(57)【要約】  レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムは、角膜輪部の手術画像を、事前に取得した角膜輪部の診断画像とアラインメントがとられるようにし、その上に重ねるステップを含む。手術画像はある程度の透明性で表示され、角膜輪部中心の周囲で回転させることができる。診断画像と手術画像との間のアラインメント角度を特定するための表示を生成するために、様々な種類の色、マーカ、コントラスト、及び背景を使用してもよい。
2019514569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術のための患者のアイレジストレーションの方法であって、
眼科手術を受ける患者の眼の角膜輪部を含む手術画像を取得するステップと、
前記手術画像を、角膜輪部を含む診断画像に重ねるステップであって、前記診断画像は前記患者の眼から事前に取得されているステップと、
前記手術画像の第一の角膜輪部中心と前記診断画像の第二の角膜輪部中心とのアラインメントをとるステップと、
前記第一の角膜輪部中心の周囲である角度範囲にわたり回転させた前記手術画像を表示するステップと、を含み、前記手術画像は透明性を有し、それによって前記角度範囲の少なくとも一部において、前記手術画像と前記診断画像を同時に見ることができ、前記角度範囲は、前記手術画像と前記診断画像のそれぞれ前記第一の角膜輪部中心と前記第二の角膜輪部中心に関する回旋アラインメントがとられる、前記手術画像のためのアラインメント角度を含む方法。
【請求項２】
前記手術画像と前記診断画像は、前記患者の眼の虹彩の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記手術画像と前記診断画像はどちらも、それぞれ前記患者の眼の虹彩に関する共通の位置において少なくとも１つの同一のマーカを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マーカは虹彩の代わりに均一な背景の上に表示される虹彩の虹彩構造の表示である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記手術画像の第一のマーカは第一の色を有し、前記診断画像の第二のマーカは第二の色を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記マーカは中空形状である、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記中空形状は多角形及び楕円の少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記手術画像を表示するステップは、
ステップ角度を示す使用者の入力に応答して、回転ステップ角度にわたり前記第一の角膜輪部中心の周囲で漸増的に回転させた前記手術画像を表示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アラインメント角度を明示する使用者の入力を受信するステップと、
前記第一の角膜輪部中心の周囲で前記アラインメント角度だけ回転させた前記手術画像を表示するステップと、
前記手術画像の前記透明性を低い透明性から高い透明性に変化させるステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
表示される透明性、
高い透明性から低い透明性までの透明性の範囲、
前記透明性の範囲内のステップ透明性、
前記手術画像の第一の色、
前記診断画像の第二の色、
マーカの数、
マーカの種類、
マーカの位置、
虹彩のコントラスト、
虹彩の表示部分、
前記角度範囲、及び
前記角度範囲内のステップ角度
のうちの少なくとも１つを選択するために使用者の入力を受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
眼科手術のための患者のアイレジストレーション用画像処理システムであって、
プロセッサであって、前記プロセッサにより、
眼科手術を受ける患者の眼の角膜輪部を含む手術画像を取得し、
前記手術画像を、角膜輪部を含む診断画像に重ね、前記診断画像は前記患者の眼から事前に取得されており、
前記手術画像の第一の角膜輪部中心と前記診断画像の第二の角膜輪部中心とのアラインメントをとり、
前記第一の角膜輪部中心の周囲である角度範囲にわたり回転させた前記手術画像を表示し、前記手術画像は透明性を有し、それによって前記角度範囲の少なくとも一部において、前記手術画像と前記診断画像を同時に見ることができ、前記角度範囲は、前記手術画像と前記診断画像のそれぞれ前記第一の角膜輪部中心と前記第二の角膜輪部中心に関する回旋アラインメントがとられる、前記手術画像のためのアラインメント角度を含む
