(57)【要約】【課題】本発明は、超音波ヘッド（２）、医療用観察装置（１）および生きている生体組織（４）を観察する方法に関する。【解決手段】外科医に、手術中に、手術領域における表面下の構造体に関する情報を迅速に得る手段を提供するために、この方法は、組織（４）を超音波ヘッド（２）に接触させ、超音波ヘッド（２）を通じて超音波データ（３６）と光学イメージデータ（３４）を記録するステップを含んでいる。超音波ヘッド（２）は、組織（４）に接触するセンサ面（６）と超音波受信器（１０）を含んでいる。センサ面（６）は少なくとも部分的に光透過性であり、これによって光は超音波ヘッド（２）に入射することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生きている生体組織（４）を観察するための超音波ヘッド（２）であって、
前記超音波ヘッド（２）は、前記組織（４）に接触するセンサ面（６）と超音波受信器（１０）とを含んでおり、前記センサ面（６）は、少なくとも部分的に光透過性である、
超音波ヘッド（２）。
【請求項２】
光学アセンブリ（２０）の終端部（２２）は、前記センサ面（６）の光透過性の部分（１４）に隣接して位置している、
請求項１記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項３】
前記光学アセンブリ（２０）は、光導波路アセンブリ（６６）を含んでおり、前記光導波路アセンブリの１つの終端部（２２）は、前記光透過性の部分（１４）に面している、
請求項２記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項４】
前記光学アセンブリ（２０）は、少なくとも１つのカメラ（２６）を含んでいる、
請求項２または３記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項５】
前記光導波路アセンブリ（６６）は、前記光透過性の部分（１４）と前記カメラ（２６）との間に位置している、
請求項３を引用する請求項４記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項６】
前記光学アセンブリ（２０）は、前記センサ面（６）の光透過性の部分（１４）を通って案内される照明光を生成するように適合された照明装置（６０）を含んでいる、
請求項１から５までのいずれか１項記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項７】
前記光導波路アセンブリ（６６）は、前記光透過性の部分（１４）と前記照明装置（６０）との間に位置している、
請求項６および請求項２から５までのいずれか１項記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項８】
前記照明光は、ＮＩＲ波長とＩＲ波長とのうちの少なくとも１つを含んでいる、
請求項６または７記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項９】
前記光学アセンブリ（２０）は、前記光透過性の部分（１４）から、前記超音波ヘッド（２）外からアクセス可能な光学的なコネクタアセンブリ（７８）へと延在している光導波路アセンブリ（６６）を含んでいる、
請求項２から８までのいずれか１項記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項１０】
前記光透過性の部分（１４）は、前記センサ面（６）の表面（８）と同一平面を成している、
請求項１から９までのいずれか１項記載の超音波ヘッド（２）。
【請求項１１】
顕微鏡または内視鏡である医療用観察装置（１）であって、
前記医療用観察装置（１）は、請求項１から１０のいずれか１項に記載した超音波ヘッド（２）を含んでおり、
組織（４）の超音波イメージデータ（４０）は、前記超音波ヘッド（２）からの超音波データ（３６）から提供され、
前記組織（４）の光学イメージデータ（３４）は、提供され、
前記医療用観察装置（１）は、イメージプロセッサ（５２）を含んでおり、前記イメージプロセッサは、前記光学イメージデータ（３４）における少なくとも１つの形態構造（１８）を識別するように、かつ、前記超音波イメージデータ（４０）における少なくとも１つの識別された形態構造（１８）を識別するように、かつ、少なくとも１つの識別された前記形態構造（１８）に基づいて、前記超音波イメージデータ（４０）を前記光学イメージデータ（３４）に、弾性的に整合させるように適合されている、
