KR102556071B1 - Oct 가이드 녹내장 수술을 위한 시스템 - Google Patents

Oct 가이드 녹내장 수술을 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

외과 의사가 눈에서 외과적 시술을 수행하는 것을 보조하기 위한 시스템 및 방법이 본원에 개시된다. 상기 외과적 시술은 세장형 프로브를 개구로부터 전방을 가로질러 안구 안으로 삽입하여 섬유주 및 슐렘관을 포함하는 표적 조직 영역까지 삽입하는 단계를 포함한다. 예시적인 시스템은 외과적 시술 중에 의사가 안구를 현미경 이미지로 볼 수 있게 하기 위한 광학 현미경; 시술 중에 표적 조직 영역 내의 표적 위치의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 스캔을 수행하도록 구성된 광 간섭 단층 촬영(OCT) 장치; 및 표적 위치의 OCT 이미지와 표적 위치들을 식별하는 그래픽 시각적 요소를 중첩시킴으로써 증강 이미지를 생성하도록 구성된 영상 처리 장치를 포함하고, 상기 그래픽 시각적 요소는, 의사가 세장형 프로브의 말단부를 표적 위치로 전진시키는 데 도움을 줄 수 있도록, 현미경 이미지와 정렬된다.

Description

OCT 가이드 녹내장 수술을 위한 시스템{SYSTEMS FOR OCT GUIDED GLAUCOMA SURGERY}
교차 참조
본 출원은 2017년 6월 16일자로 출원된 발명의 명칭이 "OCT 가이드 녹내장 수술 방법 및 시스템"인 미국 가출원 제62/521,310호의 이익을 주장한다. 본 출원은 또한 미국 2018년 1월 11일자로 출원된 발명의 명칭이 "OCT 가이드 녹내장 수술 방법 및 시스템"인 미국 특허 출원 제15/868,904호와 관련된다. 이들 출원 각각은 그 전문이 본원에 원용되어 포함된다.
녹내장은 시력에 중요한 안내 구조가 돌이킬 수 없을 정도로 손상된 눈의 질병이다. 이들 구조는 망막의 부분들과 특히 시신경의 부분들을 포함한다. 치료 가능한 상태인 녹내장은 미국에서 실명의 두 번째 주요 원인이라고 언급되고 있다. 수백만 명의 사람들이 앓고 있다. 녹내장에는 개방각 녹내장과 폐쇄각 녹내장의 두 가지 주요 유형이 있다. 가장 일반적인 유형의 녹내장인 개방각 녹내장은 정상적으로 보이는 유출 경로가 오작동하여 눈이 유체를 적절히 배출하지 못해서 안압 상승을 초래할 때 발생한다. 대부분의 개방각 녹내장에서의 안압 상승(IOP)은 주로 주변세관(juxtacanalicular) 섬유주(TM)와 슐렘관(SC)의 내벽에 국한된 방수 유출(aqueous outflow)의 방해로 인한 것이다.
유출 방해로 인한 높은 IOP 치료에는 국소 약물 치료 및 전신 약물 치료, 외래 레이저 시술(office-based laser procedure), 및 위험 내재적 침습 외과적 시술[섬유주 성형술(trabeculectomy)/관 단락술(tube shunt)]이 포함된다. 레이저 시술의 예는 아르곤 레이저 섬유주 성형술(ALT) 및 선택적 레이저 섬유주 성형술(SLT)을 포함한다. 더 최근에는 최소 침습 녹내장 수술(MIGS) 또는 마이크로 침습 녹내장 외과적 시술로 일반적으로 불리는 치료 패러다임에 덜 침습적인 외과적 시술이 도입되었다. MIGS에 의해 IOP를 감소시키는 현재의 해결책에는 주변세관 섬유주(TM) 및 SC의 내벽을 우회하여 섬유주 유출을 증가시키는 것, 포도막-공막 유출(uveoscleral outflow)을 맥락막위 경로(suprachoroidal pathway)를 거쳐 증가시키는 것, 모양체로부터의 방수 생산(aqueous production)을 감소시키는 것, 또는 외부의 결막하/공막위 배수 경로(subconjunctival/suprascleral drainage pathway)를 만드는 것을 포함한다.
MIGS의 일반적인 개념은, 전형적으로는, 짧은 및/또는 긴 기간 위험이 상당히 클 수 있는 대안적인 경로를 만들기보다는, 유출 폐색 영역을 넘어서는 본래대로 기능적인 눈의 고유 유출 시스템을 통해서 유출 폐색을 우회시켜서 흐름을 재개시킬 수 있게 하는 것이다.
MIGS 시술은 대체로 시각화와 안내 유출 시스템(intraocular outflow system)으로의 접근을 필요로 한다. 홍채가 주변 각막과 만나는 것으로 보이는 부위에서의 각막의 형상 및 MIGS 시술과 관련된 안구내 구조물의 위치로 인해, 내부 전반사가 일어나고, 이 내부 전반사는 의사가 광학 경로의 "임계각" - 이는 본원에 개시된 전방(anterior chamber) 외과적 시술의 맥락에서는 전방 광학 투시 경로의 "임계각"이라고도 지칭될 수 있음 - 을 넘어 존재하는 유출 구조물을 보는 것을 방해할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 본원에 개시된 바와 같은 광학 경로는 전방각(anterior chamber angle) 구조를 보는 것을 지칭할 수 있으나 눈의 시각 시스템, 예를 들어 각막의 중심 부근에서 황반으로의 광학 경로를 지칭하지는 않는다. 이렇기 때문에, 의사가 MIGS 시술을 수행하는 데 있어서는 위와 같은 유출 구조를 시각화할 수 있는 장치가 대체로 필요하다. 전방각경(goniolens)은 내부 전반사를 극복함으로써 직접적 기능(상기 구조를 볼 수 있는 직선 광학 경로를 허용)과 간접 기능(상기 구조를 보기 위해 거울을 사용)의 두 기능을 한다. 그러나 전방각경을 수술 중에 사용함에 있어서는 상당한 능숙성과 가파른 학습 곡선(steep learning curve)이 필요할 수 있는데, 이는 적어도 일부 경우에서는 어떤 숙련된 의사에게는 성공적인 MIGS 시술을 제한할 수 있다.
이러한 외과적 시술들 중 적어도 일부에서는, 안내 압력을 감소시키기 위해 슐렘관으로의 유체 접근을 개선할 수 있도록 섬유주와 슐렘관의 내벽을 관통해서 수술 개구가 생성된다. 슐렘관을 정확하게 표적으로 하는 종래의 해결 방법은 대체로 이상적이지 않다. 따라서, 눈의 슐렘관 및 다른 구조체를 표적으로 하는 데 있어서 개선된 일관성 및 정확성을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다. 또한, 본 개시와 관련된 연구는, 종래의 해결 방법들 중 적어도 일부 해결 방법에서는 슐렘관으로의 개구를 덜 이상적인 위치에, 예를 들어 집결관(collector channel)들로부터 멀리 떨어진 위치에, 생기게 할 수 있음을 시사하고 있다. 슐렘관을 우회하고 방수(aqueous fluid)를 맥락막상 공간(suprachoroidal space)으로 배출하는 대안적인 MIGS 장치도 또한 인접한 안구 구조의 시각화를 개선함으로써 표적 위치 배치의 이익을 얻을 수 있다. 이러한 임플란트 장치의 예는 소관내(intracanalicular) iStent®과, iStent 주입 및 맥락막상 CyPass® 마이크로스텐트를 포함한다. 슐렘관에 표식 채널 개구(patent channel opening)를 생성하는 엑시머 레이저 섬유주절제술(ELT: excimer laser trabeculostomy)도 또한 눈 구조의 개선된 표적화 및 시각화의 이익을 얻을 수 있다.
섬유주 및 공막극과 같은 홍채각막각 근처의 눈의 구조를 보기 위한 현재의 방법 및 장치는 적어도 일부 경우에서는 이상적이지 않을 수 있다. 예를 들어, 전방각경은 이상적이라기보다는 사용하기가 다소 어려울 수 있어서, 홍채각막각 근처 영역에서 수술하는 동안 그 홍채각막각 근처의 눈 구조를 보기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이 유익할 것이다.
상기에 비추어 보면, 외과적 시술 동안 눈을 영상화하고, 슐렘관과 같은 눈의 유출 구조를 표적화하고, 흐름을 개선하기 위해 섬유주를 관통하여 슐렘관 안으로 들어가는 개구를 위한 표적 위치를 결정하기 위한 방법 및 장치를 향상시키는 것이 도움이 될 것이다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 MIGS 및 이의 많은 변형을 포함하는 유출 구조의 녹내장 수술을 전방각경 없이 수행할 수 있게 한다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 안과 의사는 광 간섭 단층 촬영(OCT) 스캐닝을 이용하여 생성된 이러한 유출 구조의 가상 이미지 및 표현과 수술 도구를 통해 그 유출 구조를 식별하고 그 유출 구조 상에서 수술할 수 있다.
한 양태에서, 의사가 눈에서 외과적 시술을 수행하는 것을 보조하기 위한 시스템이 제공된다. 수술 절차는 세장형 프로브를 개구로부터 전방을 가로질러 안구 안으로 삽입하여 섬유주 및 슐렘관을 포함하는 표적 조직 영역까지 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 시스템은 외과적 시술 중에 의사가 안구를 현미경 이미지로 볼 수 있게 하기 위한 광학 현미경; 외과적 시술 중에 표적 조직 영역 내의 하나 이상의 표적 위치의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 스캔을 실시간으로 수행하도록 구성된 광 간섭 단층 촬영(OCT) 장치; 및(1) 하나 이상의 표적 위치의 하나 이상의 OCT 및/또는(2) 하나 이상의 표적 위치를 식별하는 복수의 그래픽 시각적 요소들을 볼 수 있게 함으로써 그리고 일부 경우에서는 중첩시킴으로써 복수의 증강 이미지(실제 및 가상)를 생성하도록 구성된 영상 처리 시스템을 포함하고, 상기 복수의 그래픽 시각적 요소는, 의사가 세장형 프로브의 말단부를 하나 이상의 표적 위치로 전진시키는 데 도움을 줄 수 있도록, 실제 현미경 영상과 정렬된다.
다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈에서 외과적 시술을 수행하는 방법을 포함한다. 예시적인 방법은 관찰 장치(viewing device)에서 실시간 뷰(view)를 보는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 실시간 뷰는 (i) 안구의 현미경 뷰 및 (ii) 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함한다. 상기 증강 이미지는 또한 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지도 가질 수 있다. OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. OCT 이미지는 표적 조직에 위치된 표적 위치를 식별할 수 있게 할 수 있으며, 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서는 보이지 않는다. 예시적인 방법은, 관찰 장치에서 현미경 뷰 또는 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 것을 추가로 포함하고, 여기서 상기 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이고 그 후에는 표적 조직이 있는 안구의 영역 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않게 된다. 예시적인 방법은 또한 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 증강 이미지로부터 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 실제 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰를 갖는 증강 이미지를 포함하고, 상기 OCT 이미지는 상기 현미경 뷰와 정렬되며, 상기 실제 표적 위치는 현미경 뷰에서 보이지 않는다. 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰 위에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 전진시키는 단계는 관찰 장치에서 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 것을 포함하고, 여기서 상기 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰에서 보이고 그 후에는 표적 조직 영역이 있는 안구의 영역 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰에서 보이지 않게 된다. 일부 실시예들에서, 상기 수행하는 단계는 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 현미경 뷰로부터 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 슐렘관 및 집결관 시스템에 관한 정보를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 포함한다.
일부 실시예들에서, 세장형 프로브의 말단에 해당하는 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩되며, 상기 전진시키는 단계는, 세장형 프로브의 말단부가 표적 조직 영역에 접근하여 접촉함에 따라, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소 및 증강 이미지 상의 표적 위치에 해당하는 그래픽 시각적 요소를 보면서, 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역 쪽으로 전진시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 상기 방법은 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 충분히 근접한 때에 세장형 프로브의 말단부와 섬유주의 표면 사이에 접촉이 있는지를 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 중첩되며, 상기 방법은 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 충분히 근접한 때에 안구의 섬유주가 충분히 압축되었는지를 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 안구의 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되고, 상기 방법은 슐렘관의 내벽에 해당하는 상기 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 사라진 때에 슐렘관의 내벽이 관통되었는지 결정하는 단계를 포함한다.
일부 경우에서, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리킨다. 일부 경우에서, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리킨다. 일부 방법들에서, 상기 전진시키는 단계는 상기 안내 화살표를 가이드로 사용하면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 위치를 향해 전진시키는 단계를 포함한다. 일부 방법들에서, 상기 수행하는 단계는 세장형 프로브로부터 나오는 레이저 펄스로 표적 위치를 절제하는 단계를 포함하고, 전방을 표적 위치에 있는 슐렘관의 루멘에 연결하는 채널을 생성한 후에, 안구의 제2 표적 위치를 식별하는 제2 그래픽 시각적 요소를 가리키는 제2 안내 화살표가 현미경 이미지의 현미경 뷰에 중첩되고, 상기 방법은 상기 제2 안내 화살표를 안내로 사용하면서 세장형 프로브의 말단부를 제2 표적 위치를 향해 전진시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 방법들은 또한 세장형 프로브로 제2 표적 위치를 절제하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 관찰 장치는 디스플레이 장치, 현미경 장치, 헤드업 디스플레이, 관찰 모니터, 가상 현실 관찰 장치, 또는 증강 현실 관찰 장치일 수 있다. 일부 실시예들에서, 세장형 프로브의 말단부를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩될 수 있고, 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치는 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 기초할 수 있다. 일부 경우에서, 실제 표적 위치는 안구 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는다. 일부 경우에서, 상기 표적 위치는 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지와 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 또는 외과 의사의 결정에 기초하여 결정된다. 일부 경우에서, 수술 전 OCT 이미지는 안구의 슐렘관 및 집결관의 망을 보여주고, 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지에 기초하여 결정된다. 일부 경우에서, 표적 위치는 현미경 기반 OCT 이미지, 광섬유 기반 OCT 이미지, 또는 현미경 기반 OCT 이미지와 광섬유 기반 OCT 이미지에 기초하여 결정된다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 외과 의사가 환자의 눈에서 외과적 시술을 수행하는 것을 보조하는 방법을 포함한다. 이러한 시술에서, 외과 의사는 말단부를 갖는 세장형 프로브를 사용할 수 있다. 예시적인 방법들은 외과 의사에게 실시간 뷰를 제공하는 것을 포함한다. 상기 실시간 뷰는 (i) 안구의 현미경 뷰 및 (ii) 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함할 수 있다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 상기 OCT 이미지는 표적 조직에 위치된 표적 위치를 식별할 수 있게 할 수 있다. 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 할 수 있다.
일부 경우에서, 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰를 갖는 증강 이미지를 포함하고, 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰와 정렬되고, 실제 표적 위치는 현미경 뷰에서 보이지 않으며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 한다. 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰를 갖는 증강 이미지를 포함하고, 상기 OCT 이미지는 현미경 이미지와 정렬되고, 상기 실제 표적 위치는 현미경 이미지에서 보이지 않으며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 이미지에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 한다. 그래픽 시각적 요소는 현미경 이미지에 중첩될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 슐렘관 및 집결관 시스템에 관한 정보를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 포함한다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보는 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소 및 표적 위치에 해당하는 그래픽 시각적 요소에 의해 제공된다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대 위치에 기초하여 세장형 프로브의 말단부와 섬유주의 표면 사이에 접촉이 있는지 여부를 결정할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대 위치에 기초하여 안구의 섬유주가 충분히 압축되었는지를 결정할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 안구의 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 언제 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 존재하는지 또는 부재하는지에 기초하여 슐렘관의 내벽이 관통되었는지를 결정할 수 있게 한다.
일부 실시예들에 따르면, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리킨다. 일부 실시예들에 따르면, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되고, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리키며, 표적 위치의 절제 이후에, 제2 안내 화살표가 현미경 이미지의 현미경 뷰에 중첩되고, 제2 안내 화살표가 안구의 제2 표적 위치를 식별하는 제2 그래픽 시각적 요소를 가리킨다. 일부 경우에서, 실시간 뷰가 디스플레이 장치, 현미경 장치, 헤드업 디스플레이, 관찰 모니터, 가상 현실 관찰 장치, 또는 증강 현실 관찰 장치에 의해 외과 의사에게 제공된다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치는 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소에 대한 세장형 프로브의 말단부를 식별하는 상대 위치에 기초한다. 일부 경우에서, 실제 표적 위치는 안구 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는다. 일부 경우에서, 상기 표적 위치는 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지와 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 또는 외과 의사의 결정에 기초하여 결정된다. 일부 경우에서, 수술 전 OCT 이미지는 안구의 슐렘관 및 집결관의 망을 보여주고, 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지에 기초하여 결정된다.
일부 실시예들에 따르면, 표적 위치는 현미경 기반 OCT 이미지, 광섬유 기반 OCT 이미지, 또는 현미경 기반 OCT 이미지와 광섬유 기반 OCT 이미지에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 본 발명의 방법들은 안구의 섬유주의 충분한 압축이 검출되었음을 알리는 통지를 외과 의사에게 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 충분한 압축은 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대적 위치에 기초하여 검출된다. 일부 경우에서, 본 발명의 방법들은 또한 안구의 섬유주의 충분한 압축이 검출된 때 레이저 절제 에너지의 실제 표적 위치로의 전달을 자동으로 시작하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 슐렘관의 내벽의 관통이 검출되었음을 알리는 통지를 의사에게 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 슐렘관의 내벽의 관통은 세장형 프로브에 의해 검출되며, 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 증강 이미지에 존재하는지 또는 부재하는지에 기초하여 실시간 뷰로 나타내 보인다. 일부 경우에서, 본 발명의 방법들은 슐렘관의 내벽의 관통이 검출된 때 레이저 절제 에너지의 실제 표적 위치로의 전달을 자동으로 종료하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은, 예를 들어 외과 의사가 말단부를 갖는 세장형 프로브를 사용하는 경우, 외과 의사가 환자의 안구에서 외과적 시술을 수행하는 것을 돕기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 유형의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 구현될 수 있다. 예시적인 컴퓨터 프로그램 제품은 외과 의사가 볼 수 있는 실시간 뷰를 생성하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 포함하고, 상기 실시간 뷰는 (i) 안구의 현미경 뷰 및 (ii) 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함한다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 상기 OCT 이미지는 표적 조직에 위치된 표적 위치를 식별할 수 있게 할 수 있다. 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 할 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치 영역에 위치된 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩된다. 일부 실시예들에 다르면, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰를 갖는 증강 이미지를 포함하고, 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰와 정렬되고, 실제 표적 위치는 현미경 뷰에서 보이지 않으며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 한다. 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰를 갖는 증강 이미지를 포함하고, 상기 OCT 이미지는 현미경 이미지와 정렬되고, 상기 실제 표적 위치는 현미경 이미지에서 보이지 않으며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 이미지에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 한다. 상기 그래픽 시각적 요소는 현미경 이미지에 중첩될 수 있다.
일부 경우에서, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 슐렘관 및 집결관 시스템에 관한 정보를 포함한다. 일부 경우에서, 상기 실시간 뷰는 증강 이미지를 포함하고, 상기 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 포함한다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보는 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소 및 표적 위치에 해당하는 그래픽 시각적 요소에 의해 제공된다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대 위치에 기초하여 세장형 프로브의 말단부와 섬유주의 표면 사이에 접촉이 있는지 여부를 결정할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 안구의 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대 위치에 기초하여 안구의 섬유주가 충분히 압축되었는지를 결정할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 안구의 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩되며, 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 언제 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 존재하는지 또는 부재하는지에 기초하여 슐렘관의 내벽이 관통되었는지를 결정할 수 있게 한다.