ようにするために実行可能な命令を記憶するメモリ媒体にアクセス可能なプロセッサを含む画像処理システム。
【請求項１２】
前記手術画像と前記診断画像は、前記患者の眼の虹彩の少なくとも一部を含む、請求項１１に記載の画像処理システム。
【請求項１３】
前記手術画像と前記診断画像はどちらも、それぞれ前記患者の眼の虹彩に関する共通の位置において少なくとも１つの同一のマーカを含む、請求項１１に記載の画像処理システム。
【請求項１４】
前記マーカは虹彩の代わりに均一な背景の上に表示される虹彩の虹彩構造の表示である、請求項１３に記載の画像処理システム。
【請求項１５】
前記手術画像の第一のマーカは第一の色を有し、前記診断画像の第二のマーカは第二の色を有する、請求項１３に画像処理システム。
【請求項１６】
前記マーカは中空形状である、請求項１３に記載の画像処理システム。
【請求項１７】
前記中空形状は多角形及び楕円の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の画像処理システム。
【請求項１８】
前記手術画像を表示する前記命令は、
ステップ角度を示す使用者の入力に応答して、回転ステップ角度にわたり前記第一の角膜輪部中心の周囲で漸増的に回転させた前記手術画像を表示するための命令をさらに含む、請求項１１に記載の画像処理システム。
【請求項１９】
前記アラインメント角度を明示する使用者の入力を受信し、
前記第一の角膜輪部中心の周囲で前記アラインメント角度だけ回転させた前記手術画像を表示し、
前記手術画像の前記透明性を低い透明性から高い透明性に変化させる、
ための命令をさらに含む、請求項１１に記載の画像処理システム。
【請求項２０】
表示される透明性、
高い透明性から低い透明性までの透明性の範囲、
前記透明性の範囲内のステップ透明性、
前記手術画像の第一の色、
前記診断画像の第二の色、
マーカの数、
マーカの種類、
マーカの位置、
虹彩のコントラスト、
虹彩の表示部分、
前記角度範囲、及び
前記角度範囲内のステップ角度
のうちの少なくとも１つを選択するために使用者の入力を受信するための命令をさらに含む、請求項１１に記載の画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は眼科手術に関し、より詳しくは、レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科において、眼への手術、すなわち眼科手術により、年間数万人の患者の視力が保持され、改善されている。しかしながら、視力は眼の小さな変化によっても影響を受けることと多くの眼構造の微細で繊細な性質から、眼科手術は施行が難しく、ちょっとした、若しくは稀な外科的誤りを減らしたり、手術手技の精度をわずかに高めたりすることで、術後の患者の視力には劇的な差が出る可能性がある。
【０００３】
眼科手術は、眼及び付属の視覚構造に施行される。より詳しくは、様々なタイプのレーザアブレーション手術（又は単純に「レーザ手術」）が、臨床治療の目的のために眼内の角膜、水晶体、又はその他の構造に施行されてもよい。典型的に、レーザ手術の前に、眼を特徴付けるため、具体的な治療位置を特定するため、その他の用途のために眼の診断画像を取得する。その後、外科用レーザシステムを使って眼にレーザ手術を開始する際、手術の当初ステップは、患者が本人であることを確認し、眼を診断画像と相関させるためのアイレジストレーションである。典型的な外科用レーザシステムは、診断画像をレジストレーションのために取得している眼の手術画像と並べて表示する。レジストレーション中、外科医又はその他の医療スタッフは、相互に並べて表示された２枚の画像、すなわち診断画像と手術画像を使って眼の高精度の回転アラインメントをとることが難しい、又は時間がかかると認識する場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様において、開示の方法は眼科手術のための患者のアイレジストレーションのためのものである。方法は、眼科手術を受ける患者の眼の角膜輪部を含む手術画像を取得するステップと、手術画像を、角膜輪部を含む診断画像に重ねるステップと、を含み、診断画像は患者の眼から事前に取得されている。方法はまた、手術画像の第一の角膜輪部中心と診断画像の第二の角膜輪部中心とのアラインメントがとられるようにするステップと、第一の角膜輪部中心の周囲である角度範囲にわたり回転させた手術画像を表示するステップと、を含んでもよい。方法において、手術画像は透明性を有していてもよく、それによってその角度範囲の少なくとも一部において、手術画像と診断画像を同時に見ることができる。方法において、角度範囲は、手術画像と診断画像のそれぞれ第一の角膜輪部中心と第二の角膜輪部中心に関する回旋アラインメントがとられる手術画像のためのアラインメント角度を含んでもよい。
【０００５】
方法の開示された実施形態の何れにおいても、手術画像と診断画像は、患者の眼の虹彩の少なくとも一部を含んでもよい。