医療用観察装置（１）。
【請求項１２】
前記イメージプロセッサ（５２）は、カメラ（２６）に接続されており、前記カメラの光軸（７０）は、前記超音波ヘッド（２）の前記光透過性の部分（１４）を通って案内されている、
請求項１１記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１３】
前記イメージプロセッサ（５２）は、整合された前記超音波イメージデータ（４０）と前記光学イメージデータ（３４）とを三次元出力イメージデータ（５６）に結合し、かつ、三次元ディスプレイ（５４）を駆動するために、出力インターフェース（５８）に前記三次元出力イメージデータ（５６）を出力するように適合されている、
請求項１１または１２記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１４】
前記顕微鏡に、超音波受信器（１０）と光ファイバーとのうちの少なくとも１つに接続されるように適合された入力インターフェース（５０）が設けられている、
請求項１１から１３までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１５】
生きている生体組織（４）を観察する方法であって、前記方法は、
前記組織（４）を超音波ヘッド（２）に接触させ、前記超音波ヘッド（２）を通じて超音波データ（３６）と光学イメージデータ（３４）とを取得するステップを含んでいる、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生きている生体組織を観察するための超音波ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
手術の間、特に、イメージガイド手術の間、継続的に、手術領域の術前アトラスを実際に見ているものに合わせる必要がある。しかし、外科医が、実際の状態および表面下の構造体の位置に関するより詳細な情報を必要とする状況がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、手術中に、外科医向けの、手術領域に関する、表面の情報も表面下の情報も迅速に更新することを可能にする装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題は、本発明に相応に、生きている生体組織を観察するための超音波ヘッドを提供することによって解決される。この超音波ヘッドは、組織に接触するセンサ面と超音波受信器を含んでおり、センサ面は少なくとも部分的に光透過性である。
【０００５】
本発明では、生きている生体組織を観察する方法は、組織を超音波ヘッドに接触させ、超音波ヘッドを通じて超音波データと光学イメージデータを記録するステップを含んでいる。
【０００６】
本発明に相応する装置および方法によって、外科医は、超音波受信器からの表面下の情報と、表面下の構造体の上の表面の光学的概観に関する情報と、を同時に得ることができる。
【０００７】
１つまたは複数の以下の特徴を加えることによって本発明をさらに改善することができ、これらの特徴の各々は、自身の固有の技術的な作用を有しており、かつそれぞれ、残りの付加的な特徴のいずれとも組み合わせ可能である。
【０００８】
例えば、超音波ヘッドは、超音波受信器だけでなく、超音波送信器も含むことができるので、外科医は１つのヘッドだけを操作すればよい。
【０００９】
センサ面は、有利には、少なくとも１つの光透過性の部分を有しており、この部分は、可視のスペクトルの光に関しても、ＩＲスペクトルまたはＮＩＲスペクトルの光に関しても透過性である。少なくとも１つの光透過性の部分が、少なくとも、手術中に超音波が超音波受信器によって受信される領域において、超音波に対しても透過性であってよい。
【００１０】
別の実施形態では、光学アセンブリが設けられていてよく、特に光学アセンブリが超音波ヘッド内に組み込まれていてよい。これは例えば、超音波送信器が存在する場合に、超音波受信器と同じ超音波ヘッドのハウジング内に光学アセンブリが収容されることによって行われる。光学アセンブリは、光導波路アセンブリと少なくとも１つのカメラとのうちの少なくとも１つを含んでいてよい。光導波路アセンブリは、１つまたは複数の光ファイバーを含んでいてよい、または１つまたは複数の光ファイバーから成っていてよい。光導波路アセンブリの少なくとも１つの終端部は、光透過性の部分に面していてよい。したがって、センサ面の光透過性の部分に入射する光は、光導波路アセンブリに入射することができ、かつ／または光ファイバーの終端部から出射する光も、光透過性の部分を通ることができる。有利には、光導波路アセンブリの終端部は、光透過性の部分に接触している。光導波路は、少なくとも１つの光透過性の部分とカメラとの間に配置されていてよい。
