(57)【要約】  可視光カメラとＩＲカメラの両方を、眼科手術に使用される手術用顕微鏡の光学的鏡筒の長さを増大させずに統合する。ＩＲカメラは、人間の目には見えないＮＩＲ光を利用するスキャニングＯＣＴ測定ビームを直接、術中に捕捉するために使用されてよい。手術用顕微鏡の使用者に対して術中に表示されるものと同じ術野から撮影されたＩＲカメラからのＩＲ像は、使用者に対して接眼レンズの中で表示されてよく、それによってＯＣＴスキャンの位置を術野の実際の可視光像と共に可視化することが可能となる。
2021505284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術を行うための方法であって、
手術用顕微鏡に連結された光干渉断層撮影（ＯＣＴ）スキャニングシステムを使って術野をスキャンするステップであって、前記手術用顕微鏡は前記術野からの可視光を見るために使用され、前記ＯＣＴスキャニングシステムは、前記術野の前記スキャニングのために近赤外（ＮＩＲ）光を前記術野に投射するステップと、
前記手術用顕微鏡の第一の接眼レンズに前記可視光を透過させる光路内のマルチビームスプリッタを使って、前記ＮＩＲ光の第一の部分と前記可視光の第二の部分を前記手術用顕微鏡の結像光路へと偏向させるステップと、
前記結像光路内のダイクロイックミラーを使って、前記ＮＩＲ光の前記第一の部分を前記可視光の前記第二の部分から分離するステップと、
前記ＮＩＲ光の前記第一の部分から前記術野の赤外光（ＩＲ）像をＩＲカメラを使って生成するステップであって、前記ＩＲ像は前記術野の中の、前記術野の前記スキャニングの位置を示すステップと、
前記可視光の前記第二の部分から前記術野の可視光像を可視光カメラを使って生成するステップであって、前記可視光カメラと前記ＩＲカメラは同一平面内に位置付けられるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ＩＲカメラから前記ＩＲ像を取得するステップと、
前記ＩＲ像をコントローラに送信して、前記手術用顕微鏡の第二の接眼レンズで見るための表示光を生成するステップであって、前記表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿るステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記可視光カメラから前記可視光像を取得するステップと、
前記可視光像を前記コントローラに送信して前記表示光を生成するステップであって、前記表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光の前記光路を辿るステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の接眼レンズと前記第二の接眼レンズは同じ接眼レンズであり、前記表示光は前記マルチビームスプリッタにより前記光路へと反射される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第一の接眼レンズと前記第二の接眼レンズは異なる接眼レンズであり、前記表示光は、ビームコンバイナにより、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光へと反射される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
第一のビームスプリッタを使って前記表示光を第一の表示ビームと第二の表示ビームに分離するステップと、
前記マルチビームスプリッタを使って前記第一の表示ビームを前記第一の接眼レンズに向けるステップと、
前記ビームコンバイナを使って前記第二の表示ビームを前記第二の接眼レンズに向けるステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第一の部分は前記ＮＩＲ光の少なくとも９０％であり、前記第二の部分は前記可視光の３０％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記可視光カメラ及びＩＲカメラは相互に垂直に向けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
可視光を前記手術用顕微鏡の、前記第一の接眼レンズとは異なる第二の接眼レンズへと透過させる第二の光路内の第二のマルチビームスプリッタを使って、前記ＮＩＲ光の第三の部分と前記可視光の第四の部分を前記手術用顕微鏡の第二の結像光路へと偏向させるステップであって、前記結像光路と前記第二の結像光路が同一平面内にあるステップと、
前記第二の結像光路内の第二のダイクロイックミラーを使って、前記ＮＩＲ光の前記第三の部分を前記可視光の前記第四の部分から分離するステップと、
前記ＮＩＲ光の前記第三の部分から前記術野の第二のＩＲ像を第二のＩＲカメラを使って生成するステップであって、前記第二のＩＲ像は前記術野の中の、前記術野の前記スキャニングの位置を示すステップと、