【０００６】
方法の開示された実施形態の何れにおいても、手術画像と診断画像はどちらも、それぞれ患者の眼の虹彩に関する共通の位置において少なくとも１つの同一のマーカを含んでもよい。方法において、マーカは虹彩の代わりに均一な背景の上に表示される虹彩の虹彩構造の表示であってもよい。方法において、手術画像の第一のマーカは第一の色を有し、診断画像の第二のマーカは第二の色を有する。方法において、マーカはホロウ形状であってもよい。方法において、ホロウ形状は多角形及び楕円の少なくとも１つを含んでもよい。
【０００７】
方法の開示された実施形態の何れにおいても、手術画像を表示するステップは、ステップ角度を示す使用者の入力に応答して、回転ステップ角度にわたり第一の角膜輪部中心の周囲で漸増的に回転させた手術画像を表示するステップをさらに含んでもよい。
【０００８】
開示された実施形態の何れにおいても、方法は、アラインメント角度を明示する使用者の入力を受信するステップと、第一の角膜輪部中心の周囲でアラインメント角度だけ回転させた手術画像を表示するステップと、手術画像の透明性を低い透明性から高い透明性に変化させるステップと、をさらに含んでもよい。
【０００９】
開示されている実施形態の何れにおいても、方法は、使用者の入力を受信して、表示される透明性、高い透明性から低い透明性までの透明性の範囲、透明性の範囲内のステップ透明性、手術画像の第一の色、診断画像の第二の色、マーカの数、マーカの種類、マーカの位置、虹彩のコントラスト、虹彩の表示部分、角度範囲、及び角度範囲内のステップ角度のうちの少なくとも１つを選択するステップをさらに含んでもよい。
【００１０】
開示されている他の態様は、眼科手術のために患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像を形成する画像処理システムを含み、この画像処理システムは、方法又はその何れかの部分を行うためにプロセッサにより実行可能な命令を記憶するメモリ媒体にアクセスできるプロセッサを含む。さらに開示される態様は、網膜硝子体界面における膜を特徴付けるための非一時的なメモリ媒体を含む製造品を含み、メモリ媒体は方法又はその何れかの部分を行うためにプロセッサにより実行可能な命令を記憶する。
【００１１】
本発明並びにその特徴及び利点をよりよく理解するために、ここで、下記のような添付の図面と共に以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ−１Ｂ】図１Ａ及び１Ｂは、虹彩を示している、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態を示す。
【図２Ａ−２Ｃ】図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、虹彩マーカを使用する、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態を示す。
【図３Ａ−３Ｃ】図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃは、虹彩マーカ及び形状マーカを使用する、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態を示す。
【図４】図４は、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成のための画像処理システムの実施形態のうち選択された要素のブロック図である。
【図５】図５は、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法のうち選択された要素のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明の中で、開示の主旨を説明しやすくするために例として詳細事項が記載されている。しかしながら、当業者にとっては、開示の実施形態は例示的であり、考えうるすべての実施形態を網羅しているわけではないことが明らかであろう。
【００１４】
本明細書において、参照番号のハイフンで結ばれた形態はある要素の特定の例を指しており、参照番号のハイフンで結ばれていない形態は集合的な要素を指す。それゆえ、例えば装置「１２−１」は、まとめて装置「１２」として示されてもよいある装置の分類の一例を指し、そのうちの何れの１つも概して装置「１２」と呼ばれてもよい。
【００１５】
前述のように、患者のアイレジストレーションは、各種の眼科手術中の当初ステップとして実行される。特に、角膜又は水晶体のレーザ手術の場合、診断中に眼の角膜輪部の画像が取得されてもよく、これは「診断画像」と呼ばれる。診断画像は、取得された他のデータや測定値と共に、眼の治療計画、例えばレーザ手術のための手術計画を特定するために使用されてもよい。患者がレーザ手術のために準備され、レーザ手術システム内に位置付けられると、角膜輪部を含む患者の眼の「手術画像」が取得され、アイレジストレーションに使用される。手術画像を使用したレジストレーションは、患者本人を特定し、正しい眼がレーザ手術を受けていることを確認するために役立つ。