【００１１】
別の実施形態では、超音波導波路アセンブリが設けられていてよく、これは、超音波受信器とセンサ面との間に配置されている。超音波導波路を使用することによって、光センシングシステムおよび超音波センシングシステムの各視野が最適化される。
【００１２】
光透過性の部分の位置での光導波路アセンブリの光軸および／またはカメラの光軸は有利には、超音波送信器の放射方向に対して平行である。これによって、同じ領域での情報が、光学手段と超音波手段との両方によって捕捉される。より有利には、光軸と放射方向は同軸であり、これによって、光センシングによってカバーされる領域と、超音波センシングによってカバーされる領域と、が一致する。例えば、光透過性の部分は、超音波を受信するために使用されるセンサ面の部分を包囲してよい。付加的にまたは択一的に、超音波導波路が設けられていてよく、超音波導波路は、光透過性の部分を包囲し、受信した超音波を超音波受信器へ案内する。
【００１３】
カメラは、マトリックスカメラまたはラインカメラであってよい。有利には、カメラはＩＲ波長とＮＩＲ波長とのうちの少なくとも１つにおいて感度を有するカメラであり、これによって組織内に注入されている蛍光体の蛍光の光が記録される。
【００１４】
マトリックスカメラは、分散光学要素が、カメラと光透過性の窓との間に配置されている場合に、空間ラインスキャンを実行するマルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラとして使用されてよい、またはマルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラとして構成されていてよい。分散光学要素は、有利には、光スペクトルの異なる部分をカメラマトリックスの異なる経路に写像するように適合されている。
【００１５】
カメラ自身は極めて小さくてよく、例えばスマートフォンで使用されているようなカメラであってよい。光導波路は、光透過性の部分とカメラとの間に配置されていてよい、またはカメラは光透過性の部分に直接的に面していてよい。
【００１６】
光学アセンブリはさらに、上述した光透過性の部分を通じて出射する照明光を生成するように適合された照明装置を含んでいてよい。照明装置は有利には、可視光範囲および紫外範囲、ＩＲ範囲および／またはＮＩＲ範囲の光を含む、または可視光範囲および紫外範囲、ＩＲ範囲および／またはＮＩＲ範囲の光から成る照明光を生じさせるように適合されている。照明装置は、少なくとも１つの光透過性の部分の下の生きている組織を照明する。照明装置からの光は、光がそれを通じて光学アセンブリに入射する光透過性の部分とは別個の光透過性の部分を通じて超音波ヘッドから出射してよい。
【００１７】
ビームスプリッタ装置とフィルタアレンジメントとのうちの少なくとも１つは、光透過性の部分と、カメラおよび照明装置のうちの少なくとも１つと、の間に配置されていてよい。光透過性の部分を通じてカメラによって受信された光と、光透過性の部分を通じて照明装置から放射された光と、はそれぞれ、同じ導波路または光ファイバーを通って案内されてよい。
【００１８】
超音波ヘッドはさらに、光ファイバーコネクタとイメージデータコネクタとのうちの少なくとも１つを接続する少なくとも１つの規格化されたコネクタを含んでいてよい。例えば、光ファイバーコネクタを接続するために、とりわけＳＣ−ＤＣ、Ｍ１２−ＦＯ、ＦＳＭＡ、ＬＣ、ＦＣ等の異なる規格または光学的な内視鏡コネクタが使用されてよい。光ファイバーコネクタはデータ転送のために、かつ／または光透過性の部分から、例えば、顕微鏡等の医療用観察装置に組み込まれている、離れているカメラに光を案内するために使用されてよい。
【００１９】
イメージデータコネクタは、例えばＨＤＭＩ、ＵＳＢ、ＲＧＢ、ＤＶＩおよび他の類似のタイプのコネクタであってよい。これは、ワイヤレスコネクティビティをベースにした仮想のコネクタを含んでいる。
【００２０】