前記可視光の前記第四の部分から前記術野の第二の可視光像を第二の可視光カメラを使って生成するステップであって、前記第二の可視光カメラと前記第二のＩＲカメラは同一平面内に位置付けられるステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第二のＩＲカメラから前記第二のＩＲ像を取得するステップと、
前記第二のＩＲ像を前記コントローラに送信して、前記第二の接眼レンズで見るための第二の表示光を生成するステップであって、前記第二のＩＲ像を含む前記第二の表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光の光路を辿るステップと、
前記第二の可視光カメラから前記第二の可視光像を取得するステップと、
前記第二の可視光像を前記コントローラに送信して、前記第二の表示光を生成するステップであって、前記第二の可視光像を含む表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光の前記光路を辿るステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
眼科手術を行うための手術用顕微鏡であって、
前記手術用顕微鏡に連結され、術野をスキャンするために使用される光干渉断層撮影（ＯＣＴ）スキャニングシステムであって、前記手術用顕微鏡は前記術野からの可視光を見るために使用され、前記ＯＣＴスキャニングシステムは前記術野の前記スキャニングのために近赤外（ＮＩＲ）光を前記術野に投射するＯＣＴスキャニングシステムと、
前記可視光を前記手術用顕微鏡の第一の接眼レンズへと透過させる光路内のマルチビームスプリッタであって、前記ＮＩＲ光の第一の部分と前記可視光の第二の部分を前記手術用顕微鏡の結像光路へと偏向させるために使用されるマルチビームスプリッタと、
前記ＮＩＲ光の前記第一の部分を前記可視光の前記第二の部分から分離するために使用される前記結像光路内のダイクロイックミラーと、
前記ＮＩＲ光の前記第一の部分から前記術野のＩＲ像を生成するために使用される赤外光（ＩＲ）カメラであって、前記ＩＲ像は、前記術野の中の、前記術野の前記スキャニングの位置を示す赤外光（ＩＲ）カメラと、
前記可視光の前記第二の部分から前記術野の可視光像を生成するために使用される可視光カメラであって、前記可視光カメラと前記ＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる可視光カメラと、
を含む手術用顕微鏡。
【請求項１２】
前記ＩＲカメラから前記ＩＲ像を取得し、オーバレイ情報を生成するために使用されるコントローラと、
前記コントローラからオーバレイ情報を受信するディスプレイであって、前記手術用顕微鏡の第二の接眼レンズで見るための表示光を出力するために使用され、前記表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿るディスプレイと、
をさらに含む、請求項１１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１３】
前記可視光カメラから前記可視光像を取得するために使用される前記コントローラと、
前記コントローラから前記可視光像を受信する前記ディスプレイであって、前記可視光像を含む前記表示光の少なくとも一部は前記第二の接眼レンズへと透過される可視光の前記光路を辿る前記ディスプレイと、
をさらに含む、請求項１２に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１４】
前記第一の接眼レンズと前記第二の接眼レンズは同じ接眼レンズであり、前記表示光は前記マルチビームスプリッタにより前記光路へと反射される、請求項１３に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１５】
前記第一の接眼レンズと前記第二の接眼レンズは異なる接眼レンズであり、
前記表示光を、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光へと反射させるために使用されるビームコンバイナをさらに含む、
請求項１３に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１６】
前記表示光を第一の表示ビームと第二の表示ビームに分離するために使用される第一のビームスプリッタと、
前記第一の表示ビームを前記第一の接眼レンズに向けるために使用される前記マルチビームスプリッタと、
前記第二の表示ビームを前記第二の接眼レンズに向けるために使用されるビームコンバイナと、
をさらに含む、請求項１３に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１７】
前記第一の部分は前記ＮＩＲ光の少なくとも９０％であり、前記第二の部分は前記可視光の３０％以下である、請求項１１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１８】
前記可視光カメラ及びＩＲカメラは相互に垂直に向けられる、請求項１１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１９】
