(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＣＴ（光干渉断層）システムであって、
ＯＣＴ源と；
第１のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ＯＣＴ源に結合されたビームスプリッタと；
第２のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ビームスプリッタに結合された参照アームと；
第３のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ビームスプリッタに結合されたＯＣＴ増補型手術用器具であって、
ＯＣＴ集束素子；
アクチュエータ；および
外科手術を実施する手術用コンポーネント
を含む、ＯＣＴ増補型手術用器具と；
第４のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ビームスプリッタに結合された検出器であって、前記参照アームからの成分と前記ＯＣＴ増補型手術用器具からの成分とを含むＯＣＴビームを受ける、検出器と；
前記検出器および前記アクチュエータに電気的または無線式に結合されたコンピュータと
を含み、前記ＯＣＴ増補型手術用器具の望ましくない動きが、前記検出器によって検出される干渉パターンに変化をもたらし、前記干渉パターンの変化が、前記コンピュータに通信され、前記コンピュータが、電気または無線信号を前記アクチュエータに送信して、前記ＯＣＴ増補型手術用器具の修正の動きを生じさせ、前記修正の動きが少なくとも２つの方向におけるものである、ＯＣＴシステム。
【請求項２】
前記ＯＣＴ増補型手術用器具が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割する分割素子をさらに含む、請求項１に記載のＯＣＴシステム。
【請求項３】
前記複数のＯＣＴビームが、異なる光路遅延を有する、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項４】
前記複数のＯＣＴビームが、異なる偏光を有する、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項５】
前記複数のＯＣＴビームが、異なるスペクトル帯を有する、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項６】
前記複数のＯＣＴビームのベクトルが、前記ＯＣＴ増補型手術用器具と組織との間の相対的な動きおよび速度を決定するために使用される、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項７】
前記分割素子が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割するビーム分割および集束ユニットを含む、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項８】
前記ビーム分割および集束ユニットが、別個のビーム分割ユニットおよび別個のビーム集束ユニットを含む、請求項７に記載のＯＣＴシステム。
【請求項９】
前記分割素子が、カプラおよび少なくとも２本のＯＣＴファイバを含む、請求項２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項１０】
前記ＯＣＴ増補型手術用器具が、前記ＯＣＴビームを少なくとも３つのＯＣＴビームに分割する分割素子を含む、請求項１に記載のＯＣＴシステム。
【請求項１１】
前記ＯＣＴ集束素子が集束レンズを含む、請求項１に記載のＯＣＴシステム。
【請求項１２】
前記ＯＣＴ集束素子が曲面鏡を含む、請求項１に記載のＯＣＴシステム。
【請求項１３】
前記手術用コンポーネントがカニューレを含む、請求項１に記載のＯＣＴシステム。
【請求項１４】
ＯＣＴ（光干渉断層）増補型手術用器具であって、
ＯＣＴ伝送媒体と；
ＯＣＴ集束素子と；
アクチュエータと；
手術用コンポーネントと
を含み、前記アクチュエータは、前記ＯＣＴ伝送媒体およびＯＣＴ集束素子を通って伝わるＯＣＴビームに応答して、前記ＯＣＴ増補型手術用器具の修正の動きを生じさせるように動作可能であり、前記修正の動きが少なくとも２つの方向におけるものであるＯＣＴ増補型手術用器具。
【請求項１５】
前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割する分割素子をさらに含む、請求項１４に記載の器具。
【請求項１６】