【００１６】
それに加えて、眼の回旋がある程度生じる場合があるため、レジストレーションは診断画像に関する眼の高精度の回転アラインメントをさらに含んでもよい。患者を回転させる能力は限られている場合があるため、アラインメント角度が外科用レーザシステムにより特定されてもよく、これは診断画像と手術画像との間のわずかな回転（角度）オフセットを表す。すると、アラインメント角度は外科用レーザシステムにより記録され、それに応じて眼に対するレーザ作業を回転的にずらすために使用されてもよい。アラインメント角度は一般に、角膜輪部の幾何学中心である回旋点の周囲で測定され、これは、瞳孔の大きさの変化に伴って変化しうる瞳孔中心より安定した回転アラインメント点を提供する。画像の各々の中で瞳孔径がだいたい同等であるかぎり、角膜輪部もまた安定した円形構造を提供し、これは診断画像の手術画像への高精度のスケーリングアラインメントのために、たとえ２つの画像の大きさ、解像度、色、及び使用される光の波長、その他の態様が異なっていても使用できる。
【００１７】
眼の高精度の回転アラインメントは、レーザ手術のための手術計画を適正に実行するのに極めて重要であるため、外科医又はその他の手術スタッフは典型的に、特定されたアラインメント角度が高い正確さを有することを検証する。それゆえ、アラインメント角度のチェックと確認は、レーザ手術のためのアイレジストレーション中の重要な作業を表す場合がある。
【００１８】
従来の外科用レーザシステムは典型的に、外科医又はその他の手術スタッフであることの多い外科用レーザシステムのオペレータが見るディスプレイスクリーン上に診断画像を手術画像と並べて提供するようになされている。手術画像は、顕微鏡光学系と、外科用レーザシステムと共に含まれるカメラを使って取得されてもよい。しかしながら、角度画像と手術画像との間のアラインメント角度は、２つの画像が相互に並べて表示されていると難しく、時間がかかる場合があり、これは、このような配置は人が目で見て解釈するには困難な場合があるからである。それゆえ、従来の外科用レーザシステムに見られるような横並びの配置では、このようにして特定されたアラインメント角度の全体的な正確さが限定される場合があり、これは、それによって手術計画を実行する際のエラーの潜在的原因となるため、望ましくない。
【００１９】
本明細書でさらに詳しく説明するように、本開示の発明者は、レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムを提供している。レジストレーション中に診断画像を手術画像と並べて提示する代わりに、本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムは、診断画像の上に手術画像を重ねたものからなる１枚のオーバレイ画像として２枚の画像を表示してもよい。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムはさらに、低い透明性から高い透明性へと可変的な手術画像の透明性を提供してもよい。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法及びシステムは、診断画像と手術画像のアラインメントを、それぞれの画像の中の角膜輪部に基づいてとってもよく、手術画像を診断画像に関して、角膜輪部中心の周囲で回転させることを可能にしてもよい。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法及びシステムはまた、角膜輪部中心の周囲で下にある診断画像に関して回転させた手術画像を表示することも可能にしてよい。例えば、手術画像は、回転の個々のステップ角度ごとの個々のフレームを用いて作ったビデオループ等により、アラインメント角度を含む角度範囲について回転させて、人の視認によりアラインメント角度をより正確かつ高精度に特定できるようにしてもよい。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムはさらにまた、眼に固有の虹彩構造等、眼内の特定の構造を示すマーカを提供してもよい。多角形又は楕円等、他の幾何学的マーカが使用されてもよい。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムにより、使用者がアラインメント角度の特定と検証のために柔軟でカスタム化可能なディスプレイのための各種の特徴を選択し、構成できるようになりうる。本明細書で開示される患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法及びシステムは、外科用レーザシステムと共に含められる、又はそれと共に動作する画像処理システムを使って実装されてもよい。