ある実施形態では、光透過性の部分は、センサ面と同一平面を成していてよい。センサ面と同一平面を成すことによって、光透過性の部分と、センサ面の残りの部分と、の間に汚れが蓄積しないという利点が生じる。特定の実施形態では、光透過性の部分は、センサ面に設けられた窓であってよい。光透過性の部分は、有利には、光学ガラスまたはクリスタルから製造されていてよい。有利にはセンサ面は平坦である。
【００２１】
別の実施形態では、顕微鏡または内視鏡であり得る医療用観察装置が、上述した超音波ヘッドを含んでいてよい。この種の医療用観察装置の以降のさらなる改善は、上述した方法にも関連する。
【００２２】
超音波ヘッドからの超音波データから生成された、組織の超音波イメージデータが、医療用観察装置に提供されてよい。医療用観察装置は、ある実施形態では、超音波ヘッドからの超音波データから超音波イメージデータを計算するように適合されたイメージプロセッサを含んでいてよい。択一的に、超音波イメージデータが、医療用観察装置に接続されている超音波装置から得られてよい。
【００２３】
別の実施形態では、組織の光学イメージデータが、例えば、光透過性の部分を通じて光学イメージデータを記録するカメラによって提供されてよい。付加的にまたは択一的に、光学イメージデータは医療用観察装置の顕微鏡レンズによってイメージを記録することから、または顕微鏡レンズを通じてイメージを得るために使用されるカメラ等の、医療用観察装置の内部カメラへ、光透過性の部分からの光を案内することによって、生じてよい。
【００２４】
イメージプロセッサは有利には、脈管叢構造等の、光学イメージデータにおける少なくとも１つの形態構造を識別するように適合されている。さらに、イメージプロセッサは有利には、超音波イメージデータにおける識別された形態構造も識別するように適合されている。イメージプロセッサは有利にはさらに、少なくとも１つの識別された形態構造に基づいて、超音波イメージデータを光学イメージデータに弾性的に整合させるように適合されている。この種の構造の識別の例は、例えば、Ｒｏｕｃｈｄｙ，  Ｙ．、Ｃｏｈｅｎ，  Ｌ著「Ａ  ｇｅｏｄｅｓｉｃ  ｖｏｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｕｂｕｌａｒ  ｔｒｅｅ  ａｎｄ  ｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｓ（ＤＯＩ：１０．１１０９／ＩＳＢＩ．２０１１．５８７２５６６，  ｐｐ．  ９７９−９８３）」、Ｓｕｒｉ，  Ｊ．、Ｌａｘｍｉｎａｒａｙａｎ，  Ｓ．著「Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  Ｐｌａｑｕｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，  ｐｐ．  ５０１−５１８）」に挙げられている。弾性的な整合の例は、Ｇｅｅ，  Ｊ．Ｃ．．、Ｒｅｉｖｉｃｈ，  Ｍ．、Ｂａｊｃｓｙ，  Ｒ．著「Ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ  Ｄｅｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ａｔｌａｓ  ｔｏ  Ｍａｔｃｈ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｂｒａｉｎ  Ｉｍａｇｅｓ（ＩＲＣＳ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔｓ  Ｓｅｒｉｅｓ，  １９２．）」に挙げられている。
【００２５】
超音波イメージデータの弾性的な整合のために構成されている顕微鏡および／または顕微鏡方法は、本発明の態様であり、これは超音波ヘッドおよびその構造から独立して権利主張されてよい。
【００２６】
超音波ヘッドは、データコネクタと光学コネクタとのうちの少なくとも１つを含んでいる供給コードを使用して、顕微鏡に接続されていてよい。カメラは、超音波ヘッドの持ち手部分または供給コードに組み込まれていてよい。付加的にまたは択一的に、超音波装置が、顕微鏡に機械的に結合されていてよく、かつ顕微鏡とデータ伝送接続されていてよく、これによって、超音波データは、顕微鏡の少なくとも１つの表示装置によって、超音波イメージデータとして表示されてよい。少なくとも１つの表示装置は、三次元ディスプレイを含んでいてよい。
【００２７】