前記分割素子が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割するビーム分割および集束ユニットを含む、請求項１５に記載の器具。
【請求項１７】
前記ビーム分割および集束ユニットが、別個のビーム分割ユニットおよび別個のビーム集束ユニットを含む、請求項１６に記載の器具。
【請求項１８】
前記分割素子が、カプラおよび少なくとも２本のＯＣＴファイバを含む、請求項１５に記載の器具。
【請求項１９】
前記ＯＣＴ集束素子が集束レンズを含む、請求項１４に記載の器具。
【請求項２０】
前記ＯＣＴ集束素子が曲面鏡を含む、請求項１４に記載の器具。
【請求項２１】
前記手術用コンポーネントがカニューレを含む、請求項１４に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光干渉断層（ＯＣＴ）増補型手術用器具、ならびにＯＣＴを使用して手術用器具の望ましくない動きを修正するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術では、組織の切除または切開箇所配置を精密に行う必要がある。顕微手術では、特に、外科手術を完了できないことまたはさらには損傷など、意図しない影響を回避するために、三次元全てにおける正確な位置決めと精密な動き制御とが重要である。これは、特に、眼科手術に当てはまる。例えば、硝子体網膜手術では、約１０μｍの工具先端の位置決め精度が望ましい。手の震えは、外科手術でよく見られる問題であり、および回避することが困難であるうえ、通常は、５０μｍ程度の動きを引き起こし得る。これは、硝子体網膜手術および他の顕微手術の所望の範囲を遥かに外れており、およびこれらの手術の質を低下させる。
【０００３】
網膜静脈閉塞の治療などの他の外科手術は、手術用器具の動きを適切に制御できないため、実施することが不可能である。網膜静脈閉塞は、４９歳以上の人の１．６％がかかり、かつ外科的に治療され得るが、現在のところ、処置を施すことは危険すぎると考えられている。
【０００４】
顕微手術の処置における偶発的な動きなどの望ましくない動きに対処するための以前の手法では、震えを能動的に補償する。例えば、１つの手法では、手術用器具に磁力計支援型加速度計（ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）を配置して、震えを検出しかつ補償する。遠位端の動きを感知するために近位端に加速度計を使用する他の手法は、複雑なデータのフィルタリングおよび処理を必要とし、かつ手術用器具にかなりの重量を加え、より震えを引き起こす原因となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より実用的な、震えまたは他の望ましくない動きを補償し得る顕微手術用器具、システム、および方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本発明は、１つのＯＣＴ経路を経由して参照アームに結合され、かつ第２のＯＣＴ伝送媒体を経由してＯＣＴ増補型手術用器具に結合されたビームスプリッタに、ＯＣＴ伝送媒体を経由して結合されたＯＣＴ源を含む、ＯＣＴシステムに関する。ＯＣＴ増補型手術用器具は、ＯＣＴ集束素子、アクチュエータ、および外科手術を実施する手術用コンポーネントを含む。ＯＣＴシステムはまた、ＯＣＴ伝送媒体を経由してビームスプリッタに結合された検出器を含む。検出器は、参照アームからの成分とＯＣＴ増補型手術用器具からの成分とを含むＯＣＴビームを受ける。ＯＣＴシステムはさらに、検出器およびアクチュエータに電気的または無線式に結合されたコンピュータを含む。手術用器具の望ましくない動きは、検出器によって検出される干渉パターンに変化をもたらし、この干渉パターンの変化は、コンピュータに通信され、コンピュータは、電気または無線信号をアクチュエータに送信して、手術用器具の修正の動きを生じさせる。
【０００７】
別の実施形態では、本発明は、ＯＣＴ伝送媒体と、ＯＣＴ集束素子と、アクチュエータと、手術用コンポーネントとを含む、ＯＣＴ増補型手術用器具に関する。アクチュエータは、ＯＣＴ伝送媒体およびＯＣＴ集束素子を通って伝わるＯＣＴビームに応答して、手術用器具の修正の動きを生じさせることができる。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、手術用器具の望ましくない動きを修正する方法に関し、この方法は、ＯＣＴビームを、ＯＣＴ源からＯＣＴ伝送媒体を経由してビームスプリッタへ送るステップであって、ビームスプリッタは、ビームを、参照アームへと伝わりかつ参照アームによって反射されるＯＣＴビームと、手術用器具によって手術されている組織へと伝わりかつ組織によって反射されるＯＣＴビームとに分割する、ステップと、参照アームおよび組織によって反射されたＯＣＴビームの干渉パターンを検出するステップと、干渉パターンに基づいて、望ましくない動きが発生したかどうかと、適切な修正の動きとを決定するステップと、手術用器具に配置されたアクチュエータを使用して、手術用器具に適切な修正の動きを生じさせるステップとによって行われる。