【００２０】
ここで図面を参照すると、図１Ａ及び１Ｂは、虹彩を示す、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態を示している。図１Ａ及び１Ｂにおいて、オーバレイ画像は診断画像（下側又は背後画像）を含み、その上に手術画像（上側又は前画像）が重ねられ、それぞれの画像の角膜中心でアラインメントがとられている。図１Ａ及び１Ｂにおいて、虹彩構造のほか瞳孔の実質的に全部が診断画像と手術画像の両方に示されており、瞳孔は手術画像と比較して診断画像において若干大きい。図のように、図１Ａは回転アラインメントがわずかにずれている第一のオーバレイ画像を示しており、図１Ｂは、虹彩構造の鮮鋭さの改善が見えることにより証明されているように、より高精度にアラインメントがとられた第二のオーバレイ画像を示している。図１Ｂでは、特に図１Ａと比較して、虹彩構造の透明さにおいてより鮮鋭なアラインメントが見える。したがって、図１Ｂに示されている画像は、診断画像と手術画像との間の角膜輪部中心の周囲で回旋させるための最適なアラインメントを表している場合があり、アラインメント角度は、図１Ｂにおいて適用された既知の角度オフセットから特定又は推定されてもよい。
【００２１】
図のように、図１Ａ及び１Ｂの画像は、本明細書で開示されているような患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の例を表す。したがって、図１Ａ及び図１Ｂに示されているオーバレイ画像は、本明細書に記載されているように様々な方法と技術で表示されてよい。図１Ａ及び図１Ｂに示されているオーバレイ画像は画像処理システム（図４参照）を使って生成され、表示されてもよいため、診断画像と手術画像はどちらもデジタル画像として処理され、表示されてもよく、それによって様々な種類の操作が可能となる。例えば、使用者の入力は、表示される実際の角度オフセットを特定するために受信してもよく、それによって使用者は、希望に応じてオフセット角度を「チューニング」することにより、回旋のための最適なアラインメント角度を手動で特定できる。幾つかの実施形態において、使用者の入力は、迅速な双方向手動回転のために、回転ステップ角度を特定するために受信してもよい。図面には静止画像しか表示できないが、診断画像に関する手術画像のオフセット角度を変化させることにより、図１Ａ及び１Ｂに示される画像の動画又はアニメーション画像を生成してもよいことがわかるであろう。各種の実施形態において、オフセット角度は、アラインメント角度又は予想アラインメント角度を含む角膜輪部中心の周囲の角度範囲にわたり変化させてもよい。角度範囲にわたるオフセット角度の表示は、双方向に回転させるループで繰り返されてもよい。このようにすると、使用者は、選択されたアラインメント角度が実際に最適なアラインメント角度であることを、高い確実性、正確さ、及び精度で確認できるようになる場合がある。上述の角度範囲にわたるアニメーションループは、例えば、アラインメント角度が最初のイテレーションで仮に特定されている場合に作動させ、又は繰り返して、例えば生画像データの解像度により限定される、又は外科用レーザシステム若しくは画像処理システムの処理能力により限定される、改善された、又は最適な正確さの回転角度数のアラインメント角度を特定できるようにしてもよい。
【００２２】
さらに留意される点として、診断画像若しくは手術画像又はそれらの両方について、色とコントラストを変化させてもよい（図示せず）。例えば、診断画像は第一の色であってもよく、手術画像は第二の色であってもよい。両方の画像のアラインメントがとられると、結果として得られる画像はしたがって、第一の色と第二の色の組合せである第三の色として見える場合がある。
【００２３】
本明細書に記載されているように、他の種類の表示も生成されてよい。例えば、重ねられた手術画像の透明性は、低い透明性（ほとんど、又は完全に不透明）と高い透明性（ほとんど、又は完全に透明）との間で変化させてもよい（図示せず）。手術画像の透明性は、使用者が手動で、例えば透明性を明示する使用者の入力により変化させてもよい。アニメーションとして、手術画像の透明性は低い透明性から高い透明性へと自動的に変化させてもよい。使用者は、アニメーションの速度のほか、それぞれ低い透明性と高い透明性に対応する透明性レベルを特定できてもよい。このようにして、アニメーションは診断画像から手術画像へと、２つの画像間のオフセット角度を変化させずに移行させて、ディスプレイの出力の中でアラインメントがずれている特徴を使用者に対してより明確に示すことによって、アラインメント角度を高い精度と正確さで特定できる別のビューを提供してもよい。本明細書で開示されるオーバレイ画像形成のための他の技術と同様に、透明性アニメーションによって、様々な種類のオーバレイ表示において最善のアラインメントがとられているように見える最適なアラインメント角度の特定が可能となる場合がある。
