(57)【要約】  本開示は、眼科手術中に硝子体可視化装置（「ＶＶＤ」）照明によってもたらされる光毒性をモニタリングするシステムおよび方法を提供する。本システムおよび方法は、光毒性に対応する、網膜に入射した光エネルギーの累積量、ＶＶＤのカッタと網膜との間の距離、および硝子体が除去された領域、またはそれらの任意の組合せを求める。本開示は、眼科手術中にＶＶＤ照明によってもたらされる光毒性をモニタリングし防止する方法をさらに提供する。本方法は、ＶＶＤのカッタと網膜との間の距離を求めることと、複数の光スポットが接触した網膜の焦点領域に基づき、硝子体が除去された場所を求めることとをさらに含むことができる。
2019535488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術中に光毒性をモニタリングするシステムであって、
照明ビームを伝播させるように動作可能な光ファイバに接続された硝子体可視化装置であって、前記照明ビームが網膜上に光スポットをもたらす、硝子体可視化装置と、
手術用顕微鏡と、
前記光スポットを検出し、前記光スポットに関連するデータを生成するように動作可能なデジタルカメラと、
プロセッサであって、
前記デジタルカメラから前記光スポットに関連するデータを受け取り、前記データが、前記光スポットのサイズと、前記光スポットが前記網膜の焦点領域に集束された経過時間と含み、
前記焦点領域に入射した光エネルギーの量を求め、光エネルギーの前記量が前記経過時間に対応し、
複数の焦点領域に入射した光エネルギーの前記量に基づき、前記網膜に入射した光エネルギーの累積量を求め、
光エネルギーの前記累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義される警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断し、
光エネルギーの前記累積量が前記警告閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成し、
前記警告を警告システムに送信する
ように動作可能なプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、前記プロセッサが、制御信号を生成し前記制御デバイスに送信するようにさらに構成され、前記制御信号が、警告が生成された場合に、前記照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、前記プロセッサが、制御信号を生成し前記制御デバイスに送信するようにさらに構成され、前記制御信号が、警告が生成された場合に、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記照明ビームの前記輝度を調整する前に手動確認入力の受取を必要とするようにさらに構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
手動確認用デバイスをさらに備え、前記手動確認用デバイスが、前記照明ビームの輝度の調整の確認を入力するように動作可能である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
調整の前記手動確認用デバイスが、ボタン、スイッチ、キーもしくはジョイスティック、またはそれらの任意の組合せである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記警告システムが、絵画的表現を提示するように動作可能なディスプレイを備え、
前記プロセッサが、警告が生成された場合、前記生成された警告を示すように前記絵画的表現を生成するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記絵画的表現が、前記網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの累積量をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記絵画的表現が、前記網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの増大をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記硝子体可視化装置のカッタと前記網膜との間の距離を求めるようにさらに構成され、前記距離が、前記網膜上の前記光スポットのサイズに関連して求められる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記カッタと前記網膜との間の距離が距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するようにさらに構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記距離が距離閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記絵画的表現が、前記光スポットのサイズの変化をさらに示し、前記変化が、前記カッタと前記網膜との間の新たな距離に対応する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセッサが、
前記光スポットが接触した前記網膜の焦点領域を求め、
前記光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成し、前記焦点領域が、硝子体が除去されたその領域を示す
ようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記絵画的表現が、硝子体が除去された領域をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
眼科手術中に光毒性をモニタリングする方法であって、
照明ビームによってもたらされる複数の光スポットの各々に対するデータを受け取るステップであって、前記データが、前記複数の光スポットのうちの１つの光スポットのサイズと、前記光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間とを含む、ステップと、
対応する前記経過時間に関連して前記焦点領域に入射した光エネルギーの量を求めるステップと、
複数の焦点領域に入射した光エネルギーの前記量に基づき、前記網膜に入射した光エネルギーの累積量を求めるステップと、
前記網膜に入射した光エネルギーの前記累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義された警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップと、
前記網膜に入射した光エネルギーの前記累積量が前記警告閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するステップと、
前記警告を警告システムに送信するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、前記制御信号が、前記照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、前記制御信号が、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御信号を送信するために手動確認が必要であるか否かを判断するステップと、手動確認が受け取られた後にのみ制御信号を送信するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
絵画的表現を生成するステップと、前記絵画的表現を前記警告システムに送信するステップであって、前記警告システムがディスプレイを含む、ステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記絵画的表現を生成するステップが、警告が生成された場合に、生成された前記警告を示すように前記絵画的表現を生成することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記硝子体可視化装置のカッタと前記網膜との間の距離を求めるステップをさらに含み、前記距離が、前記網膜上の前記光スポットのサイズに関連して求められる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記カッタと前記網膜との間の距離が、距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記距離が距離閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
手術処置中に前記光スポットが接触した前記網膜の焦点領域を求めるステップと、
