(57)【要約】  眼科手術システムは、患者の眼の三次元画像を表示するように動作可能な三次元イメージング装置を含む。眼科手術システムは、さらに、画像プロセッサを含む表示装置を含む。表示装置は、患者の眼の三次元画像上にユーザ選択可能な手術パラメータのヘッドアップ表示を作り出すように動作可能である。ヘッドアップ表示は三次元画像のビューの三次元場において調整可能である。システムは、表示されるべき一つ以上のユーザ選択可能な手術パラメータのユーザ選択を受信するように動作可能なユーザインタフェースも含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の眼の三次元画像を表示するように動作可能な三次元イメージング装置と、
画像プロセッサを含む表示装置であって、前記患者の眼の三次元画像上にユーザ選択可能な手術パラメータのヘッドアップ表示を作り出すように動作可能であり、該ヘッドアップ表示が前記三次元画像のビューの三次元場において調整可能である、表示装置と、
表示されるべき一つ以上の前記ユーザ選択可能な手術パラメータのユーザ選択を受信するように動作可能なユーザインタフェースと
を具備する、眼科手術システム。
【請求項２】
前記ビューの三次元場における前記ヘッドアップ表示の見掛けの深さが調整可能である、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項３】
前記見掛けの深さが、ユーザによって作動される診断装置からの情報に基づいて自動的に調整可能である、請求項２に記載の眼科手術システム。
【請求項４】
前記ヘッドアップ表示が、ユーザの左眼についてのビューを表示する第１左眼部分と、前記ユーザの右眼についてのビューを表示する第２右眼部分とを含む、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項５】
前記ヘッドアップ表示が前記患者の眼の上に物理的に投射され、前記患者の眼の上の前記ヘッドアップ表示の場所が調整可能である、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項６】
前記画像プロセッサが不可視波長の可視表示を作り出すように動作可能である、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項７】
前記不可視波長が赤外線波長である、請求項６に記載の眼科手術システム。
【請求項８】
前記不可視波長が紫外線波長である、請求項６に記載の眼科手術システム。
【請求項９】
前記画像プロセッサが、前記患者の眼の解剖学的構造をハイライトする視覚要素を作り出すように動作可能である、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項１０】
前記解剖学的構造が前記患者の眼の網膜に位置する、請求項９に記載の眼科手術システム。
【請求項１１】
前記患者の眼の三次元画像が、可視光に対して不透明な介在する解剖学的構造によって遮られた前記眼の一部を表示する、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項１２】
前記介在する解剖学的構造が白内障の水晶体である、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項１３】
前記画像プロセッサが、前記三次元画像において表示される、蛍光材料のための励起波長を取り除く、請求項１に記載の眼科手術システム。
【請求項１４】
表示されるべき少なくとも一つの手術パラメータの選択を受信するステップと、
患者の眼の三次元画像の三次元ビューにおいてヘッドアップ表示の場所を決定するステップであって、前記三次元ビューにおける前記ヘッドアップ表示の場所が少なくとも一つのユーザ選択に基づいて調整可能である、ステップと、
前記患者の眼の三次元画像において前記ヘッドアップ表示を表示するステップと
を含む、眼科手術システムのためのヘッドアップ表示を作り出す方法。
【請求項１５】