일부 실시예들에 따르면, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩될 수 있으며, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리킬 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 안내 화살표가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩될 수 있고, 안내 화살표가 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소를 가리킬 수 있으며, 표적 위치의 절제 이후에, 제2 안내 화살표가 현미경 이미지의 현미경 뷰에 중첩될 수 있고, 제2 안내 화살표가 안구의 제2 표적 위치를 식별하는 제2 그래픽 시각적 요소를 가리킬 수 있다. 일부 경우에서, 실시간 뷰가 디스플레이 장치, 현미경 장치, 헤드업 디스플레이, 관찰 모니터, 가상 현실 관찰 장치, 또는 증강 현실 관찰 장치에 의해 외과 의사에게 제공될 수 있다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩될 수 있으며, 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치는 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소에 대한 세장형 프로브의 말단부를 식별하는 상대 위치에 기초한다. 일부 경우에서, 실제 표적 위치는 안구 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 표적 위치가 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지, 또는 수술 전 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지와 수술 중 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 수술 전 OCT 이미지는 안구의 슐렘관 및 집결관의 망을 보여줄 수 있고, 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치는 현미경 기반 OCT 이미지, 광섬유 기반 OCT 이미지, 현미경 기반 OCT 이미지와 광섬유 기반 OCT 이미지, 또는 외과 의사의 결정에 기초하여 결정될 수 있다. 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 안구의 섬유주의 충분한 압축이 검출되었음을 알리는 통지를 외과 의사에게 제공하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있고, 상기 충분한 압축은 섬유주의 표면에 해당하는 그래픽 시각적 요소와 주변세관 섬유주에 해당하는 그래픽 시각적 요소의 상대적 위치에 기초하여 검출된다. 일부 경우에서, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 안구의 섬유주의 충분한 압축이 검출된 때 레이저 절제 에너지의 실제 표적 위치로의 전달을 자동으로 시작하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 슐렘관의 내벽의 관통이 검출되었음을 알리는 통지를 의사에게 제공하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있고, 상기 슐렘관의 내벽의 관통은 세장형 프로브에 의해 검출되며, 슐렘관의 내벽에 해당하는 그래픽 시각적 요소가 증강 이미지에 존재하는지 또는 부재하는지에 기초하여 실시간 뷰로 나타내 보인다. 일부 경우에서, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 슐렘관의 내벽의 관통이 검출된 때 레이저 절제 에너지의 실제 표적 위치로의 전달을 자동으로 종료하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈에서 외과적 시술을 수행하는 방법을 포함하며, 예시적인 방법은 관찰 장치에서 실시간 뷰를 보는 단계를 포함하고, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함한다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 슐렘관 및 집결관 시스템에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치 영역에 위치된 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 예시적인 방법은 또한, 관찰 장치에서 현미경 뷰 또는 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 것을 포함할 수 있고, 여기서 상기 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이고 그 후에는 표적 조직이 있는 안구의 영역 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않게 된다. 예시적인 방법은 또한 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 증강 이미지로부터 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 실제 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈에서 외과적 시술을 수행하는 방법을 포함하며, 예시적인 방법은 관찰 장치에서 실시간 뷰를 보는 단계를 포함하고, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함한다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 표적 위치 영역에 위치된 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 예시적인 방법은 또한, 관찰 장치에서 현미경 뷰 또는 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 것을 포함할 수 있고, 상기 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이고 그 후에는 표적 조직이 있는 안구의 영역 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않게 된다. 상기 현미경 뷰 또는 상기 현미경 이미지와 정렬되는 OCT 이미지는 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 것을 포함할 수 있다. 예시적인 방법은 또한 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 실제 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 외과 의사가 환자의 눈에서 외과적 시술을 수행하는 것을 보조하기 위한 컴퓨터 시스템을 포함한다. 외과적 시술 동안, 외과 의사는 말단부를 갖는 세장형 프로브를 사용할 수 있다. 예시적인 컴퓨터 시스템은 프로세서, 프로세서와 작동 가능하게 연결된 전자 저장 로케이션(location), 및 전자 저장 로케이션에 저장되며 유형의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 프로세서 실행 가능 코드를 포함할 수 있다. 프로세서 실행 가능 코드는 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 외과 의사가 볼 수 있는 실시간 뷰를 생성하게 할 수 있다. 상기 실시간 뷰는 (i) 안구의 현미경 뷰 및 (ii) 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 갖는 증강 이미지를 포함할 수 있다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 상기 증강 이미지는 외과 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 할 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치 영역에 위치된 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈의 임계 각도를 넘어 배치된 표적 조직 영역에서 외과적 시술을 수행하기 위한 섬유 기반 장치를 포함한다. 예시적인 섬유 기반 장치는 시스(sheath)와, 시스에 의해 피포된 하나 이상의 광섬유를 포함할 수 있다. 하나 이상의 광섬유는 (i) 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송하도록, 그리고 (ii) 눈의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 영상화를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 섬유 기반 장치는 프로브의 종축을 따라 표적 조직 영역의 OCT 영상화를 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 표적 조직 영역은 섬유주, 주변세관 섬유주, 안구의 슐렘관의 내벽, 및 슐렘관을 포함한다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 OCT 스캔이 표적 조직 영역의 섬유주가 충분히 압축되었음을 나타낼 때 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 외과 의사에게 광 에너지의 전송을 중지하라는 통지를 하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 장치에 의해 검출되도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 장치에 의해 검출되도록 구성되고, 섬유 기반 장치와 현미경 기반 OCT 장치 둘 다에 의해 처리된 정보는 외과 의사가 표적 조직 영역 내에서 수술할 수 있도록 표시될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈의 임계 각도를 넘어 배치된 표적 조직 영역에서 외과적 시술을 용이하게 하는 데 사용하기 위한 현미경 기반 광 간섭 단층 촬영(OCT) 장치를 포함한다. 예시적인 현미경 기반 OCT 장치는 (i) 눈의 전방에 배치된 프로브를 검출하도록, 그리고 (ii) 눈의 OCT 영상화를 가능하게 하도록 구성된 OCT 유닛을 포함할 수 있다. 현미경 기반 OCT는 표적 조직 영역의 OCT 영상화를 수행하도록 구성된다. 일부 경우에서, 표적 조직 영역은 섬유주, 주변세관 섬유주, 안구의 슐렘관의 내벽, 및 슐렘관을 포함한다. 일부 경우에서, 현미경 기반 OCT 장치는 섬유 기반 장치를 검출하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 스캔이 표적 조직 영역의 섬유주가 충분히 압축되었음을 나타낼 때 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 외과 의사에게 광 에너지의 전송을 중지하라는 통지를 하도록 구성된다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 장치에 의해 검출되도록 구성되고, 섬유 기반 장치와 현미경 기반 OCT 장치 둘 다에 의해 처리된 정보는 외과 의사가 표적 조직 영역 내에서 수술할 수 있도록 표시될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 외과적 시술 동안 현미경 기반 광 간섭 단층 촬영(OCT) 장치와 섬유 기반 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 상기 외과적 시술은 환자의 눈의 임계 각도를 넘어 배치된 표적 조직 영역에서 외과 의사에 의해 수행될 수 있다. 예시적인 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치에게 표적 조직 영역의 OCT 영상화를 수행하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드와, 섬유 기반 장치에게 외과 의사에 의해 제어되는 프로브의 종축을 따라 표적 조직 영역의 OCT 영상화를 수행하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 표적 조직 영역은 섬유주, 주변세관 섬유주, 안구의 슐렘관의 내벽, 및 슐렘관을 포함한다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 OCT 스캔이 표적 조직 영역의 섬유주가 충분히 압축되었음을 나타낼 때 섬유 기반 장치에게 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 표적 조직 영역의 섬유주가 충분히 압축되었음을 나타낼 때 현미경 기반 OCT 장치에게 섬유 기반 장치로 하여금 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송할 수 있게 하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치와 결합된 섬유 기반 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 표적 조직 영역의 섬유주가 충분히 압축되었음을 나타낼 때 현미경 기반 OCT 장치에게 섬유 기반 장치로 하여금 표적 조직 영역을 광 절제하기에 충분한 광 에너지를 전송할 수 있게 하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 섬유 기반 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지시키기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지시키기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치와 결합된 섬유 기반 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 광 에너지의 전송을 자동으로 중지시키기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 섬유 기반 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 외과 의사에게 광 에너지의 전송을 중지하라고 통지하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 외과 의사에게 광 에너지의 전송을 중지하라고 통지하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치와 결합된 섬유 기반 장치에 의해 수행된 OCT 스캔이 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타낼 때 외과 의사에게 광 에너지의 전송을 중지하라고 통지하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 현미경 기반 OCT 장치에게 섬유 기반 장치를 검출하라고 명령하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 섬유 기반 장치는 현미경 기반 OCT 장치에 의해 검출되도록 구성될 수 있고, 섬유 기반 장치와 현미경 기반 OCT 장치 둘 다에 의해 처리된 정보는 외과 의사가 표적 조직 영역 내에서 수술할 수 있도록 표시될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 실시예들은 관찰 장치에서 증강 이미지를 보는 단계를 포함하는 치료 방법을 포함하고, 상기 증강 이미지는 안구의 현미경 뷰 또는 현미경 이미지를 가지며, 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 갖는다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 상기 OCT 이미지는 표적 조직 영역에 위치된 표적 위치를 식별할 수 있게 할 수 있으며, 실제 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 본 발명과 관련된 방법들은, 관찰 장치에서 현미경 뷰 또는 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 것을 포함할 수 있고, 여기서 상기 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이고 그 후에는 안구 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않게 된다. 본 발명과 관련된 방법들은, 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 증강 이미지로부터 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
문헌 원용
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허, 특허 출원, 학술지 논문, 서적, 기술 참조 등은 각각의 개별 간행물, 특허, 특허 출원, 학술지 논문, 서적, 기술 참조 등이 구체적이고 개별적으로 표시되어 원용되도록 하는 것과 같은 정도로 본원 원용되어 포함된다.
본 발명의 신규한 특징들은 첨부된 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시예들을 기재하는 하기의 상세한 설명과 다음의 도면으로 이루어진 첨부된 도면을 참조함으로써, 제공된 시스템 및 방법의 특징들 및 장점들을 더 잘 이해하게 될 것이다.
도 1은 해부학적 구조를 나타내는 안구의 개략적인 단면도이다.
도 2는 각막-공막 각도 및 방수의 흐름을 도시하는, 안구의 전방에 인접한 해부학적 구조의 단편적 사시도이다.
도 3은 안구의 각막 윤부 천자(corneal limbal paracentesis) 부위에서부터 전방 내의 섬유주를 향해 전방을 가로지르는 섬유-광학 프로브를 나타내는 안구의 개략적인 단면도이다.
도 4 및 도 5는 의사가 눈에 외과적 시술을 수행하는 것을 돕기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 눈 및 섬유-광학 프로브의 실제 이미지와 예시적인 증강(가상) 이미지 및 증강(가상) 뷰를 도시하고 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예들에 따른 광학 장치와 눈의 양태들을 도시하고 있다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예들에 따른 증강 뷰 또는 이미지의 양태들을 도시하고 있다.
도 7a 내지 도 7f는 시술 동안 외과 의사 또는 사용자에게 보이는 예시적인 실제 및 증강/가상 이미지를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른, 광섬유 기반 OCT에 기초한 예시적인 시스템을 도시하고 있다.
도 9는 도 8의 시스템을 사용하여 획득된 예시적인 증강(가상) 이미지 및 증강(가상) 뷰를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른, 현미경 기반 OCT에 기초한 예시적인 시스템을 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 OCT 안내 시스템(1100)의 한 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 12a 내지 도 12d는 제공된 시스템과 조합하여 사용될 수 있는 기구의 예들을 도시하고 있다.
도 13은 실시예들에 따른, 표적 위치 및 프로브 위치를 결정하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른 치료 방법 및 보조 방법의 양태들을 각각 도시하고 있다.
도 14는 본 출원에 개시된 임의의 분석 및 제어 시스템을 구현하도록 구성될 수 있는 분석 및 제어 시스템을 도시하고 있다.
도 15는 수술 전 OCT 이미지와, 집결관들 및 표적 위치들을 보여주는 증강된 수술 전 OCT 이미지의 예를 도시하고 있다.
다음의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면을 참조한다. 도면에서, 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 유사한 도면 부호는 일반적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 상세한 설명, 도면, 및 청구범위에 설명된 예시적인 실시예들은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본원에 제시된 기술 요지의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들을 사용할 수 있으며 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본원에 일반적으로 설명되고 도면에 예시된 바와 같은 본 개시의 양태들은 다양하게 상이한 구성으로 배열, 대체, 조합, 분리, 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본원에서 명백하게 고려되고 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
본원의 방법들 및 장치들은 예컨대 iStent®, iStent Inject, Cypass® 등과 같은 녹내장 치료에 대한 다수의 대안적인 MIGS 접근법들과 조합하기에 아주 적합하다. 일부 실시예들에서는 전방각경이 없는 치료가 언급되지만, 본원에 개시된 방법들 및 장치들은 또한 전방각경과 조합하여 사용하기에도 아주 적합하다.
본원에 개시된 방법들 및 시스템들은 더 많은 안과 외과 의사들에게 MIGS 시술을 성공적으로 수행할 수 있게 한다. 예를 들어, 개시된 방법들 및 장치들은 예를 들어 눈의 전방으로부터 슐렘관 안으로의 방수의 유출을 개선시킬 수 있게 하는 개구를 수술실에서 보다 균일하고 일관되게 생성시킬 수 있게 할 수 있다. 또한, 개시된 시스템 및 방법은 외과 의사가 유출을 증가시키기 위해 의도하는 슐렘관 안으로의 개구들에 대한 표적 위치를 식별할 수 있게 함으로써 수술 결과를 개선시킬 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치는, 예를 들어 섬유주, 주변세관 섬유주(JCTM), 슐렘관의 내벽, 슐렘관의 외벽, 공막, 또는 이들의 원하는 조합에 있어서의, 조직의 표면 또는 층, 또는 조직에서의 위치를 포함할 수 있다.
현재 개시된 방법들 및 장치들은 실시간 헤드업 디스플레이 이미지들을 외과 의사에게 동시에 보여줄 수 있게 하는 감지 장치들과 수술 현미경 이미지의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 실시간 이미지들은 외과 의사가 안구 내의 위치들을 표적으로 삼아 치료할 수 있게 할 수 있는데, 안구는 수술 현미경만을 사용해서는 섬유주 및 슐렘관을 포함하는 구조 등을 쉽게 시각화할 수 없는 것이다. 본원에 개시된 방법들 및 장치들은 외과 의사가 내부 전반사에 의해 불명료하거나 차단된 각도 구조를 보게 할 수 있다. 예를 들어, 개시된 방법들 및 장치들은 집결관 시스템과 같이 딴 방법으로는 잘 보이지 않거나 보이지 않는 구조들의 이미지들 또는 정보를 OCT 광 간섭 단층 촬영(OCT) 기술을 사용하여 수집할 수 있게 한다. 집결관 시스템과 같은 안구 구조의 이미지를 배치함으로써, 외과 의사는 안구의 실제 이미지를, 예를 들어 가시적 마커들과 정렬된 초기에 얻어진 집결관 시스템의 OCT 이미지를 통해서, 안구 구조의 중첩된 투영 이미지와 함께 동시에 볼 수 있게 되어 바람직한 수술 부위를 식별하여 표적화할 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 외과 의사에게 보이는 이미지는 수술 표적화를 향상시키도록 결합된 실제(광) 이미지와 투영된(가상) 이미지를 포함한다. 딴 방법으로는 보이지 않는 구조의 가상 이미지 및 프로브 팁에서부터 섬유주까지 이르러서 슐렘관까지 이르는 거리 및 이동을 나타내는 하나 이상의 기호와 같은 추가 정보도 또한 외과 의사/관찰 장치에게 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, OCT 이미지는 눈의 집결관을 식별하는 데 사용될 수 있으며, 흐름을 증가시키기 위해 눈의 섬유주 내의 적절한 위치에 개구를 생성하는 것을 돕기 위해 사용자에게 표시되는 표적 위치에 의해(예를 들어, 표적 위치를 식별하기 위해 치료 참조 마커와 같은 그래픽 시각적 요소를 사용함으로써) 외과 의사가 부위를 식별할 수 있게 한다. 본 발명의 실시예들은 도 15에 도시된 것과 같은 유출 시스템(예를 들어, 슐렘관 및 집결관)의 수술 전 및/또는 수술 중 OCT 맵 또는 이미지를, 이는 현미경 이미지 또는 뷰에 중첩될 수 있음, 포함하는 임의의 다양한 OCT 스캐닝 양식 또는 맵을 포함한다. 일부 경우에서, 하나 이상의 OCT 이미지는 예를 들어 도 6의 이미지(610)에 도시된 바와 같이 각도 구조의 가상 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 OCT 이미지는 예를 들어 도 6의 특징부(620)에 도시된 바와 같이 다양한 구조와 수술 기구(예를 들어, 섬유/프로브)의 관계의 그래픽적 묘사를 생성하는 데 사용될 수 있다.
이러한 표시는 예를 들어 눈의 양안 실제 광학 이미지와 시각적으로 결합된 디스플레이로부터 단안 또는 양안 가상 이미지를 제공하기 위해 수술 현미경에 결합될 수 있다. 본원에 개시된 방법들 및 장치들은 ELT 수술과, 그리고 눈으로부터 유체를 배출하기 위한 개구를 제공하는 임플란트 장치 수술에 이용하기에 아주 적합하다. 그러나 제공된 시스템 및 방법은 또한 광섬유 기반 OCT가 이용될 수 있는 그 밖의 다양한 외과적 시술, 예를 들어 내시경을 사용하는 임의의 모든 수술에도 적용될 수 있다.
엑시머 레이저 섬유주 절제술(ELT)를 사용하는 녹내장 치료를 구체적으로 언급하지만, 여기에 개시된 방법들 및 시스템들은 그 밖의 많은 유형의 수술에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 실시예들은 정형외과, 신경외과, 신경과, 이비인후과(ENT), 복부, 흉부, 심혈관, 심내막 및 기타 응용 분야에 관한 내시경 시술을 포함하는 그 밖의 다른 외과 수술에 사용될 수 있다. 현재 개시된 방법들 및 장치들은 OCT를 이용하여 표적화 정확도를 개선하고, 의사가 현미경으로 또는 내시경으로 쉽게 시각화될 수 없는 영역에서 수술을 수행할 수 있게 하기 위한 가상 시각화를 제공할 수 있다. 이러한 응용에는 3차원 공간에서의 수술 정확도를 돕기 위해 가상 시각화가 실제 이미지로 증강되는 임의의 내시경 수술이 포함되며, 이의 한 예는 혈관이 만곡 또는 절곡된 혈관 내 수술이다. 특정 양태들은 또한, 뇌, 심장, 폐, 내장, 피부, 신장, 간, 췌장, 위, 자궁, 난소, 고환, 방광, 귀, 코, 입, 골수, 지방 조직, 근육, 선 및 점막 조직, 척추 및 신경 조직, 연골과 같은 연조직, 치아, 뼈와 같은 단단한 생물학적 조직, 이뿐만 아니라 부비동, 요관, 결장, 식도, 폐 통로, 혈관 및 목과 같은 신체 루멘 및 통로와 같은, 그 밖의 다른 기관을 치료하고 완화시키는 데에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 장치는 기존의 신체 루멘을 통해 삽입되거나, 신체 조직 내에 생성된 개구를 통해 삽입될 수 있다.
녹내장 수술을 수행하기 위한 장치는 미국 특허 번호 4,846,172호 및 9,820,883호에 기재되어 있으며, 이들의 전체 내용은 본원에 원용되어 포함된다.
설명된 실시예들을 이해할 수 있도록 하기 위해, 안구(E)의 해부학적 구조에 대한 간략한 개요를 제공한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 눈의 외층은 공막(17)을 포함한다. 각막(15)은 빛을 눈 안으로 들어갈 수 있게 하는 투명한 조직이다. 각막(15)과 홍채(19) 사이에 전방(7)이 위치된다. 전방(7)은 방수(1)라고 하는 지속적으로 흐르는 맑은 유체를 함유한다. 수정체(4)는 섬모체(20)에 연결된 섬유 구역에 의해 안구 내에 지지되어 움직인다. 공막극에 원주 방향으로 부착된 홍채(19)는 중심 동공(5)을 포함한다. 동공(5)의 직경은 수정체(4)를 통해 망막(8)으로 통과하는 광량을 조절한다. 후방(2)은 홍채(19)와 섬모체(20) 사이에 위치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 눈의 해부학적 구조는 공막극으로의 홍채(19) 삽입부에 대해서 전방에 놓인 안구 내의 섬유주(TM)(9)를 더 포함한다. 이동성 섬유주는 모양이 다양하고 현미경적 크기이다. 단면은 대체로 삼각형이고, 두께는 약 100 μm 내지 200 μm로 다양하다. 이는 전방으부터 방수를 방출하기 위한 유체 경로를 형성하는 미크론 크기의 공극을 갖는 상이한 섬유층들로 구성된다. 섬유주(9)는 각막(15)과 공막(17)의 대략적인 접합부에서 전방 가장자리, 즉 쉬발베(Schwalbe) 선(18)에서 약 100 μm의 두께로 측정되었다.
섬유주는 그와 홍채(19)가 공막극에 부착되는 기부에서 약 200 μm까지 넓어진다. 섬유주의 높이는 약 400 μm일 수 있다. 섬유주(9) 내의 공극들을 관통하는 통로들은 주변세관 섬유주(13)라 불리는 매우 얇고 다공성인 조직을 통해 이어지며, 이는 결국에는 슐렘관(11)인 혈관 구조의 내벽에 접한다. 슐렘관의 높이는 약 200 μm, 또는 섬유주의 높이의 약 절반일 수 있다. 슐렘관(SC)(11)은 방수와 혈액 성분의 혼합물로 채워지고, 방수를 정맥 시스템으로 배출하는 일련의 집결관(CC)(12)에 연결된다. 방수(1)는 섬모체에 의해 지속적으로 생성되어, 동공을 통해 전방 안으로 흐르고 이 전방으로부터 TM 및 JCTM 내의 공극을 통해 SC 및 방수 정맥 안으로 통과하기 때문에, 섬유주, 주변세관 섬유주, 또는 슐렘관 내의 어떤 장애물은 방수가 안구의 전방으로부터 쉽게 빠져나가지 못하게 한다. 눈은 본질적으로 폐쇄된 구이기 때문에 눈 안의 안압이 상승하는 결과를 일으킨다. 안압 증가는 망막 및 시신경의 손상을 유발할 수 있고, 이에 의해 결국에는 실명이 야기될 있다.
대부분의 개방각 녹내장에서 발생하는 방수 유출의 방해(즉, 전방각경으로 쉽게 볼 수 있는 섬유주에 의해 특징지어지는 녹내장)는, 전형적으로는, 섬유주(9)와 슐렘관(11), 더 구체적으로는 슐렘관의 내벽 사이에 위치된 주변세관 섬유주(JCTM)(13)의 영역에 국한된다.
방해가 예를 들어 주변세관 섬유주(13)에서 발생하면, 안압은 시간이 지남에 따라 점차 증가한다. 따라서, 현재의 녹내장 치료 방법의 목표는 안압의 점진적인 상승을 낮추거나 지연시킴으로써 시신경 손상을 예방하려는 것이다. 많은 사람들이 안압을 낮추고 조절하는 효과적인 방법을 찾고 있다. 일반적으로, 안압을 조절하기 위해 다양한 약제학적 치료법이 이용되어 왔다. 이러한 치료법은 일정 기간 동안은 효과적일 수 있지만, 많은 환자들에서 종종 안압이 계속 증가한다. 그러나 환자들은 종종 처방된 치료 요법을 따르지 못한다. 그 결과, 녹내장이 부적절하게 통제됨으로써 시신경에 돌이킬 수 없는 손상의 위험이 증가하게 되고 궁극적으로는 시력 손실로 이어진다.
도 3은 녹내장 치료 방법의 일 실시예와 관련하여 광섬유 프로브(23)를 보여주는 인간의 안구(E)의 내부 해부학적 구조의 측단면도이다. 점안 마취, 눈둘레 마취 및/또는 눈뒤 마취를 적용한 후, 각막(15)에 작은 자기-밀봉 천자 절개부(14)를 생성한다. 전방을 액체 흐름을 사용하는 챔버 유지기 또는 점탄성제로 안정화시킨다. 이어서, 광섬유 프로브(23)를 절개부(14)를 통해 전방(7) 안으로 위치시켜서, 광섬유 프로브(23)의 말단부가 원하는 표적(TM) 조직과 접촉하여 그 조직을 약간 압축할 때까지 전진시킬 수 있다.
레이저 장치(31)(도 4에 도시됨)에 의해 생성된 광 절제 레이저 에너지가 절제될 조직과 접촉하는 광섬유 프로브(23)의 말단부로부터 전달된다. 절제될 조직은 섬유주(9), 주변세관 섬유주(13), 및 슐렘관(11)의 내벽을 포함할 수 있다. 슐렘관(11)의 근위 내벽 내에 개구가 슐렘관의 원위 외벽을 천공하지 않는 방식으로 생성된다. 일부 실시예들에서, 표적 조직에 추가의 개구들이 생성된다. 따라서, 생성된 개구 또는 개구들은 비교적 정상적인 방수 배출율을 회복시키는 데 효과적이다.
광섬유 프로브(23)는 피포용 시스(encapsulating sheath)에 의해 피포된 광섬유 또는 복수의 광섬유를 포함할 수 있다. 단일 광섬유의 직경은 표적 조직의 광 절제를 효과적으로 달성하기에 충분하며 일부 실시예들에서는 표적 조직의 OCT 영상화를 가능하게 하기에 충분한 광 에너지를 전달할 수 있도록 충분히 커야 한다. 일부 실시예들에서, 상기 광섬유는 직경이 약 4 내지 6 μm의 범위에 있다. 단일 광섬유 또는 복수의 광섬유는 예를 들어, 약 100 μm 내지 약 1000 μm 범위의 직경의 다발 형태로 사용될 수 있다. 코어와 시스는 외부 금속 슬리브 또는 쉴드 안에 싸 넣을 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬리브는 스테인레스강으로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 슬리브의 외경은 약 100 μm 미만이다. 일부 실시예들에서, 레이저 전달 시스템에 직경이 작은 광섬유가 구현되는 경우, 그 직경은 100 μm 정도로 작을 수 있다. 일부 경우에서, 광섬유는 직경이 약 200 μm일 수 있고, 광섬유 프로브(23)는 하나 이상의 광섬유를 피포할 수 있도록 예컨대 500 μm와 같은 큰 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬리브는 절곡되거나 구부러질 수 있도록 가요성일 수 있다.
도 4 및 도 5는 의사가 눈에서 외과 수술을 수행하는 것을 보조하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 시스템(400)을 개략적으로 예시하고 있다. 외과 수술 절차는 세장형 프로브(23)를 개구로부터 전방을 가로질러 안구 안으로 삽입하여 섬유주 및 슐렘관을 포함하는 표적 조직 영역까지 삽입하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 시스템(400)은 외과 의사가 수술하는 동안 안구를 실시간으로 볼 수 있도록 하는 광학 현미경(409)을 포함할 수 있다. 광학 현미경(409) 내에는 광 간섭 단층 촬영(OCT) 장치가 통합될 수 있다. 현미경은 예를 들어 외과 수술 현미경을 포함할 수 있다. 시스템(400)은 수술하는 동안 표적 조직 영역 내의 하나 이상의 표적 위치의 OCT 스캔을 수행하도록 구성된 OCT 유닛(401)을 포함할 수 있다. 여기에 설명된 OCT 유닛(401)은 예를 들어 현미경 OCT(403) 또는 섬유 OCT(402) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. OCT 유닛(403 또는 402)에 의해 캡처된 이미지는 제어 장치(410)의 이미지 처리 장치(412)에 의해 처리되어 의사에게 실시간으로 시각화되는 복수의 증강 이미지를 생성할 수 있다. 증강 이미지는 헤드업 디스플레이(407)의 디스플레이에 표시될 수 있고, 내부 빔 스플리터에 의해 현미경으로부터 나오는 광학 이미지와 조합되어 당업자에게 알려진 단안 또는 양안 이미지를 형성할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 현미경 뷰는 예를 들어 "실제"이미지, "실제" 이미지 및 중첩된 가상 이미지, 또는 OCT 이미지를 포함할 수 있다. 현미경 뷰가 중첩 이미지를 포함하는 경우, 중첩 이미지는 그러한 정렬을 가능하게 하는 요소들을 사용하여 "실제"이미지와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 외과 의사는 먼저 프로브와 같은 수술 기구를 현미경에서 또는 현미경으로부터 나오는 비디오 이미지에서 "실제"이미지로 볼 수 있다. 일부 경우에서, 외과 의사는 증강 이미지 또는 뷰를 볼 수 있다. "실제" 이미지에 OCT가 중첩된 경우, 외과 의사는 "실제"이미지와 그리고 중첩된 OCT 이미지를 모두 동시에 볼 수 있다. 증강 이미지는 현미경의 접안경(또는 접안경들) 또는 접안 렌즈 및/또는 현미경의 디스플레이를 통해 의사에게 제시될 수 있으며, 일부 구성에서는 모니터 화면에서 볼 수 있다. 이는 외과 의사가 예를 들어 입체 또는 단안으로 동시에 중첩되거나 인접한 이미지들 또는 정보를 동시에 보면서 현미경의 접안 렌즈를 통해 수술 부위의 입체 시야를 유지할 수 있게 하는 데 유리할 수 있다. 3D OCT 이미지 및/또는 OCT 기반 실시간 정보의 생성을 가능하게 하는 OCT 스캔된 실시간 이미지들은 한 눈 또는 양 눈의 라이브 뷰에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 시스템 및 방법은 이러한 수술 동안 전방의 외부 및 내부로부터의 실제 이미지 및 가상 이미지를 포함하는 실시간 뷰를 제공한다.