前記絵画的表現に含めるように、前記光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成するステップであって、前記焦点領域が、硝子体が除去された領域を示す、ステップと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、眼科手術および手術機器に関し、より具体的には、硝子体可視化装置（ｖｉｔｒｅｏｕｓ  ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）（「ＶＶＤ」）照明によってもたらされる光毒性をモニタリングするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科手術により、毎年何万人もの患者の視力が守られ、改善される。しかしながら、眼内のわずかな変化に対しても視力が敏感であることと、多くの眼構造の精密かつ繊細な性質とを考慮すると、眼科手術は実施することが困難であり、軽微なもしくはまれな手術ミスであってもそうしたミスの減少、または手術技法の精度のわずかな改善により、手術後の患者の視力に非常に大きい相違をもたらす可能性がある。
【０００３】
眼科手術は、眼または眼の任意の部分に対して実施される手術である。眼科手術は、網膜欠損を修復し、眼筋を修復し、白内障もしくは癌を除去するために、または視力を回復するかもしくは改善するために、定期的に実施される。いくつかの手術処置、たとえば、網膜剥離の修復では、後続する処置を実施することができる前に硝子体切除術が必要である場合がある。硝子体切除術は、眼内から硝子体が除去される手術処置である。硝子体は、網膜を適所に保持する透明なゲル状物質である。いくつかの手術処置では、執刀医は、網膜または他の内部構造へのアクセスを可能にするために、硝子体を除去する必要がある場合がある。こうした処置では、硝子体切除術と呼ばれる処置において、硝子体を切断し眼内から吸引することができる。
【０００４】
硝子体切除術では、執刀医は、眼内に小型の手術器具を挿入する。こうした器具は、多くの場合、切断器具、一般光源および注入カニューレを含む。切断器具は、硝子体カッタと切断された硝子体の部分を除去する吸引器とを含む、硝子体可視化装置（ＶＶＤ）であり得る。ＶＶＤは、光ファイバに接続することができる。光ファイバは、多くの場合レーザである、ＶＶＤ光源と呼ばれる高輝度光源によって生成される、高輝度照明ビームを伝播させる。この光源は、硝子体カッタに直接照明を提供し、それにより、透明な硝子体内でカッタを正確に操作することができる。一般光源は、ＶＶＤ光源によって生成される照明ビームと比較して著しく低い輝度である基本照明を眼内に提供する。注入カニューレは、吸引される硝子体に置き換わるように水、油または気体を眼に投与するために使用される細いチューブである。この注入により、眼は処置中にその容積を維持することができ、それにより、つぶれることも変形することもない。硝子体切除術を実施するとき、手術で使用される光源によってもたらされる光毒性の患者のリスクをモニタリングすることが重要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、眼科手術中に光毒性をモニタリングするシステムを提供する。本システムは、照明ビームを伝播させるように動作可能な光ファイバに接続された硝子体可視化装置であって、照明ビームが網膜上に光スポットをもたらす、硝子体可視化装置と、手術用顕微鏡と、光スポットを検出し、光スポットに関連するデータを生成するように動作可能なデジタルカメラと、デジタルカメラから光スポットに関連するデータを受け取り、データが、光スポットのサイズと、光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間とを含み、焦点領域に入射した光エネルギーの量を求め、光エネルギーの量が経過時間に対応し、複数の焦点領域に入射した光エネルギーの量に基づき、網膜に入射した光エネルギーの累積量を求め、光エネルギーの累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義される警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断し、光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超える場合に警告を生成し、警告を警告システムに送信するように動作可能なプロセッサを含む。
【０００６】
明白に排他的でない限り互いに組み合わせることができるさらなる実施形態では、システムは、硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、プロセッサは、制御信号を生成し制御デバイスに送信するようにさらに構成され、制御信号は、警告が生成された場合に、照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能であり；システムは、硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、プロセッサは、制御信号を生成し制御デバイスに送信するようにさらに構成され、制御信号は、警告が生成された場合に、照明ビームの輝度を調整するように動作可能であり；プロセッサは、照明ビームの輝度を調整する前に手動確認入力の受取を必要とするようにさらに構成されており；システムは、手動確認用デバイスをさらに備え、手動確認用デバイスは、照明ビームの輝度の調整の確認を入力するように動作可能であり；調整の手動確認用デバイスは、ボタン、スイッチ、キーもしくはジョイスティック、またはそれらの任意の組合せであり；警告システムは、絵画的表現を提示するように動作可能なディスプレイを備え、プロセッサは、警告が生成された場合、生成された警告を示すように絵画的表現を生成するようにさらに構成されており；絵画的表現は、網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの累積量をさらに示し；絵画的表現は、網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの増大をさらに示し；プロセッサは、硝子体可視化装置のカッタと網膜との間の距離を求めるようにさらに構成され、距離は、網膜上の光スポットのサイズに関連して求められ；プロセッサは、カッタと網膜との間の距離が距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するようにさらに構成されており；プロセッサは、距離が距離閾値を満たすかまたは超える場合に警告を生成するようにさらに構成されており；絵画的表現は、光スポットのサイズの変化をさらに示し、変化は、カッタと網膜との間の新たな距離に対応し、プロセッサは、光スポットが接触した網膜の焦点領域を求め、光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成するようにさらに構成されており、焦点領域は、硝子体が除去されたその領域を示し；絵画的表現は、硝子体が除去された領域をさらに示す。
【０００７】
本開示は、眼科手術中に光毒性をモニタリングする方法をさらに提供する。本方法は、照明ビームによってもたらされる複数の光スポットの各々に対するデータを受け取るステップであって、データが、複数の光スポットのうちの１つの光スポットのサイズと、光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間とを含む、ステップと、対応する経過時間に関連して焦点領域に入射した光エネルギーの量を求めるステップと、複数の焦点領域に入射した光エネルギーの量に基づき、網膜に入射した光エネルギーの累積量を求めるステップと、網膜に入射した光エネルギーの累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義された警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップと、網膜に入射した光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超える場合に警告を生成するステップと、警告を警告システムに送信するステップとを含む。
【０００８】