【０００９】
本発明ならびにその特徴および利点をより詳細に理解するために、ここで、縮尺通りではない添付図面と併せて、以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＯＣＴ増補型手術用器具を含むＯＣＴシステムである。
【図２】ＯＣＴ増補型手術用器具である。
【図３】ＯＣＴ増補型手術用器具の別の実施形態である。
【図４】ＯＣＴ増補型手術用器具のビーム分割および集束ユニットである。
【図５】ＯＣＴ増補型手術用器具のビーム分割および集束ユニットの別の実施形態である。
【図６】ＯＣＴ増補型手術用器具のカプラである。
【図７】ＯＣＴ増補型手術用器具を含むＯＣＴシステムを使用して、空間内の測定されたベクトルの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明では、開示される主題の説明を容易にするために、例として詳細を記載する。しかしながら、当業者には、開示される実施形態は例示的なものであり、考えられる全ての実施形態を包括するものではないことが明らかなはずである。
【００１２】
本明細書では、文字が続く参照符号が特定の要素を指し、および参照符号の数字のみの形式のものが集合的な要素を指す。そのため、例えば、装置「１２ａ」は、装置「１２」としてまとめて指し得る装置の種類の例を指し、かつそのうちの１つのみを一般的に装置「１２」と称し得る。
【００１３】
ここで図面を参照して説明すると、図１は、ＯＣＴ増補型手術用器具２００を備えるＯＣＴシステム１００である。光干渉断層（ＯＣＴ）は、少なくとも部分的に光を反射する組織などの試料材料の構造検査用の干渉分析技術である。これは、試料材料の動きおよび速度または組織の血流など、試料材料の機能的検査にも使用され得る。ＯＣＴでは、ＯＣＴビームの形態の光を使用して、参照ビームと、生体組織などの試料材料と相互作用する試料ビームとの間に生じる光学干渉に基づいて、距離および深さのプロファイルを測定する。いくつかの実施形態では、ＯＣＴビームは、パルス状、掃引波長または広帯域の光で供給され得る。
【００１４】
ＯＣＴシステム１００は、手術用器具２００と組織３００（この例示的な図では眼として表わす）との間の相対的な動きおよび速度の両方の測定を行う。
【００１５】
ＯＣＴシステム１００は、さらに、ＯＣＴ源１１０を含み、このＯＣＴ源は、ＯＣＴ伝送媒体２３０ｃを通ってビームスプリッタ１２０へと伝わるＯＣＴビーム（図示せず）を生じ、そのビームスプリッタでビームは分割されて、ビームの一部分は、ＯＣＴ伝送媒体２３０ｂを通って参照アーム１３０へと伝わり、およびビームの一部分は、ＯＣＴ伝送媒体２３０ａを通って手術用器具２００へと伝わる。参照アーム１３０または組織３００に当たった後、ＯＣＴビームは、ＯＣＴ伝送媒体２３０ｂおよび２３０ａをそれぞれ通ってビームスプリッタ１２０へと伝わって戻り、そこで、ＯＣＴ伝送媒体２３０ｄを経由して検出器１４０へ向けられる。検出器１４０は、コンピュータ１５０へ信号を送信し、このコンピュータは、検出器１４０から受信した信号に基づいて、組織３００に対する手術用器具２００の相対的な動きおよび速度を決定できるプロセッサーを含む。コンピュータ１５０は、手術用器具２００の動きの修正が必要であるかどうかを決定し、かつ必要な場合、手術用器具２００内にあるアクチュエータ２５０に信号を送信する。アクチュエータ２５０は、信号に応答して、手術用器具２００の動きの修正をリアルタイムで行わせる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＯＣＴ伝送媒体２３０は光ファイバである。
【００１７】
図１に示す実施形態では、参照アーム１３０は、光学的遅延の点で組織３００の近くに配置され、およびＯＣＴ源１１０から容認できる距離である予め決められた位置にある。手術用器具２００を通って伝わって戻り、検出器１４０に至る組織３００からのＯＣＴビームは、参照アーム１３０からのＯＣＴビームに干渉し、かつ干渉パターンを生成する。その結果、組織３００に対する手術用器具２００の動きの特性（例えば間隙、変位および速度）が決定され得る。
【００１８】
一実施形態では、参照アーム１３０は、ＯＣＴビームを反射する鏡を含む。
【００１９】