광학 현미경(409)은 OCT 유닛(401)과 광학적으로 결합될 수 있다. 광학 현미경(409)은 접안경(들) 또는 접안 렌즈(408) 상으로 그리고 동시에 카메라(405)에 물체를 영상화하기 위한 영상화 렌즈 요소들을 포함하는 입체 현미경과 같은 쌍안 현미경을 포함할 수 있다. 카메라(405)는 눈의 광학 이미지(505)를 캡처하도록 구성된다. 광학 이미지들(505)은 처리를 위해 제어 장치(410)로 전송될 수 있다. 카메라(405)는 광학 요소(예를 들어, 렌즈, 거울, 필터 등)를 포함할 수 있다. 카메라는 컬러 이미지, 흑백 이미지 등을 캡처할 수 있다.
광학 이미지(505)는 적절한 이미지 프레임 해상도로 획득될 수 있다. 이미지 프레임 해상도는 단위 프레임 내의 픽셀 수로 정의될 수 있다. 이미지 해상도는 약 160x120 픽셀, 320x240 픽셀, 420x352 픽셀, 480x320 픽셀, 720x480 픽셀, 1280x720 픽셀, 1440x1080 픽셀, 1920x1080 픽셀, 2048x1080 픽셀, 3840x2160 픽셀, 4096x2160 픽셀, 4096x2160 픽셀, 7680x4320 픽셀, 15360x8640 픽셀 이하이거나, 또는 이들보다 크거나, 이들 픽셀 범위의 임의의 두 조합에 의해 정의되는 범위 내에 있을 수 있다. 영상화 장치 또는 카메라는 1 미크론, 2 미크론, 3 미크론, 5 미크론, 10 미크론, 20 미크론 등보다 작은 픽셀 크기를 가질 수 있다. 카메라(405)는 예를 들어 4K 이상의 고해상도 컬러 카메라일 수 있다.
캡처된 광학 이미지(505)는 특정 캡처 레이트로 캡처된 이미지 프레임들의 시퀀스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 이미지들의 시퀀스는 약 24p, 25p, 30p, 48p, 50p, 60p, 72p, 90p, 100p, 120p, 300p 이상, 50i 또는 60i와 같은 표준 비디오 프레임 레이트에서 캡처될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 이미지들의 시퀀스는 0.0001 초, 0.0002 초, 0.0005 초, 0.001 초, 0.002 초, 0.005 초, 0.01 초, 0.02 초, 0.05 초, 0.1 초, 0.2 초, 0.5 초, 1 초, 2 초, 5 초 또는 10 초마다 약 하나의 이미지 이하의 레이트로 캡처될 수 있다. 일부 경우에서, 캡처 레이트는 제어 장치(410)의 안내 하에서 사용자 입력 및/또는 외부 조건(예를 들어, 조명 밝기)에 따라 변동될 수 있다.
광학 이미지들(505)은 실시간으로 캡처될 수 있어서, 이미지들은 대기 시간(latency)이 줄어든 상태에서, 즉 데이터 획득과 이미지 렌더링 사이의 지연이 무시할만한 상태에서 생성된다. 실시간 영상화는 외과 의사로 하여금 수술 중에 수술 기구(예를 들어, 세장형 프로브 및 프로브 팁)에 대한 외과 의사의 촉각적 움직임과 일치하는 부드러운 동작 흐름을 인지할 수 있게 한다. 실시간 영상화는 동작의 연속성을 유지하는 자연스러운 영상을 모방하기 위해서 초 당 30 프레임(fps)보다 빠른 레이트로 이미지를 생성하고, 깜박임(강도 변화의 인지)을 피하기 위해서는 상기 레이트의 두 배로 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 많은 실시예들에서, 대기 시간(latency)은 눈을 비추는 OCT 시스템으로부터 광이 나올 때부터 정보가 사용자에게 표시될 때까지의 시간 간격을 포함할 수 있고, 이는 예를 들어 약 100 ms 이하일 수 있다. 많은 경우에, 대기 시간은 디스플레이에 표시되는 이미지의 하나 또는 두 개 이하의 프레임을 포함한다. 안구에 삽입된 프로브의 말단부로부터의 A-스캔 영상화를 포함하는 실시예들에서, 대기 시간은 소정의 프레임 레이트 미만, 예를 들어 약 10 ms 이하일 수 있다.
일부 실시예들에서, 광학 현미경(409)은 전자 디스플레이 장치(407)에 결합될 수 있다. 전자 디스플레이(407)는 헤드업 디스플레이 장치(HUD: heads up display device)일 수 있다. HUD는 현미경 시스템(409)의 구성요소일 수 있거나 또는 아닐 수 있다. HUD는 한 눈 또는 두 눈의 시야(FOV: field-of-view)에 광학적으로 결합될 수 있다. 디스플레이 장치는 제어 장치(410)에 의해 생성된 증강 이미지(507)를 사용자 또는 외과 의사에게 투사하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 장치는 접안경(408) 안을 들여다보는 의사가 실제 이미지 이외에 디스플레이 장치(407)에 의해 표현되고 제시된 증강 이미지를 인지할 수 있도록 빔 스플리터 또는 반-반사경(420)과 같은 하나 이상의 광학 요소를 통해 현미경에 결합될 수 있다. 디스플레이 장치는 단일 접안 렌즈를 통해 의사 또는 사용자에게 보일 수 있다. 대안적으로, HUD는 접안경(408)을 통해 보일 수 있으며, 외과 의사에게 예를 들어 현미경의 구성요소들로 형성된 광학 이미지와 결합된 양안 이미지로서 보일 수 있다.
디스플레이 장치 또는 헤드업 디스플레이(407)는 제어 장치(410)와 통신한다. 디스플레이 장치는 제어 장치(410)에 의해 생성된 증강 이미지를 사용자에게 실시간으로 투사할 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 실시간 영상화는 이미지를 실질적인 대기 시간 없이 캡처하는 것을 포함할 수 있고, 외과 의사로 하여금 수술하는 동안 수술 기구에 대한 외과 의사의 촉각적 움직임과 일치하는 부드러운 동작 흐름을 인지할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 디스플레이 장치(407)는 밝기, 확대, 정렬 등과 같은 디스플레이의 하나 이상의 파라미터를 조정하기 위해 제어 장치로부터 하나 이상의 제어 신호를 수신할 수 있다. 접안 렌즈 또는 접안경(408)을 통해 외과 의사 또는 사용자에게 보이는 이미지는 눈의 직접적인 광학적 뷰, 디스플레이(407)에 표시된 이미지, 또는 이들 둘의 조합일 수 있다. 따라서, HUD 상의 이미지의 밝기를 조정하게 되면 접안 렌즈를 통한 의사의 뷰에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(407)에 표시되는 처리된 정보 및 마커는 물체의 현미경 뷰와 균형을 이룰 수 있다.
헤드업 디스플레이(407)는, 예를 들면, 당업자에게 공지된 액정 디스플레이(LCD), LED 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED), 주사 레이저 디스플레이, CRT 등일 수 있다.
일부 실시예들에서, HUD(407)는 외부 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, HUD는 일부 실시예들에서 접안 렌즈를 통해 인지되지 못할 수 있다. HUD는 광학 현미경에 근접하게 위치될 수 있다. HUD는 예를 들어 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. HUD는 발광 다이오드(LED) 스크린, OLED 스크린, 액정 디스플레이(LCD) 스크린, 플라즈마 스크린, 또는 임의의 다른 유형의 스크린을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(407)는 터치스크린일 수 있거나 또는 아닐 수 있다. 외과 의사는 HUD로부터 동시에 OCT에 의해 제공된 수술 부위의 실시간 광학 이미지 및 깊이 정보를 볼 수 있다.
OCT 유닛(401)은 광학 현미경(409)에 결합될 수 있다. OCT 유닛(401)은 현미경 OCT 유닛(403), 광섬유 기반 OCT 유닛(402), 또는 이들 둘의 조합을 포함할 수 있다. OCT 유닛(401)은 당해 기술분야에서 OCT 시스템용으로 공지된 스윕 소스 OCT(SS-OCT), 스펙트럼 도메인 OCT(SD-OCT), 푸리에 도메인 OCT(FD-OCT), 또는 시간 도메인 OCT(TD-OCT)를 포함할 수 있다. OCT 시스템은 슐렘관 및/또는 집결관과 같은 안구의 조직 구조를 보기에 적합한 해상도를 포함할 수 있으며, 예를 들어 1 미만 내지 10 마이크론의 범위, 예를 들어 약 3 내지 6 마이크론 범위 내의 해상도를 포함할 수 있다. OCT 유닛(401)은 OCT 이미지 정보 및 간섭계 정보를 생성하기에 적합한 저 간섭성 광원을 포함할 수 있다. OCT 유닛(401)은 깊이 정보를 갖는 OCT 이미지를 생성하고, 이 OCT 이미지를 제어 장치(410)에 전송할 수 있다. OCT 유닛은 제어 장치에 의해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 제어 장치에 의한 OCT 유닛의 제어는 예를 들어 OCT 스캔의 활성화, 파라미터 설정, 또는 맞춤형 제어 파라미터를 포함할 수 있다.
OCT 유닛은 현미경 OCT 유닛(403)을 포함할 수 있다. 현미경 OCT 유닛(403)은 광학 현미경(409)의 구성요소를 포함하거나, 광학 현미경과 구성요소들을 공유할 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 OCT 유닛(403)은 이와 같은 사용에 적합한 독립형 OCT 유닛을 포함할 수 있다. 현미경 OCT 유닛은 눈에 닿지 않게 눈으로부터 소정의 거리에 위치될 수 있다. 현미경 OCT 유닛은 광학 현미경에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 현미경 OCT 유닛은 대물 렌즈와 같은 광학 현미경의 하나 이상의 광학 요소를 이용할 수 있다. 현미경 OCT 유닛(403)은 광학 현미경 시스템(409)과 호환될 수 있다. 예를 들어, 현미경 OCT 유닛(403)은 현미경 뷰와의 동초점이 유지되도록 OCT 초점면의 실시간 조정이 이루어질 수 있게 구성될 수 있다. 다른 예에서, 현미경 OCT 유닛(403)은, 현미경의 대물 렌즈 또는 기타 렌즈와 같은 렌즈들의 배율과 같은, 광학 현미경의 하나 이상의 광학 요소의 광학 배율의 변화에 적응할 수 있다. 현미경 OCT 유닛(403)은 광원(예를 들어, NIR 광원) 및 검출기(예를 들어, 라인 스캔 CCD)를 갖는 엔진(예를 들어, SDOCT 엔진)을 사용하여 OCT 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 상이한 유형의 OCT에 따라, CCD 또는 포토다이오드 어레이 검출기와 같은 상이한 분광계들이 사용될 수 있다. 현미경 OCT 유닛(403)은 OCT 이미지를 스캐닝 원리 여하에 따라 A-스캔, B-스캔 또는 C-스캔으로서 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행함으로써, 깊이의 함수로서의 축 방향 스캔(즉, A-스캔)이 재구성될 수 있다. 미러를 x 방향으로 움직임으로써 연속적인 A-스캔 라인이 생성되며, 이들을 함께 적층되어 B-스캔 이미지 또는 2차원 이미지를 생성할 수 있다. 미러를 x-y 방향으로 움직임으로써 완전한 3차원 입체 이미지 또는 C-스캔 이미지(3D)가 생성될 수 있다. 미러는 예를 들어 검류계, 병진 스테이지, MEM 액추에이터 또는 압전 결정과 같은 당업자에게 알려진 임의의 적합한 액추에이터에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 현미경 OCT 유닛(403)은 눈의 전방 및 후방 평면을 따라 표적 위치에 대한 프로브의 위치에 관한 정보를 제공하기 위해 B 모드 이미지를 획득하도록 활성화될 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 OCT 유닛(403)은 표적 조직 영역의 3차원 이미지를 생성하기 위해 C-스캔을 수행할 수 있다.
OCT 유닛은 섬유 기반 OCT 유닛(402)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 용어 "섬유 기반 OCT 유닛" 및 "섬유 기반 장치"는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 광섬유 기반 OCT 유닛(402)은, 눈 구조 내부에 레이저 광 펄스를 지향시키고 내부 눈 구조의 이미지를 캡처하기 위해서, 광섬유 또는 광섬유 어레이를 포함할 수 있다. 광섬유 기반 OCT 유닛은 레이저 광 펄스를 전달하면서 OCT 영상화를 수행할 수 있다. 광섬유는 눈 내에 삽입될 수 있고, 눈 내부의 조직과 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광섬유는 레이저 광을 전송하기 위해 섬유 광학 프로브(23)에 사용된 것과 동일한 섬유일 수 있다. 대안적으로, 광섬유는 표준 단일 모드 또는 다중 모드 광섬유와 같은 별도의 섬유일 수 있다. 별도의 섬유는 동일한 광섬유 프로브(23)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 광섬유는 피포용 시스가 단일 광섬유를 강화시키도록 구성되는 프로브(23)의 피포용 시스 내에 피포될 수 있다. 이는 슐렘관, TM, 및 다른 표적 조직에 대한 프로브(23)의 팁의 위치를 정확하게 식별할 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 후방 산란된 신호를 대응하는 검출기로 복귀시키기 위한 별도의 광섬유가 사용될 수 있다. 후방 산란된 신호를 검출기로 편향시키는 데 이색성 미러(32)가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, OCT 유닛의 광섬유와 광섬유 프로브는 표적 조직에 대한 프로브의 말단부의 위치를 식별하기 위한 동축 내시경으로서 동축 기능을 할 수 있다. 대안적으로, 광섬유는 광섬유 프로브와 비동축일 수 있다. 일부 경우에서, 프로브는 처리 섬유 주위에 위치된 OCT 검출 섬유들의 어레이를 포함할 수 있다.
광섬유 기반 OCT 유닛(402)은 축 방향 스캔 이미지(A-스캔 이미지)를 생성하도록 구성될 수 있다. 이는 표적 부위 또는 표적 위치에 대한 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 실시간 정보를 제공하는 데 유리할 수 있다. A-스캔 이미지는 10 Hz 내지 5 kHz의 범위와 같은 고주파수에서 획득될 수 있다. A-스캔 이미지는 표적 조직 및 프로브 팁의 복수의 위치에 대응하는 복수의 위치 또는 거리 마커를 포함하는 이미지가 생성되도록 제어 장치(410)에 의해 처리될 수 있다. 일부 경우에서, 복수의 A-스캔 이미지는 정확도를 향상시키기 위한 이미지가 생성되도록 평균화될 수 있다. A-스캔(들)으로부터의 이미지는 프로브의 축 방향을 따라 표적 조직에 대한 섬유 광학 팁의 위치 정보를 제공하기 위해 광학 이미지에 중첩될 수 있다.
시스템(400)은 사용자 인터페이스(413)를 추가로 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(413)는 사용자 입력 및 출력 정보를 사용자에게 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 입력은 프로브(23) 작동과 같은 수술 도구의 제어와 관련될 수 있다. 사용자 입력은 광학 현미경의 작동(예를 들어, 현미경 설정, 카메라 획득 등)과 관련될 수 있다. 사용자 입력은 OCT 유닛에 대한 다양한 작동 또는 설정과 관련될 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력은 표적 위치의 선택, 치료 기준 마커의 선택, 증강 이미지의 설정을 표시하는 것, 맞춤형 디스플레이 선호도 등을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스는 터치스크린과 같은 스크린과, 휴대형 제어기, 마우스, 조이스틱, 키보드, 트랙볼, 터치패드, 버튼, 언어 명령, 제스처 인식, 자세 센서, 열 센서, 터치 용량성 센서, 풋 스위치, 또는 임의의 기타 장치와 같은 임의의 기타 사용자 대화형 외부 장치를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 현미경 기반 OCT(403)는 프로브(23)를 안내하고 시각화하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 광섬유 기반 OCT(402)는 프로브(23)를 안내하고 시각화하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 현미경 기반 OCT와 광섬유 기반 OCT는 모두 시스템에 사용되며, 프로브(23)를 안내하고 시각화하기 위해 사용된다. 현미경 기반 OCT와 광섬유 기반 OCT는 눈의 하나 이상의 평면을 따라 OCT 스캔을 수행할 수 있다. 일부 경우에서, 두 OCT가 모두 사용되는 경우, 현미경 기반 OCT는 눈의 전방-후방 면을 따라 제1 OCT 스캔을 수행하도록 구성될 수 있고, 광섬유 기반 OCT는 상기 전방-후방 면을 가로지르는 축을 따라 제2 OCT 스캔을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 기반 OCT와 광섬유 기반 OCT 중 하나가 독립적으로 사용될 수 있다.
현미경 기반 OCT와 광섬유 기반 OCT는 유사한 스캔 해상도를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 기반 OCT는 광섬유 기반 OCT보다 더 높은 스캔 해상도로 스캔을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현미경 기반 OCT에 의해 수행되는 B-스캔은 광섬유 기반 OCT에 의해 수행되는 A-스캔보다 높은 해상도를 가질 수 있다. 대안적으로, 광섬유 기반 OCT의 스캔 해상도는 현미경 기반 OCT보다 높을 수 있다. 축 방향 해상도는 소스 스펙트럼의 대역폭에 기초하여 결정될 수 있다. 스캔 해상도는 실시간 피드백을 보장하기에 충분히 빠른 프레임 레이트를 제공하도록 결정될 수 있다. 각 OCT 시스템의 해상도는 본원에 기술된 바와 같은 범위 내에 있을 수 있다.
현미경 기반 OCT와 광섬유 기반 OCT는 동일한 프레임/스캔 레이트를 가질 수 있거나 또는 가지지 않을 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 기반 OCT가 B-스캔을 수행하고 광섬유 기반 OCT가 A-스캔을 수행하여서, 수술 부위의 입체 스캔이 필요하지 않다. 이는 실시간 위치 피드백을 더 빠른 속도로 제공할 수 있다. 현미경 기반 OCT에 의해 제공되는 단면 뷰 및 광섬유 기반 OCT에 의해 제공되는 축 방향 뷰의 프레임 레이트는 스캐닝 필드의 크기, 해상도, 또는 스캐닝 레이트와 같은 다양한 요인들에 의해 영향을 받을 수 있다. 일부 경우에서, 현미경 기반 OCT에 의해 얻어진 2차원 OCT 이미지(B-스캔)는 표적 조직 또는 표적 위치에 대한 프로브의 대략적인 위치를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 이 경우 비교적 높은 해상도 및 느린 프레임 레이트가 충분할 수 있다. 일부 경우에서, 광섬유 기반 OCT에 의해 획득된 축 방향 스캔 이미지(A-스캔)는 작은 크기의 구조(예를 들어, SC, CC, TM)에 대한 프로브의 말단부의 정밀하고 정확한 위치를 제공할 수 있고, 이에 따라 더 높은 프레임 레이트가 요구될 수 있다. 일부 경우에서, 움직임 아티팩트(motion artifact)를 최소화하고 이미지 품질을 향상시키기 위해 높은 프레임 레이트가 요구될 수 있다. 예를 들어, 광섬유 기반 OCT의 축 방향 스캔은 일례로 약 1 미크론 내지 약 20 미크론 범위 내의 구조적 이미지 해상도와 함께 적어도 100 fps 또는 그 이상의 1차원 A-스캔 프레임/스캔 레이트를 가질 수 있다. 많은 실시예들에서, A-스캔 프레임 레이트는 약 1 kHz 내지 약 10 kHz의 범위 내에 있다. OCT 시스템은 프로브 팁을 접촉시키면서 프로브 팁으로부터 적어도 약 10 mm, 예를 들어 프로브 팁으로부터 적어도 약 6 mm의 거리까지 조직을 측정하도록 구성될 수 있다. 이러한 거리는 프로브 팁이 표적 부위 또는 표적 위치로부터 최대 6 mm의 거리의 범위에서 슐렘관을 표적으로 삼을 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, OCT 장치는 세장형 프로브의 말단부의 움직임, 예를 들어 약 20 nm 내지 약 1 μm의 범위의 움직임을 검출하도록 구성된 위상 기반 OCT를 포함할 수 있다.
본 시스템은 외과 의사에게 수술 부위의 광학 이미지들의 라이브 뷰에 중첩된 증강된 정보를 제공할 수 있다. 이는 외과 의사로 하여금 눈을 현미경의 투시 광학 장치 또는 헤드업 디스플레이에서 멀어지게 하지 않고도 추가 정보를 볼 수 있게 함으로써 수술 절차의 중단을 줄이는 데 유익하다. 증강된 정보는 수술하고 있는 안구의 다양한 영역의 확대된 시야를 포함할 수 있다. 증강된 정보는 표적 조직에 대한 프로브의 위치 정보를 포함하는 깊이 뷰를 포함할 수 있다. 증강된 정보는 세장형 프로브의 내비게이션 방향을 포함할 수 있다. 증강된 정보는 외과 의사에게 실질적으로 실시간으로 제공될 수 있다. 증강된 정보는 실시간 OCT 이미지를 포함할 수 있다. 증강된 정보는 실시간 OCT 이미지 및/또는 정적 OCT 이미지에 기초하여 생성된 복수의 시각적 그래픽 요소를 포함할 수 있다. "시각적 그래픽 요소" 및 "그래픽 시각적 요소"라는 용어는 본 출원 전체에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 증강된 정보는 스크린 상에 표시되는 수술 현미경 수술 시야 또는 광학 현미경 이미지에 중첩되는 정지 및/또는 동영상 및/또는 정보(예컨대, 텍스트, 그래픽, 차트, 플롯 등)를 포함할 수 있다.
일부 경우에서, 증강된 정보는 광학 현미경에 의해 획득된 광학 이미지에 겹쳐지거나 중첩되어 증강 이미지를 형성할 수 있다. 증강 이미지는 헤드업 디스플레이, 별도의 관찰 모니터, 또는 이들 둘과 같은 스크린에 표시될 수 있다. 일부 경우에서, 증강된 정보는 현미경의 접안 렌즈를 통해 의사에게 보이는 시야가 광학 경로 이미지와 그리고 중첩된 증강 정보를 모두 포함하도록 직접 광 경로 이미지 위에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 증강된 정보는 화면 속 화면(picture-in-picture) 형식으로 광학 이미지에 중첩될 수 있다.