【００２４】
さらにまた、続きの図面に示されているように、明瞭さと視覚的な単純さのために、角膜輪部内の画像全体ではなくオーバレイ画像の特定の部分をソリッド領域でマスク又はカバーしてもよい。各種のマーカがオーバレイ画像の中で使用されてもよく、これは例えば、限定ではないが、特定の虹彩構造を示す虹彩マーカ及び多角形又は楕円等の幾何学マーカであり、これらはアラインメントをよりよく認識できるようにホロウマーカであってもよい。マーカの数、種類、位置、大きさ、その他の特徴は、使用者が選択可能であってもよい。マーカは、照明、明るさ、コントラスト、又はその他の光学的画像特性が異なる領域等の光学マーカを含んでもよい。
【００２５】
ここで図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃを参照すると、虹彩マーカ２０４を使って虹彩を示す患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態が示されている。虹彩マーカ２０４は、眼の虹彩の中の特定の特徴（図１Ａ及び２Ｂ参照）を示していてもよい。図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃにおいて、角膜輪部に関するオーバレイ画像が示され、それはそれぞれが手術画像（上側又は前画像）の上に重ねられ、それぞれの画像の角膜輪部中心でアラインメントがとられた診断画像（下側又は背後画像）を示している。図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃにおいて、虹彩の画像は、虹彩マーカ２０４を見る際の光学的透明さを改善するために、均一なリング状の場に置き換えられている。図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃにおいて、第一の瞳孔２０６−１の瞳孔は診断画像のために示され、第二の瞳孔２０６−２は手術画像のために示されており、第一の瞳孔２０６−１は第二の瞳孔２０６−２よりわずかに大きい。留意される点として、他の実施形態では、第一の瞳孔２０６−１及び第二の瞳孔２０６−２は同じ大きさでも異なる大きさでもよく、瞳孔の大きさは、眼への照明を調整することにより変更されてもよい。図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃにおいて、第一のレチクル２０２−１もまた診断画像について示され、第二のレチクル２０２−２が手術画像について示されている。レチクル２０２は、瞳孔２０６の大きさの変化により影響を受けない虹彩輪部中心である共通点を通る。図のように、図２Ａは角膜輪部中心の周囲で７°の角度オフセットを有し、したがって回転アラインメントからずれている第三のオーバレイ画像を示し、図２Ｂは角膜輪部中心の周囲で−７°の角度オフセットを有し、したがって回転アラインメントからずれている第四のオーバレイ画像を示している。レチクル２０２−１を有する診断画像は、垂直及び水平にアラインメントがとられた状態で示されている。図２Ｃは、より高い精度でアラインメントがとられているが、垂直又は水平からのオフセットは３°である第五のオーバレイ画像を示している。
【００２６】
図２Ａにおいて、虹彩マーカ２０４−２は虹彩マーカ２０４−１からずれており、虹彩マーカ２０４が表す虹彩の実際の写真より明瞭に見える場合がある。虹彩マーカ２０４は、同じ画像処理動作を使ってそれぞれの虹彩画像から生成されてもよい。図２Ｂにおいて、虹彩マーカ２０４−２は、図２Ａと比較して虹彩マーカ２０４−１の反対方向にずれている。図２Ｃにおいて、虹彩マーカ２０４はオーバレイ画像の中で高い精度でアラインメントがとられているため、１つのマーカのように見え、レチクル２０２もまた１つのレチクルのように見える。
【００２７】
図１Ａ及び１Ｂと同様に、留意される点として、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示されているオーバレイ画像に様々な種類の変更や技術を利用してよい。幾つかの実施形態において、前述のように、透明性の程度を変化させて虹彩の特定の部分を調和させてもよい。虹彩マーカ２０４は、虹彩マーカ２０４により表される実際の虹彩構造又はその何れかの所望の部分と共に示されてもよい。図示され、又は説明されている画像要素の何れかの色と透明性は、前述のように手動で、又はアニメーションループで自動的に変化されてもよく、色、時間、透明性、その他に関する各種の表示パラメータは使用者が構成する。特に、診断画像のオフセット角度が垂直又は水平からずれている場合、アラインメント角度は図２Ｃに示されているように診断画像の何れかのオフセット角度に関して特定されてもよい。