明白に排他的でない限り互いに組み合わせることができるさらなる実施形態では、本方法は、警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、制御信号は、照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能であり；本方法は、警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、制御信号は、照明ビームの輝度を調整するように動作可能であり；本方法は、制御信号を送信するために手動確認が必要であるか否かを判断するステップと、手動確認が受け取られた後にのみ制御信号を送信するステップをさらに含み；本方法は、絵画的表現を生成するステップと、絵画的表現を警告システムに送信するステップとをさらに含み；絵画的表現を生成するステップは、警告が生成された場合に、生成された警告を示すように絵画的表現を生成することをさらに含み；本方法は、硝子体可視化装置のカッタと網膜との間の距離を求めるステップをさらに含み、距離は、網膜上の光スポットのサイズに関連して求められ；本方法は、カッタと網膜との間の距離が、距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップをさらに含み；本方法は、距離が距離閾値を満たすかまたは超える場合に警告を生成するステップをさらに含み；本方法は、手術処置中に光スポットが接触した網膜の焦点領域を求めるステップと、光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成するステップであって、焦点領域が、硝子体が除去された領域を示す、ステップとをさらに含む。
【０００９】
上記システムは、上記方法とともに使用することができ、その逆も可能である。さらに、本明細書に記載する任意のシステムを本明細書に記載する任意の方法とともに使用することができ、その逆も可能である。
【００１０】
本発明ならびにその特徴および利点がより完全に理解されるために、ここで、添付図面とともに以下の説明を参照する。図面は正確な尺度ではなく、図面では同様の数字は同様の特徴を指している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性をモニタリングするシステムの概略図である。
【図２】硝子体切除術中に眼に挿入された手術器具の概略図である。
【図３】硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性を示す絵画的表現である。
【図４】硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性をモニタリングする方法のフローチャートである。
【図５】硝子体カッタと網膜との間の距離を求める方法のフローチャートである。
【図６】硝子体可視化装置の照明ビームが接触した焦点領域に基づき、硝子体が除去された領域を求める方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明では、開示する主題の考察を容易にするために例として詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、開示する実施形態が、あり得るすべての実施形態の網羅的ではなく例示的なものであることが明らかなはずである。
【００１３】
本開示は、眼科手術中に硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性をモニタリングするシステムおよび方法を提供する。本システムおよび方法は、硝子体可視化装置（「ＶＶＤ」）の照明ビームによってもたらされる複数の光スポットの各々に関連するデータを処理して、（１）処置を通して網膜に入射した光エネルギーの累積量、および、光エネルギーの累積量が光毒性の最大曝露限界に近いか否かと、（２）網膜とＶＶＤの硝子体カッタとの間の距離と、（３）処置中に照明ビームが接触した焦点領域に基づく、硝子体が除去された領域とを求めることにより、光毒性をモニタリングする。
【００１４】
眼科手術では、執刀医は、網膜等、眼の後部（概して水晶体の後方の領域）に向かう構造にアクセスする必要がある場合がある。網膜は、光に対する感受性が高い光受容細胞を含む、眼の後部にある組織の薄層である。これらの細胞は、視神経を通って脳に進む神経インパルスを引き起こす。一般に、網膜は、水晶体が集束させた光を受け取り、その光を、脳に送られる神経信号に変換し、視覚認識を可能にする。硝子体は、（眼の正面に向いた）水晶体と（眼の後部に向いた）網膜との間の空間を充填する透明なゲル状物質である。硝子体は、いかなる血管も含まず、大部分、水から構成され、それにより透明かつ無色となる。硝子体は、網膜に直接付着しており、硝子体基底部の近くの周縁領域において最も強力に付着している。硝子体が水晶体と網膜との間の空間を占有するために、いくつかの手術処置では、執刀医は、硝子体を切除してアクセスを確保する必要がある場合がある。硝子体切除術は、硝子体の一部またはすべてが眼内から除去される処置である。
【００１５】
典型的な硝子体切除術では、患者に全身麻酔が投与され、または手術が施される眼に局所麻酔が施され、処置を通して眼を開いたまま保持するために、開瞼器が配置される。執刀医は、その後、眼内に手術器具を挿入することができる。こうした器具は、多くの場合、ＶＶＤ、一般光源および注入カニューレを含む。ＶＶＤは、たとえば、光ファイバが追加されている標準的な空気駆動ギロチン方式硝子体カッタであり得る。光ファイバは、高輝度照明ビームを伝播させ、その光は、ＶＶＤ光源によって生成される。光ファイバはまた、カッタポートを横切りかつそのわずか上方に光のビームを向ける。たとえば、光ファイバは、スーパーコンティニュームレーザに結合することができ、スーパーコンティニュームレーザは、硝子体を適切に照明するために２５μｍコアファイバを通して十分な白色光を提供することができる。しかしながら、光ファイバを通して適切な照明を提供するために十分明るい任意の光源が有効である。
【００１６】
硝子体カッタに取り付けられる光ファイバは、概して、レーザの一部ではないが、いくつかのレーザは光ファイバを組み込むことができる。たとえば、ＶＶＤ光源としてスーパーコンティニュームレーザが使用される場合、レーザは、硝子体カッタに直接接続されていないフォトニック結晶ファイバを組み込む。対照的に、光ファイバは、典型的には、照明コンソールから伸びて、硝子体カッタに直接接続される。
【００１７】
硝子体は、約１％のコラーゲンと９９％の水とからなるため、可視光を用いて容易に観察されない。ユーザが硝子体を観察することができるために、光ファイバは視界を横切って高輝度照明ビームを伝播させる。少量の光がコラーゲン／水界面から散乱し、手術用顕微鏡およびデジタルカメラに向けられる。この照明ビームは、眼に対して著しい量の光エネルギーを与える。大部分の処置において、ユーザは、略常に硝子体カッタを移動させ、めったに固定して保持しないため、照明ビームによってもたらされる光毒性のリスクは低い。しかしながら、ユーザは、ある領域に固定する場合があり、意図せずに、照明ビームがその領域に向けられた状態で、硝子体カッタを固定位置で保持する場合があるか、または、ユーザは、硝子体が残っている領域とは対照的に硝子体が除去された領域を識別することが困難である場合があり、それにより、ユーザは、同じ領域にわたって複数回ビームを向けることになる。こうした状況では、光毒性のリスクが上昇する。
【００１８】
一般に、以下のようにＶＶＤ照明によってもたらされる２つのタイプの光毒性があり、それらはともに、網膜の光感受性細胞に損傷を与える可能性がある。すなわち、（１）網膜に入射した光エネルギーの累積量に直接関連する温度の上昇によってもたらされる全体照明の熱的ハザード、ならびに（２）光スペクトルのＵＶ部分および青色部分における波長によって生成される直接的な光化学的損傷である無水晶体眼ハザードである。
【００１９】
全体照明の熱的ハザードは、単位面積あたりの網膜に入射した光エネルギーの累積量に関連する。光エネルギーにより、眼内の温度が上昇する。光パワーが十分に高い場合、エネルギーは、眼内の熱拡散プロセスが放散させることができるより高速に堆積し、それにより温度が危険なレベルまで上昇する。この温度の上昇により、網膜および眼の他の内部構造に永久的な損傷が与えられる可能性がある。全体照明の熱的ハザードは、短期間に、たとえば、光スポットにおいて光エネルギーが蓄積する数秒間以内に発生する可能性がある。
【００２０】
対照的に、無水晶体眼ハザードは、眼に毒性である光のいくつかの波長によって生成される直接的な光化学的損傷である。光のこれらの波長は、概して、スペクトルのＵＶ部分から青色部分にある。約３００ｎｍのＵＶ領域において著しい毒性が観察され、ＵＶスペクトル領域および青色スペクトル領域を通して毒性は低下し、約５００ｎｍで比較的わずかになる。典型的な状況では、水晶体および眼の他の構造は、こうした波長をフィルタリングし、こうした波長から網膜を保護する。しかしながら、硝子体切除術では、ＶＶＤが水晶体の後方に挿入され、透明な硝子体のみが網膜から照明ビームを分離するため、網膜はこれらの波長に容易に曝露される。
【００２１】
無水晶体眼ハザードに対する最大曝露限界は、光ファイバまたはレーザの放射束（ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ  ｆｌｕｘ）（ｍＷ／ｎｍの単位でのスペクトル）を測定することによって求めることができる。そして、結果として得られる有効な無水晶体眼パワーが光束で割られて正規化された無水晶体眼パワー（ｍＷ／ルーメン）が定義され、それは、本質的に、照明ビームが単位あたりいかに危険であるかの測定値を提供する。ＩＳＯ標準規格ＩＳＯ１５７５２：２０１０（Ｅ）は、光化学的損傷の影響は最大３０分間で蓄積し、そのため、最大曝露限界は、この時間枠にわたる過度な曝露を防止するように設定される。たとえば、正規化された無水晶体眼ハザードは、０．５２ｍｗ／ルーメンであるように測定されており、それは、レーザＶＶＤ光源からの約１０〜１５ルーメン照明ビーム出力に基づき、無水晶体眼ハザードが発生する前に許容可能な約６０秒間の曝露に対応する。