前記手術用顕微鏡の、前記第一の接眼レンズとは異なる第二の接眼レンズへと可視光を透過させる第二の光路内の第二のマルチビームスプリッタであって、前記ＮＩＲ光の第三の部分と前記可視光の第四の部分を前記手術用顕微鏡の第二の結像光路へと偏向させるために使用され、前記結像光路と前記第二の結像光路は同一平面内にある第二のマルチビームスプリッタと、
前記第二の結像光路内の第二のダイクロイックミラーであって、前記ＮＩＲ光の前記第三の部分を前記可視光の前記第四の部分から偏向させるために使用される第二のダイクロイックミラーと、
前記ＮＩＲ光の前記第三の部分から前記術野の第二のＩＲ像を生成するために使用される第二のＩＲカメラであって、前記第二のＩＲ像は前記術野の中の、前記術野の前記スキャニングの前記位置を示す第二のＩＲカメラと、
前記可視光の前記第四の部分から前記術野の第二の可視光像を生成するために使用される第二の可視光カメラであって、前記第二の可視光カメラと前記第二のＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる第二の可視光カメラと、
をさらに含む、請求項１１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項２０】
前記第二のＩＲカメラから前記第二のＩＲ像を取得して、オーバレイ情報を生成するために使用されるコントローラと、
前記コントローラから前記オーバレイ情報を受信する第二のディスプレイであって、前記第二の接眼レンズで見るための第二の表示光を出力するために使用され、前記第二の表示光の少なくとも一部は、前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光の光路を辿る、第二のディスプレイと、
前記第二の可視光カメラから第二の可視光像を取得して、前記オーバレイ情報を生成するために使用される前記コントローラと、
前記コントローラから前記オーバレイ情報を受信する第二のディスプレイであって、前記第二の表示光の少なくとも一部は前記第二の接眼レンズへと透過される前記可視光の前記光路を辿る第二のディスプレイと、
をさらに含む、請求項１９に記載の手術用顕微鏡。
【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、顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科において、目の手術、すなわち眼科手術は、毎年何万人もの患者の視力を保存し、改善している。しかしながら、視力が眼内のわずかな変化にも影響を受けやすいことや、多くの眼構造が微細で繊細な性質であることから、眼科手術は施行が難しく、些細な、又は稀な手術のエラーをなくすか、手技の精度を多少高めるだけでも術後の患者の視力には大きな差が生じる可能性がある。
【０００３】
眼科手術は、眼及び付属の視覚構造に対して行われ、それには網膜硝子体手術や白内障手術等が含まれていてよい。具体的には、網膜硝子体手術は、眼の内部、例えば硝子体液及び網膜が関わる様々な繊細な処置を含む。黄斑上膜、糖尿病網膜症、硝子体出血、黄斑円孔、網膜剥離、及び白内障手術の合併症その他をはじめとする多くの眼病の治療において視力による知覚のパフォーマンスを向上させるために、様々な網膜硝子体手術の処置が、時としてレーザを用いて採用される。網膜硝子体手術中、眼科医は典型的に、手術用顕微鏡を使って角膜を通して眼底を見ながら、強膜を貫通する手術器具を挿入して各種の処置の何れかを行う。手術用顕微鏡は、画像化及び、任意選択により眼科手術中の眼底の照明を提供する。患者は典型的に、手術中に手術用顕微鏡の下に仰臥位で横たわり、開瞼器を使って眼が露出した状態に保たれる。使用される光学系の種類に応じて、眼科医は眼底のある視野を得るが、これは狭視野から、眼底の周辺領域にまで及び得る広視野まで様々であってよい。
【０００４】
外から見える前眼部に行われる白内障手術中、病変水晶体が水晶体嚢から除去され、眼内レンズ（ＩＯＬ：ｉｎｔｅｒｏｃｕｌａｒ  ｌｅｎｓ）等の人工レンズと置換される。白内障手術中、角膜と虹彩は手術用顕微鏡を使って観察され得、それによって角膜の切開創から人工レンズを移植することのほか、新しい人工レンズを位置調整し、適正に設置することが可能となる。
【０００５】
可視光を使って眼を見ることに加えて、手術用顕微鏡は、眼科手術に関わる眼組織の見えない部分に関する追加情報を提供するために光干渉断層撮影（ＯＣＴ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システムを備えていてよい。ＯＣＴシステムによれば、眼の、そうでない場合に手術用顕微鏡を使って可視光の下で光学的に区別することが難しい部分の画像化も可能となり得る。ＯＣＴシステムにより提供されるＯＣＴ画像は、眼科手術処置中に外科医を案内し得るが、ＯＣＴは典型的に近赤外（ＮＩＲ：ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ）光等の不可視光で動作するため、ＯＣＴ測定ビームの位置を手術用顕微鏡で観察中の眼の実際の位置と相関させることは困難であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様において、開示される方法は、手術用顕微鏡を使って眼科手術を行うためのものである。