제어 장치(410)는 증강된 정보를 포함하는 증강된 레이어를 생성하도록 구성될 수 있다. 증강된 레이어는 하나 이상의 그래픽 요소를 포함하는 실질적으로 투명한 이미지 레이어일 수 있다. "그래픽 요소" 및 "그래픽 시각적 요소"라는 용어는 본 출원 전체에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 증강된 레이어는 현미경의 광학 뷰, 광학 이미지, 또는 비디오 스트림 상에 중첩될 수 있고/있거나 디스플레이 장치에 표시될 수 있다. 증강된 레이어의 투명도는 광학 이미지 위에 그래픽 요소들이 중첩된 상태에서 그 광학 이미지를 사용자가 볼 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 증강된 레이어는 광학 현미경에 결합된 OCT 유닛에 의해 획득된 실시간 OCT 이미지 또는 기타 정보를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광학 현미경 이미지 데이터와 증강된 정보의 융합은 증강된 정보를 광학 현미경 이미지에 통합시키는 것을 포함할 수 있다. 증강 이미지 데이터는 깊이 정보, 표적 위치, 및 기타 다양한 보충적 정보와 관련된 하나 이상의 그래픽 요소를 포함할 수 있다. 그래픽 요소는 예를 들어 빔 스플리터에 의해 광학 현미경 이미지 상에 중첩될 수 있다. 그래픽 요소는 광학 현미경 이미지에서 보이는 임의의 물체의 이미지 상에 직접 중첩될 수 있다. 그래픽 요소는 또한 광학 현미경 이미지에서 임의의 물체의 이미지를 둘러싸는 임의의 형상, 경계, 또는 윤곽을 포함할 수 있다. 상기 물체는 예를 들어 눈에 삽입된 기구(예를 들어, 프로브), 프로브의 일부, 표적 조직(예를 들어, SC, CC, TM, JCTM, 공막) 등일 수 있다.
일부 실시예들에서, 그래픽 요소는 프로브 또는 기구의 위치 또는 방향이 표적 위치에 대해 변화함에 따라 동적으로 변화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 그래픽 요소는 광학 이미지에 도시된 프로브의 말단부의 위치, 또는 SC, TM 등의 내벽과 같은 조직들 사이의 상대적 위치 또는 간격을 나타낼 수 있다. 그래픽 요소는 프로브 팁과 표적 위치 사이의 상대 거리가 변동되는 때 및/또는 프로브 팁이 조직(예를 들어, 섬유주의 표면) 상에서 압축되는 때에 조직 벽들 사이의 간격 또는 팁과 표적 위치 사이의 거리의 변화를 광학 이미지 상에 실질적으로 또는 거의 실시간으로 동적으로 나타내도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 증강 정보는 표적 위치에 대한 프로브의 방향을 포함할 수 있다. 그래픽 요소는 표적 위치에 대한 프로브의 방향을 나타낼 수 있다. 그래픽 요소는 프로브와 표적 위치 사이의 방향이 변함에 따라 표적 위치에 대한 프로브의 방향을 실질적으로 또는 거의 실시간으로 광학 이미지 상에 동적으로 표시하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 그래픽 요소는 세장형 프로브의 방향 또는 축 방향 위치를 나타낼 수 있다. 배향(예를 들어, 방향)을 나타내기 위해, 그래픽 요소는 화살표 형태로 제공될 수 있다. 화살표는 프로브의 이동/전진에 기초하여 동적으로 변화하도록 구성될 수 있다.
증강 레이어 또는 그래픽 요소의 적어도 일부는 특징점 인식과 같은 패턴 인식 기술 또는 객체 인식 기술을 사용하여 광학 이미지에 매핑되거나 매칭될 수 있다. 특징점은 이미지의 나머지 부분 및/또는 이미지의 다른 특징점과 고유하게 구별되는 이미지의 일부(예를 들어, 공막 랜드마크, 집결관 패턴, 홍채 랜드마크 등)일 수 있다. 특징점은 섭동 하에서(예를 들어, 이미지의 조명 및 밝기를 변화시킬 때) 비교적 안정적인 이미지 부분에서 검출될 수 있다.
도 6은 예시적인 증강 이미지 또는 증강 뷰(600)를 예시하고 있다. 전술한 바와 같이, 증강 이미지(600)는 사용자 또는 외과 의사가 현미경의 접안 렌즈를 통해 쌍안으로 볼 수 있으며, 헤드업 디스플레이, 외부 디스플레이 장치, 또는 사용자 인터페이스에 연결된 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 증강 이미지 또는 뷰는 광학 현미경의 접안 렌즈를 통해서 보이는 광학 이미지(505) 또는 광학 경로 뷰를 포함할 수 있다. 광학 이미지(505)는 안구의 하향 뷰를 포함할 수 있다. 광학 이미지 또는 광학 뷰는 눈의 전방을 보여줄 수 있다. 광학 이미지 또는 광학 뷰는 세장형 프로브(23)를 추가로 보여줄 수 있다. 증강 이미지 또는 뷰(600)는, 예를 들어 빔 스플리터를 사용하여 디스플레이를 현미경의 광학 경로에 광학적으로 결합시킴으로써, 광학 이미지에 인접하거나 그 위에 중첩되는 하나 이상의 OCT 이미지 및 복수의 그래픽 시각적 요소를 포함할 수 있다. 복수의 그래픽 시각적 요소는 광학 이미지에 표시된 상이한 물체들이 서로 쉽게 구별될 수 있도록 상이한 물체들에 해당하는 상이한 형상 및/또는 색상을 포함할 수 있다.
복수의 그래픽 시각적 요소는 하나 이상의 표적 위치에 매핑된 하나 이상의 치료 기준 마커(601, 602, 603)를 포함할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 치료 기준 마커(601, 602, 603)는 광학 이미지 또는 광학 경로 뷰(505)에서 외과 의사에게 광학적으로 보이지 않는 표적 위치에 해당할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 표적 위치들은 내부에 위치될 수 있고, 표적 위치의 처치는 내부 접근법을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지에 기초하여 결정되거나 식별될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 수술 전 및/또는 수술 중 OCT 이미지들은 내부 접근법 및/또는 외부 접근법을 사용하여 획득할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 치료 기준 마커 또는 표적 위치는 표적 조직 영역을 관통한 채널(예를 들어, 섬유주, 주변세관 섬유주, 및 슐렘관의 내벽을 관통하고, 그에 따라 전방과 슐렘관 사이에 유체 연통을 제공하는 채널)이 형성된 후에는 유출을 상당히 증가하게 하는 표적 조직 영역 내의 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 이러한 선택은, 더 조밀하거나, 또는 더 큰 용기를 포함하거나 더 많은 용기 분포를 포함하거나, 또는 방해가 덜 되거나, 또는 슐렘관에 의해 제공된 원주 방향 흐름 영역에 해당하는, 집결관 망 또는 필드 내의 특정 영역들의 식별에 기초할 수 있다. 실시간 광학 이미징 동안, 하나 이상의 치료 기준 마커(601, 602, 603)는 수술 전 OCT 이미지로부터 식별된 표적 위치(예를 들어, 하나 이상의 특정 집결관)의 패턴을 검출함으로써 표적 위치에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 사용자 또는 외과 의사는 사용자 인터페이스(413)를 통해 표적 위치(들) 또는 치료 기준 마커(들)를 선정하기 위한 프롬프트를 받을 수 있다. 일부 경우에서, 사용자 또는 외과 의사는 선정된 표적 위치들을 치료를 위해 등급화 또는 순위화하기 위한 프롬프트를 받을 수 있다. 따라서, 사용자 또는 외과 의사는 수술 절차 동안 치료할 표적 위치들의 원하는 순서를 지정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 또는 의사는 치료 기준 마커(601)가 먼저 치료할 표적 위치에 대응하고, 치료 기준 마커(602)가 두 번째로 치료할 표적 위치에 대응하고, 치료 기준 마커(603)가 세 번째로 치료할 표적 위치에 대응하는 것으로 지정할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 예를 들어 도 15를 참조하면, 치료 기준 마커는 더 큰 집결관, 더 밀집된 집결관 망 또는 필드, 및/또는 더 많은 유출에 해당하는 것으로 결정된 위치들(예를 들어, 표적 조직 영역 내의 위치들)에 기초하여 선정될 수 있다. 일부 경우에서, 치료 기준 마커는 자동화된 방식으로 선정될 수 있다. 어떤 경우에는 치료 기준 마커를 수동으로 선정할 수 있다. 시스템은 외과 의사에게 레이저 섬유를 선정된 치료 기준 마커들 각각으로 순차적으로 가리키게 하는 안내를 하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 예컨대 사용자가 표적 위치를 선정하기 위한 절차를 시작할 때에 복수의 치료 기준 마커가 동시에 보일 수 있다. 일부 경우에서, 복수의 치료 기준 마커는 외과 수술이 진행됨에 따라 순차적으로 표시될 수 있다.
복수의 그래픽 시각적 요소는 또한 세장형 프로브(23)와 동축 인 프로브 라인(604)을 포함할 수 있다. 프로브 라인(604)은 하나 이상의 표적 위치에 대한 프로브의 배향을 보여준다. 복수의 그래픽 시각적 요소는 또한 세장형 프로브의 말단부와 중첩되는 원위 팁 마커(605)를 포함할 수 있다. 프로브가 안구의 전방 내에서 이동함에 따라, 프로브 라인과 원위 팁 마커 둘 모두는 광학 이미지 또는 뷰(505)에 표시된 세장형 프로브의 실제 위치 및 배향에 대한 위치를 동적으로 변경할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 외과 의사는 현미경을 사용하여, 프로브(23)가 전방 안으로 진입할 때 그 프로브를 관찰할 수 있고, 프로브가 안구에 대해 움직일 때 그 프로브를 관찰할 수 있다. OCT 검출 메커니즘은 프로브(23)를 검출할 수 있고, 자동화된 시스템 또는 프로세서는 검출에 응답하여 프로브 라인(604)을 생성할 수 있다. 유사하게, 자동화 시스템 또는 프로세서는 안내 화살표(612)를 생성할 수 있다.
복수의 그래픽 시각적 요소는 원위 팁 마커(605)로부터 하나 이상의 치료 기준 마커(예를 들어, 마커(601))를 향해 연장되는 하나 이상의 안내 화살표 또는 마커(612)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 안내 화살표(612)는 의사에게 수술하는 동안 세장형 프로브의 말단부를 하나 이상의 표적 위치 쪽을 향하게 정렬시키는 것을 안내해주거나, 또는 의사에게 수술하는 동안 세장형 프로브를 하나 이상의 표적 위치 쪽으로 전진시키는 것을 안내해줄 수 있도록 구성될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 표적 위치는 광학 이미지 또는 광학 뷰(505)에서 외과 의사에게 광학적으로 보이지 않을 수 있다. 예를 들어, 표적 위치가 선정된 때, 프로브의 말단부(또는 원위 팁 마커(605))로부터 선정된 표적 위치(또는 대응하는 치료 기준 마커) 쪽을 가리키는 안내 화살표(612)가 생성될 수 있고, 이에 따라 의사는 프로브를 안내 화살표와 평행 또는 동축으로 전진시킬 수 있다. 하나 이상의 안내 화살표(612)는 전방 내부로부터 섬유주 및 슐렘관을 포함하는 표적 조직 영역을 향해 상이한 방향에서 방사상으로 향할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 슐렘관의 높이는 섬유주의 높이의 약 절반일 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 안내 화살표는, 프로브의 말단부가 표적 위치로부터 미리 결정된 거리에 위치할 때, 예를 들어 프로브의 말단부가 표적으로부터 약 6 mm 이하의 거리에 위치할 때, 자동으로 나타날 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 안내 화살표는 복수의 표적 위치로부터 선정된 표적 위치를 나타내는 사용자 입력에 응답하여 나타날 수 있다.
증강 레이어는 광학 이미지에 중첩된 하나 이상의 OCT 이미지를 추가로 포함할 수 있다. OCT 이미지 또는 OCT 기반 이미지는 표적 위치에 대한 프로브의 깊이 정보 또는 위치를 광학 이미지 평면에 대해 횡 방향으로 연장되는 평면, 예를 들어 광학 이미지 평면에 대해 실질적으로 수직인 평면에 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 확대된 필드 뷰들은 OCT 이미지들(610, 620)에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, OCT 기반 이미지는 광학 이미지와 비교할 때 적어도 2배 내지 5배 확대될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 현미경 OCT에 의해 획득된 2차원 OCT 이미지(610)는 광학 이미지(505) 상에 중첩된다. 일부 경우에서, 이미지(610)를 생성하기 위해 사용되는 스캔은 수술 중 수행된다. "현미경 OCT" 및 "현미경 기반 OCT"라는 용어는 본 출원 전체에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같은 2차원 OCT 이미지들(610-4, 610-5, 610-6, 610-7, 610-8)은 2차원 OCT 이미지(610)의 실시예들, 변형, 또는 예들을 포함할 수 있고, 실질적으로 유사한 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 이미지 중 하나 이상은 수술 중 스캔에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 경우에서, OCT 이미지(610)는 B-스캔 이미지를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, OCT 이미지(610)는 3차원 이미지(C-스캔)일 수 있다. 일부 경우에서, 실시간 또는 실질적으로 실시간 OCT 이미지는 화면 속 화면 형식으로 광학 이미지 위에 중첩되어 표시될 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, OCT 이미지로부터 도출된 정보는 광학 이미지에 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로브의 말단부가 선정된 표적 위치까지 미리 결정된 거리 내에 있을 때, 현미경 기반 OCT 스캔이 수행되어 2차원 OCT 이미지(610)가 생성될 수 있다. 현미경 기반 OCT 스캔은 현재의 표적 위치, 예를 들어 치료 기준 마커(601)에 대응하는 표적 위치에 의해 한정된 평면과, 안구 안으로의 개구, 예를 들어 본원에 기술된 각막 안으로의 작은 절개부(천자)를 따라 연장될 수 있다.
2차원 이미지(610)는 B-스캔 OCT 이미지 및 하나 이상의 시각적 그래픽 요소를 포함할 수 있다. B-스캔 OCT 이미지는 예를 들어 밀도 플롯을 포함할 수 있다. 횡축은 가로 주사 방향에 대응하고 종축은 주사 깊이에 대응할 수 있다. 그레이 레벨은 특정 깊이 및 가로 스캐닝 위치에서의 깊이 프로파일의 크기에 대응하는 OCT 이미지 상의 특정 픽셀로 플롯될 수 있다. B-스캔 OCT 이미지는 이미지 향상, 이미지 압축 등을 위해 제어 장치(410)의 이미지 처리 장치에 의해 후처리될 수 있다. 일부 경우에서, 2차원 이미지(610)는 2차원 이미지가 B-스캔 OCT 이미지의 획득 프레임 레이트보다 낮은 속도로 업데이트될 수 있도록 복수의 B-스캔 OCT 이미지를 평균화함으로써 생성될 수 있다. 대안적으로, 2차원 이미지(610)는 B-스캔 OCT 이미지의 획득 프레임 속도와 동일한 프레임 속도로 업데이트될 수 있다.
B-스캔 OCT 이미지는 프로브(23)의 긴 축을 따라서 OCT 이미지 평면을 따라 획득될 수 있다. B-스캔 OCT 이미지 평면은 안구의 전방-후방 면을 따라 프로브 라인(604)과 정렬될 수 있다. 예를 들어, 프로브 축은 비디오로 획득된 광학 이미지의 분석에 의해 결정될 수 있고, 현미경 기반 OCT는 OCT 이미지 평면을 프로브의 긴 축과 정렬시키도록 제어된다. 현미경 OCT 평면은 프로브 축을 따라 연장되는 선으로 사용자에게 표시되는데, 이 선은 디스플레이 상에 표시되며 선택적으로는 현미경 이미지에 광학적으로 결합된다.
일부 경우에서, 2차원 OCT 스캔(B-스캔)은 프로브 라인이 적어도 하나의 치료 기준 마커와 교차하는 영역에서 자동으로 수행될 수 있다. OCT 스캔 영역은 프로브의 긴 축을 따라 안구의 전방-후방 면을 포함할 수 있다. OCT 스캔 영역은 프로브의 말단부의 일부 및 프로브 전방의 영역을 포함하는 것과 같이 전방-후방 면의 일부를 포함할 수 있다. OCT 스캔 영역은 프로브의 전체 길이를 포함하지 않을 수 있다. 일부 경우에서, 2차원 OCT 스캔은 프로브 라인이 하나 이상의 안내 화살표와 실질적으로 동축으로 정렬되고 하나 이상의 치료 기준 마커를 향해 배향되는 것이 검출된 때에 자동으로 수행될 수 있다. 일부 경우에서, 2차원 OCT 스캔은 세장형 프로브의 말단부가 표적 위치로부터 미리 정해진 거리에 있음이 검출되면 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 거리는 약 1 mm 내지 6 mm의 범위 내에 있을 수 있다.
2차원 OCT 이미지(610)는 OCT 이미지 상에 중첩된 복수의 그래픽 시각적 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 치료 기준 마커(601-1)는 OCT 이미지의 표적 위치에 매핑될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, OCT 이미지는 그래픽 시각적 요소와 중첩되거나 또는 중첩되지 않을 수 있다. 일부 경우에서, 그래픽 시각적 요소는 OCT 이미지로부터 분리되어서 그와 중첩되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, OCT 이미지는 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 예를 들어, OCT 이미지는 현미경, 디스플레이 또는 디스플레이와 결합된 현미경을 통해 현미경 이미지 위에 중첩될 수 있다. 복수의 그래픽 시각적 요소는 또한 깊이 단면에서 치료 기준 마커(601-1)에 대응하는 표적 위치에 대한 프로브 팁의 위치를 나타내는 프로브 마커(611)를 포함할 수 있다. 이는 의사에게 깊이 정보를 제공하여, 의사에게 안구의 전방-후방 면에서 프로브의 전진 방향(즉, 깊이)을 조정하는 것을 안내한다. 일부 실시예들에서, 안내 화살표(613)는 또한 표적 위치를 향한 프로브 이동을 안내하기 위해 OCT 이미지에 중첩될 수 있고, 예를 들어 이에 의해 외과 의사는 안내 화살표(613)를 따라 치료 기준 마커(601-01) 쪽을 향해 전진하는 프로브 마커(611)를 시각화할 수 있다. 일부 경우에서, 프로브 마커(611)는 예를 들어 치료 기준 마커(601-1)에 대응하는 표적 위치에 대한 프로브의 긴 축의 배향을 나타내거나 식별할 수 있다. 일부 경우에서, 프로브 마커(611)는 프로브의 긴 축과 동축일 수 있다.
일부 경우에서, 2차원 OCT 이미지(610)는 다른 OCT 스캔에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로브 팁과 표적 조직 위치 사이의 상대 위치 정보에 기초하여, 광섬유 기반 OCT 스캔이 활성화되고, 그래픽 요소들이 광섬유 기반 OCT 스캔의 스캔 범위(예를 들어, 도 7c의 화살표(614))를 나타내는 OCT 이미지(610)에 중첩될 수 있다. 상기 스캔 범위는 1도 내지 45도의 범위일 수 있다. 대안적으로, 광섬유 기반 OCT 스캔은 A-스캔을 포함할 수 있다.
광섬유 기반 OCT 스캔은 상술한 바와 같이 광섬유 기반 OCT 유닛(402)에 의해 수행될 수 있다. 광섬유 기반 OCT 스캔은 눈의 축을 따라 프로브 라인(605)을 따라 수행될 수 있다. 광섬유 기반 OCT 유닛(402)은 세장형 프로브의 말단부가 표적 위치로부터 제2 미리 정의된 거리에 있음이 검출된 때 OCT 스캔을 자동으로 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 미리 정의된 거리는 예를 들어 약 1 mm 내지 약 6 mm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 경우에서, 광섬유 기반 OCT 스캔은 현미경 기반 OCT 스캔 후에 수행될 수 있다. 일부 경우에서, 광섬유 기반 OCT 스캔은 현미경 기반 OCT 스캔과 독립적으로 수행될 수 있다. 일 예에서, 광섬유 기반 OCT 스캔은, 프로브 라인이 광학 이미지에 의해 식별된 x-y 평면, 또는 현미경 OCT 이미지에 의해 식별된 단면 평면, 또는 이들 둘 다의 조합에서 안내 화살표와 정렬된 것으로 검출될 때, 활성화될 수 있다. 대안적으로, 광섬유 기반 OCT 스캔은 수동으로 활성화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광섬유 기반 OCT 스캔에 기초한 이미지(620) 또는 다른 정보는 화면 속 화면(picture-within-picture)과 같은 포맷으로 광학 이미지 상에 생성되고 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 이미지(620)를 생성하기 위해 사용된 스캔은 수술 중 수행된다. 일부 실시예들에서, 이미지(620)는 현미경 OCT에 의해 생성될 수 있다. 이미지(620)는 광섬유 기반 OCT 이미지를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 이미지(620)는 프로브의 팁에 가깝게 위치될 수 있다. 이미지(620)는 광학 뷰 내 또는 증강 이미지 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 본원의 다른 곳(예를 들어, 도 7d 내지 도 7f 및 도 9)에 기술된 바와 같은 OCT 이미지들(620-5, 620-6, 620-7, 620-8, 620-9, 620-90, 620-91)은 OCT 이미지(620)의 실시예들, 변형, 또는 예들을 포함할 수 있고, 실질적으로 유사한 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 이미지 중 하나 이상은 수술 중 스캔에 기초하여 생성될 수 있다.
이미지(620)는 광섬유 기반 OCT 스캔 또는 현미경 기반 OCT 스캔에 기초하여 생성된 복수의 그래픽 시각적 요소(608, 609-1, 609-2, 609-3, 609-4, 609-5)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 섬유질 기반 OCT 스캔은 세장형 프로브의 말단부와 표적 위치 사이에서 수행되어, 섬유주의 일부 및 슐렘관을 포함하는 표적 위치의 OCT A-스캔을 생성한다. 복수의 그래픽 시각적 요소는 하나 이상의 A-스캔 거리 마커(608, 609-1, 609-2, 609-3, 609-4 및 609-5)를 포함할 수 있다. A-스캔 거리 마커는 프로브 팁과 조직 구조 사이의 상대적 위치의 확대된 거리 뷰를 제공할 수 있다. A-스캔 거리 마커들은 광학 현미경 장치에 의해 수집된 이미지에서 말단부가 더 이상 보이지 않을 때에 의사가 세장형 프로브의 말단부를 관찰할 수 있게 하며, 또한 의사가 세장형 프로브의 말단부를 표적 위치로 안내하는 것을 도와주며, 또한 의사에게 섬유주에 압축을 적용하는 것과 관련한 안내를 한다. 일부 경우에서, 안구의 홍채각막각 근처의 모서리의 내부 전반사로 인해 세장형 프로브의 말단부가 가려진 결과로 세장형 프로브의 말단부가 더 이상 현미경 이미지에서 보이지 않을 때 A-스캔 거리 마커들이 생성될 수 있다.