【００２８】
次に図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃを参照すると、虹彩マーカ２０４と幾何学マーカ３０２を使って虹彩を示す、患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の実施形態。虹彩マーカ２０４は、眼の虹彩における特定の特徴（図１Ａ及び１Ｂ参照）を示していてもよく、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに関して上述したものと同じである。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、角膜輪部のオーバレイ画像が示されており、これはそれぞれ手術画像（上側又は前画像）の上に重ねられ、それぞれの画像の角膜輪部中心でアラインメントがとられた診断画像（下側又は背後画像）を示している。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、虹彩の画像は、虹彩マーカ２０４と幾何学マーカ３０２を見る際の光学的透明さを改善するために、均一なリング状の場に置き換えられている。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、第一の瞳孔２０６−１の瞳孔は診断画像のために示され、第二の瞳孔２０６−２は手術画像のために示されており、第一の瞳孔２０６−１は第二の瞳孔２０６−２よりわずかに大きい。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、第一のレチクル２０２−１もまた診断画像について示され、第二のレチクル２０２−２が手術画像について示されている。レチクル２０２は、瞳孔２０６の大きさの変化により影響を受けない虹彩輪部中心である共通点を通る。図のように、図３Ａは角膜輪部中心の周囲で２°の角度オフセットを有し、したがって回転アラインメントからずれている第六のオーバレイ画像を示し、図３Ｂは角膜輪部中心の周囲で−２°の角度オフセットを有し、したがって回転アラインメントからずれている第七のオーバレイ画像を示している。レチクル２０２−１を有する診断画像は、垂直及び水平にアラインメントがとられた状態で示されている。図３Ｃは、より高い精度でアラインメントがとられているが、垂直又は水平からのオフセットは−３°である第八のオーバレイ画像を示している。
【００２９】
図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、幾何学マーカ３０２は円として示されており、これはより一般的に楕円の特別なケースである。幾何学マーカ３０２はさらにホロウマーカとして示されており、これによってマーカ全体の、及び下にある画像のホロウスペースからの可視部分（ここでは、虹彩マーカ２０４）の、より高精度の、又は正確なアラインメントが可能になる場合がある。図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおいて、幾何学マーカ３０２−１は診断画像の中にあり、幾何学マーカ３０２−２は手術画像の中にある。上で詳しく説明した前の図面と同様に、留意される点として、図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃに示されるオーバレイ画像に、様々な種類の変更と技術が使用されてもよい。
【００３０】
次に図４Ａを参照すると、画像処理システム４００の実施形態のうちの選択された要素を説明するブロック図が示されている。図４に示される実施形態において、画像処理システム４００はプロセッサ４０１を含み、これは共有バス４０２を介して、まとめてメモリ４１０として特定されるメモリ媒体に連結されている。
【００３１】
画像処理システム４００は、図４に示されるように、通信インタフェース４２０をさらに含み、これは画像処理システム４００を外科用レーザシステムと共に含められるネットワーク又は計装バス等の各種の外部エンティティに接続できる。レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成に適した実施形態において、画像処理システム４００は、図４に示されるように、ディスプレイインタフェース４０４を含み、これは共有バス４０２又はその他のバスにつながり、外科用レーザシステムのディスプレイ、外科用顕微鏡の接眼ディスプレイ、又はその他のディスプレイ等の１つ又は複数のディスプレイのための出力ポートを有する。図のように、画像処理システム４００は、外科用レーザシステムに含められたカメラから手術画像を取得するためのカメラインタフェース４０６をさらに含んでもよい。幾つかの実施形態において、カメラインタフェース４０６は、カメラと、レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成に適した光学系を含む。
