科手術システム１０内のコンピュータユニット８２は、トロカールポイント計算ルーチンを含んでいる。患者の眼６２の手術部位６０及び外科的介入に適した手術器具７２について、トロカールポイント計算ルーチンは、トロカール７６を患者の眼６２に対して配置することができるトロカールポイント７４の、外科的介入に都合の良い相対位置を計算し、前記トロカールは、血管７８への介入が手術器具７２の手術ツール９６を用いて介入に都合の良い迎え角αで実施することができるような方法で、手術器具７２が患者の眼６２の内側に貫通して挿入されることを可能にする。

図２に示す手術器具７２の手術ツール９６は、原則として、迎え角αをその過程で変化させることなく、傾斜軸９９を中心として手術ツール９６を回転させることができるため、同じ迎え角αの場合において、手術部位６０に対するシャフト９４の配向の変化を可能にする手術ツールである。

従って、原則として、手術器具７２の手術ツール９６の特定した迎え角αに対する計画された外科的介入に適した多数のトロカールポイントが存在し、前記トロカールポイントは、曲線の湾曲点が強膜の毛様体扁平部内に配置されていることを条件として、対応する手術器具の配向変化から明らかになる強膜表面上の曲線に存在している。

対照的に、手術器具が手術部位に関するその手術ツールの配向変化を与えない場合、計画された外科的介入に適したトロカールポイントの相対位置は、手術部位６０に関する手術器具７２の手術ツール９６の特定した迎え角αから既に明らかになっている。ここで残っているのは、強膜の適切な貫通点、すなわち、可能性のある現在の許容差内にある、毛様体扁平部に位置する貫通点を確定する可能性だけである。

トロカールポイント計算ルーチンは、患者の眼６２の外科的介入の手術部位において可能ではない、外科医によって選択されるある特定の手術器具の使用を可能にすることができることに留意されたい。これにより、外科医は計画段階中でさえ外科手術の計画を修正することが可能となる。

図３は、十字記号１０６を用いて眼科外科手術システム１０内で視覚化されたトロカールポイント７４の相対位置を示している。トロカールポイント７４の相対位置は、トロカールポイント計算ルーチンを用いてコンピュータユニット８２において計算される。眼科外科手術システム１０において、患者の眼６２の強膜６３の毛様体扁平部６７上のトロカールポイント７４の相対位置は、図１で特定された対象領域１４の画像として重ね合わせた状態で、第１及び第２の接眼レンズ３６、３８において外科医に表示される。

図４は、眼科外科手術システム１０のコンピュータユニット８２に格納されているトロカールポイント計算ルーチンに関するフロー図１０８を示している。トロカールポイント計算ルーチンを用いて、トロカールポイント７４の相対位置は、患者の眼球モデルにおける少なくとも１つの手術部位６０の相対位置と、トロカール７６を介して患者の眼６２に導入可能な少なくとも１つの手術器具７２に関する寸法形状情報とから、コンピュータユニット８２において計算され、これらの情報は、手術器具７２に関するモデルからトロカールポイント計算ルーチンにおいて確定される。

コンピュータユニット８２におけるトロカールポイント計算ルーチンは、手術前に取り込まれる患者の眼６２に関する測定データ１１２から眼球モデルを確定する、眼球モデル確定ステージ１１０を有し、これは、手術用顕微鏡１２内の画像取込装置４２、４８からコンピュータユニット８２に供給される画像データとの比較により、手術用顕微鏡１２の対象領域１４内に配置される患者の眼６２に対して、この眼球モデルを参照する。ここで、患者の眼６２の上のトロカール７６の可能性のある相対位置に関するデータ１１１は、眼球モデル確定ステージ１１０において考慮することができる。かかるデータは、例えば、予備知識、及び／又は、確定された眼球モデル若しくは他の任意の眼球モデルに基づくことができる。

トロカールポイント計算ルーチンの修正された実施形態において、手術中に取り込まれた患者の眼に関する測定データから、排他的又は追加的に眼球モデル確定ステージで眼球モデルを確定することができることに留意されたい。特に、患者の眼の眼球モデルを確定するための測定データは、ＯＣＴデータであってもよいことに留意されたい。