一実施形態では、検出器１４０は分光器である。別の実施形態では、検出器１４０は、検出器１４０における入射光の強度を示す電気信号を生成するフォトダイオードまたは同様の装置を含む。
【００２０】
検出器１４０は、コンピュータ１５０に電気信号を出力し得る。そのような実施形態では、コンピュータ１５０は、信号の調整、復調、数値化、およびデジタル信号処理用の回路を含み得る。別の実施形態では、検出器１４０は、コンピュータ１５０に無線信号を出力する。
【００２１】
一実施形態では、コンピュータ１５０は、記憶媒体へのアクセスを有するプロセッサーによって実行可能な命令（すなわち、実行可能コード）を格納する記憶媒体をさらに含む。プロセッサーは、手術用器具２００内のアクチュエータ２５０を作動させる命令を実行し、それにより、そのような作動のパラメータを制御して、手術用器具２００の望ましくない動きの補償を可能にし得る。本開示のために、記憶媒体は、少なくともある期間、データおよび命令を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体を含み得る。記憶媒体は、永続および揮発性媒体、固定および取り外し可能な媒体、および磁気および半導体メディアを含み得る。記憶媒体は、限定はされないが、直接アクセス記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはフロッピーディスク）、順次アクセス記憶装置（例えば、テープディスクドライブ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、非一時的な媒体、および上記の様々な組み合わせなどの記憶媒体を含み得る。
【００２２】
図２は、ＯＣＴシステムにおいて使用され得、およびハンドル２１０およびカニューレ２２０を含む、手術用器具２００ａを示す。いくつかの実施形態では、カニューレ２２０は、外科手術を行う異なる手術用コンポーネントと置き換えられ得る。ＯＣＴ伝送媒体２３０ａは、ハンドル２１０を通ってカニューレ２２０内へと進み、そこで、集束素子（例えば、レンズ、曲面鏡）２４０で終端する。ハンドル２１０はまた、アクチュエータ２５０を含み、アクチュエータは、コンピュータ（図示せず）からの信号を受信し、かつ信号に応答して手術用器具２００ａを動かすように動作可能である。１つのＯＣＴビームのみが集束素子２４０を通って伝わるため、図２の器具は、１次元のＯＣＴ測定を提供する。手術用器具は、図２に示すものと同様の複数のＯＣＴ伝送媒体および集束レンズを含み得る。これらの複数のＯＣＴ伝送媒体は、図６に示すようなカプラによって結合されたＯＣＴファイバであり得る。
【００２３】
手術用器具２００がカニューレ２２０を含む図示の例では、アクチュエータ２５０は、カニューレ２２０を、ハンドル２１０内へおよびそこから出るように動かして、望ましくない動きに対して補償を行う。例えば、ＯＣＴシステムが、カニューレ２２０が組織（図示せず）に近すぎると判断する場合、アクチュエータ２５０は、カニューレ２２０をハンドル２１０内へと動かして補償する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、アクチュエータ２５０は、手術用器具２００の望ましくない動きのスピードに適合するスピードでカニューレ２２０または別の手術用コンポーネントを動かす。アクチュエータ２５０はまた、カニューレ２２０または別の手術用コンポーネントを、望ましくない動きの方向または望ましくない動きのコンポーネントの方向とは反対の方向に動かす。
【００２５】
アクチュエータ２５０は、手術用器具２００をリアルタイムで、望ましくない動きに応答して動かすことができる、任意の手術用アクチュエータであり得る。いくつかの実施形態では、アクチュエータ２５０は、手術用器具２００の重量のごく一部を構成して、さらに震えを導入するのを回避し得る。例えば、アクチュエータ２５０は、手術用器具２００の重量の２５％未満であり得る。一実施形態では、アクチュエータ２５０は圧電アクチュエータであり得る。別の実施形態では、アクチュエータ２５０はボイスコイルアクチュエータである。さらに別の実施形態では、アクチュエータ２５０は電磁アクチュエータである。別の実施形態では、アクチュエータ２５０は超音波アクチュエータである。アクチュエータ２５０は、図２に示すように一方向にのみ動くことができるようにしても、または３方向の動きを示す図３に示すように、２、３、またはそれよりも多い方向に動くことができるようにしてもよい。アクチュエータ２５０が２つ以上の方向で動くことができる実施形態では、アクチュエータ２５０は、複数のコンポーネントまたはサブアクチュエータを含むことができ、それらはそれぞれ一方向に動くことができる。