A-스캔 거리 마커들은, 세장형 프로브의 말단부(거리 마커(608)에 의해 식별됨), 섬유주의 표면(609-1로 식별됨), 주변세관 섬유주(JCTM)(거리 마커(609-2)에 의해 식별됨), 슐렘관의 내벽(거리 마커(609-3)에 의해 식별됨), 슐렘관의 외벽(거리 마커(609-4)에 의해 식별됨), 또는 공막(거리 마커(609-5)에 의해 식별됨) 중 하나 이상의 것들 사이의 상대 거리를 나타내는 복수의 그래픽 시각적 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 거리 마커들(609-2 및 609-3)은 JCTM이 매우 얇은 막이고 슐렘관의 내벽에 인접하여 위치되어 있기 때문에 서로 가까워질 수 있다. 도 6에서, 그래픽 요소는 선 및 원으로 도시되어 있지만, 그 밖의 다른 거리 또는 모양이 상대 거리를 표시하는 데 사용될 수 있다. 복수의 라인은 상이한 색, 패턴 또는 두께를 포함할 수 있다. 복수의 라인은 서로 시각적으로 구별될 수 있다. A-스캔 거리 마커는 눈의 현미경 이미지에 중첩된다. 현미경 이미지는 안구의 하향 뷰를 보여주며, A-스캔 거리 마커는 표적 위치의 확대된 축 방향 뷰를 보여준다. 일부 경우에서, 표적 위치의 축 방향 시야는 적어도 2배 내지 5배 확대된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 그래픽 시각적 요소는, 예를 들어, 세장형 프로브의 말단부에 대응하는 제1 라인 또는 거리 마커(608), 섬유주의 표면에 대응하는 제2 라인 또는 거리 마커(609-1), 주변세관 섬유주(JCTM)에 대응하는 제3 라인 또는 거리 마커(609-2), 슐렘관의 내벽에 대응하는 제4 라인 또는 거리 마커(609-3), 슐렘관의 외벽에 대응하는 제5 라인 또는 거리 마커(609-4), 및 공막에 대응하는 제6 라인 또는 거리 마커(609-5)를 포함할 수 있다. 특정 조직 구조에 따라 임의의 수의 라인 또는 마커가 생성될 수 있다. 하나 이상의 그래픽 시각적 요소는 대응하는 대상들의 실시간 상대 위치를 반영하기 위해 서로에 대해 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인(608)은 세장형 프로브의 말단부가 표적 위치를 향해 전진함에 따라 제2 내지 제6 라인 각각에 대해 이동하는 것으로 보일 수 있다. 상기 복수의 라인은 의사로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 섬유주의 표면, JCTM, 슐렘관의 내벽, 슐렘관의 외벽, 및 공막에 대하여 위치되는 곳을 알 수 있게 한다. 복수의 라인은 의사가 세장형 프로브의 말단부를 섬유주 및 슐렘관의 내벽을 포함하는 표적 위치를 향해 정밀한 방식으로 전진시킬 수 있게 한다. 일부 경우에서, 복수의 라인은 의사가 세장형 프로브의 말단부를 전진시켜서 섬유주에 부드럽게 압착하게 함으로써, 섬유주가 과도하게 압축되는 것을 피할 수 있게 한다. 일부 경우에서, 섬유주의 압축은 섬유주의 두께를 예를 들어 대략 150 마이크론의 원래 두께로부터 약 90 마이크론으로 감소시킨다. 일부 경우에서, 복수의 라인은 의사가 슐렘관의 내벽이 관통되었는지 여부를 알수 있게 하여, 슐렘관의 외벽을 관통하지 않도록 한다. 예를 들어, 슐렘관의 내벽이 관통되었을 때, 라인(609-2 및 609-3)은 프로브 팁이 SC의 내벽을 관통했음을(또는 SC의 내벽이 이와 달리 관통되었음을) 나타내는 증강 이미지에서 사라질 수 있거나, 또는, 일부 경우에서, 의사는 슐렘관의 내벽이 관통되면 세장형 프로브를 후퇴시킬 수 있다. 레이저 발사는 예를 들어 슐렘관의 내벽의 관통이 검출되면 자동으로 중지될 수 있다. 일부 경우에서, SC의 내벽이 관통된 때, 다음 표적 위치가 이미지에 표시됨으로써, 외과 의사에게 슐렘관 내벽에 이어서 다른 절제 채널을 위에서 설명한 방식으로 생성하기 위해 프로브를 어디로 조준할지를 알려줄 수 있다. 표적 정보는 새로운 표적 위치의 광섬유 A-스캔으로부터 생성될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 표적 정보는 새로운 표적 위치의 현미경 B-스캔으로부터 생성될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 슐렘관의 내벽의 관통은 슐렘관의 내벽에 대응하는 그래픽 시각적 요소(예를 들어, A-스캔 거리 마커)인 라인(609-3)의 소멸로 표시될 수 있다. 일부 경우에서, 본 발명의 실시예들은 프로브 팁이 슐렘관의 내벽을 관통한 때 라인(609-3)이 이미지(620)에서 사라지도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 일단 섬유주가 압축되고 레이저 펄스가 시작되면 프로브 팁이 크게 이동하지 않는 것으로 추정될 수 있다. 일부 경우에서, 레이저 펄스가 슐렘관의 내벽을 관통할 때 라인(609-3)이 이미지(620)로부터 사라지도록 본 발명의 실시예가 구성된다. 일부 경우에서, 본 발명의 실시예들은 프로브 팁에 대해 원위에 있는 절제된 조직 구조가 가스로 변환되어 슐렘관 안으로 들어갈 때 라인(609-3)이 이미지(620)에서 사라지도록 구성된다. 일부 실시예에 따르면, 레이저 펄스가 슐렘관의 내벽을 관통할 수 있거나 또는 가스 절제 생성물이 슐렘관 안으로 들어갈 수 있는 반면, 프로브 팁은 슐렘관을 관통하지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 절제 채널은 개구를 형성하기 위해 섬유주, 점액 관절 섬유주, 및 슐렘관의 내벽의 절제에 의해 생성될 수 있다. 섬유주의 압축은 섬유주의 표면에 대응하는 라인(609-1)과 주변세관 섬유주(JCTM)에 대응하는 라인(609-2) 사이의 거리를 평가함으로써 모니터링될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 라인(609-3)과 라인(609-4) 사이의 거리와 같은 A-스캔 거리 마커일 수 있는 거리 마커들 사이의 거리를 구함으로써 슐렘관의 내벽의 침투가 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 슐렘관의 내벽이 관통되고 가스가 슐렘관 안으로 들어가면, 슐렘관의 국소적이고 일시적인 팽창이 일어날 수 있고(예를 들어, 가스의 유입 결과로 인해서), 그리고 슐렘관의 내벽과 외벽 사이의 거리가 증가할 수 있다. 관통 후 일정 시간에, 슐렘관이 붕괴됨에 따라, 슐렘관의 내벽과 외벽 사이의 거리는 감소(예를 들어, 슐렘관이 확장된 때의 약 200 미크론의 초기 거리로부터 슐렘관이 붕괴된 때의 약 20 미크론의 후속 거리까지 감소)할 수 있다.
본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 안구 내의 내부 전반사는 외과 의사가 전방 세그먼트 광학 투시 경로의 "임계각"을 넘어서 존재하는 유출 구조를 보지 못하게 한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 중앙 홍채(619a)와 같은 구조는 외과 의사가 광학 현미경, 카메라, 비디오 카메라 등과 같은 광학 장치(640a)를 사용하여 볼 수 있다. 이는 중앙 홍채(619a)로부터의 광(650a)이 각막(615a)을 통과하는 눈(680a)을 빠져나가 광학 장치(640a)에 의해 수신되거나 검출되기 때문이다. 대조적으로, 각막의 돔 형태로 인한 내부 전반사에 뒤이어, 광학 장치(640a)를 사용할 때, 섬유주(672a)와 같은, 홍채각막각(670a) 내부 및 근처의 구조는 보이지 않는다. 이는 홍채각막각(670a)로부터의 광(660a)이 각막 및 눈물 막(690a)을 포함하는 눈의 전방 표면 구조들과 공기(695a)(또는 전방 눈 표면의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 기타 물질) 사이의 계면에서 내부 전반사를 겪고 그에 따라 섬유주(672a)와 같은 구조로부터의 광이 각막을 통해서 눈(680a)을 빠져나가지 못하여서 광학 장치(640a)에 의해 수신되거나 검출될 수 없기 때문이다.
특정 최소 침습 녹내장 수술(MIGS) 절차 및 다른 의학적 치료를 수행할 때, 외과 의사는 종종 눈(680a)의 전방(607a) 내의 다양한 위치들 전체에 걸쳐 프로브와 같은 기구를 움직일 것이다. 문자 V로 표시된 바와 같이 기구가 전방(607a)의 중심 또는 내부 영역 내에(예를 들어, 중심 홍채(619a) 및 동공(605a) 부근) 위치할 때, 기구는 외과 의사에게 직접 및 현미경을 통해 광학적으로 보일 수 있다. 예를 들어, 기구는 광학 장치(640a)에 의해 제공된 광학 경로 뷰 또는 광학 경로 이미지에서 보일 수 있다. 이러한 의미에서, 구역(V)은 외과 의사에게 광학적으로 볼 수 있는 전방 내의 영역 또는 공간을 나타내며, 예를 들어 광학 장치(640a)에 의해 제공된 이미지에서 볼 수 있다.
기구(또는 이의 일부, 예컨대 원위 팁)가 문자 N으로 표시되는 바와 같이 전방의 주변 또는 외부 영역(예를 들어, 섬유주(672a) 근처의 라인(655a)의 주변)을 향해 위치될 때, 기구(또는 이의 일부)는 외과 의사에게 광학적으로 보이지 않는다. 예를 들어, 기구(또는 이의 일부)는 광학 장치(640a)에 의해 제공된 시야 또는 이미지에서 볼 수 없을 것이다. 이러한 의미에서, 구역(N)은 외과 의사에게 광학적으로 보이지 않는 전방 내의 영역을 나타내며, 예를 들어 광학 장치(640a)에 의해 제공된 시야 또는 이미지에서 볼 수 없다.
점선(655a)은 공간 V(보임)를 공간 N(보이지 않음)과 분리하고, 본원의 다른 곳에서 논의된 "임계각"에 대응하는 경계의 대표적인 예시를 제공한다. 이와 관련하여, 점선(656a)은 공간 N의 주변 또는 외부 경계의 대표적인 예시를 제공한다.
"임계각"을 넘어서 있는 구조를 관찰하기 위한 현재의 방법은 만곡형 각막 표면의 광학을 변경함으로써 광학 경로를 변경시키는 "전방각경"이라 불리는 장치의 사용을 필요로 한다. 이 용도로 사용되는 콘택트렌즈에는 두 가지 주요 범주, 즉 홍채각막각(670a) 안을 직접적으로 볼 수 있게 하는 것과, 홍채각막각(670a) 안을 간접적으로, 예를 들어, 미러를 사용하여 반사시켜 볼 수 있게 하는 것이 있다. 홍채각막각 구조를 볼 수 있게 하는 이러한 장치를 사용하는 데 있어서는 이러한 콘택트렌즈를 실시간으로 조작할 수 있는 숙련 기술 및 간접적인 전방각경의 경우에는 거울 이미지를 정신적으로 반전시키는 숙련 기술의 일습이 필요하다.
유리하게는, 본 발명의 실시예들은 외과 의사가 엑시머 레이저 섬유주절제술(ELT) 장치와 같은 수술 기구 또는 프로브를, 딴 방법으로는 내부 전반사로 인해 시야 또는 이미지가 가려지거나 차단될 수 있는 주변 전방 내의 다양한 원하는 위치들 또는 표적 위치들 전체에 걸쳐(예를 들어, 영역 N에 걸쳐), 효과적이고 정확하게 움직여서 위치시킬 수 있게 하는 시스템 및 방법을 제공한다. 더욱이, 본 발명의 실시예들은 또한 외과 의사가 레이저 섬유주절제술(ELT) 장치와 같은 수술 기구 또는 프로브를 공간 N의 주변에 위치하는 다양한 원하는 위치들 또는 표적 위치들 전체에 걸쳐(예를 들어, 섬유주(672a) 및 슐렘관(611a)의 내벽(625a)를 통해) 효과적이고 정확하게 움직여서 및 위치시킬 수 있게 한다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전방각경으로 광학적으로 시각화될 수 있지만 이 경우에서는 전방각경 없이 영상화될 수 있는 구조(예를 들어, 섬유주(672a)와 같은 조직 또는 조직 층)의 증강 뷰 또는 이미지를 외과 의사에게 제공하며 게다가 표적 조직 영역에서 표적 위치의 OCT 영상을 포함하는 전방각경에 의해 시각화될 수 없는 구조(예를 들어, 주변세관 섬유주, 슐렘관의 내벽, 슐렘관의 외벽, 및 공막과 같은 조직 또는 조직 층)의 이미지도 또한 포함할 수 있는 시스템 및 방법이 상세하게 설명된다. 이러한 이미지는 이들이 보일 수 있다면 구조와 유사한 그래픽 이미지로 표현될 수 있고, 또한 예를 들어 표적 위치 및 상대 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소로도 표현될 수 있다. 이와 관련하여, 일부 경우에서, 표적 위치를 식별하는 그래픽 시각적 요소는 섬유주, 주변세관 섬유주, 슐렘관의 내벽, 슐렘관의 외벽, 또는 공막과 같은 특정 조직 또는 조직 층을 식별하도록 동작할 수 있다.
OCT 이미지와 그래픽 요소가 중첩됨으로써 증강 뷰 또는 이미지가 생성될 수 있고, 그래픽 요소는 광 경로 뷰 또는 광 경로 이미지와 정렬될 수 있다. 증강 뷰 또는 이미지는 또한 기구 및/또는 표적 위치에 대응하는 그래픽 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증강 뷰 또는 이미지는 프로브 또는 프로브 팁의 위치에 해당하는 프로브 마커를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 증강 뷰 또는 이미지는 프로브 라인 또는 안내 화살표에 대응하는 그래픽 요소를 포함할 수 있다. 상기 그래픽 요소는 광학적으로 보이지 않는 공간 N 및 기타 구역 또는 구조(예를 들어, 슐렘관(611a)의 내벽(625a)과 같은, 섬유주(672a) 아래 또는 주변에 배치된 서브-표면 조직 또는 조직 층)를 내비게이팅하기 위한 가시적인 안내 신호를 외과 의사에게 제공하는 데 특히 유용하다.
이러한 방식으로, 외과 의사는 하나 이상의 그래픽 시각적 요소만에 의해 또는 하나 이상의 OCT 이미지와 결합된 그래픽 시각적 요소에 의해 표적 위치 및/또는 기구(또는 이의 일부)를 외과 의사에게 "보여주게" 되는 증강 뷰 또는 이미지를 제공받는데, 여기서 표적 위치 및/또는 기구(또는 이의 일부)는 전방각경 없이는 광학 뷰 또는 광학 이미지에서 보이지 않는 것이다. 따라서, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 외과 의사가 전방각경을 사용하지 않고도 유출 구조(예를 들어, MIGS)의 녹내장 수술을 수행할 수 있게 한다.
도 6a의 패널(1)은 본원에 기술된 임계각 특징부의 추가적인 양태들을 예시하고 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 매체 경계(685a)(예를 들어, 눈물막(690a)과 공기(695a) 사이의 계면)에 대한 법선(675a)에 대해 입사각 "a"를 갖는, 각막(615a)의 후방 위치로부터의 광(650a)은 부분 굴절을 하면서 상기 경계를 가로지른다. 대조적으로, 법선(675a)에 대해 입사각 "b"를 갖는 전방(607a) 내의 보다 더 주변의 위치로부터의 광(660a)은 경계(685a)를 가로지르지 않고 대신 전방(607a) 안으로 다시 반사된다. 일부 실시예들에 따르면, 임계각 "c"는 내부 전반사가 있게 되는 임계 입사각으로 정의될 수 있다. 따라서, 광(660a)으로, 외과 의사가 전방 세그먼트 광학 투시 경로의 임계각 "c"를 벗어나는 특정 유출 구조를 보지 못하게 하는 내부 전반사가 있음을 알 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 전방 내에 위치된 조직 구조 또는 장치로부터 나오는 광으로서 경계(685a)에서 46도의 각도를 초과하는 광이 전방 안으로 다시 반사되도록, 임계각 "c"는 약 46도이다. 일부 경우에서, 임계각에 대한 값은 환자 집단에 대한 평균 값에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 임계각에 대한 값은 치료되는 특정 환자에 대한 특정 값에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 임계각은 섬유주의 표면으로부터 약 3 mm 내지 약 mm의 거리에 해당할 수 있다.
도 6b는 예시적인 증강 이미지 또는 증강 뷰(600b)를 도시하고 있다. 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이, 증강 이미지는 사용자 또는 외과 의사가 예를 들어 광학적으로 보이는 구조물에 인접하거나 그 위에 놓인 헤드업 디스플레이를 갖는 현미경의 접안 렌즈를 통해 볼 수 있다. 이러한 증강 이미지는 헤드업 디스플레이, 외부 디스플레이 장치 또는 사용자 인터페이스에 연결된 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 증강 이미지(600)는 디스플레이 장치, 현미경 장치, 헤드업 디스플레이, 관찰 모니터, 가상 현실 관찰 장치, 증강 현실 관찰 장치와 같은 임의의 다양한 관찰 장치에서 볼 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 증강 이미지 또는 뷰(600b)는 광학 이미지(505b) 또는 광학 현미경의 눈을 통한 광학 경로 뷰를 포함할 수 있고, 광학 이미지(505b)는 공막(17b)을 갖는 눈(607b)의 전방 또는 하향 뷰를 포함한다. 광학 이미지 또는 광학 뷰는 또한 각막 천자 절개부를 통해 안구의 전방 안으로 삽입된 세장형 프로브(23b)도 보여준다.
증강 이미지 또는 뷰(600b)는 또한 OCT 이미지(610b)를 포함한다. 여기에 도시된 바와 같이, OCT 이미지(610b)는 눈의 측면 또는 단면도에 대응한다. 또한, 증강 이미지 또는 증강 뷰(600b)는 또 다른 OCT 이미지(620b)를 포함할 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 이미지(620b)는 눈의 전방 또는 하향 뷰에 대응한다.
점선(655b)은 광학적으로 보이지 않는 전방 내의 공간 N으로부터 광학적으로 보이는 전방 내의 공간 V를 분리하는 경계의 대표적인 예시를 제공하는 것으로, 이 경계는 본원의 다른 곳에서 논의된 "임계각" 시감도(visibility)에 대응한다. 이와 관련하여, 점선(656b)은 전방 내의 공간 N의 주변 또는 외부 경계의 대표적인 예시를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 외과 의사가 프로브와 같은 수술 기구를, 딴 방법으로는 내부 전반사로 인해 광학 이미지 또는 뷰가 차단되는 주변 전방 내의 다양한 원하는 위치들 또는 표적 위치들 전체에 걸쳐(예를 들어, 공간 N 전체에 걸쳐), 효과적이고 정확하게 움직여서 위치시킬 수 있게 하며 또한 광학적으로 보이지 않는 다른 구역 또는 구조(예를 들어, 섬유주(672b) 아래 또는 주변에 배치된 서브-표면 조직 또는 조직 층)로 수술 기구를 내비게이팅할 수 있게 하는 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들어, 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, OCT 이미지(610b 및 620b)는 점선(655b)의 주변에 배치되거나 적어도 부분적으로 배치된 그래픽 시각적 요소를 포함할 수 있다.
여기에 도시된 바와 같이, OCT 이미지(610b)는 외과 의사에게 광학적으로 보이는 전방 내의 공간 V에 배치된 세장형 프로브(23b)에 대응하는 그래픽 시각적 요소(611b)를 포함한다. 세장형 프로브 뒤의 홍채 부분은 OCT 그림자 현상으로 인해 이미지(610b)(예를 들어, 그래픽 시각적 요소(611b) 아래)에서 보이지 않을 수 있으며, 물체는 OCT 이미지에서 하부 조직을 가리는 광학 그림자를 유발할 수 있다. 이와 관련하여, OCT 이미지(620b)는 공간 V에 유사하게 배치된 세장형 프로브(23b)의 말단부(623b)에 대응하는 그래픽 시각적 요소(608b)를 포함한다. 점선(624b)은 프로브 말단부(623b)의 위치를 나타낸다.
본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 예를 들어 도 6c를 참조하면, 외과 의사가 세장형 프로브의 말단부를 공간 V에서 공간 N으로 움직임에 따라, 프로브(23b)의 말단부가 광학 이미지 또는 뷰(505b)에서 사라질 것이고, 그 동안 OCT 이미지(610b)는 외과 의사로 하여금 프로브가 공간 V에서 공간 N으로, 선택적으로는 다른 구역 또는 구조(예를 들어, 섬유주(672b) 아래 또는 주변에 배치된 서브-표면 조직 또는 조직 층) 내로 이동함에 따라 그래픽 시각적 요소(611b)를 관찰함으로써 그 전이부를 가로질러 프로브를 끊김 없이 시각화할 수 있게 한다. 마찬가지로, OCT 이미지(620b)는 외과 의사로 하여금 프로브가 공간 V에서 공간 N으로, 선택적으로는 다른 구역 또는 구조(예를 들어, 섬유주 아래 또는 주변에 배치된 서브-표면 조직 또는 조직 층) 내로 이동함에 따라 그래픽 시각적 요소(608b)를 관찰함으로써 그 전이부를 가로질러 프로브를 끊김 없이 시각화할 수 있게 한다. 일부 실시예들에 따르면, 경계 자체(즉, 점선(655b))는 단지 예시의 목적으로 설명되고, 증강 이미지 또는 뷰(600b)의 어느 곳에도 표시되지 않는다.
도 6c는 예시적인 증강 이미지 또는 증강 뷰(600c)를 도시하고 있다. 프로브(23c)의 말단부(도시되지 않음)는 이제, 광학 뷰 또는 이미지(505c)의 점선(624c)으로 표시된 바와 같이, 공간 V(도 6b에 도시된 위치 설정)에서 공간 N으로 전진되었다. 증강 이미지 또는 뷰(600c)는 또한 OCT 이미지(610c)를 포함한다. 여기에 도시된 바와 같이, OCT 이미지(610c)는 눈의 측면도 또는 단면도에 대응한다. 세장형 프로브 뒤의 홍채 부분은 OCT 그림자 현상으로 인해 이미지(610c)(예를 들어, 그래픽 시각적 요소(611c) 아래)에서 보이지 않을 수 있다. 또한, 증강 이미지 또는 증강 뷰(600c)는 다른 OCT 이미지(620c)를 포함할 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 이미지(620c)는 안구(607c)의 전방 또는 하향 뷰에 대응한다.
점선(655c)은 광학적으로 보이지 않는 전방 내의 공간 N으로부터 광학적으로 보이는 전방 내의 공간 V를 분리하는 경계의 대표적인 예시를 제공하는 것으로, 이 경계는 본원의 다른 곳에서 논의된 "임계각" 시감도에 대응한다. 일부 실시예들에 따르면, 경계 자체(즉, 점선(655c))는 단지 예시의 목적으로 설명되고, 증강 이미지 또는 뷰(600c)의 어느 곳에도 표시되지 않는다. 이와 관련하여, 점선(656c)은 전방 내의 공간 N의 주변 또는 외부 경계의 대표적인 예시를 제공한다.
OCT 이미지(610c 및 620c)는 점선(655c)의 주변에 배치되거나 적어도 부분적으로 배치된 그래픽 시각적 요소를 포함할 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, OCT 이미지(610c)는, 공간 V(외과 의사에게 광학적으로 보이는 전방 내의 공간) 안에 배치되며 공간 N(외과 의사에게 보이지 않는 전방 내의 공간) 안으로 연장되는 세장형 프로브(23c)에 대응하는 그래픽 시각적 요소(611c)를 포함한다. 이와 관련하여, OCT 이미지(620c)는 공간 N에 배치된 세장형 프로브(23c)의 말단부에 대응하는 그래픽 시각적 요소(608c)를 포함한다.
외과 의사가 세장형 프로브(23c)의 말단부를 공간 V에서 공간 N으로 이동시켰기 때문에, 프로브의 말단부는 광학 이미지 또는 뷰(505c)에서 사라졌다. 그러나 이러한 움직임 중에, OCT 이미지(610c)는 공간 V에서 공간 N으로 이동하는 그래픽 시각적 요소(611c)의 원위 부분(612c)을 관찰함으로써, 공간 V에서 공간 N으로의 이러한 전이에 걸쳐 프로브를 원활하게 시각화할 수 있게 한다. 선택적으로, 외과 의사는 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 공간 N의 다양한 위치에 걸쳐 프로브를 이동시키기 위해 OCT 이미지(610c)와 중첩된 다른 그래픽 시각적 요소에 의해 안내될 수 있다. 이 안내식 내비게이션 과정에서, 외과 의사는, 그래픽 시각적 요소(611c)(및 선택적으로 말단부(612c))가 다른 그래픽 시각적 요소에 대해 이동하는 것을 관찰함으로써 안구(607c)의 해부학적 구조에 상대적인 프로브(23c)의 자세 및/또는 위치를 시각화하기 위해 OCT 이미지(610c)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 다른 그래픽 시각적 요소는 섬유주(672c) 아래 또는 주변에 배치된 서브-표면 조직 또는 조직 층에 해당할 수 있다.