【００２２】
ここで図を参照すると、図１は、硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性をモニタリングするシステム１００である。図示するように、システム１００は、光ファイバ１０６に接続されたＶＶＤ１０５を提供し、光ファイバ１０６は、ＶＶＤ光源によって生成される高輝度照明ビームを伝播させ、照明ビームは、網膜１８２の上に光スポット１１０をもたらす。ＶＶＤはまた、硝子体カッタ１０８および吸引器１０７も含む。システム１００はまた、手術用顕微鏡１２５と、光スポットを検出し光スポットに関連するデータを生成するデジタルカメラ１３０と、警告システムと、プロセッサ１３５とを含む。システムは、注入カニューレ１１５と、光源１２０と、手動確認用デバイス１４５と、ＶＶＤ制御デバイス１５５とをさらに含むことができる。手術用顕微鏡１２５は、任意の好適な顕微鏡、たとえば、光学顕微鏡または電子顕微鏡であり得る。手術用顕微鏡１２５は、独立型顕微鏡であり得るか、または、たとえば、システム１００に組み込むことができ、それにより、手術用顕微鏡の拡大および焦点合せ構成要素はシステム１００に組み込まれる。
【００２３】
図示するように、硝子体切除術では、手術器具ＶＶＤ１０５、注入カニューレ１１５および光源１２０が眼１８０の中に挿入される。デジタルカメラ１３０は、ＶＶＤによってもたらされる複数の光スポットの各々を検出し、複数の光スポットのうちの各光スポットに関連するデータを生成する。生成されるデータは、各光スポットのサイズと、各光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間と、各光スポットが接触した網膜の焦点領域とを含むことができる。
【００２４】
光毒性をモニタリングするために、プロセッサ１３５は、デジタルカメラからこのデータを受け取り、網膜の焦点領域に入射した光エネルギーの量を求める。照明ビームが既知の輝度で操作されているため、焦点領域に入射した光エネルギーの量は、ビームがそのレベルの輝度で焦点領域に集束された経過時間に関連して求めることができる。そして、プロセッサは、複数の焦点領域に入射した光エネルギーの量に基づき、網膜に入射した光エネルギーの累積量を求める。網膜に入射した光エネルギーの累積量は、複数の光スポットのうちの各光スポットから網膜に入射した光エネルギーの量の和として求めることができる。そして、プロセッサは、光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断し、光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超える場合に警告を生成する。そして、プロセッサは、警告システムに警告を送信することができる。
【００２５】
警告システムはディスプレイを含むことができ、プロセッサはまた、絵画的表現も生成し、その絵画的表現を、たとえば、ディスプレイ１５０に送信することができる。ディスプレイ１５０は、複数のディスプレイを含むことができ、画面、ヘッドアップディスプレイまたは組合せであり得る。別法として、生成される警告は、ディスプレイを含まない警告システムに、警告が生成されるときに警告を含む絵画的表現を生成することなく送信することができる。警告システムは、スピーカ、光インジケータ、触覚（ハプティック）フィードバックデバイス、または警告が生成されたことをユーザに示す他のデバイスを含むことができる。
【００２６】
プロセッサ１３５は、ＶＶＤ光源のスペクトルが概して経時的に過度に変化しないため、基準スペクトルを参照して無水晶体眼ハザードを求めるようにさらに構成することができる。プロセッサはまた、相対的に長い処置において無水晶体眼ハザードを低減させるように照明コンソール内に既知のスペクトルフィルタを含める等、無水晶体眼ハザード緩和措置の実施を考慮するようにも構成することができる。
【００２７】
警告閾値は、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義される。各警告閾値は、ユーザが定義することができ、１つまたは複数の警告閾値を使用することができる。たとえば、警告閾値は、最大曝露限界の５０％、７５％および９０％として定義することができ、または、最大曝露限界に達する前に、５０％、２５％または１０％の追加の曝露が許容される。警告閾値はまた、最大曝露限界のパーセンテージに相関する曝露の測定値として定義することも可能である。たとえば、無水晶体眼ハザードに対する最大曝露限界が０．５２ｍｗ／ルーメンである場合、警告閾値は、０．４５ｍｗ／ルーメンで定義することができる。別法として、照明ビームが既知のレベルの輝度で操作されるため、網膜に入射した光エネルギーの量は、処置中に照明ビームが集束された経過時間に関連して求めることができる。したがって、警告閾値および最大曝露限界は、こうした経過時間に関連して定義することができる。たとえば、最大輝度では、警告閾値は４５秒間で定義することができ、無水晶体眼ハザードに対する最大曝露限界は、６０秒間の曝露で定義される。
【００２８】
本明細書に記載する任意の警告は、たとえば、警告が生成されたことをユーザに示す、着色光、明滅光、点滅光、音声、アラーム、ホイッスル、グラフィック、または他の任意の信号の形態であり得る。警告は、リアルタイムに、好ましくは、警告が必要とされると判断されるとすぐに、ユーザに提示することができる。リアルタイムは、１／２秒未満で、１秒未満で、または視覚情報に基づくユーザの通常の反応時間未満で、を意味することができる。
【００２９】
システム１００は、ＶＶＤ制御デバイス１５５をさらに含むことができ、プロセッサ１３５は、警告閾値が満たされるかまたは超えられたとき、照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調整する制御信号を生成するように、さらに構成することができる。制御信号は、ＶＶＤ制御デバイス１５５に送信され、照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調整することにより、光毒性に起因する損傷をさらに防止するのに役立つことができる。システム１００は、制御信号の手動確認を入力するために使用することができる、手動確認用デバイス１４５をさらに含むことができ、プロセッサは、制御信号を生成するかまたは送信する前に手動確認を必要とするようにさらに構成することができる。手動確認が必要とされない場合、システムは、警告閾値が満たされたとき、自動的に照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調整するように構成することができる。照明ビームが自動的に一時停止されるかまたはオフにされる場合、絵画的表現に含まれる警告が、ユーザに対し、照明ビームが一時停止されたかまたはオフにされたことを示すことができる。照明ビームの輝度が調整される場合、別の警告が、ユーザに対し、調整が実施されたことを示すことができる。手動確認が必要である場合、制御信号は、手動確認が受け取られるまで生成されず、または、すでに生成された制御信号は、手動確認が受け取られるまで制御デバイスに送信されない。手動確認用デバイス１４５は、確認を入力することができる、ボタン、スイッチ、キー、ジョイスティックまたは任意のデバイスであり得る。
【００３０】
プロセッサ１３５は、カッタ１０８と網膜１８２との間の距離を求めるようにさらに構成することができる。カッタと網膜との間の距離を求めることは、ユーザが網膜との偶発的な接触を回避するのに役立つ。このような精度の向上により、ユーザは、網膜により近接して硝子体をシェービングすることができる。この距離を求めるために、プロセッサ１３５は、デジタルカメラから、複数の光スポットのうちの各光スポットのサイズを含むデータを受け取る。カッタと網膜との間の距離は、網膜上の光スポットのサイズを参照することにより求めることができ、それは、照明ビームからの光が、網膜上に特徴的な形状である、明確に定義されたスポットを形成するためである。したがって、カッタと網膜との間の距離が大きくなると、光スポットの相対的なサイズは大きくなり、カッタと網膜との間の距離が小さくなると、光スポットは小さくなる。
【００３１】