前記ビューの三次元場における前記ヘッドアップ表示の見掛けの深さが調整可能である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記見掛けの深さが、ユーザによって作動される診断装置からの情報に基づいて自動的に調整可能である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ヘッドアップ表示が、ユーザの左眼についてのビューを表示する第１左眼部分と、前記ユーザの右眼についてのビューを表示する第２右眼部分とを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ヘッドアップ表示が前記患者の眼の上に物理的に投射され、前記患者の眼の上の前記ヘッドアップ表示の場所が調整可能である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１１年１０月５日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６１／５４３８２の優先権を主張し、この出願の内容は参照によって本明細書の一部を構成する。
【０００２】
本願は、眼科手術装置、特に、眼科手術用３Ｄビューアのためのヘッドアップ・オーバーレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
眼科手術用コンソールに様々な表示が提供されてきた。斯かる表示は、眼を見るのに使用される手術用顕微鏡の上に重ね合わされることが多い。しかしながら、眼科手術用顕微鏡はいくつかの欠点を有する。例えば、外科医は、手術を行う間、比較的固定された位置に彼の頭を保たなければならない。別の例では、補助的な顕微鏡の使用は、複数のビーム路の間で光エネルギーを分割することを必要とする。このことは、十分に明るい画像を生成するのに追加の照明を必要とし、強烈な照明は眼組織に光毒性作用を及ぼす可能性がある。
【０００４】
デジタル・イメージングが、診断及び手術の可視化を含む眼科手術用途においてしばしば使用されてきた。斯かるシステムの一つの利点は、斯かるシステムが眼の三次元ビューを提供できることである。しかしながら、斯かるシステムには、眼科外科医に有用な多くの道具及び特徴が欠けている。したがって、所望の特徴を提供しつつ、眼科手術用顕微鏡の欠点を回避する解決策についての要求が依然として存在している。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１態様に従って、眼科手術システムが、患者の眼の三次元画像を表示するように動作可能な三次元イメージング装置を含む。眼科手術システムは、さらに、画像プロセッサを含む表示装置を含む。表示装置は、患者の眼の三次元画像上にユーザ選択可能な手術パラメータのヘッドアップ表示（heads-up display）を作り出すように動作可能である。ヘッドアップ表示は三次元画像のビューの三次元場において調整可能である。システムは、表示されるべき一つ以上のユーザ選択可能な手術パラメータのユーザ選択を受信するように動作可能なユーザインタフェースも含む。
【０００６】
本開示の別の態様に従って、眼科手術システムのためのヘッドアップ表示を作り出す方法が、表示されるべき少なくとも一つの手術パラメータの選択を受信するステップを含む。本方法は、さらに、患者の眼の三次元画像の三次元ビューにおいてヘッドアップ表示の場所を決定するステップを含む。三次元ビューにおけるヘッドアップ表示の場所は少なくとも一つのユーザ選択に基づいて調整可能である。本方法は、患者の眼の三次元画像においてヘッドアップ表示を表示するステップも含む。
【０００７】
本発明の様々な実施形態の追加の態様、特徴及び利点が以下の説明から当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の特定の実施形態に係る眼科手術システム１００のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に係る、三次元ビューにおけるヘッドアップ表示の調整のための方法の例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の特定の実施形態に係る眼科手術システム１００を示す。システム１００は、３Ｄカメラ１１０と、カメラによって記録された３Ｄ画像を表示するための表示スクリーン１２０と、マウント１４０とを含み、３Ｄカメラ１１０は、少なくとも一つの照明源１１２と、結像光学素子１１４とを有し、表示スクリーン１２０は、３Ｄ画像にオーバーレイされたヘッドアップ表示１３０を有し、マウント１４０は、描かれた実施形態では、関節アーム１４２を含む。３Ｄカメラ１１０は、三次元ビューにおける提示（presentation）のためにデジタル画像を捕捉するための任意の適切なイメージング装置、例えばＣＣＤカメラを含んでもよい。照明眼１１２は、任意の適切な形態の照明、例えば、キセノンアークランプ、白色レーザ照明器、又は顕微鏡検査において使用される任意の多数の照明源である。結像光学素子１１４は、患者の眼からの光を３Ｄカメラ１１０に伝送するための、好ましくは患者の眼に照明光を伝送するための任意の光学要素又は光学要素の集合を含む。結像光学素子１１４は、眼組織の可視化を可能とすべく患者の眼の上に設置された一つ以上の要素も含んでもよい。