【００２６】
図３は、集束素子２４０の代わりに、ＯＣＴ伝送媒体２３０ａに沿って伝わるＯＣＴビームを、２つ以上の方向に集束される２つ以上の別個のＯＣＴビームに分割するビーム分割および集束ユニット２６０を含む、代替的な手術用器具２００ｂを示す。一実施形態では、ビームは、３つ以上の方向に集束される３つ以上のＯＣＴビームに分割される。ビーム分割および集束ユニット２６０によって生じた多重分割ビームは、わずかに異なる光路長遅延を有するため、異なるビームからのＯＣＴ情報は、対応するＯＣＴ画像において深さに隔たりがある。これらの異なる画像を使用して、手術用器具２００に対する組織の多次元変位および速度が計算され、逆もまた同様である。
【００２７】
図４は、統合ビーム分割および集束ユニット２６０ａを示す。ビーム分割および集束ユニットは、ＯＣＴビームを複数のビームに分割すること、およびそれらのビームを組織（図示せず）上に集束することの両方を行う。
【００２８】
図５は、別個のビーム分割ユニット２７０およびビーム集束ユニット２８０を含む、代替的なビーム分割および集束ユニット２６０ｂを示す。いくつかの実施形態では、ビーム分割ユニット２７０は、ファイバスプリッタまたはマルチクラッドファイバである。いくつかの実施形態では、ビーム集束ユニット２８０は、勾配屈折率（ＧＲＩＮ）レンズである。他の実施形態では、ビーム分割および集束ユニット２６０ｂは、サファイアボールなどの複数面体のボールである。
【００２９】
図６は、ＯＣＴビームを、それぞれ集束素子２４０ａ、２４０ｂ、および２４０ｃ内で終端する複数のＯＣＴファイバ４１０ａ、４１０ｂ、および４１０ｃに分割するためのカプラ４００を示す。複数のＯＣＴファイバおよび集束素子は、図２に示すものと同様の方法で、手術用器具２００内に配置され得る。ＯＣＴファイバ４１０は、異なる光路遅延を引き起こすために、長さがわずかに異なり得る。
【００３０】
別の実施形態では、検出器は、光の偏光を検出でき、および手術用器具を通るＯＣＴビームは、偏光によって異なる向きに分割される。これにより、また、組織および手術用器具の互いに対する動きおよび速度の多次元の測定を可能にする。
【００３１】
図示しないさらに別の実施形態では、ＯＣＴビームは、１つ以上の分散型光学素子または二色性ビーム分割光学素子を使用して、異なる向きで異なるスペクトル帯に分割され得る。この実施形態では、検出器は、異なるスペクトル帯を検出できる。この実施形態はまた、組織および手術用器具の互いに対する動きおよび速度の多次元測定を可能にする。
【００３２】
３つの別個のＯＣＴビームを組織に供給する特定の例示的な実施形態において、図７は、空間における、ビームのベクトルＶ１、Ｖ２、およびＶ３の関係を示し、これは、各ビームの向きと合成ベクトルＶ＿ｔｏｔａｌとを表す。これらのビームのベクトルは、手術用器具に対する組織を表す変位ベクトルまたは速度ベクトルであり得、およびその逆もまた同様である。手術用器具に対するビームのベクトルの向きは、器具の設計または事前の較正に基づいているため、公知である。ビームのベクトルＶ１、Ｖ２、およびＶ３は、総体的な動きのベクトルＶ＿ｔｏｔａｌの各ビームの方向への投射であることに留意されたい。ＯＣＴシステムは、各ビームのベクトルの大きさを測定し、かつ総体的な動きのベクトルＶ＿ｔｏｔａｌを計算する。望ましくない動きを補償するために、手術用器具は、複数のアクチュエータを使用して、動きの能動的補償を行う。三次元の動きの補償では、通常、３つのアクチュエータが必要である。アクチュエータの動きのベクトルの向きＭ１、Ｍ２、Ｍ３は公知のパラメータであるともみなされるが、ＯＣＴビームのベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３とは重なり合わなくてもよいことに留意されたい。総体的な動きのベクトルＶ＿ｔｏｔａｌの、それらのアクチュエータの動きの方向Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３上への投射は、簡単に計算でき、および手術道具の実際の動きの補償を導くために使用される。
【００３３】