超音波イメージデータと光学イメージデータとのうちの少なくとも１つは、三次元イメージデータであってよい。光学イメージデータは、例えば、ｚスタック技術またはＳＰＩＭ技術およびＳＣＡＰＥ技術を用いて得られてよい。三次元光学イメージデータを取得することによって、三次元超音波イメージデータと光学イメージデータとの間の整合の精度が上がる。
【００２８】
イメージプロセッサは、整合された超音波イメージデータと光学イメージデータを、三次元出力イメージデータに結合するように適合されていてよい。出力イメージデータが、医療用観察装置の出力インターフェースに提供されてよい。医療用観察装置がディスプレイ、例えば三次元ディスプレイも含んでいる実施形態では、出力イメージデータは、少なくとも１つのディスプレイに、有利にはリアルタイムに表示されてよい。
【００２９】
２次元ディスプレイが使用される場合には、異なる擬色を出力イメージデータにおける異なるレベルの深さ、すなわち可視表面からの距離に割り当てることによって、深さ情報が表示されてよい。
【００３０】
以降では、添付図面を参照して本発明の実施形態を例示的に説明する。図面では、同一の参照番号が、機能と構造とのうちの少なくとも１つに関して相互に一致する要素に使用される。可能性のある付加的な特徴のこれまでの説明から、個々の実施形態に示されている特徴の組み合わせが変更されてよいことが明らかである。例えば、付加的な特徴が、特定の用途に対して、この付加的な特徴の技術的な作用が有益である場合には、実施形態に加えられてよく、またはその反対に、実施形態に示されている特徴が、この特徴の技術的な作用が特定の実施形態において不要な場合には、省かれてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に相応する医療用観察装置を示す図
【図２】本発明に相応する超音波ヘッドの実施形態を示す図
【図３】本発明に相応する超音波ヘッドの実施形態を示す図
【図４】本発明に相応する超音波ヘッドの実施形態を示す図
【図５】本発明に相応する超音波ヘッドの実施形態を示す図
【図６】本発明に相応する超音波ヘッドの実施形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１を参照して、はじめに、顕微鏡、特に手術用顕微鏡または内視鏡等の医療用観察装置１の構造および機能および本発明に相応する超音波ヘッド２の構造および機能を説明する。
【００３３】
医療用観察装置１も超音波ヘッド２も生きている生体組織４、例えば脳組織等の臓器組織、脈管叢、筋肉または骨組織を観察するために使用される。超音波ヘッド２は特に、組織４の手術中のイメージデータを得るために使用されてよい。
【００３４】
超音波ヘッド２には有利には平坦な表面８を有しているセンサ面６が設けられている。図１に示されているように、超音波イメージングのために、センサ面６、特に表面８は、組織４に接触される。
【００３５】
超音波ヘッド２は、センサ面６を通じて超音波を受信するように適合された少なくとも１つの超音波受信器１０を含んでいる。超音波ヘッド２は有利には、超音波送受信器を形成するために超音波受信器１０内に組み込まれていてよい超音波送信器も含んでいる。択一的に、超音波送信器と超音波受信器１０とが、超音波ヘッド２の共通のハウジング１２内で組み合わされる２つの別個のユニットであってよい。
【００３６】
センサ面６は少なくとも部分的に光透過性である。光透過性の部分１４は例えば、窓１６を含んでいてよい。光透過性の部分１４によって、光は、少なくとも、センサ面６の外側から、センサ面６を通って超音波ヘッド２内に達することができる。有利には、光透過性の部分１４は、２つの方向において透過性である。すなわち、光透過性の部分１４によって、光は、超音波ヘッド２の内側から、センサ面６を通って、組織４の方へ通過することもできる。
【００３７】
光透過性の部分１４は、センサ面６または表面８とそれぞれ同一平面を成している。有利には、光透過性の部分１４と、包囲しているセンサ面６または表面８それぞれと、の間に間隙または段は存在していない。光透過性の部分１４は有利には、光学ガラスおよび／またはクリスタルから製造されている。光透過性の部分１４の透過性は、有利には、可視光範囲にわたって存在しており、紫外波長および／またはＩＲ波長およびＮＩＲ波長もカバーしていてよい。紫外波長、ＩＲ波長および／またはＮＩＲ波長に関する透過性によって、光は、超音波ヘッド２の内側から、外側へ通過することができる。これは、蛍光体の蛍光発光、例えばインドシアニングリーンをトリガするために使用され得る、または蛍光波長に相当する。超音波ヘッド２の内側へ向いている、光透過性の部分１４の紫外波長、ＩＲ波長および／またはＮＩＲ波長に関する透過性によって、組織４に関する光学情報が各波長において捕捉される。これは、組織４における形態構造１８の識別を容易にし、かつ紫外波長、ＩＲ波長および／またはＮＩＲ波長において蛍光が捕捉されることを可能にする。