また、プロセッサ１３５は、カッタと網膜との間の距離が距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断することができる。距離閾値は、ユーザが定義することができ、１つまたは複数の距離閾値を使用することができる。たとえば、距離閾値は、水晶体と網膜との間の距離の５０％、７５％および９０％として定義することができる。距離閾値はまた、ミリメートル、ミクロン（１×１０−６ｍ）、ナノメートル（１×１０−９ｍ）またはピコメートル（１×１０−１２ｍ）等、任意の単位の測定距離によって定義することも可能であり、たとえば、網膜から４ミクロン、または水晶体の後部から２ミクロンである。距離閾値が満たされずかつ超えられない場合、プロセッサは、警告を生成することなくこのプロセスを終了することができる。対照的に、距離閾値が満たされるかまたは超えられる場合、プロセッサは、絵画的表現に含める警告を生成することができる。警告は、ユーザに対し、さらなる移動により網膜との接触が切迫するように、カッタが網膜に対して危険である可能性があるほど近接していることを通知する。この警告は、現動作位置に基づき、カッタの端部に任意の手術用付属品を追加することができるか否かを執刀医に通知するために有用である。
【００３２】
システム１００は、照明ビームが接触する焦点領域に基づき、硝子体が除去された領域を求めるようにさらに構成することができる。硝子体が除去された領域を求めるために、プロセッサ１３５は、光スポットの各々が接触した網膜の集束領域と、照明ビームが各焦点領域に集束された経過時間とを含む、複数の光スポットの各々に対するデータを受け取る。これらの焦点領域は、硝子体が除去された領域を示し、それは、各光スポットが、ＶＶＤのカッタポートを通過する照明ビームによってもたらされ、したがって、カッタが硝子体を切断し吸引した領域に対応するためである。プロセッサは、硝子体が除去された領域を示す絵画的表現に含めるデータを生成することができる。図３は、硝子体が除去された領域に関するデータを含む絵画的表現の例を提供する。具体的には、着色され陰影がつけられた焦点領域３８０が、硝子体が除去された領域を示す。より詳細を提供するために、たとえば、焦点領域３８２より暗いものとして焦点領域３８１が提示されている。このより暗い陰影または色は、焦点領域３８２と比較して、より長い経過時間、焦点領域３８１に光スポットが集束されたことを表し、それは、ユーザに対し、焦点領域３８２と比較して焦点領域３８１においてさらなる切断および吸引が必要であることを示すことができる。
【００３３】
システム１００は、以下の要素のうちの任意のものを個々にまたは任意の組合せで含む絵画的表現を求め生成することができる、すなわち、網膜に入射した光エネルギーの累積量、カッタと網膜との間の距離、および硝子体が除去された領域である。
【００３４】
プロセッサ１３５は、たとえば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または、プログラム命令を解釈しかつ／または実行し、かつ／またはデータを処理するように構成された他の任意のデジタルもしくはアナログ回路を含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１３５は、プログラム命令を解釈しかつ／または実行し、かつ／またはメモリに格納されたデータを処理することができる。メモリは、アプリケーションメモリ、システムメモリ、または両方として、部分的にまたは全体として構成することができる。メモリは、１つまたは複数のメモリモジュールを保持しかつ／または収容するように構成された任意のシステム、デバイスまたは装置を含むことができる。各メモリモジュールは、ある期間、プログラム命令および／またはデータを保持するように構成された任意のシステム、デバイスまたは装置（たとえば、コンピュータ可読媒体）を含むことができる。記載したさまざまなサーバ、電子デバイスまたは他の機械は、関連する機械の機能を実施するプログラム命令を格納し実行する１つまたは複数の同様のこうしたプロセッサまたはメモリを含むことができる。
【００３５】
図２は、硝子体切除術中に眼内に挿入された手術器具の概略図２００である。図示するように、眼１８０は、剥離網膜２０５を有し、それは、眼の後部（角膜１８４および水晶体１８１と反対側）に面している。網膜１８２は、脈絡膜２０６から剥離している。網膜にアクセスするために、硝子体１８５を除去しなければならない。硝子体切除術を実施するために、一般光源１２０、注入カニューレ１１５およびＶＶＤ１０５が、眼内に挿入されている。ＶＶＤ１０５は、光スポット２１０を生成する照明ビームを伝播させる光ファイバ１０６に接続されている。ＶＶＤはまた、吸引器１０７および硝子体カッタ１０８も含む。
【００３６】
図２に示すように、光源１２０は、眼の内側に、光ファイバによって伝播する照明ビームと比較して著しく低い輝度であり、概して光毒性リスクの一因とはならない、基本照明を提供する。対照的に、ＶＶＤに接続された光ファイバは、光毒性の一因となる高輝度照明ビームを伝播させる。光ファイバは、硝子体カッタのカッタポートを横切りかつそのわずかに上方に照明ビームを伝播させる。照明ビームによってもたらされる光スポット２１０は、硝子体が除去された領域の執刀医によるより適切な可視化を可能にする。光スポット２１０は、網膜の焦点領域に集束され、網膜に入射したある量の光エネルギーを与える。光毒性は、網膜に入射した光エネルギーの累積量に直接関連する。光毒性は、眼内に危険な温度変化をもたらす全体照明、または、眼内に直接的な光化学的損傷を引き起こすＵＶ光のいくつかの波長によってもたらされる無硝子体眼ハザードに基づく可能性がある。硝子体は透明であるため、硝子体が残っている場所（さらなる切断および吸引が必要である）から硝子体が除去された場所（さらなる切断および吸引が不要である）を識別することは困難である。
【００３７】
硝子体除去を実施するために、硝子体カッタ１０８は、硝子体を物理的に切断し、吸引器１０７により吸出しを介して除去することができるようにする。硝子体が眼から除去される際、眼の内部容積および内部圧力は流動的であるが、処置中に硝子体が吸引される際、一定の眼圧（ＩＯＰ）を維持するように試みるフィードバックループの一部として、注入ラインが実施される。照明ビームからの光により、網膜上に、特徴的な形状である、明確に定義されたスポットが形成される。したがって、照明ビームによってもたらされる光スポットは、カッタが向けられた焦点領域を示し、また、硝子体が除去された領域も示す。こうした変化により眼がつぶれるかまたは変形するのを防止するために、注入カニューレ１１５は、同時に、吸引される硝子体に置き換わるように眼に水、油または気体を投与する。硝子体が除去されると、執刀医は、網膜および眼の後部の他の構造への著しく改善されたアクセスが可能になる。
【００３８】
図３は、硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性を示す絵画的表現３００であり、この絵画的表現は、ディスプレイ１５０においてユーザに提示される。図示するように、絵画的表現は、網膜３０５上の光スポットのサイズ、光スポットが現焦点領域３１０に集束された経過時間、焦点領域３１６に入射した光エネルギーの量、網膜３１７に入射した光エネルギーの累積量、光毒性警告３５０、手動確認警告３５１、照明ビーム輝度の自動化調整の警告３５２、光スポットサイズ３０８の測定値、カッタと網膜との間の距離３６０、距離閾値３６２、近接警告３６５および照明ビームの輝度３７０に関する情報を提示する。
【００３９】
絵画的表現は、眼１８０、水晶体１８１、剥離網膜２０５、視神経１８３、硝子体１８５を含む。眼内に挿入された手術器具は、一般光源１２０と、注入カニューレ１１５と、硝子体カッタ１０８および吸引器１０７を含むＶＶＤ１０５とを含む。ＶＶＤ１０５に光ファイバ１０６が接続されている。光ファイバ１０６は、ビームの各集束領域において網膜に光スポットをもたらす照明ビームを伝播させる。着色され陰影がつけられた焦点領域３８０は、複数の光スポットのうちの各光スポットが接触した領域を示し、それは、硝子体が除去された場所を示す。より詳細を提供するために、焦点領域３８１は、たとえば、焦点領域３８２より暗いものとして提示されている。このより暗い陰影は、焦点領域３８２と比較して、より長い経過時間、焦点領域３８１に光スポットが集束されたことを表し、それは、ユーザに対し、焦点領域３８２と比較して焦点領域３８１においてさらなる切断および吸引が必要であることを示すことができる。
【００４０】