一実施形態では、ＯＣＴビームを、ＯＣＴ源からＯＣＴ伝送媒体を通ってビームスプリッタへと送ることによって、ＯＣＴシステムは、手術用器具における望ましくない動きを修正し、ビームスプリッタは、ＯＣＴビームを、参照アームへと伝わるビームと手術用器具へと伝わるビームとに分割する。参照アームのＯＣＴビームは、反射して戻され、およびＯＣＴ伝送媒体を経由して、例えばビームスプリッタを通って検出器へと伝わり、ビームスプリッタは、そのビームを手術用器具からのビームと再結合させ得る。手術用器具のＯＣＴビームは、組織によって反射されて戻され、および同様に、ＯＣＴ伝送媒体を経由して、例えばビームスプリッタを通って検出器へと伝わり、ビームスプリッタは、そのビームを参照アームからのビームと再結合させ得る。検出器は、反射ＯＣＴビームを複合ビームとして、または参照アームおよび手術用器具からの成分としてのいずれかで検出する。検出器は、一般に、干渉パターンを検出し、この干渉パターンは、手術用器具が予め決められた程度の望ましくない動きを経験する場合には変えられる。検出器は、電気または無線信号をコンピュータへ送信し、その後、コンピュータは、そのプロセッサーを使用して、望ましくない動きが発生したどうかと、適切な修正の動きとを決定する。その後、コンピュータは、電気または無線信号を手術用器具内のアクチュエータに送信し、修正の動きを生じさせる。この修正の動きはリアルタイムで発生し得る。例えば、修正の動きは、ミリ秒未満で発生し得る。
【００３４】
上述のタイプのＯＣＴ増補型手術用器具は、眼内カニューレ挿入、閉塞を治療するための抗凝固剤の注入、および動静脈交叉部鞘切開術（ａｔｒｉｏｖｅｎｏｕｓ  ｓｈｅａｔｈｏｔｏｍｙ）、耳鼻咽喉科外科手術、神経外科手術、腹腔鏡外科手術、前立腺外科手術、および微小血管外科手術を含む、硝子体網膜手術などの顕微手術において使用され得る。手術用器具の先端の位置決めは、１０μｍ以下の精度で制御され得る。
【００３５】
上記で開示した主題は、限定ではなく、説明であるとみなされ、および添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨および範囲に入る全てのそのような修正形態、改善形態、および他の実施形態を網羅するものとする。そのため、法律が許す範囲を最大にするために、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可能な最も広い解釈によって決定され、および前述の詳細な説明によって限定または制限されない。例えば、本明細書の多くの例示的な実施形態は、３つのＯＣＴビームを使用して図示および説明されている。当業者には、そのような実施形態において、任意の複数のＯＣＴビーム、例えば３つ以上のビームを、計算の複雑さの対応する増大を伴って使用し得ることが明らかである。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
光干渉断層（ＯＣＴ）システムであって、
第１のＯＣＴ伝送媒体を経由してビームスプリッタに結合されたＯＣＴ源と；
第２のＯＣＴ伝送媒体を経由して参照アームに結合された前記ビームスプリッタと；
前記参照アームと；
第３のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ビームスプリッタに結合されたＯＣＴ増補型手術用器具であって、
ＯＣＴ集束素子；
アクチュエータ；および
外科手術を実施する手術用コンポーネント
を含む、ＯＣＴ増補型手術用器具と；
第４のＯＣＴ伝送媒体を経由して前記ビームスプリッタに結合された検出器であって、前記参照アームからの成分と前記ＯＣＴ増補型手術用器具からの成分とを含むＯＣＴビームを受ける、検出器と；
前記検出器および前記アクチュエータに電気的または無線式に結合されたコンピュータと
を含み、前記手術用器具の望ましくない動きが、前記検出器によって検出される干渉パターンに変化をもたらし、前記干渉パターンの変化が、前記コンピュータに通信され、前記コンピュータが、電気または無線信号を前記アクチュエータに送信して、前記手術用器具の修正の動きを生じさせる、ＯＣＴシステム。
〔態様２〕
前記ＯＣＴ増補型手術用器具が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割する分割素子をさらに含む、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様３〕
前記複数のＯＣＴビームが、異なる光路遅延を有する、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様４〕
前記複数のＯＣＴビームが、異なる偏光を有する、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様５〕
前記複数のＯＣＴビームが、異なるスペクトル帯を有する、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様６〕
前記複数のＯＣＴビームのベクトルが、前記手術用器具と組織との間の相対的な動きおよび速度を決定するために使用される、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様７〕