【００３８】
超音波ヘッド２は、光学アセンブリ２０を含んでいてよく、光学アセンブリ２０の一方の終端部２２は、光透過性の部分１４に面している。
【００３９】
光学アセンブリ２０は、光導波路アセンブリを含んでいてよく、これはその終端部２２で、光透過性の部分１４を通じて超音波ヘッド２に入射する光を捕捉するように、かつこの光を離れた位置、例えば光ファイバーコネクタまたはカメラに案内するように適合されている。光導波路アセンブリは、少なくとも１つの光ファイバーを含んでいてよい。損失を回避するために、光導波路アセンブリは、有利には、光透過性の部分１４および光透過性の部分の内側面２４とそれぞれ接触している。
【００４０】
光学アセンブリ２０は、例示的に図１に示されているカメラ２６を含んでいてよい。カメラ２６は、例えば、スマートフォンで使用されているようなカメラであってよい。カメラ２６は、光透過性の部分１４に直接的に面していてよい。
【００４１】
超音波ヘッド２は、供給コード２８を介して直接的に、医療用観察装置１に接続されていてよい。供給コード２８は、一方で医療用観察装置１と光学アセンブリ２０との間、他方で医療用観察装置１と超音波受信器１０との間でデータ接続３０、３２を提供する。カメラ２６から光学イメージデータ３４が、医療用観察装置１へ、データ接続３０を介して伝送される。超音波受信器１０から、超音波データ３６が、医療用観察装置１へデータ接続３２を介して伝送される。超音波イメージデータ４０を生成するために、超音波装置３８が、医療用観察装置１に組み込まれてよい。光学イメージデータ３４と超音波イメージデータ４０とのうちの少なくとも１つが、三次元であってよい。光学イメージデータ３４と超音波イメージデータ４０とが各フレーム４４の時系列４２から成っていてよい、または各フレーム４４の時系列４２を含んでいてよい。各フレーム４４は、複数のピクセル４６を含んでいてよい。イメージデータ３４、４０が三次元である場合には、各フレーム４４自身は、三次元データ構造またはアトラスであってよい。
【００４２】
カメラ２６は、マルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラであってよく、組織４のラインスキャンを実行してよい。付加的にまたは択一的に、カメラ２６は、規則的に作動して、組織４のマトリックスビューを提供してよい。
【００４３】
医療用観察装置１は有利には、カメラ（図示されていない）の前に配置されている、顕微鏡レンズ等のレンズ４８を付加的に含んでいる。このカメラは、光学イメージデータ３４を生成してもよく、この光学イメージデータ３４は、光透過性の部分１４を通じて記録された光学イメージデータ３４とともに、または光透過性の部分１４を通じて記録された光学イメージデータ３４の代わりに使用されてよい。レンズ４８の後方にあるカメラが、光透過性の部分１４を通じてイメージを捕捉および分析するために、超音波ヘッド２内のカメラ２６の代わりに接続されてよい。当然、医療用観察装置１は、複数のカメラとの接続が可能であるので、カメラ２６とレンズ４８の後方のカメラとが同時に接続されてよい。このために、医療用観察装置１は、医療用観察装置１のイメージプロセッサ５２へ、複数のカメラを接続するように適合された入力インターフェース５０を含んでいてよい。
【００４４】
イメージプロセッサ５２は、例えば、この明細書の冒頭部分において説明された方法の１つを用いて、光学イメージデータ３４において、組織４内の少なくとも１つの形態構造１８を識別するように適合されていてよい。
【００４５】
このような場合に、光学イメージデータ３４において識別された少なくとも１つの形態構造１８は、超音波イメージデータ４０を記録するための目印として使用されてよく、したがって、超音波イメージデータ４０内の形態特徴の幾何学形状的な延在および位置は、光学イメージデータ３４内の形態特徴の幾何学形状的な延在および位置に相当する。これは、光学イメージデータ３４において識別された形態構造１８が、次に、超音波イメージデータ４０において識別されることで実現される。このような場合には、超音波イメージデータ４０はさらに、少なくとも、識別された形態構造１８に基づいて光学イメージデータ３４と弾性的に整合するように適合されている。