絵画的表現３００はまた、網膜３０５上の光スポットのサイズの視覚表現、および網膜３０６上の光スポットの先行するサイズの視覚表現も含むことができる。符号３０７は、カッタと網膜との間の距離の変化に対応する、光スポットのサイズの相対的な変化を示すことができる。経過時間３１０は、光スポットが現焦点領域３１１に集束された時間の量を示す。光毒性メータ３１５は、網膜に入射した光エネルギーの量に関連する情報を提供し、棒３１６および３１７を含むことができる。光毒性メータ３１５は、こうした情報を任意の方法で、たとえば、目盛り、棒グラフ、線グラフ、整数の分数として、数字もしくはパーセンテージを用いて、または、変化するサイズ、色もしくは陰影により、提示することができる。この例では、光毒性メータ３１５は、棒３１６および３１７を含む目盛りとして提示されている。棒３１６は、現焦点領域３１１に入射した光エネルギーの量を示す。対照的に、棒３１７は、網膜に入射した光エネルギーの累積量を示す。図４に示すように、網膜に入射した光エネルギーの累積量は、複数の光スポットのうちの各光スポットから網膜に入射した光エネルギーの量の和として求めることができる。図示するように、光毒性メータはまた、ユーザによって定義される警告閾値３１８も含む。この例では、警告閾値３１８は、光毒性に対して７５％の最大曝露限界である、網膜に入射した光毒性の累積量を示す。警告閾値が満たされるかまたは超えられる場合、絵画的表現は、警告３５０をさらに含むことができる。こうした警告は、たとえば、警告が生成されたことをユーザに示す、着色光、明滅光、点滅光、音声、アラーム、ホイッスル、グラフィック、または他の任意の信号の形態であり得る。警告は、リアルタイムに、好ましくは、警告が必要とされると判断されるとすぐに、ユーザに提示することができる。リアルタイムは、１／２秒未満で、１秒未満で、または視覚情報に基づくユーザの通常の反応時間未満で、を意味することができる。
【００４１】
図１のシステムにおいて記載したように、警告閾値が満たされるかまたは超えられると、制御信号を生成することができ、制御信号は、ＶＶＤによって生成される照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調節するためのものである。システムは、警告閾値が満たされる場合に自動的に照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように構成することができる。照明ビームが自動的に一時停止されるかまたはオフにされる場合、警告３５２は、照明ビームが一時停止されたかまたはオフにされたことをユーザに示すことができる。別法として、システムは、警告閾値が満たされるかまたは超えられるときに照明ビームの輝度を調整するように構成することができる。システムが、調整の手動確認を必要とするように構成されている場合、この調整は、自動的に、または、手動確認が入力された後に、実施することができる。同様に、システムは、照明ビームを一時停止するかまたはオフにするために手動確認が必要であることをユーザに通知するように構成することができる。符号３５１は、警告閾値が満たされたために照明ビームを調整し、一時停止し、またはオフにするために手動確認が必要であることを示す。符号３５１は、たとえば、ディスプレイ１５０がタッチスクリーンディスプレイである場合、手動確認を提供するボタンであり得る。
【００４２】
照明ビーム輝度メータ３７２は、照明ビームの輝度レベルまたは出力を任意の方法で、たとえば、目盛り、棒グラフ、線グラフ、整数の分数として、数字もしくはパーセンテージを用いて、または、変化するサイズ、色もしくは陰影により、示すことができる。図示するように、メータ３７２は、照明ビームの輝度を棒３７０で、ＶＶＤの最大輝度レベルを線３７１で示す。メータ３７２は、警告閾値に達し、照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調整するように制御信号がＶＶＤに送信された後に、任意の輝度の変化をユーザに示すために有用である。
【００４３】
距離メータ３７２は、ＶＶＤのカッタと網膜との間の距離を任意の方法で、たとえば、目盛り、棒グラフ、線グラフ、整数の分数として、数字もしくはパーセンテージを用いて、または、変化するサイズ、色もしくは陰影により、示すことができる。図示するように、メータ３６０は、カッタと網膜との間の距離を棒で示す。距離閾値３６２もまた示す。距離閾値は、ユーザが定義することができ、１つまたは複数の警告閾値を使用することができる。たとえば、警告閾値は、水晶体と網膜との間または角膜と網膜との間の距離の５０％、７５％および９０％として定義することができことができる。別の例では、警告閾値は、ミリメートル、ミクロン（１×１０−６ｍ）、ナノメートル（１×１０−９ｍ）またはピコメートル（１×１０−１２ｍ）等、任意の単位の測定距離によって定義することができる。図５に記載するように、カッタと網膜との間の距離が閾値距離を満たすかまたは超える場合、近接警告３６５を生成することができる。また、光スポットサイズの数値測定値３０８は、光スポット３１１のサイズ（同様に３０５で視覚的に表されている）を示す。
【００４４】
記載した絵画的表現の任意の態様は、任意の組合せで提示することができる。したがって、記載した視覚的表現、指示、警告、符号および他の態様は、個々にまたは任意の組合せで提示することができる。
【００４５】
図４は、硝子体可視化装置照明によってもたらされる光毒性をモニタリングする方法のフローチャートである。ステップ４０５において、照明ビームによってもたらされる複数の光スポットに関連するデータを受け取ることができ、データは、複数の光スポットのうちの各光スポットのサイズと、各光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間とを含む。ステップ４１０において、複数の光スポットのうちの１つの光スポットに対して、網膜の焦点領域に入射した光エネルギーの量を求めることができる。ステップ４１５において、複数の光スポットに対して、網膜に入射した光エネルギーの累積量を求めることができる。網膜に入射した光エネルギーの累積量は、複数の光スポットのうちの各光スポットに対応する網膜に入射した光エネルギーの量の和として求めることができる。
【００４６】
ステップ４２０において、網膜に入射した光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断することができる。警告閾値は、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義される。警告閾値は、ユーザが定義することができ、１つまたは複数の警告閾値を使用することができる。たとえば、警告閾値は、最大曝露限界の５０％、７５％および９０％として定義することができ、または、最大曝露限界に達する前に、５０％、２５％または１０％の追加の曝露が許容される。警告閾値はまた、最大曝露限界のパーセンテージに相関する曝露の測定値として定義することも可能である。たとえば、無水晶体眼ハザードに対する最大曝露限界が０．５２ｍｗ／ルーメンである場合、警告閾値は、０．４５ｍｗ／ルーメンで定義することができる。別法として、照明ビームが既知のレベルの輝度で操作されるため、網膜に入射した光エネルギーの量は、処置中に照明ビームが集束された経過時間に関連して求めることができる。したがって、警告閾値および最大曝露限界は、こうした経過時間に関連して定義することができる。たとえば、最大輝度では、警告閾値は４５秒間で定義することができ、無水晶体眼ハザードに対する最大曝露限界は、６０秒間の曝露で定義される。
【００４７】
ステップ４２５において、網膜に入射した光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超える場合、警告を生成することができる。警告は、ユーザが定義した警告閾値に少なくとも同等である光エネルギーの量に網膜が曝露されたことをユーザに通知する。こうした警告は、たとえば、警告が生成されたことをユーザに示す、着色光、明滅光、点滅光、音声、アラーム、ホイッスル、グラフィック、または他の任意の信号の形態であり得る。警告は、リアルタイムに、好ましくは、警告が必要とされると判断されるとすぐに、ユーザに提示することができる。リアルタイムは、１／２秒未満で、１秒未満で、または視覚情報に基づくユーザの通常の反応時間未満で、を意味することができる。
【００４８】
ステップ４３０において、網膜に入射した光エネルギーの累積量の絵画的表現を生成することができる。絵画的表現は、警告が生成されるときにステップ４２５で生成された警告を含むことができる。ステップ４５０において、ディスプレイを含むことができる警告システムに、絵画的表現を送信することができる。
【００４９】
別法として、ステップ４２５において生成された警告は、ディスプレイを含まない警告システムに送信することができる。警告は、警告を含む（ステップ４３０の）絵画的表現を生成することなく生成することができる。代わりに、警告システムは、警告が生成されたことをユーザに示す、スピーカ、光インジケータ、触覚フィードバックデバイスまたは他のデバイスを含むことができる。
【００５０】
別法として、光エネルギーの累積量が警告閾値を満たすかまたは超える場合、ステップ４２０の後に、ステップ４７０において制御信号を生成することができる。制御信号は、照明ビームを一時停止し、照明ビームをオフにし、または照明ビームの輝度を調整するためのものであり得る。ステップ４７５において、照明ビームを一時停止し、オフにし、またはその輝度を調整するために、制御信号を制御デバイスに送信することができる。ステップ４８０において、照明ビームは、一時停止され、オフにされ、または、照明ビームの輝度が調整される。
【００５１】