眼球モデル確定ステージ１１０で確定された眼球モデルは、図１に示す強膜６３及び網膜８１、並びに互いに対する空間関係を備える。

次いで、トロカールポイント計算ルーチンは、手術器具モデルに関するデータレコード１１４と診断データに関するデータレコード１１６とを利用し、そこから患者の眼６２における手術部位６０が診断データ評価ステージ１１８において確定される。次いで、トロカール７６のトロカールポイント７４のこの相対的な空間位置は、確定された眼球モデル及び手術器具モデルに関するデータレコード１１４、並びに診断データ評価ステージ１１８において確定された手術部位６０の相対位置に関する情報に対して、相対トロカール位置計画ステージ１２０において計算される。次いで、画像データを有する画像データレコードが、トロカールポイント計算ルーチンの増強ステージ１２２において、トロカールポイント７４の計算された相対的空間位置について生成され、前記画像データレコードは、眼科外科手術システム１０における手術用顕微鏡１２の対象領域１４内の患者の眼６２を参照する患者の眼６２の眼球モデルにおいて、計画された外科的介入に都合の良いトロカール７６の相対位置に関する情報を含んでいる。その結果、トロカール７６の求められた都合の良い相対位置に関する情報は、手術用顕微鏡１２の視覚化装置８６、８８を用いて眼科外科手術システム１０に表示することができるか、又は、前記情報は、視覚化装置８４のモニタ上に表示することができる。

図５は、ＯＣＴデータに基づく患者の眼６２のモデル１２１を示しており、このモデルにおいて、患者の眼６２は患者の眼６２の視野方向に対応する向きを有する球体として抽象化されており、前記向きは矢印１２４によって識別される。モデル１２１は、網膜８１と毛様体扁平部６７との空間関係を含んでいる。

図６は、手術部位６０を有する患者の眼６２のモデル１２１と、手術器具７２のモデル１２５とを示している。

図７において、患者の眼６２のモデル１２１は、相対トロカール位置計画ステージ１２０において計算されたトロカールポイント７４と手術器具７２のモデル１２５と共に見て取ることができる。

図８は、更なる手術器具７２’と、トロカールポイント７４において患者の眼６２に配置されているトロカール７６と共に患者の眼６２の断面図を示している。手術器具７２’は、手術ツール９６として一対の剪刀を有する。

手術器具７２’はまた、トロカール７６を通過し、両矢印９７の方向にトロカール内を移動することができ、両矢印９８に従ってその長手方向軸１００を中心として回転することができる。その上、トロカール７６は、手術器具７２が、両矢印１０２、１０４に従って、トロカールポイント７４に関して立体角範囲でトロカールポイント７４を中心として枢動することを可能にする。トロカール７６のトロカールポイント７４の相対位置は、血管７８に対する手術ツール９６の迎え角αを指定する。

図４に基づき上で説明したトロカールポイント計算ルーチンを用いて、トロカールポイント７４の相対位置は、患者の眼６２のモデルにおける少なくとも１つの手術部位６０の相対位置と、トロカール７６を介して患者の眼６２に導入可能な少なくとも１つの手術器具７２’に関する寸法形状情報とから、コンピュータユニット８２において計算され、これらの情報は、手術器具７２’に関するモデルからトロカールポイント計算ルーチンにおいて確定される。

上で説明したトロカールポイント計算ルーチンに対する代替トロカールポイント計算ルーチンを備えることができ、前記代替ルーチンは、手術器具の手術ツールが手術部位における異なる迎え角のために設計されていることを考慮に入れて、手術計画において手術ツールを有する複数の同等手術器具を含むことに留意されたい。代替として又はそれに加えて、トロカールポイント計算ルーチンは、また、手術器具の手術ツールの迎え角が調整可能であるという事実を考慮に入れることもできることに留意されたい。

代替として又はそれに加えて、トロカールポイント計算ルーチンは、トロカールポイント７４にトロカール７６を配置することができる眼科外科手術システム１０においてトロカールポイント７４に対する選択肢を外科医に提供することができる。代替として又はそれに加えて、トロカールポイント計算ルーチンは、ある特定のトロカールポイント７４において使用可能な手術ツール９６を有する手術器具７２、７２’を外科医に示すよう設計することができる。特に、トロカールポイント計算ルーチンは、外科的介入を実施するための特に有利な手術器具が最適化基準に基づいて外科医に表示されるか、又は、トロカールポイント７４が最適化方法を用いて外科医の人間工学的に都合の良い姿勢を考慮に入れるような方法で設計することができ、或いは、前記トロカールポイントは、患者の眼６２の中の決定組織を傷つけるリスクが、手術器具７２の手術ツール９６と決定組織との間の距離を最大化することによって最小化されるような方法で選択される。

トロカールポイント計算ルーチンは、手術器具７２の手術ツール９６と患者の眼６２の中の手術部位６０との組み合わせを、計画された外科的介入を実施するために考慮することができ、原則として同等の価値があり、且つ外科医が次に選択することができるトロカールポイント７４を有する一組のポイントとして指定するよう設計することができることに留意されたい。その上、トロカールポイント計算ルーチンは、追加として、最適化方法に基づいてトロカールポイント計算ルーチンから確定される特に有利なトロカールポイントを提供することもできることに留意されたい。