【００４６】
医療用観察装置１はさらに、少なくとも１つのディスプレイ５４を含んでいてよく、これは例えば、接眼レンズ５５を通じて見ることができる、外科医および外科助手のためのディスプレイ５４および／または室内の他の助手が見ることができるディスプレイ５４である。有利には、１つまたは複数のディスプレイ５４は三次元ディスプレイであり、これによって、三次元光学イメージデータ３４または三次元超音波イメージデータ４０が使用されている場合には、三次元情報をより明瞭に表示することができる。
【００４７】
イメージプロセッサ５２は、整合された超音波イメージデータ４０と光学イメージデータ３４とを有利には三次元出力イメージデータ５６に結合し、かつ１つまたは複数のディスプレイ５４に接続するためのコネクタを提供する出力インターフェース５８に出力イメージデータ５６を出力するように適合されていてよい。
【００４８】
図２から図６に超音波ヘッド２が概略的に示されており、以降で説明される種々の構造を有していてよい。先行する実施形態に対する相違のみが説明される。
【００４９】
図２では、超音波ヘッド２は、照明装置６０、例えばＬＥＤを含んでいる、またはＬＥＤから成る光源を含んでいる。照明装置６０は、有利には、可視光スペクトル、ＵＶ光スペクトル、ＩＲスペクトルおよびＮＩＲスペクトルとのうちの少なくとも１つをカバーする照明スペクトル６２を有している照明光を生成する。照明装置６０は、超音波ヘッド２内に組み込まれており、例えばカメラ２６も収容しているハウジング内に収容されている。光学アセンブリ２０は、混合器６４を含んでおり、この混合器は、照明装置６０によって生成された光を光導波路アセンブリ６６内に結合するように適合されている。光導波路アセンブリは例えば、１つまたは複数の光ファイバーを含んでいる光ファイバーアセンブリである。
【００５０】
別の光導波路アセンブリまたは光ファイバーアセンブリが、一方では、光透過性の部分１４に入射し、カメラ２６へ案内される光のために設けられていてよく、他方では、照明装置６０から出射し、光透過性の部分１４を通じて外側に導かれる光のために設けられていてよい。択一的に、１つの導波路アセンブリ６６が、カメラ２６に入射する光にも、照明装置６０から出射する光にも使用されてよい。図１の超音波ヘッド２とは対照的に、カメラ２６は、光透過性の部分１４の直後に配置されておらず、その代わりに、光導波路アセンブリ６６が、カメラ２６と光透過性の部分１４との間に配置されている。
【００５１】
超音波ヘッド２は、カメラ２６と照明装置６０とのうちの少なくとも１つが内部に配置されていてよい持ち手部分６８を含んでいてよい。付加的に、超音波受信器１０および／または超音波送信器も、持ち手部分６８内に配置されていてよい。このような場合には、超音波導波路（図示されていない）が、超音波受信器１０および／または超音波送信器とセンサ面６との間に設置されていてよい。
【００５２】
超音波ヘッド２外で、光学アセンブリ２０の光軸７０は、有利には、超音波送信器のセンサ方向７２に平行である。超音波受信器１０のセンサ方向７２は、例えば種々の方向における方向感度を平均化することによって、または超音波センサが最も感度を有している方向を特定することによって特定されてよい。
【００５３】
超音波ヘッド２に有利には、規格化されたコネクタアセンブリ７４が、データ接続３０を形成するために設けられていてよく、これによって、光学イメージデータ３４が、医療用観察装置１に伝送される。コネクタアセンブリ７４は、例えばＨＤＭＩ、ＵＳＢまたはあらゆる他のタイプのコネクタを含んでいてよい、または例えばＨＤＭＩ、ＵＳＢまたはあらゆる他のタイプのコネクタから成っていてよい。超音波ヘッド２にさらに、有利には同様に規格化されており、超音波データ３６の伝送に使用されるコネクタアセンブリ７６が設けられていてよい。
【００５４】
図３では、図２の超音波ヘッド２および持ち手部分６８が設けられておらず、したがって光学アセンブリ２０が格段に小さい空間に収容されていることしか相違していない超音波ヘッド２が示されている。したがって、この超音波ヘッド２は、極めて小さい手術腔内に挿入されるのに特に適している。
【００５５】