本方法は、制御信号の手動確認が必要であるか否かを判断するステップをさらに含むことができ、制御信号は、手動確認が受け取られた後にのみに生成されるかまたは送信される。任意の組合せで、手動確認は、生成されるかまたは送信される任意の制御信号に対して必要である場合があり、いくつかの警告閾値には必要であり他の警告閾値には必要でない場合がある。一例では、手動確認が必要である場合、制御信号は、確認が受け取られるまで生成されず、別法として、手動確認が必要である場合、生成された制御信号は、確認が受け取られるまで送信されない。別の例では、手動確認が必要でない場合、照明ビームを一時停止するかまたはオフにする制御信号は、警告閾値が満たされるとすぐに生成し送信することができる。対照的に、別の例として、手動確認が必要である場合、手動確認が受け取られた後にのみ、照明ビームの輝度を調整する制御信号を生成するかまたは送信することができ、それにより、ユーザは、照明ビーム輝度が下方に調整される前に、現作業を完了することができる。
【００５２】
図５は、硝子体カッタと網膜との間の距離を求める方法のフローチャートである。ステップ５０１において、照明ビームによってもたらされる複数の光スポットに関連するデータを受け取ることができ、データは、複数の光スポットのうちの各光スポットのサイズを含む。ステップ５０５において、カッタと網膜との間の距離を求めることができる。５１０に記載するように、カッタと網膜との間の距離は、網膜上の光スポットのサイズに関連して求めることができ、それは、照明ビームが、ＶＶＤのカッタポートを通過して、光スポットをもたらすためである。したがって、カッタと網膜との間の距離が大きくなると、光スポットの相対サイズは大きくなり、カッタと網膜との間の距離が小さくなると、光スポットは小さくなる。ステップ５１５において、カッタと網膜との間の距離が距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断することができる。距離閾値は、ユーザが定義することができ、１つまたは複数の距離閾値を使用することができる。たとえば、距離閾値は、水晶体と網膜との間の距離の５０％、７５％および９０％として定義することができる。距離閾値はまた、ミリメートル、ミクロン（１×１０−６ｍ）、ナノメートル（１×１０−９ｍ）またはピコメートル（１×１０−１２ｍ）等、任意の単位の測定距離によって定義することも可能であり、たとえば、網膜から４ミクロンである。
【００５３】
ステップ５２０において、プロセスは終了し、カッタと網膜との間の距離が距離閾値を満たさずかつ超えない場合、警告は生成されない。別法として、ステップ５２５において、距離閾値が満たされるかまたは超えられる場合、警告を生成することができる。警告は、ユーザに対し、さらなる移動により網膜との接触が切迫するように、カッタが網膜に対して危険である可能性があるほど近接していることを通知する。この警告は、現動作位置に基づき、カッタの端部に任意の手術用付属品を追加することができるか否かを執刀医に通知するために有用である。こうした警告は、たとえば、警告が生成されたことをユーザに示す、着色光、明滅光、点滅光、音声、アラーム、ホイッスル、グラフィック、または他の任意の信号の形態であり得る。警告は、リアルタイムに、好ましくは、警告が必要とされると判断されるとすぐに、ユーザに提示することができる。リアルタイムは、１／２秒未満で、１秒未満で、または視覚情報に基づくユーザの通常の反応時間未満で、を意味することができる。
【００５４】
ステップ５３０において、カッタと網膜との間の距離の指示を含む絵画的表現を生成することができ、ステップ５５０において、ディスプレイに絵画的表現を送信することができる。絵画的表現は、警告が生成される場合にステップ５２５において生成された警告を含むことができる。図３は、カッタと網膜との間の距離を示す距離メータ３７２を含む絵画的表現の例を提供する。図３はまた、距離閾値が満たされるかまたは超えられたことを示す近接警告３６５も提供し、それにより、警告が生成される。別法として、ステップ５２５において生成された警告は、ディスプレイを含まない警告システムに送信することができる。警告は、警告を含む（ステップ５３０の）絵画的表現を生成することなく生成することができる。代わりに、警告システムは、警告が生成されたことをユーザに示す、スピーカ、光インジケータ、触覚フィードバックデバイスまたは他のデバイスを含むことができる。
【００５５】
図６は、硝子体可視化装置の照明ビームが接触する焦点領域に基づき硝子体が除去された領域を求める方法のフローチャートである。ステップ６０１において、照明ビームによってもたらされる複数の光スポットのうちの各々に対するデータを受け取ることができ、こうしたデータは、複数の光スポットのうちの各々が接触する網膜の焦点領域と、照明ビームが各焦点領域に集束された経過時間とを含む。ステップ６０５において、複数の光スポットが接触した焦点領域を求めることができる。これらの焦点領域は、硝子体が除去された領域を示し、それは、各光スポットが、ＶＶＤのカッタポートを通過する照明ビームによってもたらされ、したがって、カッタが硝子体を切断し吸引した領域に対応するためである。６１０において、絵画的表現に含めるデータを生成することができ、データは、複数の光スポットが接触した焦点領域と、硝子体が除去された領域を示す焦点領域とに関連する。６２５において、ステップ６３０において生成された絵画的表現に、硝子体が除去された領域を示すデータを含めることができる。ステップ６３０において、複数の光スポットが接触した焦点領域の絵画的表現を生成することができ、ステップ６５０において、ディスプレイに絵画的表現を送信することができる。図３は、硝子体が除去された領域に関連するデータを含む絵画的表現の例を提供する。具体的には、着色され陰影がつけられた焦点領域３８０が、硝子体が除去された領域を示す。より詳細を提供するために、焦点領域３８１は、たとえば、焦点領域３８２より暗いものとして提示されている。このより暗い陰影は、焦点領域３８２と比較して、より長い経過時間、焦点領域３８１に光スポットが集束されたことを表し、それは、ユーザに対し、焦点領域３８２と比較して焦点領域３８１においてさらなる切断および吸引が必要であることを示すことができる。
【００５６】
図４に示す方法ステップは、図５および図６に示すステップのうちの任意のもの、またはそれらの任意の組合せとともに実施することができる。同様に、図５および図６の方法ステップは、個々に、または図４のステップのうちの任意ものと組み合わせて実施することができる。図４の４０５、図５の５０１および図６の６０１において参照する複数の光スポットの各々に関連するデータは、同じデータ、または記載した複数のデータに関連するデータの任意の組合せをすべて含むことができ、それにより、受け取ったデータを用いて後続するステップを実施することができる。図４の４３０、図５の５３０および図６の６３０において生成された絵画的表現は、同じ絵画的表現とすることができ、先行するステップで生成された要素のうちの任意のもの、たとえば、警告４２５、警告５２５、および硝子体が除去された領域の指示６２５を含むことができる。図３は、図４、図５および図６において生成された要素のすべてを含む、生成されディスプレイに送信された絵画的表現の例を提供する。
【００５７】
上に開示した主題は、限定的ではなく例示的であるものとみなされるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨および範囲内にあるこうした変更形態、拡張形態および他の実施形態を包含するように意図されている。たとえば、上記システムおよび方法は、ＶＶＤの照明ビームによってもたらされる光毒性をモニタリングすることに関して考察しているが、同様のシステムを用いて、光が、明確に定義されたスポットを生成する任意の照明デバイスによって生成されるときに、光スポットに関連するデータを生成し、対応する警告を生成することができる。
【００５８】
さらに、網膜に入射したすべての光、したがって光エネルギーが光毒性の一因となるため、同様のシステムは、ＶＶＤに追加して他の照明源を考慮するように構成することができる。明確に定義されたスポットをもたらす照明は、典型的には、より容易に追跡することができるが、同様のシステムは、ＶＶＤとともに使用することができる他の照明された器具のより拡散した光パターンを考慮するように構成することができる。たとえば、同様のシステムが、こうした他の照明された器具からの典型的な曝露に関連するデータをモデル化するかまたは参照して、このさらなる曝露を各追跡された光スポットに対する計算された曝露に組み込むことができる。したがって、法律によって許可される最大限に、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物の最も広い許容される解釈により確定されるべきであり、上述した詳細な説明によって制限も限定もされるべきではない。
【図１】