その上、網膜上の複数の領域の治療が必要な場合、手術器具７２の手術ツール９６と患者の眼６２の中の手術部位とのこの組み合わせは、手術部位６０に関して手術器具７２の手術ツール９６の迎え角がある特定の所定角度範囲内に位置するか、又は例えば、最小であるような方法で、トロカールポイント７４を特定するために、トロカールポイント計算ルーチンにおいて考慮に入れることができることに留意されたい。ここで、計算結果が制御基準を考慮して存立可能であると見なされない場合、計算されたトロカールポイントの数は減らすことができる。

要約すれば、特に以下に留意されたい。本発明は、患者の眼６２の眼底に対する外科的介入のために設計された手術器具７２を患者の眼６２に導入するよう機能する、患者の眼６２の強膜６３上のトロカール７６のための少なくとも１つのトロカールポイント７４の相対位置を視覚化するための視覚化装置８４、８６、８８を備え、少なくとも１つのトロカールポイント７４の相対位置を視覚化装置８４、８６、８８に提供するよう設計されるコンピュータユニット８２を備える眼科外科手術システム１０に関する。ここで、コンピュータユニット８２は、患者の眼６２のモデルにおける少なくとも１つの手術部位６０の相対位置と、トロカール７６を介して患者の眼６２に導入可能な少なくとも１つの手術器具７２に関する寸法形状情報とから、少なくとも１つのトロカールポイント７４の相対位置を計算するよう構成されるトロカールポイント計算ルーチンを含んでいる。

１０ 第１の眼科外科手術システム
１２ 手術用顕微鏡
１４ 対象領域
１６ 撮像光学ユニット
１８ 顕微鏡メイン対物システム
２０ 本体
２２ 照明装置
２４ 照明ビーム経路
２６ アフォーカル拡大システム
２８ 第１の立体部分観察ビーム経路
３０ 第２の立体部分観察ビーム経路
３２ インターフェース
３４ 双眼鏡筒
３６、３８ 接眼レンズ
４０ａ、４０ｂ 眼球
４２ 第１の画像取込装置
４４ 第１の対物レンズシステム
４６ 第１の画像センサ
４８ 第２の画像取込装置
５０ 第２の対物レンズシステム
５２ 第２の画像センサ
５４ 眼底検査用アタッチメントモジュール
５６ 眼底検査用ルーペ支持体
５８ 眼底検査用ルーペ
６０ 手術部位
６２ 患者の眼
６３ 強膜
６４ 水晶体
６６ 角膜
６７ 毛様体扁平部
６８ 中間画像面
６９ 第１の画像センサ上の撮像面
７０ 第２の画像センサ上の撮像面
７２、７２’ 手術器具
７４ トロカールポイント
７６ トロカール
７８ 血管
８０ 患者の眼６２の眼底
８１ 網膜
８２ コンピュータユニット
８３ 入力インターフェース
８４、８６、８８ 視覚化装置
９０、９２ ディスプレイ
９４ シャフト
９６ 手術ツール
９７，９８ 両矢印
９９ 傾斜軸
１００ 長手方向軸
１０２、１０４ 両矢印
１０６ 十字記号
１０８ フロー図
１１０ 眼球モデル確定ステージ
１１１ データ
１１２ 測定データ
１１４ 手術器具モデルに関するデータレコード
１１６ 診断データに関するデータレコード
１１８ 診断データ評価ステージ
１２０ 相対トロカール位置計画ステージ
１２１ 患者の眼球モデル
１２２ 増強ステージ
１２４ 矢印
１２５ 手術器具モデル

Claims (15)