方法は、手術用顕微鏡に連結されたＯＣＴスキャニングシステムを使って術野をスキャンするステップを含んでいてよく、手術用顕微鏡は術野からの可視光を見るために使用される。方法において、ＯＣＴスキャニングシステムは、術野のスキャニングのためにＮＩＲ光を術野に投射し得る。方法は、手術用顕微鏡の第一の接眼レンズに可視光を透過させる光路内のマルチビームスプリッタを使って、ＮＩＲ光の第一の部分と可視光の第二の部分を手術用顕微鏡の結像光路へと偏向させるステップをさらに含んでいてよい。方法において、結像光路は光路に垂直な平面内にあってよい。方法はまた、結像光路内のダイクロイックミラーを使って、ＮＩＲ光の第一の部分を可視光の第二の部分から分離するステップと、ＩＲカメラを使ってＮＩＲ光の第一の部分から術野のＩＲ像を生成するステップと、をさらに含んでいてよく、ＩＲ像は、術野の中の術野スキャン位置を示す。方法はまた、可視光カメラを使って可視光の第二の部分から術野の可視光像を生成するステップも含んでいてよく、可視光カメラとＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる。
【０００７】
開示される実施例の何れかにおいて、方法は、ＩＲカメラからＩＲ像を取得するステップと、ＩＲ像をコントローラに送信して、手術用顕微鏡の第二の接眼レンズで見るための表示光を生成するステップと、を含んでいてよい。方法において、表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【０００８】
開示される実施例の何れかにおいて、方法は、可視光カメラから可視光像を取得するステップと、可視光像をコントローラに送信して、表示光を生成するステップを含んでいてよい。方法において、表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【０００９】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の接眼レンズと第二の接眼レンズは同じ接眼レンズであり、表示光はマルチビームスプリッタにより光路へと反射されてよい。
【００１０】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の接眼レンズと第二の接眼レンズは異なる接眼レンズであり、表示光はビームコンバイナにより第二の接眼レンズへと透過される可視光へと反射される。
【００１１】
開示される実施例の何れかにおいて、方法は、第一のビームスプリッタを使って表示光を第一の表示ビームと第二の表示ビームに分離するステップと、マルチビームスプリッタを使って第一の表示ビームを第一の接眼レンズに向けるステップと、ビームコンバイナを使って第二の表示ビームを第二の接眼レンズに向けるステップと、を含んでいてよい。
【００１２】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の部分はＮＩＲ光の少なくとも９０％であってよく、第二の部分は可視光の３０％以下であってよい。
【００１３】
開示される実施例の何れかにおいて、可視光カメラとＩＲカメラは相互に垂直に向けられてよい。
【００１４】
開示される実施例の何れかにおいて、方法は、可視光を手術用顕微鏡の、第一の接眼レンズとは異なる第二の接眼レンズへと透過させる第二の光路内の第二のマルチビームスプリッタを使って、ＮＩＲ光の第三の部分と可視光の第四の部分を手術用顕微鏡の第二の結像光路へと偏向させるステップと、を含んでいてよく、結像光路と第二の結像光路が同一平面内にある。方法は、第二の結像光路内の第二のダイクロイックミラーを使って、ＮＩＲ光の第三の部分を可視光の第四の部分から分離するステップと、第二のＩＲカメラを使って、ＮＩＲ光の第三の部分からの術野の第二のＩＲ像を生成するステップであって、第二のＩＲ像は術野の、術野スキャン位置を示すようなステップと、第二の可視光カメラを使って可視光の第四の部分からの術野の第二の可視光像を生成するステップであって、第二の可視光カメラと第二のＩＲカメラは同一平面内に位置付けられるステップと、をさらに含んでいてよい。
【００１５】
開示される実施例の何れかにおいて、方法は、第二のＩＲカメラから第二のＩＲ像を取得するステップと、第二のＩＲ像をコントローラに送信して、第二の接眼レンズで見るための第二の表示光を生成するステップと、をさらに含んでいてよい。方法において、第二のＩＲ像を含む第二の表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。方法は、第二の可視光カメラから第二の可視光像を取得するステップと、第二の可視光像をコントローラに送信して、第二の表示光を生成するステップと、をさらに含んでいてよい。方法において、第二の可視光像を含む表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【００１６】