前記分割素子が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割するビーム分割および集束ユニットを含む、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様８〕
前記ビーム分割および集束ユニットが、別個のビーム分割ユニットおよび別個のビーム集束ユニットを含む、態様７に記載のＯＣＴシステム。
〔態様９〕
前記分割素子が、カプラおよび少なくとも２本のＯＣＴファイバを含む、態様２に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１０〕
前記ＯＣＴ増補型手術用器具が、前記ＯＣＴビームを少なくとも３つのＯＣＴビームに分割する分割素子を含む、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１１〕
前記集束素子が集束レンズを含む、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１２〕
前記集束素子が曲面鏡を含む、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１３〕
前記手術用コンポーネントがカニューレを含む、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１４〕
前記修正の動きが一方向におけるものである、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１５〕
前記修正の動きが少なくとも２つの方向におけるものである、態様１に記載のＯＣＴシステム。
〔態様１６〕
光干渉断層（ＯＣＴ）増補型手術用器具であって、
ＯＣＴ伝送媒体と；
ＯＣＴ集束素子と；
アクチュエータと；
手術用コンポーネントと
を含み、前記アクチュエータは、前記ＯＣＴ伝送媒体およびＯＣＴ集束素子を通って伝わるＯＣＴビームに応答して、前記手術用器具の修正の動きを生じさせるように動作可能である、ＯＣＴ増補型手術用器具。
〔態様１７〕
前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割する分割素子をさらに含む、態様１５に記載の器具。
〔態様１８〕
前記分割素子が、前記ＯＣＴビームを複数のＯＣＴビームに分割するビーム分割および集束ユニットを含む、態様１６に記載の器具。
〔態様１９〕
前記ビーム分割および集束ユニットが、別個のビーム分割ユニットおよび別個のビーム集束ユニットを含む、態様１７に記載の器具。
〔態様２０〕
前記分割素子が、カプラおよび少なくとも２本のＯＣＴファイバを含む、態様１６に記載の器具。
〔態様２１〕
前記ＯＣＴ集束素子が集束レンズを含む、態様１５に記載の器具。
〔態様２２〕
前記ＯＣＴ集束素子が曲面鏡を含む、態様１５に記載の器具。
〔態様２３〕
前記手術用コンポーネントがカニューレを含む、態様１５に記載の器具。
〔態様２４〕
手術用器具の望ましくない動きを修正する方法であって、
光干渉断層（ＯＣＴ）ビームを、ＯＣＴ源から第１のＯＣＴ伝送媒体を経由してビームスプリッタへ送るステップであって、前記ビームスプリッタは、前記ビームを、第２のＯＣＴ伝送媒体を経由して参照アームへと伝わりかつ前記参照アームによって反射されるＯＣＴビームと、第３のＯＣＴ伝送媒体を経由して、前記手術用器具によって手術されている組織へと伝わりかつ前記組織によって反射されるＯＣＴビームとに分割する、ステップと；
前記参照アームおよび組織によって反射された前記ＯＣＴビームの干渉パターンを検出するステップと；
前記干渉パターンに基づいて、望ましくない動きが発生したかどうかと、適切な修正の動きとを決定するステップと；
前記手術用器具に配置されたアクチュエータを使用して、前記手術用器具に前記適切な修正の動きを生じさせるステップと
を含む、方法。
〔態様２５〕
前記手術用器具へと伝わる前記ＯＣＴビームを分割するステップと、前記手術用器具および前記組織の相対的な速度およびスピードを決定するステップとをさらに含む、態様２２に記載の方法。
〔態様２６〕
前記適切な修正の動きを生じさせるステップがリアルタイムで行われる、態様２２に記載の方法。
【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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【図７】
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