1. 眼科外科手術システム（１０）であって、
   患者の眼（６２）の眼底上への外科的介入のために設計される手術器具（７２）を前記患者の眼（６２）に導入するよう機能する、前記患者の眼（６２）の強膜（６３）上のトロカール（７６）のための少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の相対位置を視覚化するための視覚化装置（８４、８６、８８）を備え、
   前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置を前記視覚化装置（８４、８６、８８）に提供するよう設計されるコンピュータユニット（８２）を備え、
   前記コンピュータユニット（８２）は、前記患者の眼（６２）のモデルにおける少なくとも１つの手術部位（６０）の前記相対位置と、トロカール（７６）を介して前記患者の眼（６２）に導入可能な少なくとも１つの手術器具（７２）に関する寸法形状情報とから、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置を計算するよう構成されるトロカールポイント計算ルーチンを含む、
   眼科外科手術システム。
2. 前記患者の眼（６２）に対する前記患者の眼の前記モデルを参照するための装置を特徴とする、請求項１に記載の眼科外科手術システム（１０）。
3. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、外科的介入内で前記手術器具（７２）を操作するために人間工学的観点から都合の良い外科医の姿勢を考慮して、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置を計算するよう構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の眼科外科手術システム（１０）。
4. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、前記患者の眼（６２）の前記モデルにおける決定組織の領域からの前記手術器具（７２）の距離を最大化しながら、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置を計算するよう構成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眼科外科手術システム（１０）。
5. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、前記手術器具（７２）のために前記視覚化装置（８４、８６、８８）を用いて表示可能なトロカールポイント（７４）の複数の可能性のある相対位置を計算するよう構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眼科外科手術システム（１０）。
6. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、異なる手術器具（７２）のために前記視覚化装置（８４、８６、８８）を用いて表示可能なトロカールポイント（７４）の複数の可能性のある相対位置を計算するよう構成されることを特徴とする、請求項５に記載の眼科外科手術システム（１０）。
7. 前記コンピュータユニット（８２）は、前記視覚化装置（８４、８６、８８）を用いてある特定の手術器具（７２）に属するトロカールポイント（７４）を識別するために、手術器具表示機能を前記視覚化装置（８４、８６、８８）に設けるよう設計されることを特徴とする、請求項６に記載の眼科外科手術システム（１０）。
8. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、少なくとも１つの最適化基準を適用することによって、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置を計算するよう設計され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眼科外科手術システム（１０）。
9. 前記最適化基準は、手術ツール（９６）を有する複数の同等手術器具（７２、７２’）が手術計画に含まれる手術ワークフローを考慮し、前記手術器具（７２、７２’）の前記手術ツール（９６）が前記手術器具（７２）のシャフト（９４）の長手方向軸（１００）に対する異なる傾斜角（β）を有することを考慮に入れ、及び／又は、治療は前記患者の眼（６２）の前記眼底上の複数の離間した領域において実施され、前記トロカールポイント計算ルーチンは、手術ツール（９６）との異なる手術器具（７２）の組み合わせを考慮し、その傾斜角βは、ある特定の許容範囲の少なくとも範囲内で、トロカールポイント（７４）に配置される単一のトロカール（７６）を介して、前記患者の眼（６２）の前記眼底（８０）上の前記離間した領域における手術部位（６０）に対する前記手術ツール（９６）の必要とされる迎え角αを手術器具（７２）が保証するような前記トロカールポイント（７４）を特定するために、前記手術器具（７２）の前記シャフト（９４）に対して相対的に変化することを特徴とする、請求項８に記載の眼科外科手術システム（１０）。
10. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置の前記計算のために、前記少なくとも１つの手術部位（６０）に対する前記手術器具（７２）の手術ツール（９６）の特定の目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}を処理することを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の眼科外科手術システム。
11. 前記トロカールポイント計算ルーチンは、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置の前記計算のために、前記少なくとも１つの手術部位（６０）に対する前記手術器具（７２）の手術ツール（９６）の前記目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための特定の許容範囲を処理し、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の計算された相対位置のために、前記手術ツール（９６）の前記目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための前記許容範囲から確定される許容範囲を指定することを特徴とする、請求項１０に記載の眼科外科手術システム。
12. 患者の眼（６２）の眼底（８０）上への外科的介入のために設計される少なくとも１つの手術器具（７２）を前記患者の眼（６２）に挿入するよう具現化される、トロカール（７６）を配置するよう前記患者の眼（６２）の毛様体扁平部（６７）の領域内の強膜（６３）上の少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の相対位置を提供するためのコンピュータ実装方法であって、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置は、前記患者の眼（６２）のモデルにおける少なくとも１つの手術部位（６０）の前記相対位置から及び前記少なくとも１つの手術器具（７２）に関する寸法形状情報から計算される、コンピュータ実装方法。
13. 前記少なくとも１つの手術部位（６０）に対する前記手術器具（７２）の手術ツール（９６）の所定の目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}は、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の前記相対位置の計算のために処理されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの手術部位（６０）に対する前記手術器具（７２）の手術ツール（９６）の前記目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための特定の許容範囲が処理され、前記手術ツール（９６）の前記目的とする迎え角α_{ｉｎｔｅｎｄｅｄ}のための許容範囲から確定される許容範囲は、前記少なくとも１つのトロカールポイント（７４）の計算された相対位置に対して指定されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項１２に記載の方法をコンピュータユニット（８２）上で実行するためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。