마찬가지로, OCT 이미지(620c)는 공간 V에서 공간 N으로 이동할 때 그래픽 시각적 요소(608c)를 관찰함으로써 공간 V에서 공간 N으로의 이러한 전이에 걸친 프로브의 움직임을 의사가 원활하게 시각화할 수 있게 한다. 선택적으로, 외과 의사는 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 프로브를 공간 N의 다양한 위치들 전체에 걸쳐 이동시키려고 하는 것을 OCT 이미지(620c)와 중첩된 다른 그래픽 시각적 요소에 의해 안내받을 수 있다. 이 안내식 내비게이션 과정에서, 외과 의사는, 그래픽 시각적 요소(608c)가 다른 그래픽 시각적 요소에 대해 이동하는 것을 관찰함으로써 안구(607c)의 해부학적 구조에 상대적인 프로브(23c)의 자세 및/또는 위치를 시각화하기 위해 OCT 이미지(620c)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 다른 그래픽 시각적 요소는 섬유주 아래 또는 주변에 배치된 하부 표면 조직 또는 조직 층에 해당할 수 있다. 일부 경우에서, 안구의 홍채각막각 근처의 모서리의 내부 전반사로 인해 세장형 프로브의 말단부가 가려진 결과로 세장형 프로브의 말단부가 더 이상 현미경 이미지에서 보이지 않을 때 그래픽 시각적 요소(608c)가 생성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 딴 방법에서는 더 어려운 기술, 예를 들어 전방각경의 사용을 필요로 하는 기술이 수반되게 될, 섬유주 및 슐렘관과 같은, 홍채각막각 근처의 안구의 구조의 안과 주변을 관찰 및 내비게이팅하는 데 사용하기에 아주 적합하다. 마찬가지로, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 집결관 시스템과 같이 눈에 잘 띄지 않거나 보이지 않는 구조의 이미지 또는 정보를 외과 의사에게 제공함으로써 외과 의사로 하여금 내부 전반사에 의해 차단된 각도 구조를 볼 수 있게 한다. 이러한 이미지 또는 정보는 OCT 광학 일관성 단층 촬영(OCT) 기술을 사용함으로써 생성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 수술하는 동안 의사 또는 사용자에 의해 인지되는 예시적인 증강 이미지(700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790)를 도시하고 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이(이미지(700)), 하나 이상의 표적 위치에 대응하는 하나 이상의 치료 기준 마커(601, 602, 603)가, 의사가 보고 선택할 수 있도록 하는 광학 현미경의 접안 렌즈를 통해, 안구의 광학 이미지 또는 광학 경로 뷰 위에 중첩될 수 있다. 여기에 도시된 광학 이미지 또는 뷰에서, 동공에서 섬유주에 이르기까지, 전방 내의 눈의 해부학적 구조를 시각화하는 것이 가능하다. 그러나, 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 홍채각막각에 또는 그 근처에 있는 섬유주와 같은 주변 구조는 광학 이미지 또는 뷰에서 보이지 않을 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 따르면, 여기에 제공된 광학 이미지 또는 뷰는 단지 예시를 위한 것이며, 실제로 그러한 주변 구조를 포함하지 않을 것이다. 하나 이상의 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지 또는 다른 이미지들로부터 결정된 후 여기의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 라이브 광학 이미지에 매핑될 수 있다. 표적 위치 선정 시, 선정된 표적 위치에 대응하는 선택된 치료 기준 마커(601) 쪽을 향하여 원위 팁 마커(605)로부터 연장되는 안내 화살표(612)(이미지(710)에 도시됨)가 생성되어, 의사에게 프로브를 안내 화살표와 길이 방향으로 정렬되게 배향시키도록 하는 안내를 한다. 일부 경우에서, 선정되지 않은 표적 위치에 대응하는 치료 기준 마커(602, 603)는 제1 치료 기준 마커(601)(또는 대응하는 표적 위치)가 선택된 후에 뷰에서 사라질 수 있다. 도 7b로 가서 보면(이미지 720), 프로브는 프로브의 긴 축 및 안내 화살표(612)와 동축인 프로브 라인(604)에 의해 안내되는 치료 기준 마커(601)에 대응하는 선택된 표적 위치를 향해 전진될 수 있다. 프로브 팁이 표적 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출될 때, 또는 프로브 라인이 도 7c(이미지(730))에 도시된 바와 같이 안내 화살표와 정렬될 때, OCT 스캔이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, OCT 스캔은 프로브 팁이 "임계각" 시감도를 넘어서는 것으로 검출되어 수행될 수 있고, 결과적으로 이미지(610-4)가 생성될 수 있다. 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이, 검출은 라이브 광학 이미지에 기초할 수 있다. OCT 스캔은 현미경 기반 OCT 스캔일 수 있으며, 경우에 따라 2차원 이미지가 광학 이미지 상에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 3D 스캔(즉, C-스캔)이 필요할 때 현미경 기반 OCT의 스캔 범위를 나타내는 화살표(614)가 광학 이미지에 중첩될 수 있다. 스캐닝 범위 또는 부피는 섬유 팁으로부터 표적 위치를 가리키는 2개의 화살표(614)에 의해 정의될 수 있다. 대안적으로, 현미경 기반 OCT는 2D 스캔(즉, B-스캔)일 수 있다. 스캐닝 평면은 프로브의 길이 방향 축 및 눈의 전방-후방 면을 따라 있을 수 있다. 스캐닝 범위는 화살표(612)로 표시된 바와 같이 광섬유 팁으로부터 표적 위치까지일 수 있다. 일부 경우에서, 화살표(614)는 광섬유 기반 OCT에 대한 스캐닝 범위를 나타낼 수 있다. 유사하게, 화살표(614)는 광섬유 기반 OCT의 3D 스캔 또는 2D 스캔에 대한 스캐닝 범위를 정의할 수 있다. 스캐닝 범위는 1도 내지 45도와 같은 각도(714)로 정의된 범위 내에 있을 수 있다.
이미지(740)에 도시된 바와 같이, 현미경-기반 OCT 이미지(610-4)는 눈의 전방-후방 면 내에서 프로브 방향 및 전진 방향을 조정하는 것을 의사에게 안내하기 위한 안내 화살표(613)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 안내 화살표는 3D OCT 스캔 범위를 나타낼 수 있다. 이 OCT 이미지는 광학 이미지에서 인지할 수 없는 위치 정보를 보완한다. 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이, 치료 기준 마커(601-1)에 대응하는 표적 위치에 대한 프로브 팁의 적어도 위치를 나타내는 프로브 마커(611)는 현미경 기반 OCT 이미지 상에 중첩될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 슐렘관의 높이는 섬유주의 높이의 약 절반일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 안내 화살표(613)는 슐렘관 쪽으로의 방향을 가리킨다. 치료 기준 마커(601-1)의 위치는 슐렘관의 위치에 대응할 수 있다.
도 7d에 도시된 바와 같이(이미지(750)), 세장형 프로브의 말단부에 대응하는 원위 팁 마커(605)가 표적 위치에 대응하는 치료 기준 마커(601)에 접근하고 또한 치료 기준 마커(601)로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출됨에 따라(또는 말단부가 표적 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출되는 경우), 제2 OCT 스캔이 수행될 수 있다. 제2 OCT 스캔은 이미지(620-5)를 생성하기 위해 사용될 수 있는 광섬유 기반 OCT 스캔일 수 있다. 일부 경우에서, 제2 OCT 스캔은 B-스캔일 수 있고 스캔 범위를 나타내는 화살표가 광학 이미지(610-5)에 중첩될 수 있다. 대안적으로, 제2 OCT 스캔은 프로브의 축선을 따른 A-스캔일 수 있고 스캔 범위는 증강 이미지 상에 표시되지 않을 수 있다. 제2 OCT 스캔(A-스캔 또는 이미지(620-5))의 확대도는 화면 속 화면과 같은 포맷으로 광학 이미지 상에 중첩될 수 있다. 명확성을 위해, 도 7d는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-5)의 확대도를 도시하고 있다. 라인들과 같은 복수의 A-스캔 거리 마커들은 A-스캔 결과에 기초하여 생성되고 광학 이미지에 중첩될 수 있다. 거리 마커들(예를 들어, 광섬유 팁 위치 마커(608), TM 거리 마커(609-1))은 섬유주의 표면, JCTM, 슐렘관의 내벽, 슐렘관의 외벽, 또는 공막과 프로브의 말단부 사이의 상대 위치를 반영하도록 위치 또는 간격을 동적으로 변경할 수 있다.
프로브 팁 및 관련 마커의 정확하고 정확한 위치 측정은 다양한 안과 수술과 함께 사용될 수 있다. 일례에서, ELT 절차는 증강 이미지의 안내 하에 수행될 수 있다. 예에 도시된 복수의 A-스캔 거리 마커는 세장형 프로브의 말단부 또는 광섬유 팁에 대응하는 거리 마커(608), 섬유주의 표면에 대응하는 거리 마커(609-1), 주변세관 섬유주(JCTM)에 대응하는 거리 마커(602-2), 슐렘관의 내벽에 대응하는 거리 마커(609-3), 슐렘관 외벽에 대응하는 거리 마커(609-4), 또는 공막에 대응하는 거리 마커(609-5)를 포함할 수 있다. 슐렘관의 외벽은 눈의 전체 구조와 관련하여 상대적으로 고정될 수 있는 반면, 슐렘관의 내벽은 전체 눈 구조에 대해 소주와 함께 움직일 수 있다. 정상적인 생리 과정으로 인해, 슐렘관의 내벽과 외벽 사이의 거리는 예를 들어 20 미크론(예를 들어, 방수만으로 채워진 경우) 내지 200 미크론(예를 들어, 방수와 적혈구로 채워진 경우) 사이에서 동적으로 변동할 수 있다. ELT 레이저 프로브는 펄스 당 1.7 미크론 정도의 정확도를 가질 수 있으므로, 슐렘관의 외벽을 제거하지 않고 슐렘관의 내벽을 효과적으로 절제하도록 작동될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 슐렘관의 내벽의 관통으로 인해 슐렘관의 내벽에 대응하는 거리 마커(609-3)가 사라진 때, 절제 펄스의 전달을 중단하기 위한 신호가 레이저로 전송될 수 있으며, 관통이 완료되었음을 나타내는 신호가 외과 의사에게 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템은 자동 정지 신호, 유익한 정지 신호, 또는 이들 둘 다를 제공할 수 있다.
도 7d에 도시된 바와 같이(이미지(760)), OCT 이미지(610-6)에서, 현미경 이미지가 치료 기준 마커(601)를 향해 이동하는 원위 팁 마커(605)를 보여줌에 따라, 실시간 이미지가 섬유주(9)를 향해 이동하는 프로브 마커(611)를 보여줄 수 있고, 이에 따라 외과 의사는 프로브 팁이 표적을 향해 전진함에 따라 프로브의 표시되는 움직임을 볼 수 있다. OCT 이미지(620-6)에서 볼 수 있듯이, 프로브 팁이 표적 쪽으로 전진하면, 광섬유 팁 거리 마커(608)는, 섬유주 및 슐렘관을 포함할 수 있는 표적 조직 영역에 대응하는, 거리 마커(609-1)(섬유주에 해당), 거리 마커(609-2)(주변세관 섬유주에 해당), 거리 마커(609-3)(슐렘관의 내벽에 해당), 거리 마커(609-4)(슐렘관의 외벽에 해당), 및 거리 마커(609-5)(공막에 해당)로 나타낸 거리 마커들에 더 가까이 이동할 수 있다. 명확성을 위해, 도 7d는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-6)의 확대도를 도시하고 있다.
도 7e에 도시된 바와 같이(증강 이미지(770)), 프로브 팁이 섬유주와 접촉할 때, 프로브 마커는 OCT 이미지(610-7)에 도시된 바와 같이 섬유주와 접촉하고, 거리 마커(609-1)는 OCT 이미지(620-7)로부터 사라질 수 있다. 프로브 팁이 섬유주와 접촉할 때, 표적 조직의 광 절제가 수행될 수 있다. 에너지원에 결합된 프로브는 세장형 프로브의 말단부가 섬유질 메시의 일부를 압축하고 있음을 검출할 때 복수의 펄스를 표적 위치로 전달하도록 구성될 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 복수의 펄스는 광 절제에 의해 섬유주를 통해 슐렘관 내로 개구를 생성하도록 구성된다. 명확성을 위해, 도 7e는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-7)의 확대도를 도시하고 있다.
도 7e에 도시된 바와 같이(증강 이미지(780)), OCT 이미지(620-8) 내의 A-스캔 거리 마커는 슐렘관 내벽의 관통을 나타낼 수 있다. 예를 들어, OCT 이미지(610-8)에 나타난 바와 같이 슐렘관의 내벽이 관통되었을 때, 라인(609-2 및 609-3)은 프로브 팁이 SC의 내벽을 관통했음을(또는 SC의 내벽이 이와 달리 관통되었음을) 나타내는 증강 이미지(780)에서 사라질 수 있고, 일부 경우에서, 의사는 슐렘관의 내벽이 관통되면 세장형 프로브를 후퇴시킬 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광섬유 기반 OCT는 표적 조직 영역 내의 조직 구조를 검출하는 데 사용될 수 있고, 슐렘관의 내벽이 절제되어 침투 한시기를 검출하는 데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 절제 과정에서 조직이 가스로 변환되기 때문에, 슐렘관(이전에 액체, 예를 들어 혈장 또는 방수만 채워짐) 내의 가스 검출은 슐렘관의 내벽이 언제 관통되었는지를 식별하기 위한 또 다른 마커로서 사용될 수 있다. 레이저 발사는 예를 들어 슐렘관의 내벽의 관통이 검출되면 자동으로 중지될 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서, 레이저 발사를 수동으로 정지시키기 위해 프로세서에 의해 사용자에게 통지될 수 있다. 명확성을 위해, 도 7e는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-8)의 확대도를 도시하고 있다.
제어 장치(410)는 세장형 프로브의 말단부가 섬유주의 일부를 압축하고 있음을 검출한 때 복수의 펄스를 전달하기 위해 에너지원을 자동으로 제어하도록 구성된 조향 및 제어 장치(414)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 조향 및 제어 장치(414)는 세장형 프로브의 말단부가 섬유질 메시의 일부를 압축하고 있음을 검출한 때 복수의 펄스를 전달하도록 에너지원을 수동으로 제어하기 위해 의사에게 경고를 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 조향 및 제어 장치(414)는 A-스캔 거리 마커에 기초하여 섬유주의 일부가 세장형 프로브의 말단부에 의해 압축되는 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 섬유주의 압축량은 섬유주의 표면에 대응하는 제1 거리 마커와 JCTM에 대응하는 제2 거리 마커 사이의 상대 거리의 변화에 기초하여 결정된다. 다른 예에서, 조향 및 제어 장치(414)는 A-스캔 거리 마커에 기초하여 섬유주의 일부가 미리 결정된 두께로 압축되는지 여부를 결정하도록 구성된다. 일부 경우에서, 조향 및 제어 장치(414)는, 섬유주의 일부가 미리 결정된 두께로 압축되었다고 결정된 때에 섬유주 및 슐렘관 내벽의 일부가 광 절제되게 하는 복수의 펄스를 전달하기 위해 에너지원을 제어하도록 구성될 수 있다.
다시 도 7e를 참조하면, 에너지원은 슐렘관의 내벽이 레이저 펄스에 의해 관통되었다고 검출된 때에는 복수의 펄스를 표적 위치로 전달하는 것을 중지할 수 있다. 슐렘관 내벽의 관통은 슐렘관 내벽에 대응하는 라인 마커(609-3)의 소멸로 표시될 수 있다. 일부 경우에서, 조향 및 제어 장치(414)는 A-스캔 거리 마커들 사이의 상대 거리의 변화에 부분적으로 기초하여 슐렘관의 내벽이 섬유주의 일부의 광 절제에 의해 관통되었는지 여부를 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 조향 및 제어 장치(414)는 슐렘관의 내벽이 관통된 것으로 검출된 때에는 의사에게 세장형 프로브를 표적 위치로부터 후퇴시키라는 경고를 발생시키도록 구성된다. 상기 경보는 텍스트, 광학 이미지 위에 중첩되는 그래픽 시각적 요소, 또는 가청 경보와 같은 임의의 형태일 수 있다.
도 7f에 도시된 바와 같이(이미지(790)), 조향 및 제어 장치는, 추가로, 현재 동작이 성공적으로 완료된 때에는 의사에게 안구의 다른 표적 위치의 매핑된 위치에 대응하는 다른 치료 기준 마커를 위치시키라는 경고를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 슐렘관의 내벽이 관통되는 것으로 검출되고 레이저 펄스가 정지되면, 다음 표적 위치에 대응하는 후속 치료 기준 마커(602)가 나타날 수 있고, 외과 의사는 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이 다음 치료 위치로 이동하라는 안내를 받을 수 있다. 전술한 단계들 중 일부 또는 전부가 후속 표적 위치에 대해 반복될 수 있다. 명확성을 위해, 도 7f는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-9)의 확대도를 보여주고 있다.
도 8은 실시예들에 따른 시스템(800)의 다른 예를 보여주고 있다. 시스템(800)은 도 4에서 설명된 바와 같은 시스템(400)과 실질적으로 유사할 수 있고, 시스템(400)의 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(800)은 광섬유 기반 OCT(402)만을 사용하여 OCT로 안구(E)를 측정할 수 있다. 현미경(409)은 도 4에서 설명된 것과 동일한 광학 현미경을 포함할 수 있다. 이 경우, OCT 유닛(401)은 광섬유 기반 OCT(402)만을 포함할 수 있고, OCT 유닛은 현미경(409)의 광학 구성 요소를 공유하지 않을 수 있다. 프로브에 의해 제공되는 A-스캔 정보는 섬유주로부터의 거리를 결정하는 데 사용될 수 있다. 외과 의사는 디스플레이에 제공된 A-스캔 정보를 사용하여 프로브를 슐렘관과 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, A-스캔 정보는 슐렘관로부터의 거리의 표시 및 광섬유 프로브의 말단부가 슐렘관과 정렬되는지에 관한 지시와 함께 외과 의사에게 표시될 수 있다.
도 9는 시스템(800)을 사용하는 절차 동안 사용자에게 도시된 예시적인 증강 이미지 또는 광학 뷰(900 및 910)를 도시하고 있다. 안내 화살표, 프로브 마커, 프로브 팁 마커(605), 치료 기준 마커를 광학 이미지 또는 뷰에 중첩시키는 단계는, 도 7a 및 도 7b에서, 이미지(700, 710, 720)에서 설명된 것과 유사할 수 있다. 프로브 축 방향 마커가 안내 화살표와 정렬되도록 프로브의 배향 및 전진 방향이 조정될 수 있다. x-y 평면에서의 프로브의 정렬은 안구의 광학 이미지의 하향 뷰를 사용함으로써 달성될 수 있다. 전방-후방 면에서의 표적 위치에 대한 프로브의 위치는 수술 전 OCT 이미지에 의해 추정되거나 계산될 수 있다. 프로브 팁(원위 팁 마커(605)에 대응)이 표적 위치(치료 기준 마커(601)에 대응)로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출되면, 광섬유 기반 OCT 스캔이 수행될 수 있다. 광섬유 기반 OCT 스캔은 전술한 바와 같이 축 방향 스캔(즉, A-스캔) 또는 B-스캔일 수 있다. 광섬유 기반 OCT 스캔은 본원의 다른 곳에서 설명된 것과 동일할 수 있다. OCT 결과의 확대도(620-90)가 광학 이미지 상에 중첩될 수 있다. OCT 이미지(620)는 전술한 바와 같이 도면 부호 608, 609-1과 같은 복수의 A-스캔 거리 기준 마커를 포함할 수 있다. 대안적으로, OCT 이미지는 B-스캔이 수행될 때 2차원 OCT 라이브 이미지를 포함할 수 있다. OCT 이미지(620-90, 620-91)는 팁을 축 방향으로 전진시키고 있는 의사를 안내하는 데 유용하고, 하나 이상의 조직 구조(예를 들어, 섬유주(609-1))에 대한 프로브 팁의 상대 위치에 관한 정보를 제공한다. 예를 들어, 이미지(910)에 표시된 바와 같이, 팁이 전진함에 따라, OCT 이미지(620-91)의 거리 마커(608)는 다른 거리 마커를 향해 이동할 수 있다. 명확성을 위해, 도 9는 증강 이미지 상에 중첩될 수 있는 복수의 A-스캔 거리 마커를 나타내는 A-스캔 이미지(620-90 및 620-91)의 확대도를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시스템(1000)의 다른 예를 도시하고 있다. 시스템(1000)은 현미경 기반 OCT 유닛(403)만을 이용할 수 있다. 시스템(1000)의 OCT 유닛은 현미경 기반 OCT를 포함할 수 있다. 이 경우, 광학 이미지 상에 중첩된 OCT 기반 증강 정보는 현미경 기반 OCT 유닛(403)에 의해 수행된 OCT 스캔에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로브 팁이 표적 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출되면, 현미경 기반 OCT 스캔이 수행될 수 있다. 스캔 평면은 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이 안구(E)의 전방-후방 면을 따라 그리고 프로브 연장 축을 따라 있을 수 있다. OCT 스캔은 고해상도 스캔일 수 있다. 예를 들어, 구조적 스캔 해상도는 약 1 μm 내지 약 5 μm의 범위에 있을 수 있다. 스캔은 표적 위치 또는 조직 구조(예를 들어, 섬유주, 주변세관 섬유주(JCTM), 슐렘관 내벽, 슐렘관 외벽, 또는 공막)에 대한 프로브 팁의 위치 정보를 제공할 수 있다. 일부 경우에서, 이미지(610)와 같은 마커를 갖는 실시간 OCT 이미지가 생성되어 광학 이미지 상에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 이미지(610)에 더하여, 프로브 팁 및 이미지(620)와 같은 조직 구조의 상대적 위치의 확대도가 현미경 기반 OCT에 기초하여 생성되고 광학 이미지 상에 중첩될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 OCT 안내 시스템(1100)의 한 예를 개략적으로 도시하고 있다. 시스템(1100)이 광섬유 프로브를 위한 별도의 레이저 장치를 포함하지 않을 수 있다는 점을 제외하고는, 시스템(1100)은 도 4에 설명된 바와 같은 시스템(400)과 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(1100)은 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이 안구(E) 내부에 삽입된 임의의 수술 도구를 안내하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시스템(1100)은 임플란트를 위한 스텐트 위치를 찾기 위한 안내를 제공할 수 있다. 임플란트 장치의 예에는 맥락막위 공간과 슐렘관을 각각 표적으로 하는 CyPass® microstent 및 iStent®가 있다. 이 경우, OCT 스캔을 위한 광섬유는 ELT 수술을 위한 광섬유를 포함하지 않을 수 있는 수술 도구(1101)와 동축일 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 제공된 시스템과 조합하여 사용될 수 있는 기구의 예들을 도시하고 있다. 다양한 기구는 레이저 소스에 연결되지 않을 수 있다. 상기 장치는 실질적으로 세장형인 형상을 포함할 수 있다. 도 12a에 도시된 안구의 전방 뷰에 도시된 바와 같이, 증강된 정보가 본원의 다른 곳에서 설명된 것과 유사한 방식으로 안구 및 기구의 광학 뷰 또는 이미지(505) 상에 중첩될 수 있다. 예를 들어, 기구(24)에 동축인 하나 이상의 치료 기준 마커(601) 및 화살표 또는 프로브 라인(604)이 광학 이미지에 중첩될 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 안구는 홍채(19), 섬유주(9), 및 각막(15)을 포함한다. 이 이미지는 또한, 각막(15)을 묘사하는 대신에, 각막 대신에 공막을 묘사할 수 있는 것으로 이해된다. 여기에 도시된 광학 이미지 또는 뷰(505)에서, 내부 동공에서 홍채각막각에 이르기까지, 전방 내의 눈의 해부학적 구조를 시각화하는 것이 가능하다. 그러나, 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 홍채각막각에 또는 그 근처에 있는 섬유주(9)와 같은 주변 구조는 광학 이미지 또는 뷰에서 보이지 않을 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 따르면, 여기에 제공된 광학 이미지 또는 뷰는 단지 예시를 위한 것이며, 실제로 이러한 주변 구조를 포함하지 않을 것이다.