【００１０】
表示スクリーン１２０は、三次元画像のための任意の適切な表示器であり、手術システムから遠隔にあり、且つ、物理的に又はワイヤレスで接続される。表示スクリーン１２０は、互換性のある３Ｄメガネで見ることができるスクリーンであり、又はメガネが必要とされないシステムであってもよい。メガネを必要としない固定された角度の３Ｄビューが、外科医が一つの位置から特定の角度で表示スクリーン１２０を見る傾向がある手術システムに特に適切である。
【００１１】
システム１００は画像プロセッサ１５０も含み、画像プロセッサ１５０は、一つ以上の情報処理装置の任意の適切な組合せを表し、互換性のある任意の形態の揮発性情報記憶装置又は不揮発性情報記憶装置とともに、限定されるものではないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＡＳＩＣを含み、揮発性情報記憶装置又は不揮発性情報記憶装置は、限定されるものではないが、光媒体、半導体媒体、及び／又は磁気媒体を含む。システム１００は一つ以上の診断装置１６０を含んでもよい。診断装置１６０は、例えば、角膜測定器、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）機器、シャックハルトマン波面センサ、又は眼の特性を測定するための他の非常に多くの器具を含んでもよい。所定の実施形態では、診断装置１６０は手術システム１００の一部である。他の実施形態では、システム１００は、システムのためのオーバーレイ表示１３０を作り出すのに使用されることができる診断装置から情報を受信するように構成される。同様に、斯かる情報を使用して、表示１３０を眼の画像に整列させることができる。例えば、眼の画像を眼の術前画像に登録し、手術表示に参照を提供することができる。
【００１２】
３Ｄ画像は、斯かる診断情報を使用して深さ情報を提供するように登録されることもできる。例えば、前房の深さ測定のような眼のＯＣＴ測定が行われた場合、その後、その深さ情報は、外科医のための３Ｄビューを再構築すべく、３Ｄカメラからの画像において共通の解剖学的特徴に登録されることができる。また、特徴認識及びデジタル画像増強技術によって画像の質（鮮明さ、色、コントラスト、エッジの可視性）を改善することができ、網膜血管又は網膜上膜のような重要な特徴を画像においてハイライトすることができる。同様に、手術医に不可視である、擬似色表示、又は赤外線波長及び／若しくは紫外線波長を含む、診断装置１６０によって検出可能な波長を視覚化するための他の適切な技術で画像を高めることができる。
【００１３】
システム１００は、さらに、眼科用手術制御機器２００、例えば水晶体超音波乳化吸引術用コンソール、レーザ屈折矯正手術用コンソール、レーザ白内障手術用コンソール、網膜硝子体手術用コンソール、又は行われるべき手術処置に関する保存されたパラ-メータ情報を保持する、眼科手術を行うための任意の他の適切な装置を含む。眼科用手術制御機器２００は一つ以上のプロセッサ及びメモリも含み、一つ以上のプロセッサ及びメモリは、上述したような任意の適切な形態の情報処理装置及びメモリを含み、画像プロセッサ１５０を含んでもよい。パラメータ情報は、表示１３０が手術制御機器２００からのパラメータ情報を含むことを可能とすべく、眼科用手術制御機器２００から画像プロセッサ１５０に伝達される。ユーザ選択可能な重なってないセクタ（non-overlapping sector）を有するヘッドアップ表示の例は、同時係属中の米国特許出願シリアル番号１３／０８６５０９に詳細に記載され、この出願は参照によって本明細書の一部を構成する。ヘッドアップ表示１３０は、例えば、限定されるものではないが、電力レベル、水晶体超音波乳化吸引術のための真空圧力、灌流液のためのボトル高さ（bottle height）、吸引、フットスイッチ位置、水晶体超音波乳化吸引術ステップ及び閉塞インディケータを含む様々な水晶体超音波乳化吸引術用パラメータ及び／又は硝子体茎切除手術用パラメータ、又は電力レベル若しくはスタンバイ状態（standby status）のような眼科レーザ手術パラメータを含む。
【００１４】