図４の実施形態では、光学アセンブリ２０は、カメラ２６および／または照明装置６０を含んでいない。その代わりに、光導波路アセンブリ６６が、光透過性の部分１４から、有利には規格化されている光学的なコネクタアセンブリ７８へと延在している。したがって、超音波ヘッド２の内外で光透過性の部分１４を通る全ての光が、このコネクタアセンブリ７８に直接的に案内される。ここから、さらなる光導波路が、超音波ヘッド２をカメラ２６と照明装置６０とのうちの少なくとも１つに接続してよい。例えば、光学的な接続部８０が、超音波ヘッド２を医療用観察装置１に接続するために使用されてよく、例えば、光透過性の部分１４を通じて光学イメージデータ３４を得るために、医療用観察装置１内に設置されているカメラ２６を使用してよい。同時に、医療用観察装置１内に組み込まれている照明装置６０が、照明光を光透過性の部分１４を通じて、組織４（図１）上に送出するために使用されてよい。したがって、通常はレンズ４８を通じて組織４を観察するために使用される照明装置６０もカメラ２６も、使用されてよい。したがって超音波ヘッド２を簡素化することができる。
【００５６】
いくつかの用途では、光軸７０とセンサ方向７２を一致させる、すなわち同軸に延在させるのは有利であり得る。図５および図６では、これが実現されている超音波ヘッド２の２つの実施形態が示されている。
【００５７】
図５の実施形態では、超音波導波路８２が、光透過性の部分１４を包囲している。超音波導波路８２は、超音波受信器１０とセンサ面６との間に配置されており、超音波を、少なくともセンサ面６から超音波受信器１０へ案内するように適合されている。超音波導波路８２は、環状であってよい。超音波受信器１０に面している面で、超音波導波路８２は、光透過性の部分１４の周りから到来する超音波を超音波受信器１０上に均一に投影するように形成されていてよい。光学アセンブリ２０は、上述の実施形態に記載されているようなあらゆる構造であってよい。
【００５８】
図５に示されている一般的なコンセプトは、光透過性の部分１４が超音波受信器１０またはセンサ面６を超音波受信器１０に接続する超音波導波路８２を包囲している場合にも使用されてよい。これは例示的に図６に示されている。
【００５９】
光学アセンブリ２０は、環状の光透過性の部分１４から、カメラ２６へまたは光導波路アセンブリ６６へ光を案内する反射性要素８４を含んでいてよい。択一的に、光導波路アセンブリ６６自身が、センサ面６に面している自身の終端部で、環状に移行してよい。
【００６０】
上述の実施形態では、部分１４だけが光透過性のセンサ面６が示されているが、センサ面６全体が光透過性であってもよく、例えば部分１４が、同時に、超音波に対して透過性である場合には、ガラス板から製造されていてよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  医療用観察装置
２  超音波ヘッド
４  生きている生体組織
６  センサ面
８  センサ面の表面
１０  超音波受信器
１２  ハウジング
１４  光透過性の部分
１６  透過性の窓
１８  形態構造
２０  光学アセンブリ
２２  光学アセンブリの終端部
２４  光透過性の部分の内側面
２６  カメラ
２８  供給コード
３０  データ接続
３２  データ接続
３４  光学イメージデータ
３６  超音波データ
３８  超音波装置
４０  超音波イメージデータ
４２  フレームの時系列
４４  フレーム
４６  ピクセル
４８  レンズ
５０  入力インターフェース
５２  イメージプロセッサ
５４  ディスプレイ
５５  接眼レンズ
５６  出力イメージデータ
５８  出力インターフェース
６０  照明装置
６２  照明スペクトル
６４  光学混合器
６６  光導波路アセンブリ
６８  持ち手部分
７０  光軸
７２  センサ方向
７４  イメージ伝送のためのコネクタアセンブリ
７６  超音波データ伝送のためのコネクタアセンブリ
７８  光学的なコネクタアセンブリ
８０  光学的な接続部
８２  超音波導波路
８４  反射性要素
【図１】
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【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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【外国語明細書】
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