기구(24)의 전진 방향 및 배향을 안내하기 위해 안내 화살표(612)가 디스플레이될 수 있다. 일부 경우에서, OCT 스캔용 광섬유는 치료 위치에 대한 기구의 말단부의 상대 위치를 제공하기 위해 동축일 수 있거나, 또는 기구(24)의 하우징 내에 둘러싸일 수 있다. 일부 경우에서, 세장형 프로브(24)는 그 위에 탑재된 하나 이상의 스텐트(1220a)를 포함할 수 있고, 스텐트(1220a)는 섬유주(9)에 이식될 수 있으며, 전방을 슐렘관에 연결하고 슐렘관에 영구적인 개구를 생성하도록 구성될 수 있다. 본원에 기술된 시스템의 실시예들은 의사가 안구의 실제 현미경 이미지와 정렬된 그래픽 시각적 요소(예를 들어, 치료 기준 마커 및 화살표)를 이용하여 표적 위치에서 하나 이상의 스텐트(1220a)를 전진 및 이식하는 것을 돕기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 개시된 시스템은 의사가 현미경 이미지와 정렬되는 그래픽 시각적 요소(예를 들어, 치료 기준 마커(601), 프로브 라인(604), 및/또는 안내 화살표(612))의 도움을 받으면서 스텐트(1220a)를 측방에서 슐렘관 안으로 전진 및 활주시키고 스텐트를 슐렘관 안에 영구적으로 위치시키는 데 도움을 주도록 구성될 수 있다.
일부 경우에서, 본 시스템은 의사가 현미경 이미지와 정렬되는 그래픽 시각적 요소의 도움을 받으면서 세장형 프로브의 장축을 따라 복수의 스텐트를 전진시키고, 복수의 스텐트를 슐렘관 안으로 주입시키고, 복수의 스텐트를 슐렘관 안에 영구적으로 위치시키는 데 도움을 주도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 12b의 패널(1)에 도시된 바와 같이, 세장형 프로브(1210b)는 하우징(1212b) 및 삽입 메커니즘(1214b)을 포함한다. 패널(2)에 도시된 바와 같이, 삽입 메커니즘(1214b)에는 스텐트(1220b)가 장착될 수 있고, 스텐트(1220b)는 머리부(1222b), 흉부(1224b), 플랜지(1226b), 및 유출 오리피스(1228b)를 포함할 수 있다. 도 12b에서, 패널(3)은 전방(anterior chamber)에서 보았을 때, 섬유주(9)에 이식된 2개의 스텐트(1220b)를 도시하고 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 각각의 스텐트(1220b)의 플랜지(1226b)는 하나 이상의 유출 오리피스(도시되지 않음)와 유체 연통하는 입구 오리피스(1227b)를 포함한다. 스텐트(1220b)는 섬유주(9)로부터 전방의 중앙 부분을 향해 상당한 정도로 연장되지 않기 때문에, 스텐트는 안구의 홍채각막각 근처의 코너의 내부 전반사로 인해 가려지는 결과에 따라 현미경 이미지 또는 뷰에서 보이지 않는다. 본원의 다른 곳에 개시된 바와 같은 OCT 안내 실시예들은 외과 의사가 스텐트(세장형 프로브 상에 탑재되어 있는 동안)를 섬유주(9)에 전달하는 것을 보조하는 데 아주 적합하다. 예를 들어, 도 6을 참조하여 논의된 OCT 안내 실시예들은 외과 의사에게 스텐트를 섬유주의 표적 위치에 이식하는 것을 안내하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 표적 위치는 집결관의 위치에 대응하거나, 다수의 집결관의 분포 또는 밀도에 기초할 수 있다. 도 12b를 다시 참조하면, 패널(4)에 도시된 바와 같이, 스텐트(1220b)가 눈에 이식될 때, 플랜지(1226b)는 전방(7)에 존재하고, 흉부(표시되지 않음)는 섬유주(9)에 존재하고, 머리부(1222b)는 슐렘관(11)에 존재한다. 입구 오리피스는 유출 오리피스와 유체 연통되기 때문에, 방수가 전방으로부터 슐렘관으로 흐를 수 있다.
일부 경우에서, 도 12c의 패널(1) 내지 패널(7)에 도시된 바와 같이, 세장형 프로브(1210c)는 그 위에 탑재된 마이크로-스텐트(1220c)를 포함할 수 있고, 마이크로-스텐트(1220c)는 전방(7)과 눈썹위 공간(27) 사이에 영구적인 도관을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 스텐트(1220c)는 티타늄 슬리브와 같은 슬리브(1221c), 입구(1222c), 유지 특징부(1223c), 및 출구(1224c)를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 시스템은 현미경 이미지와 정렬된 그래픽 시각적 요소의 도움으로 의사가 마이크로 스텐트(1220c)를 눈썹위 공간(27)으로 전진시키는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 본원의 다른 곳에서 설명된 임의의 OCT 장치에 의해 생성된 눈썹위 공간(27)의 실시간 OCT 이미지를 사용하여 의사가 마이크로-스텐트(1220c)를 눈썹위 공간(27)으로 전진시키는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 이 시스템은 또한 현미경 이미지와 정렬된 그래픽 시각적 요소의 도움으로 의사가 마이크로 스텐트(1220c)의 근위 칼라 부분 또는 슬리브(1221c)를 전방각(28)에 위치시키는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 본원의 다른 곳에 개시된 바와 같은 OCT 안내 실시예들은 외과 의사가 스텐트(세장형 프로브 상에 탑재되어 있는 동안)를 전방각(anterior chamber angle)에 전달하는 것을 보조하는 데 아주 적합하다. 예를 들어, 도 6을 참조하여 논의된 OCT 안내 실시예들은 외과 의사에게 스텐트를 전방각의 표적 위치에 이식하는 것을 안내하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다.
일부 경우에서, 도 12d의 패널(1) 내지 패널(4)에 도시된 바와 같이, 세장형 프로브(1210d)는 그 위에 탑재된 결막하 여과를 위해 구성된 겔 스텐트(1220d)를 포함할 수 있다. 패널(1)에 도시된 바와 같이, 인젝터 또는 세장형 프로브(2120d)는 각막(15)의 절개부를 통해 삽입되어 전방(7)을 가로질러 전진할 수 있다. 패널(2)에 도시된 바와 같이, 세장형 프로브는 결막하 공간(27)으로 추가로 전진될 수 있다. 패널(3)은 겔 스텐트(1220d)의 원위 부분이 결막하 공간으로 배치되는 것을 예시한다. 패널(4)은 주입된 위치에서 겔 스텐트(1220d)를 도시하며, 여기서 이는 전방(7)으로부터 결막하 공간(27)으로 방수를 배출시키는 기능을 한다. 겔 스텐트(1220d)는 전방으로부터 결막하 공간으로의 방수의 흐름을 허용하도록 공막을 통해 채널을 생성하도록 구성될 수 있다. 본원에 개시된 시스템은 현미경 이미지와 정렬된 그래픽 시각적 요소의 도움으로 의사가 겔 스텐트(1220d)를 위치시키고 이식하는 데 도움을 주도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본원의 다른 곳에 개시된 바와 같은 OCT 안내 실시예들은 외과 의사가 스텐트(세장형 프로브 상에 탑재되어 있는 동안)를 결막하 공간(subconjunctival space)에 전달하는 것을 보조하는 데 아주 적합하다. 이와 관련하여, 도 6을 참조하여 논의된 바와 같은 OCT 안내식 실시예들은 외과 의사에게 스텐트를 결막하 공간의 표적 위치에 이식하는 것을 안내하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다.
도 13은 실시예들에 따른, 표적 치료 위치 및 프로브 위치를 결정하기 위한 방법(1300)의 흐름도를 도시하고 있다. 본 방법은 본원에 기술된 하나 이상의 시스템을 사용할 수 있다. 제1 단계(1301)에서, 안구의 전방 이미지가 광학 현미경의 카메라 또는 비디오 카메라에 의해 획득될 수 있다. 제2 단계(1303)에서, 하나 이상의 표적 위치(또는 표적 위치에 대응하는 치료 기준 마커)가 광학 이미지 또는 광학 뷰 위로 해서 사용자에게 중첩되거나 매핑된다. 하나 이상의 표적 위치는 안구의 OCT 이미지를 포함하는 참조 이미지 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 안구의 OCT 이미지는 수술 절차 전에 OCT 장치를 사용하여 획득될 수 있다. 일부 경우에서, 안구의 OCT 이미지는 집결관의 망을 포함하는 안구의 전방 세그먼트의 이미지를 포함할 수 있고, OCT 이미지로부터의 적어도 2개의 사분면에서 하나 이상의 개별 집결관이 식별될 수 있다. 수술 전 OCT 이미지의 해상도는 높을 수 있다.
도 15는 수술 전 OCT 이미지(1500)와, 집결관들 및 표적 위치들을 보여주는 증강된 수술 전 OCT 이미지(1510, 1520)의 예를 도시하고 있다. 예에 도시된 바와 같이, 수술 전 OCT 이미지는 3D 이미지일 수 있다. 하나 이상의 집결관 및/또는 표적 위치는 고해상도 수술 전 이미지로부터 식별될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 섬유주(9)는 집결관들(12)의 열 또는 망과 (슐렘관을 거쳐서) 유체 연통한다. OCT 이미지(1500)는 집결관(12)의 수 또는 밀도가 상대적으로 높은 표면 아래 조직과 관련된 섬유주(9)의 위치(9a)를 도시한다. 대조적으로, 섬유주(9)의 위치(9b)는 집결관(12)의 수 또는 밀도가 비교적 낮은 표면 아래 조직과 관련된다.
일부 경우에서, 안내 화살표(613)와 같은 증강된 정보는 수술 전 이미지 상에 중첩될 수 있다. 예를 들어, 수술 전 OCT 이미지(1510)에는 길어진 프로브를 표적 위치로 안내하는 데 사용될 수 있는 안내 화살표(613)가 중첩된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 수술 전 OCT 이미지(1510)는 또한 홍채(19) 및 세장형 프로브(23)를 볼 수 있는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지(1505)와 결합될 수 있다.
본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 치료 기준 마커는 OCT 이미지의 표적 위치에 대응하거나 매핑될 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 표적 위치가 OCT 이미지에서 식별되거나 지정될 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 표적 위치(예를 들어, 621, 622)는 섬유주 및 슐렘관 내벽에 근접한 하나 이상의 개별 집결관에 대응하는 위치(또는 대안적으로, 집결관들의 조밀한 망 또는 필드를 포함하는 하나 이상의 영역에 해당하는 위치)에 위치된다. 여기에 도시된 바와 같이, 치료 기준 마커(601)는 표적 위치(621)에서 OCT 이미지 및/또는 현미경 뷰 또는 이미지 상에 중첩될 수 있고, 치료 기준 마커(602)는 표적 위치(622)에서 OCT 이미지 및/또는 현미경 뷰 또는 이미지 상에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 하나 이상의 개별 집결관(또는 망 영역)의 위치들은 홍채와 같은 안구의 적어도 하나의 구별 가능한 해부학적 구조에 대해 정렬될 수 있다. 복수의 표적 위치는 사용자에 의해 수동으로 또는 프로세서에 의해 자동으로 추산될 수 있다. 사용자 또는 의사가 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 사용자 인터페이스를 통해 표적 위치를 선택하는 것이 허용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도 15에 도시된 표적 위치 및/또는 치료 기준 마커를 식별하는 기술이 후속한 전방각경-촉진 처치와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도 15에 도시된 표적 위치 및/또는 치료 기준 마커를 식별하는 기술이 예를 들어 도 6을 참조하여 본원에 기술된 기타 OCT 안내식 기술과 함께 사용될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, OCT 이미지는 집결관 또는 집결관의 망을 식별 및/또는 표적화하는 데 사용될 수 있다. 집결관이 더 작고 그리고/또는 집결관 망이 덜 조밀한 곳(예를 들어, 2시 위치)과 대조되는, 집결관이 더 크고 그리고/또는 집결관 망이 더 조밀한 곳(예를 들어, 4시 위치)에 기초하여 표적 위치들이 선정된다. 일부 경우에서, 집결관이 더 크고 집결관의 망 또는 필드가 더 조밀하고 그리고/또는 집결관, 망, 또는 필드가 가장 방해받지 않는(예를 들어, 최대의 유출량을 제공하는) 곳에 근접한 슐렘관 내의 위치에 표적 위치가 지정된다. 일부 경우에서, 이러한 위치, 밀도 및/또는 방해 또는 흐름 파라미터를 기준으로 표적 위치들의 등급 또는 순위를 정할 수 있다. 일부 경우에서, OCT 이미지는 슐렘관의 흐름이 원주 및/또는 흐름이 분할되는 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있고, 흐름이 원주 방향인 위치에 대응하도록 표적 위치가 선택될 수 있다. 일부 경우에서, 외과 의사는 표적 위치의 할당 또는 그래픽 시각적 요소의 중첩을 하지 않고도 치료 프로브 또는 장치를 어디로 위치 또는 움직일 것인가에 관한 결정을 내리기 위해 도 15에 도시된 것과 같은 OCT 이미지를 사용할 수 있다. 예를 들어, OCT 이미지는 집결관, 망 및/또는 필드를 보여줄 수 있고, 외과 의사는 그러한 해부학적 특징에 기초하여 프로브 위치 또는 이동 결정을 내릴 수 있다. OCT 이미지는 외과 의사가 표적 위치 또는 치료 위치가 예를 들어 그래픽 시각적 요소 또는 치료 기준 마커로 라벨링되거나 표시될 필요 없이 조직에 위치된 표적 위치 또는 원하는 치료 위치를 식별할 수 있게 한다.
도 13을 다시 참조하면, 제3 단계(1305)에서, 의사가 프로브를 적어도 광학 이미지 평면 내의 선택된 표적 위치를 향해 움직이기 위해 프로브의 전진 방향 및/또는 배향을 조정할 수 있도록 하나 이상의 안내 그래픽 요소가 광학 이미지에 중첩될 수 있다. 제4 단계(1307)에서, 프로브 팁이 표적 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 것으로 검출될 때, 현미경의 OCT 이미지가 프로브의 종축 및 안구의 전방-후방 면을 따라 획득될 수 있다. 다음으로 1309에서, 현미경 기반 OCT 이미지 및 관련된 마커들이 광학 이미지 상에 중첩됨으로써, 의사에게 OCT 이미지 평면에서 프로브의 배향 및 전진 방향을 조정하는 것을 안내할 수 있다. 제6 단계(1311)에서, 광섬유 기반 OCT 스캔이 프로브의 축을 따라 수행될 수 있다. 광섬유 기반 OCT 스캔은 프로브 팁이 표적 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있을 때 프로브 팁과 조직 사이의 상대적 위치를 제공하기 위한 A-스캔 또는 B-스캔일 수 있다. OCT 이미지에 기초하여 생성된 광섬유 기반 OCT 이미지 및/또는 거리 마커는 광학 이미지에 중첩될 수 있다(1313). 제8 단계(1315)에서, 증강된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 프로브의 움직임을 조정할 수 있도록 하기 위해 처치를 처치 위치에서 실시간으로 표시하거나 보여줄 수 있다.
도 13은 일부 실시예에 따른 방법을 도시하고 있지만, 당업자는 변형을 위한 많은 각색을 인식할 것이다. 예를 들어, 단계들은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 일부 단계는 삭제될 수 있고, 일부 단계는 반복될 수 있으며, 일부 단계는 다른 단계의 하위 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 본원에 제공된 바와 같은 본 개시의 다른 양태들에 따라 수정될 수 있다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 환자의 눈의 표적 위치에서 수술 절차들을 수행하는 방법을 포함한다. 예시적인 치료 방법(1300a)은, 단계 1310a로 예시된 바와 같은, 관찰 장치 상에서 실시간 뷰를 보는 단계; 단계 1320a로 예시된 바와 같은, 관찰 장치를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역 쪽을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 단계; 및 단계 1310c로 예시된 바와 같은, 세장형 프로브의 말단부가 관찰 장치에 의해 제공된 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않는 동안 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 현미경 뷰 또는 현미경 이미지로부터 인지하면서 세장형 프로브를 사용하여 수술 절차를 수행하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 표적 위치는 환자의 안구의 표적 조직 영역에 위치된다. 일부 경우에서, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰 또는 증강 이미지를 포함한다. 증강 이미지는 안구의 현미경 뷰 또는 안구의 현미경 이미지를 포함할 수 있다. 상기 증강 이미지는 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지와 정렬될 수 있다. 표적 위치에 대응하는 그래픽 시각적 요소가 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에 중첩될 수 있다. 표적 위치는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 방법은 관찰 장치에서 현미경 이미지 또는 증강 이미지를 보면서 세장형 프로브의 말단부를 표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시키는 단계를 포함한다. 일부 경우에서, 세장형 프로브의 말단부는 초기에는 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이고 그 후에는 안구의 영역 내의 내부 전반사로 인해 현미경 뷰 또는 현미경 이미지에서 보이지 않게 된다. 일부 경우에서, 안구의 이 영역은 표적 조직 영역을 포함한다. 일부 경우에서, 이 영역은 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 "임계각" 시감도를 넘어선다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 외과 의사가 환자의 눈에서 수술 절차를 수행하는 것을 보조하는 방법을 포함한다. 여기에 도시된 바와 같이, 방법(1300b)은, 단계 1310b로 예시된 바와 같은, 외과 의사에게 실시간 뷰를 제공하는 단계를 포함한다. 일부 경우에서, 상기 실시간 뷰는 안구의 현미경 뷰(1320b)를 포함한다. 일부 경우에서, 실시간 뷰는 증강 이미지(1330b) 또는 증강 이미지(1340b)와 같은 증강 이미지를 포함한다. 일부 경우에서, 증강 이미지(1330b)(버전(A))는 안구의 현미경 뷰(1320b)를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 증강 이미지(1340b)(버전(B))는 안구의 현미경 뷰(1350b)를 포함할 수 있다. 증강 이미지(즉, 증강 이미지(1330b) 또는 증강 이미지(1340b))의 어느 버전이든 안구의 표적 조직 영역의 OCT 이미지(1360b)를 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미지(1360b)는 표적 위치를 식별하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 외과 의사(1390)는 현미경 뷰(1320b)를 볼 수 있고, 이어서 증강 뷰(1330b) 또는 증강 뷰(1340b)를 볼 수 있다. 따라서, 외과 의사(1390)에게 2개의 상이한 버전의 실시간 뷰, 즉 현미경 뷰(1320b)와 증강 이미지(1330b), 또는 현미경 뷰(1320b)와 증강 이미지(1340b)가 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, OCT 이미지(1360b)는 현미경 뷰(1320b) 또는 현미경 이미지(1350b)와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 실제 표적 위치는 현미경 뷰(1320b) 또는 현미경 이미지(1350b)에서 보이지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 증강 이미지(1330b 또는 1340b)는 외과 의사(1390b)로 하여금 세장형 프로브의 말단부가 현미경 뷰(1320b) 또는 현미경 이미지(1350b)에서 보이지 않을 때에 표적 위치에 대한 세장형 프로브의 말단부의 상대 위치에 관한 정보를 인지할 수 있게 한다.
일부 실시예들에서, 외과 의사(1390b)는 치료 프로브를 환자의 안구의 전방에 처음 삽입할 때 현미경 이미지(1320b)를 본다. 이어서, OCT 이미지(1360b)(예를 들어, 집결관 또는 망을 나타내는 것)는 예를 들어 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같은 정렬 기술을 사용하여 현미경 이미지(1320b)에 중첩될 수 있다. 그 다음 외과 의사는 처치(예를 들어, 섬유주, 주변세관 섬유주 및 슐렘관 내벽에 적용되는 레이저 절제 에너지)를 어디로 전달할 것인지 결정할 수 있다. 일부 경우에서, 여기에는 외과 의사가 그래픽 시각적 요소 또는 치료 기준 마커를 사용하여 치료 위치를 라벨링하거나 표시하는 것이 수반될 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 시스템은 그래픽 시각적 요소 또는 치료 기준 마커를 어디에 위치시킬지를 결정할 수 있다. 위 단계들에 후속하여, 외과 의사는 치료 프로브를 안구의 전방 내에서 움직이거나 위치시킬 수 있으며, 후속 OCT 영상화 프로토콜은 표적 또는 원하는 처치 위치로의 프로브의 안내 또는 내비게이션을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다(예를 들어, 그래픽 시각적 요소들의 중첩을 통해). 일부 경우에서, 그래픽 시각적 요소는 프로브가 전방 안에 배치되기 전에 현미경 뷰 또는 이미지에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 그래픽 시각적 요소는 프로브가 전방 안에 배치된 후에 현미경 뷰 또는 이미지에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 그래픽 시각적 요소는 프로브가 전방 안에 배치되기 전에 OCT 이미지에 중첩될 수 있다. 일부 경우에서, 그래픽 시각적 요소는 프로브가 전방 안에 배치된 후에 OCT 이미지에 중첩될 수 있다.
제어 장치(410)(예를 들어, 도 4, 도 5, 도 8, 도 10, 또는 도 11에 도시된 바와 같은 것)는 도 13, 도 13a, 및 도 13b에 예시된 하나 이상의 단계를 수행하고 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같은 작동을 수행하기 위한 명령어들을 갖추어서 구성된 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 도 14에 도시된 프로세서(1405))를 포함할 수 있다. 유사하게, 제어 장치(410)는(예를 들어, 도 14에 도시된 컴퓨터 시스템(1401)과 같은) 컴퓨터 시스템의 임의의 다른 구성요소를 포함하거나 그 구성요소와 연결될 수 있다.
본원에 개시된 특정 방법들 및 장치들이 절제와 관련하여 설명되었지만, 사용자 인터페이스 및 디스플레이는 본원에 기술된 바와 같은 임플란트의 외과적 배치를 지시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 표적 위치들은 집결관을 기준으로 하여 표시될 수 있고, 임플란트의 외과적 배치는 예를 들어 슐렘관 근처의 표적 위치와 관련될 수 있다. 헤드업 디스플레이 상에 표시되는 화살표 및 다른 특징부들은 안구 내에 배치될 복수의 외과적 임플란트, 예를 들어 슐렘관에 개구를 생성하기 위한 임플란트의 복수의 위치의 배치를 지시하는 데 사용될 수 있다. 임플란트는 슐렘관에 개구를 기계식으로(예를 들어, 날카로운 기구를 사용하여) 생성하여 임플란트를 예를 들어 표적 위치에 배치함으로써 배치될 수 있다.
본원에 기술된 각각의 계산 또는 동작은 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 갖는 컴퓨터 또는 다른 프로세서를 사용하여 수행될 수 있다. 다양한 방법 단계는 모듈에 의해 수행될 수 있고, 모듈은 여기에 설명된 방법 단계를 수행하도록 배열된 광범위한 디지털 및/또는 아날로그 데이터 처리 하드웨어 및/또는 소프트웨어 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 모듈은 선택적으로 이와 관련된 적절한 머신 프로그래밍 코드를 가짐으로써 이들 단계 중 하나 이상을 수행하도록 구성된 데이터 처리 하드웨어를 포함할 수 있고, 2개 이상의 단계(또는 2 개 이상의 단계의 일부)를 위한 모듈은 단일 프로세서 보드에 통합되거나 광범위하게 다양한 통합형 및/또는 분산형 처리 아키텍처에서 서로 다른 프로세서 보드로 분리된다. 이들 방법 및 시스템은 종종 본원의 다른 곳에서 설명된 방법 단계를 수행하기 위한 명령어들로 머신 판독 가능 코드를 구현하는 유형 매체를 사용할 것이다. 설명된 시스템의 모든 특징은 설명된 방법에 준용될 수 있으며, 이의 역도 마찬가지이다.