2019535488.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月23日(2019.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術中に光毒性をモニタリングするシステムであって、
照明ビームを伝播させるように動作可能な光ファイバに接続された硝子体可視化装置であって、前記照明ビームが網膜上に光スポットをもたらす、硝子体可視化装置と、
手術用顕微鏡と、
前記光スポットを検出し、前記光スポットに関連するデータを生成するように動作可能なデジタルカメラと、
プロセッサであって、
前記デジタルカメラから前記光スポットに関連するデータを受け取り、前記データが、前記光スポットのサイズと、前記光スポットが前記網膜の焦点領域に集束された経過時間と含み、
前記焦点領域に入射した光エネルギーの量を求め、光エネルギーの前記量が前記経過時間に対応し、
複数の焦点領域に入射した光エネルギーの前記量に基づき、前記網膜に入射した光エネルギーの累積量を求め、
光エネルギーの前記累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義される警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断し、
光エネルギーの前記累積量が前記警告閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成し、
前記警告を警告システムに送信する
ように動作可能なプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、前記プロセッサが、制御信号を生成し前記制御デバイスに送信するようにさらに構成され、前記制御信号が、警告が生成された場合に、前記照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記硝子体可視化装置に接続された制御デバイスであって、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能な制御デバイスをさらに備え、前記プロセッサが、制御信号を生成し前記制御デバイスに送信するようにさらに構成され、前記制御信号が、警告が生成された場合に、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記照明ビームの前記輝度を調整する前に手動確認入力の受取を必要とするようにさらに構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
手動確認用デバイスをさらに備え、前記手動確認用デバイスが、前記照明ビームの輝度の調整の確認を入力するように動作可能である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
調整の前記手動確認用デバイスが、ボタン、スイッチ、キーもしくはジョイスティック、またはそれらの任意の組合せである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記警告システムが、絵画的表現を提示するように動作可能なディスプレイを備え、
前記プロセッサが、警告が生成された場合、前記生成された警告を示すように前記絵画的表現を生成するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記絵画的表現が、前記網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの累積量をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記絵画的表現が、前記網膜の各焦点領域に入射した光エネルギーの増大をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記硝子体可視化装置のカッタと前記網膜との間の距離を求めるようにさらに構成され、前記距離が、前記網膜上の前記光スポットのサイズに関連して求められる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記カッタと前記網膜との間の距離が距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するようにさらに構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記距離が距離閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記絵画的表現が、前記光スポットのサイズの変化をさらに示し、前記変化が、前記カッタと前記網膜との間の新たな距離に対応する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセッサが、
前記光スポットが接触した前記網膜の焦点領域を求め、
前記光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成し、前記焦点領域が、硝子体が除去されたその領域を示す
ようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記絵画的表現が、硝子体が除去された領域をさらに示す、請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
眼科手術中に光毒性をモニタリングする方法であって、
照明ビームによってもたらされる複数の光スポットの各々に対するデータを受け取るステップであって、前記データが、前記複数の光スポットのうちの１つの光スポットのサイズと、前記光スポットが網膜の焦点領域に集束された経過時間とを含む、ステップと、
対応する前記経過時間に関連して前記焦点領域に入射した光エネルギーの量を求めるステップと、
複数の焦点領域に入射した光エネルギーの前記量に基づき、前記網膜に入射した光エネルギーの累積量を求めるステップと、
前記網膜に入射した光エネルギーの前記累積量が、光毒性に対する最大曝露限界に関連して定義された警告閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップと、
前記網膜に入射した光エネルギーの前記累積量が前記警告閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するステップと、
前記警告を警告システムに送信するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、前記制御信号が、前記照明ビームを一時停止するかまたはオフにするように動作可能である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
警告が生成された場合に制御信号を生成し送信するステップをさらに含み、前記制御信号が、前記照明ビームの輝度を調整するように動作可能である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御信号を送信するために手動確認が必要であるか否かを判断するステップと、手動確認が受け取られた後にのみ前記制御信号を送信するステップとをさらに含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
絵画的表現を生成するステップと、前記絵画的表現を前記警告システムに送信するステップであって、前記警告システムがディスプレイを含む、ステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記絵画的表現を生成するステップが、警告が生成された場合に、生成された前記警告を示すように前記絵画的表現を生成することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
硝子体可視化装置のカッタと前記網膜との間の距離を求めるステップをさらに含み、前記距離が、前記網膜上の前記光スポットのサイズに関連して求められる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記カッタと前記網膜との間の距離が、距離閾値を満たすかまたは超えるか否かを判断するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記距離が距離閾値を満たすかまたは超えた場合に警告を生成するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
手術処置中に前記光スポットが接触した前記網膜の焦点領域を求めるステップと、
前記絵画的表現に含めるように、前記光スポットが接触した焦点領域に関連するデータを生成するステップであって、前記焦点領域が、硝子体が除去された領域を示す、ステップと、
をさらに含む、請求項２０又は２１に記載の方法。
【国際調査報告】
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