ヘッドアップ表示１３０とは、手術制御機器２００からの作動パラメータを含む任意の表示を意味する。ヘッドアップ表示１３０は３Ｄ画像における提示に適する。具体的には、ヘッドアップ表示１３０は手術システム１００のユーザインタフェース１７０によって３Ｄ画像のビューの三次元場において調整可能であり、ユーザインタフェース１７０は、手術システム１７０のユーザから情報を受信するための任意の適切な装置であり、限定されるものではないが、キーボード、キーパッド、ジョイスティック又はマウスを含む。ユーザは、例えば外科医、現場サービス技術者又は工場技術者である。本明細書の目的について、「ビューの三次元場において調整可能」とは、表示１３０が、表示１３０の中身を変化させることなく、画像に対する表示の三次元認識（three-dimensional perception）を変化させる態様で表示特性を変えることができることを意味する。この結果、例えば表示１３０の異なる部分が異なる眼に表示される。別の例では、表示１３０は、三次元画像内の調整可能な見掛けの深さ（apparent depth）を有してもよい。更に別の例では、表示は、レーザプロジェクタのような装置を使用して、実際に眼それ自体の三次元構造の上に投射されるので、眼に対する表示の場所が直接調整されることができる。代替的な実施形態では、表示１３０の三次元ビューは、ユーザによって作動される診断装置から受信された深さ情報に基づいて自動的に調整可能である。
【００１５】
三次元ヘッドアップ表示の特有の特徴は特定の眼科手術処置において有利な用途を有する。一つの例では、増大した深さ認識は、進行性の黄斑変性症のための新血管形成のような網膜処置において有用である。増大した深さ認識は、網膜下液の視覚化をより容易にすることもできる。白内障又は後嚢混濁の構造体からのＵＶ散乱を使用する紫外光の視覚化によって、白内障又は後嚢混濁の三次元認識が可能となる。赤外線放射は、白内障の水晶体を有する患者に網膜手術が行われるときのような可視光に対して不透明な構造体を透視するのに使用され、且つ、独特の温度特徴（thermal signature）を有する脈絡膜のような構造体を視覚化するのに使用されうる。同様の技術が、組織の光学特性及び／又は組織の温度特性を変化させる光凝固術のような手術技術の進展を視覚化するのに使用されうる。
【００１６】
３Ｄカメラ１１０の使用は、イメージングのためのキャプチャレート及び／又はシャッタスピードを変更することによってパルスプローブ・イメージング（pulsed-probe imaging）も可能とする。このことは、励起パルス及び発光パルスの両方が可視である、フルオレセイン血管造影（ＦＡ）及びインドシアニングリーン血管造影（ＩＣＧ）のような蛍光診断において特に有用である。励起（プローブ）光のタイミングをシャッタに合わせることによって、結果として生じる画像は、励起パルスを無視し、発せられた（特徴付ける（characterizing））パルスのみを表示することができる。同様の技術が、視覚系における薬の進展を検出するためのラマン分光法において使用されうる。より一般的には、３Ｄカメラの波長感度を前記のように調整することができるので、所望の特定の波長を見ることができ又は強めることができる。
【００１７】
より一般的には、ヘッドアップ表示１３０を含む３Ｄデジタル・イメージングの使用によって情報が保存され、記録され又は伝送されることが可能となるので、観察者は、外科手術を見る能力から容易に恩恵を受けることができる。このことは、教育目的のために、後処理及び分析を可能とするために、並びに遠隔相談及び遠隔治療のために使用されることができる。また、デジタル情報の保存の他の非常に多くの利点が当業者に容易に明らかであろう。
【００１８】
図２は、眼科手術システムのためのヘッドアップ表示を作り出す方法の例示的な実施形態を示すフローチャート２００である。ステップ２０２において、本方法は、表示されるべき少なくとも一つの手術パラメータの選択を受信するステップを含む。ステップ２０４において、本方法は、さらに、患者の眼の三次元画像の三次元ビューにおいてヘッドアップ表示の場所を決定するステップを含む。三次元ビューにおけるヘッドアップ表示の場所は少なくとも一つのユーザ選択に基づいて調整可能である。ステップ２０６において、本方法は、患者の眼の三次元画像においてヘッドアップ表示を表示するステップを含む。
【００１９】
上述された実施形態は、例証するが、本発明を限定しない。本発明の原理に従って非常に多くの修正及び変更が可能であることも理解されるべきである。したがって、本発明の範囲は以下の請求項によってのみ定義される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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