프로세서는 중앙 처리 장치(CPU), 그래픽 처리 장치(GPU), 또는 범용 처리 장치와 같은 하드웨어 프로세서일 수 있다. 프로세서는 컴퓨팅 플랫폼 또는 마이크로 프로세서, 논리 장치 등과 같은 임의의 적합한 집적 회로일 수 있다. 본 개시는 프로세서를 참조하여 설명되었지만, 다른 유형의 집적 회로 및 논리 장치도 적용 가능하다. 프로세서 또는 머신은 데이터 조작 기능에 의해 제한되지 않을 수 있다. 프로세서 또는 머신은 512 비트, 256 비트, 128 비트, 64 비트, 32 비트, 또는 16 비트 데이터 동작을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세서는 컴퓨터 시스템의 처리 장치일 수 있다. 도 14는 본 출원에 개시된 임의의 컴퓨팅 시스템 또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있는 컴퓨터 시스템(1401)을 도시하고 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은 휴대폰, 태블릿, 웨어러블 장치, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 중앙 서버 등을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은 중앙 처리 장치(여기서는 CPU, 또한 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")(1405)를 포함하며, 이는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서, 또는 병렬 처리를 위한 복수의 프로세서일 수 있다. CPU는 전술한 바와 같은 프로세서일 수 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은 또한 메모리 또는 메모리 위치(1410)(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리, 읽기 전용 메모리, 플래시 메모리); 전자 저장 장치(1415)(예를 들어, 하드디스크); 하나 이상의 다른 시스템과 통신하기 위한 통신 인터페이스(1420)(예를 들어, 네트워크 어댑터); 및 캐시, 기타 메모리, 데이터 저장 및/또는 전자 디스플레이 어댑터와 같은 주변 장치(1425)를 포함한다. 일부 경우에서, 통신 인터페이스는 컴퓨터가 영상 장치 또는 오디오 장치와 같은 다른 장치와 통신하게 할 수 있다. 컴퓨터는 분석을 위해 결합된 장치로부터 입력 데이터를 수신할 수 있다. 메모리(1410), 저장 장치(1415), 인터페이스(1420) 및 주변 장치(1425)는 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(1405)와 통신한다. 저장 장치(1415)는 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 장치(또는 데이터 저장소)일 수 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은 통신 인터페이스(1420)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")(1430)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 네트워크(1430)는 인터넷, 인터넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 일부 경우에 네트워크(1430)는 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(1430)는 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 하는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 네트워크(1430)는 일부 경우에 컴퓨터 시스템(1401)의 도움으로 피어 투 피어 네트워크를 구현할 수 있으며, 이는 컴퓨터 시스템(1401)에 연결된 장치가 클라이언트 또는 서버로서 동작하도록 할 수 있다.
CPU(1405)는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 일련의 머신 판독 가능 명령어들을 실행할 수 있다. 명령어들은 메모리(1410)와 같은 메모리 위치에 저장될 수 있다. 명령어들은 CPU(1405)에 관련된 것일 수 있으며, 본 발명의 방법들을 구현하기 위해 CPU(1405)를 후속하여 프로그래밍하거나 달리 구성할 수 있다. CPU(1405)에 의해 수행되는 동작의 예는 페치, 디코딩, 실행 및 라이트백(writeback)을 포함할 수 있다.
CPU(1405)는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 시스템(1401)의 하나 이상의 다른 구성 요소가 회로에 포함될 수 있다. 일부 경우에서, 회로는 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit)이다.
저장 장치(1415)는 드라이버, 라이브러리, 및 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 저장 장치(1415)는 사용자 데이터, 예를 들어 사용자 선호도 및 사용자 프로그램을 저장할 수 있다. 일부 경우에서, 컴퓨터 시스템(1401)은, 인트라넷 또는 인터넷을 통해 컴퓨터 시스템(1401)과 통신하는 원격 서버에 위치된 것과 같은, 컴퓨터 시스템(1401) 외부에 있는 하나 이상의 추가 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은 네트워크(1430)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(1401)은 사용자의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예로는 개인용 컴퓨터, 슬레이트 또는 태블릿 PC, 스마트 폰, 개인용 디지털 어시스턴트 등이 있다. 사용자는 네트워크(1430)를 통해 컴퓨터 시스템(1401)에 액세스할 수 있다.
본원에 기술된 방법들은 컴퓨터 시스템(1401)의 전자 저장 로케이션에, 예를 들어 메모리(1410) 또는 전자 저장 장치(1415)에, 저장된 머신(예를 들어, 컴퓨터 프로세서) 실행 가능 코드에 의해 구현될 수 있다. 머신 실행 가능 파일 또는 머신 판독 가능 코드는 소프트웨어 형태로 제공될 수 있다. 사용 중에, 코드는 프로세서(1405)에 의해 실행될 수 있다. 일부 경우에서, 코드는 저장 장치(1415)로부터 검색될 수 있으며, 프로세서(1405)에 의해 준비 액세스를 위해 메모리(1410)에 저장될 수 있다. 일부 상황에서, 전자 저장 장치(1415)는 배제될 수 있으며, 머신 실행 가능 명령어들이 메모리(1410)에 저장될 수 있다.
코드는 코드를 실행하도록 적응된 프로세서를 갖는 머신과 함께 사용되도록 사전 컴파일 및 구성될 수 있거나, 런타임 동안 컴파일될 수 있다. 코드는 사전 컴파일된 또는 컴파일된 방식으로 코드를 실행할 수 있도록 선택할 수 있는 프로그래밍 언어로 제공될 수 있다.
본원에 제공된 시스템들 및 방법들의 양태, 예컨대 컴퓨터 시스템(1401)은 프로그래밍으로 구현될 수 있다. 본 기술의 다양한 양태는 머신 판독 가능 매체 유형으로 실행되거나 구현되는 전형적으로 머신(또는 프로세서) 실행 가능 코드 및/또는 관련 데이터의 형태인 "제품" 또는 "제조물"로 생각될 수 있다. 머신 실행 가능 코드는 메모리(예를 들어, 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리) 또는 하드 디스크와 같은 전자 저장 장치에 저장될 수 있다. "저장" 유형 매체는, 소프트웨어 프로그래밍을 위해 언제든지 비일시적 저장을 제공할 수 있는 다양한 반도체 메모리, 테이프 드라이브, 디스크 드라이브 등과 같은, 컴퓨터, 프로세서 등, 또는 이들의 관련된 모듈의 임의의 또는 모든 유형 메모리를 포함할 수 있다. 소프트웨어의 전부 또는 일부는 때때로 인터넷 또는 다양한 기타 통신 네트워크를 통해 통신될 수 있다. 이러한 통신은, 예를 들면, 하나의 컴퓨터 또는 프로세서로부터 다른 컴퓨터로, 일례로 관리 서버 또는 호스트 컴퓨터로부터 애플리케이션 서버의 컴퓨터 플랫폼으로, 소프트웨어의 로딩을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 소프트웨어 요소들을 지닐 수 있는 다른 유형의 매체는, 유선 및 광학 육상 통신선 네트워크를 통해서 그리고 다양한 무선 링크를 통해서 로컬 장치들 간의 물리적 인터페이스를 가로질러 사용되는 것과 같은, 광파, 전기파, 및 전자기파를 포함한다. 유선 또는 무선 링크, 광학 링크 등과 같은 그러한 파를 전송하는 물리적 요소도 또한 소프트웨어를 지니는 매체로 간주될 수 있다. 본원에 사용된 컴퓨터 또는 머신 "판독 가능 매체"와 같은 용어는, 비일시적 유형의 "저장" 매체로 제한되지 않는 한, 명령어들을 프로세서에 실행을 위해 제공하는 데 관여하는 임의의 매체를 지칭한다.
따라서, 컴퓨터 실행 가능 코드와 같은 머신 판독 가능 매체는 유형 저장 매체, 반송파 매체, 또는 물리적 전송 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 저장 매체는, 예를 들어, 도면에 도시된 데이터베이스 등을 구현하는 데 사용될 수 있는 것과 같은 임의의 컴퓨터(들) 등의 임의의 저장 장치와 같은 광 디스크 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 저장 매체는 이러한 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 동적 메모리를 포함한다. 유형의 전송 매체는, 컴퓨터 시스템 내의 버스를 포함하는 와이어를 포함한, 동축 케이블; 구리 와이어, 및 광섬유를 포함한다. 반송파 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 동안 발생되는 것과 같은 전기 또는 전자기 신호, 또는 음향 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능 매체의 일반적인 형태는, 예를 들면, 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 기타 자기 매체, CD-ROM, DVD 또는 DVD-ROM, 기타 광학 매체, 펀치 카드 종이 테이프, 홀 패턴을 갖는 기타 물리적 저장 매체, RAM, ROM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 기타 메모리 칩 또는 카트리지, 데이터 또는 명령어를 전달하는 반송파, 반송파를 전송하는 케이블 또는 링크, 또는 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 컴퓨터가 읽을 수 있게 하는 기타 매체를 포함한다. 많은 이러한 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체는 하나 이상의 명령어들의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서에 실행을 위해 전달하는 데 관여한다.
컴퓨터 시스템(1401)은 예를 들어 관리 인터페이스를 제공하기 위한 사용자 인터페이스(1440)를 포함하는 전자 디스플레이(1435)를 포함하거나 또는 이와 통신할 수 있다. UI의 예는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 웹 기반 사용자 인터페이스를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 사용자 인터페이스(1440)는 도 4에서 설명된 바와 같은 사용자 인터페이스(413)와 동일할 수 있다. 대안적으로, 사용자 인터페이스는 별도의 사용자 인터페이스일 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은 현미경 시스템, 카메라, OCT 유닛, 레이저 장치, 외부 프로세서, 또는 메모리와 같은 외부 장치와의 통신을 용이하게 하기 위한 기타 다양한 컴퓨터 구성요소를 포함할 수 있다. 통신 모듈은 더블 데이터 레이트와 같은 데이터 전송 및 명령을 위한 적절한 수단을 포함할 수 있다. PCI Express, PCI-X, HyperTransport 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 컴퓨터 버스 및 주변 장치 구성요소 상호 연결 카드와 같은 다양한 수단이 통신에 사용될 수 있다. 외부 장치 및 중앙 처리 장치(1405)의 대역폭 및 호환성의 요건에 따라 적절한 통신 수단이 선택될 수 있다. 예를 들어, 하나의 데이터 버스는 레이저 장치(31)로의 명령 전송(예를 들어, AXI4lite 버스)을 위한 것일 수 있고, 다른 데이터 버스(예를 들어, AXI4 버스)는 이미지 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 무선 통신이 사용될 수 있다.
본 개시의 방법들 및 시스템들은 하나 이상의 알고리즘에 의해 구현될 수 있다. 알고리즘은 중앙 처리 장치(1405)에 의해 실행될 때 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "위에 겹치는", "위에 겹친", "중첩되는", "중첩된" 등은 일부 실시예들에서 "밑에 놓이는", "밑에 놓인", "밑에 있는", 및 이와 유사한 접근 방식을 포함하는 다른 이미지 또는 정보 결합 기법도 포함할 수 있다. 단일 레이어 또는 다수의 레이어에 존재할 수 있는 이미지, 그래픽 시각적 요소, 및/또는 정보 등을 결합 또는 혼합할 수 있는 합성 또는 융합된 이미지, 뷰, 정보, 또는 디스플레이는 이들 기법들 중 임의의 것에 의해 생성되거나 제공될 수 있음을 이해하게 될 것이다.
본원에 개시된 임의의 시스템, 장치, 또는 방법의 실시예들은 미국 특허 공개 번호 2004/0082939호, 2012/0283557호, 2016/0095751호, 및 2017/0202708호와 미국 특허 번호 4,846,172호, 6,251,103호, 8,540,659호, 8,679,089호, 9,603,741호, 9,642,746호, 9,820,883호, 및 9,833,357호에 개시된 것과 같은 사용 시스템, 장치, 또는 방법을 포함할 수 있고, 이들 각각의 내용은 본원에 원용되어 포함된다.
디스플레이 상에 마커들이 표시된 상태에서 집결관의 위치를 결정하는 것이 언급되지만, 안구는 본원에 개시된 바와 같은 방법들 및 장치들을 사용하여 집결관들에 대응하는 위치들에 수술 전에 마킹될 수 있다. 외과 의사는 이러한 마킹을 사용하여 안구 상에 배치된 마킹에 응하여 슐렘관으로의 개구를 생성할 수 있다. 예를 들어, 안구는 바람직한 외과적 치료의 위치를 식별하기 위해 잉크로 마킹될 수 있고, 바람직한 외과적 치료에 대응하는 위치들에서 섬유주 내에 개구를 생성시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 여기에 도시되고 설명되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예로서 제공된 것이라는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다수의 변형, 변경, 및 치환이 이제부터 본 발명을 벗어나지 않고 당업자에게 일어날 것이다. 본원에 기술된 본 발명의 실시예들에 대한 다양한 대안은 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하며 이들 청구범위의 범위 내의 방법 및 구조와 그 등가물은 청구범위에 포함되는 것으로 의도되어 있다.

Claims (26)

  1. 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템으로서,
    안구의 적어도 일부의 이미지 및 표적 조직 영역의 광 간섭 단층 촬영(OCT) 이미지를 포함하는 증강 이미지를 사용자에게 표시하도록 구성된 관찰 장치(viewing device) - 상기 OCT 이미지는 표적 조직 영역에 위치된 표적 위치의 식별을 가능하게 하고, 상기 표적 위치는 안구의 이미지에서 보이지 않음 -; 및
    표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시킬 수 있는 말단부를 가진 세장형 프로브
    를 포함하고,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나는, 초기에는 안구의 이미지에서 보이고, 상기 표적 조직 영역을 향해 전진하는 동안에는 상기 표적 조직 영역 내의 내부 전반사로 인해 안구의 이미지에서 보이지 않게 되고,
    상기 세장형 프로브는, 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나가 안구의 이미지에서 보이지 않는 동안, 상기 표적 위치에 대한 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나의 상대 위치에 관한 정보를 상기 증강 이미지로부터 인지하면서, 상기 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하기 위해 사용자에 의해 사용되도록 더 구성되고,
    상기 OCT 이미지는 적어도 상기 세장형 프로브의 말단부 및 상기 표적 위치를 보여주는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    표적 위치를 나타내고 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소는 상기 안구의 이미지와 정렬되는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소 및 상기 증강 이미지 상에 표적 위치를 나타내고 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소가 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나가 상기 표적 조직 영역에 접근함에 따라 볼 수 있는 동안, 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나가 상기 표적 조직 영역을 향해 전진할 수 있는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 안내 마커를 더 포함하고,
    상기 안내 마커는 상기 표적 위치를 나타내고 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 가리키는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 제2 안내 마커를 더 포함하고,
    상기 제2 안내 마커는 안구의 제2 표적 위치를 식별하는 제2 그래픽 시각적 요소를 가리키고,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나는 상기 안내 마커를 가이드로서 참조하면서 상기 표적 위치를 향하여 전진할 수 있고,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나는 상기 제2 안내 마커를 가이드로서 참조하면서 상기 제2 표적 위치를 향하여 전진할 수 있고,
    상기 세장형 프로브는 상기 제2 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하기 위해 사용자에 의해 사용되도록 더 구성되는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고,
    상기 표적 위치에 대한 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나의 상대 위치는 상기 표적 위치를 나타내고 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소에 대한 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 식별하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소의 상태 위치에 기초하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 OCT 이미지는 안구의 슐렘관 또는 안구의 집결관 시스템 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 OCT 이미지는 상기 표적 위치에 대한 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나의 상대 위치에 관한 정보를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소, 및
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 안구의 섬유주의 표면을 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소
    를 더 포함하고,
    서로 근접하게 위치된, 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소 및 상기 안구의 섬유주의 표면을 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소는, 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나와 상기 안구의 섬유주의 표면 사이에 접촉이 있음을 나타내는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 안구의 섬유주, 안구의 주변세관 섬유주, 또는 안구의 슐렘관의 표면 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고,
    상기 증강 이미지 내에 서로 근접하게 위치된, 상기 안구의 섬유주, 안구의 주변세관 섬유주, 또는 안구의 슐렘관의 표면 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소는, 상기 안구의 섬유주가 압축되었는지 여부를 결정하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 안구의 이미지와 정렬되는 안구의 슐렘관의 내벽을 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고,
    상기 증강 이미지 내에서 변하는 안구의 슐렘관의 내벽을 나타내는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소는 상기 안구의 슐렘관의 내벽이 관통되었음을 나타내는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 관찰 장치는 디스플레이 장치, 현미경 장치, 헤드업 디스플레이, 관찰 모니터, 가상 현실 관찰 장치, 또는 증강 현실 관찰 장치 중 적어도 하나를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표적 위치는 표적 위치에서 내부 전반사로 인해 안구의 이미지에서 보이지 않는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 표적 위치는 수술 전 OCT 이미지, 수술 중 OCT 이미지, 또는 외과 의사의 결정 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수술 전 OCT 이미지, 수술 중 OCT 이미지, 수술 전 OCT 이미지와 수술 중 OCT 이미지 둘다 중 적어도 하나는 안구의 슐렘관 또는 안구의 집결관의 망을 보여주고,
    상기 표적 위치는 상기 수술 전 OCT 이미지, 수술 중 OCT 이미지, 수술 전 OCT 이미지와 수술 중 OCT 이미지 둘다 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수술 전 OCT 이미지, 수술 중 OCT 이미지, 수술 전 OCT 이미지와 수술 중 OCT 이미지 둘다 중 적어도 하나에 중첩되는 안내 마커를 더 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 표적 위치는 현미경 기반 OCT 이미지, 광섬유 기반 OCT 이미지, 또는 현미경 기반 OCT 이미지와 광섬유 기반 OCT 이미지 둘다 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 증강 이미지는 안구의 이미지에 인접하거나 이미지 위에 중첩되는 OCT 이미지 및 적어도 하나의 그래픽 시각 요소를 더 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 OCT 이미지는 OCT 유닛, OCT 유닛이 통합된 현미경, 또는 세장형 프로브 중 적어도 하나에 의해 생성되고,
    상기 세장형 프로브는 OCT 정보를 송신하고 수신하도록 구성된 적어도 하나의 광섬유를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 세장형 프로브는 외과적 시술 동안 상기 표적 조직 영역 내의 조직을 광 절제하기에 충분한 광 절제 에너지를 전송하도록 구성되는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  21. 안구에서 외과적 시술을 수행하기 위해 사용되는 시스템으로서,
    안구의 적어도 일부의 이미지 및 표적 조직 영역의 OCT 이미지를 포함하는 증강 이미지를 사용자에게 표시하도록 구성된 관찰 장치 - 상기 OCT 이미지는 상기 표적 조직 영역 내에 위치된 표적 위치의 식별을 가능하게 하고, 상기 증강 이미지는 상기 표적 위치를 나타내고 표시하는 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소를 더 포함하고, 상기 표적 위치는 안구의 이미지에서 보이지 않음 -; 및
    표적 조직 영역을 향해 안구의 전방 안으로 전진시킬 수 있는 말단부를 가진 세장형 프로브
    를 포함하고,
    상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나는, 초기에는 안구의 이미지에서 보이고, 상기 표적 조직 영역을 향해 전진하는 동안에는 상기 표적 조직 영역 내의 내부 전반사로 인해 안구의 이미지에서 보이지 않게 되고,
    상기 세장형 프로브는, 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나가 안구의 이미지에서 보이지 않는 동안, 상기 표적 위치에 대한 상기 세장형 프로브의 말단부 또는 상기 세장형 프로브의 말단부 상의 임플란트 중 적어도 하나의 상대 위치에 관한 정보를 상기 증강 이미지로부터 인지하면서, 상기 표적 위치에서 외과적 시술을 수행하기 위해 사용자에 의해 사용되도록 더 구성되고,
    상기 OCT 이미지는 적어도 상기 세장형 프로브의 말단부 및 상기 표적 위치를 보여주는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 OCT 이미지 및 상기 적어도 하나의 그래픽 시각적 요소는 상기 증강 이미지 내의 안구의 이미지에 인접하거나 이미지 위에 중첩하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 OCT 이미지는 OCT 유닛, OCT 유닛이 통합된 현미경, 또는 세장형 프로브 중 적어도 하나에 의해 생성되고,
    상기 세장형 프로브는 OCT 정보를 송신하고 수신하도록 구성된 적어도 하나의 광섬유를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 세장형 프로브는 외과적 시술 동안 상기 표적 조직 영역 내의 조직을 광 절제하기에 충분한 광 절제 에너지를 전송하도록 구성되는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는, 안구에서 외과적 시술을 수행하는 시스템.
  25. 안구의 녹내장 치료를 위한 시스템으로서,
    수술 절차를 수행하기 위해 안구의 전방 안으로 삽입될 수 있고 재위치될 수 있는 프로브로서, 조직을 광 절제하기에 충분한 광 절제 에너지를 전송하도록 구성되는 적어도 하나의 광섬유를 포함하고, 프로브의 원위 부분으로부터 연장되는 프로브 축을 형성하고, 상기 적어도 하나의 광섬유가 프로브의 원위 부분에 대해 원위에 있는 조직 및 프로브에 대한 광 간섭 단층 촬영(OCT) 정보를 송신하고 수신하도록 더 구성되는, 프로브;
    관찰 장치; 및
    적어도 하나의 프로세서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 OCT 정보로부터 OCT 데이터 스트림을 생성하고;
    상기 프로브가 안구의 전방으로 삽입되고 나서 전방 안으로 위치 및 재위치되는 경우에, 상기 OCT 데이터 스트림으로부터의 OCT 데이터를 추출하고 - 상기 OCT 데이터는 프로브가 재위치되는 때에 업데이트됨 -;
    상기 OCT 데이터로부터, 프로브가 재위치되는 때에 표적 위치 또는 인접한 조직 중 적어도 하나에 대해 상대적인 프로브의 적어도 하나의 위치를 결정하고 - 상기 표적 위치는 안구의 섬유주 또는 슐렘관 중 적어도 하나 상에 있거나 안구의 섬유주 또는 슐렘관 중 적어도 하나에 근접함 -;
    결정된 적어도 하나의 위치에 기초하여, 상기 프로브의 원위 부분이 상기 안구의 섬유주에 접촉하고 상기 프로브 축이 상기 표적 위치를 향하여 연장되도록 상기 프로브의 재위치에 대한 정보를 상기 관찰 장치 상에 표시하고 - 상기 OCT 데이터는 프로브가 재위치되는 때에 업데이트됨 -;
    상기 OCT 데이터로부터, 상기 프로브의 원위 부분이 상기 안구의 섬유주를 접촉하고 상기 프로브 축이 상기 표적 위치를 향하여 연장되도록 상기 프로브가 위치된다는 것을 결정하고;
    상기 프로브가 상기 안구의 섬유주에 접촉하고 상기 프로브 축이 상기 표적 위치를 향하여 연장하는 경우에 상기 프로브로부터, 상기 안구의 섬유주의, 상기 안구의 주변세관 섬유주의, 그리고 상기 안구의 슐렘관의 내벽의 광 제거를 거쳐 제1 채널이 형성되면 제1 채널을 나타내는 OCT 데이터를 수신하고 - 상기 OCT 데이터는 상기 제1 채널이 형성되는 때에 업데이트됨 -;
    상기 OCT 데이터로부터, 상기 제1 채널이 상기 안구의 슐렘관의 내벽을 통해 연장되었다는 것을 결정하고;
    상기 제1 채널이 상기 안구의 슐렘관의 내벽을 통해 연장되었다는 지시를 제공하도록 구성되는, 안구의 녹내장 치료를 위한 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 프로브 축이 상기 안구의 슐렘관 또는 섬유주 중 적어도 하나를 향하여 연장되고 상기 안구의 슐렘관 또는 섬유주 중 적어도 하나 상의 또는 안구의 슐렘관 또는 섬유주 중 적어도 하나에 근접한 표적 위치와 상이한 제2 위치를 향하여 지향되도록, 상기 관찰 장치 상에 상기 프로브의 재위치에 대한 OCT 데이터를 표시하고 - 상기 OCT 데이터는 상기 프로브가 재위치되는 때에 업데이트됨 -;
    상기 OCT 데이터로부터, 상기 프로브의 원위 부분이 상기 안구의 섬유주를 접촉하고 상기 프로브 축이 상기 제2 위치를 향하여 연장되도록 상기 프로브가 위치된다는 것을 결정하고;
    상기 프로브가 상기 안구의 섬유주에 접촉하고 상기 프로브 축이 상기 제2 위치를 향하여 연장하는 경우에 상기 프로브로부터, 상기 안구의 섬유주의, 상기 안구의 주변세관 섬유주의, 그리고 상기 안구의 슐렘관의 내벽의 광 제거를 거쳐 제2 채널이 형성되면 제2 채널을 나타내는 OCT 데이터를 수신하고 - 상기 OCT 데이터는 상기 제2 채널이 형성되는 때에 업데이트됨 -;
    상기 OCT 데이터로부터, 상기 제2 채널이 상기 안구의 슐렘관의 내벽을 통해 연장되었다는 것을 결정하고;
    상기 제2 채널이 상기 안구의 슐렘관의 내벽을 통해 연장되었다는 지시를 제공하도록 더 구성되는, 안구의 녹내장 치료를 위한 시스템.
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