【００３２】
図４において、メモリ４１０は、永続性不揮発性媒体、固定されたリムーバブル媒体、並びに磁気及び半導体媒体を包含する。メモリ４１０は、命令、データ、又はその両方を記憶するように動作可能である。図のメモリ４１０は、命令セット又はシーケンス、すなわちオペレーティングシステム４１２及びオーバレイ画像処理アプリケーション４１４を含む。オペレーティングシステム（ＯＳ）４１２は、ＵＮＩＸ（登録商標）又はＵＮＩＸ系オペレーティングシステム、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ファミリのオペレータティングシステム、又は他の適当なオペレーティングシステムであってもよい。
【００３３】
各種の実施形態において、画像処理システム４００は異なる種類の機器と統合されてもよい。１つの実施形態において、画像処理システム４００は外科用顕微鏡と統合される。外科用顕微鏡は、外科用レーザシステムの中に統合されてもよい。
【００３４】
画像処理システム４００には、本開示の範囲から逸脱することなく、変更、追加、又は省略を行ってもよい。本明細書に記載されているように、画像処理システム４００の構成部品及び要素は、特定の用途に応じて統合又は分離されてもよい。画像処理システム４００は、幾つかの実施形態において、より多くの、より少ない、又は別の構成要素を使って実装されてもよい。
【００３５】
次に図５を参照すると、本明細書に記載されているようなレーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法５００の実施形態のうち選択された要素のフローチャートがフローチャートの形態で示されている。留意される点として、方法５００の中で説明されている特定の動作は任意選択によるものであってもよく、又は異なる実施形態では順序を変更してもよい。方法５００は、図４におけるオーバレイ画像処理アプリケーション４１４により実行されてもよい。
【００３６】
方法５００は、ステップ５０２で、眼科手術を受ける患者の眼の角膜輪部を含む手術画像を取得することにより開始されてもよい。眼科手術は、レーザ手術であってもよい。ステップ５０４で、手術画像が角膜輪部を含む診断画像の上に重ねられ、診断画像は患者の眼から事前に取得されている。ステップ５０６で、手術画像は、角度範囲にわたり第一の角膜輪部中心の周囲で回転させて表示され、手術画像は透明性を有して、角度範囲内の少なくとも一部について手術画像と診断画像を同時に見ることができ、角度範囲は、手術画像と診断画像をそれぞれ第一の角膜輪部中心と第二の角膜輪部中心に関して回旋アラインメントがとられる手術画像のためのアラインメント角度を含む。ステップ５０８で、アラインメント角度を明示する使用者入力が受け取られる。留意される点として、ステップ５０８は、方法５００の他のステップと共に繰り返されても、反復的に実行されてもよい。ステップ５１０で、手術画像は第一の角膜輪部中心の周囲でアラインメント角度だけ回転されて表示される。ステップ５１２で、手術画像の透明性は低い透明性から高い透明性へと変化させられる。
【００３７】
本明細書で開示されているように、レーザ手術のための患者のアイレジストレーション用オーバレイ画像形成の方法とシステムは、角膜輪部の手術画像を、事前に取得した角膜輪部の診断画像とアラインメントがとられるようにし、その上に重ねるステップを含む。手術画像はある程度の透明性で表示され、角膜輪部中心の周囲で回転させることができる。診断画像と手術画像との間のアラインメント角度を特定するための表示を生成するために、様々な種類の色、マーカ、コントラスト、及び背景を使用してもよい。
【００３８】
上で開示した主旨は、限定的ではなく例示的と考えられるものとし、付属の特許請求の範囲は、本開示の実際の趣旨と範囲に含まれる変更、改良、及びその他の実施形態のすべてをカバーすることが意図される。それゆえ、法により可能な最大限まで、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲及びその等価物を可能な限り最も広く解釈することによって特定され、上述の詳細な説明により制限又は限定されないものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ−２Ｃ】
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【図３Ａ−３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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