他の態様において、眼科手術を実行するための手術用顕微鏡が開示される。手術用顕微鏡は、手術用顕微鏡に連結され、術野をスキャンするためのＯＣＴスキャニングシステムを含み、手術用顕微鏡は術野からの可視光を見るために使用される。手術用顕微鏡において、ＯＣＴスキャニングシステムは、ＮＩＲ光を術野のスキャニングのために術野に投射してよい。手術用顕微鏡は、可視光を手術用顕微鏡の第一の接眼レンズへと透過させる光路内のマルチビームスプリッタをさらに含んでいてよく、マルチビームスプリッタは、ＮＩＲ光の第一の部分と可視光の第二の部分を手術用顕微鏡の結像光路へと偏向させるために使用され、結像光路は光路に垂直な平面内にある。手術用顕微鏡は、ＮＩＲ光の第一の部分を可視光の第二の部分から分離するために使用される結像光路内のダイクロイックミラーと、ＮＩＲ光の第一の部分から術野のＩＲ像を生成するために使用されるＩＲカメラであって、ＩＲ像は、術野の中の術野のスキャニングの位置を示すＩＲカメラと、可視光の第二の部分から術野の可視光像を生成するために使用される可視光カメラと、をさらに含んでいてよく、可視光カメラとＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる。
【００１７】
開示される実施例の何れかにおいて、手術用顕微鏡は、ＩＲ像をＩＲカメラから取得し、オーバレイ情報を生成するために使用されるコントローラと、コントローラからのオーバレイ画像を受信するディスプレイであって、手術用顕微鏡の第二の接眼レンズで見るための表示光を出力するために使用されるディスプレイと、をさらに含んでいてよい。手術用顕微鏡において、表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【００１８】
開示される実施例の何れかにおいて、手術用顕微鏡は、可視光カメラから可視光像を取得するために使用されるコントローラと、コントローラから可視光像を受信するディスプレイと、を含んでいてよい。手術用顕微鏡において、可視光像を含む表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【００１９】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の接眼レンズと第二の接眼レンズは同じ接眼レンズであってよく、表示光はマルチビームスプリッタにより光路へと反射されてよい。
【００２０】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の接眼レンズと第二の接眼レンズは異なる接眼レンズであってよく、手術用顕微鏡は、表示光を、第二の接眼レンズへと透過される可視光へと反射させるために使用されるビームコンバイナをさらに含んでいてよい。
【００２１】
開示される実施例の何れかにおいて、手術用顕微鏡は、表示光を第一の表示ビームと第二の表示ビームに分離するために使用される第一のビームスプリッタと、第一の表示ビームを第一の接眼レンズに向けるために使用されるマルチビームスプリッタと、第二の表示ビームを第二の接眼レンズに向けるために使用されるビームコンバイナと、を含んでいてよい。
【００２２】
開示される実施例の何れかにおいて、第一の部分はＮＩＲ光の少なくとも９０％であってよく、第二の部分は可視光の３０％以下であってよい。
【００２３】
開示される実施例の何れかにおいて、可視光カメラとＩＲカメラは相互に垂直に向けられてよい。
【００２４】
開示される実施例の何れかにおいて、手術用顕微鏡は、手術用顕微鏡の、第一の接眼レンズとは異なる第二の接眼レンズへと可視光を透過させる第二の光路内の第二のマルチビームスプリッタを含んでいてよく、第二のビームスプリッタは、ＮＩＲ光の第三の部分と可視光の第四の部分を手術用顕微鏡の第二の結像光路へと偏向させるために使用され、結像光路と第二の結像光路は同一平面内にある。手術用顕微鏡は、第二の結像光路内の第二のダイクロイックミラーであって、ＮＩＲ光の第三の部分を可視光の第四の部分から偏向させるために使用される第二のダイクロイックミラーと、ＮＩＲ光の第三の部分から術野の第二のＩＲ像を生成するために使用される第二のＩＲカメラであって、第二のＩＲ像は術野の中の術野のスキャニングの位置を示す第二のＩＲカメラと、可視光の第四の部分から術野の第二の可視光像を生成するために使用される第二の可視光カメラと、をさらに含んでいてよく、第二の可視光カメラと第二のＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる。
【００２５】
開示される実施例の何れかにおいて、手術用顕微鏡は、第二のＩＲカメラから第二のＩＲ像を取得して、オーバレイ情報を生成するために使用されるコントローラと、コントローラからオーバレイ情報を受信する第二のディスプレイであって、第二の接眼レンズで見るための第二の表示光を出力するために使用される第二のディスプレイと、を含んでいてよい。手術用顕微鏡において、第二の表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。手術用顕微鏡は、第二の可視光カメラから第二の可視光像を取得して、オーバレイ情報を生成するために使用されるコントローラと、コントローラからオーバレイ情報を受信する第二のディスプレイと、をさらに含んでいてよい。手術用顕微鏡において、第二の表示光の少なくとも一部は第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿ってよい。
【００２６】
本開示をより完全に理解するために、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】
【００２７】
【図１】手術用顕微鏡検査法のためのスキャニング機器のうちの選択された要素の図である。
【図２Ａ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図２Ｂ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図２Ｃ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図２Ｄ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図３Ａ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図３Ｂ】各種の可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図４】立体可視光／ＮＩＲイメージングシステムのうちの選択された要素の図である。
【図５】眼科手術施行方法のフロー図である。
【図６】コントローラのうちの選択された要素の図である。
【図７】マルチビームスプリッタの図である。
【図８】マルチビームスプリッタの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の説明において、開示される主題を説明しやすくするために詳細が示されている。しかしながら、当業者にとっては、開示されている実施例は例であり、考え得るすべての実施例を網羅しているとはかぎらないことが明らかであるはずである。
【００２９】
本明細書において使用されるかぎり、参照番号の枝番の形態は、ある要素の具体的な個別例を指し、参照番号の枝番ではない形態は、集合的な要素を示す。それゆえ、例えば、装置「１２−１」は、ある装置分類の１つの個別例を指し、ある装置の分類はまとめて装置「１２」と示され得、その中の何れも、装置「１２」と概して呼ばれてよい。
【００３０】
前述のように、網膜水晶体手術や白内障手術等の眼科手術中、外科医は、手術用顕微鏡を使って患者の眼の一部を観察し得る。例えば、網膜水晶体手術中、眼底は、角膜を通じて観察するための眼科レンズ、例えば接触又は非接触レンズに関連して観察されてよい。白内障手術中、前眼部が手術用顕微鏡を使って角膜を通して観察されてよい。様々な外科的処置の何れかを実行するために、外科医は、例えばＯＣＴシステムを使って眼組織をスキャンし、そこからＯＣＴ画像を生成する等、眼の特定の部分を光学的にスキャンして、対応する眼組織の断層深さスキャン（ｐｒｏｆｉｌｅ  ｄｅｐｔｈ  ｓｃａｎｓ）を生成したいと望み得る。断層深さスキャンは、手術用顕微鏡により生成される光学画像からでは見えにくい眼組織に関する情報を明らかにし得る。断層深さスキャンは、点スキャン（Ａスキャン）、線スキャン（Ｂスキャン）、又は面スキャン（Ｃスキャン）であってよい。Ｂスキャンからの画像は、眼組織の線に沿った深さを画像化し、他方で、Ｃスキャンでは３次元（３Ｄ）データが得られ、これを切断して光学的視点からの正面像（ｅｎ  ｆａｃｅ  ｖｉｅｗ）を含む各種の画像を提供できるが、これらは様々な深さで、選択された組織層について生成できる。
【００３１】
ＯＣＴシステムは手術用顕微鏡の光学系と統合されているが、ＯＣＴシステム（スキャナ及びスキャニングコントローラを含む）は典型的に、手術用顕微鏡により提供される術野の可視光像と本来的に相関されていない。それゆえ、可視光を使って観察されている術野内の目に見えないＯＣＴ測定ビームの位置を相関させるために、追加の方法とシステムが使用される。可視光のエイミングレーザビーム等の位置インディケータが知られており、これは術野の可視光像上のＯＣＴ測定ビームの術中位置を示す。しかしながら、このような位置インディケータは、異なる光学ズーム又は倍率を有する様々な顕微鏡設計を通じて広く有益でないこともあり得、用途において非柔軟的に制約され得、これは望ましくない。
【００３２】
後でより詳しく説明するように、顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合が開示され、これは手術用顕微鏡により観察される術野内のＮＩＲ  ＯＣＴ測定ビームのＩＲ像を直接撮影する赤外光（ＩＲ）カメラを提供する。ＩＲカメラは可視光カメラに追加して提供され、画像コンテンツのデジタル可視化、可視光イメージング、及びＮＩＲイメージングを可能にし、その際、手術用顕微鏡の接眼レンズと対物レンズとの間の鏡筒の長さは、鏡筒の長さが増すと手術用顕微鏡の人間工学的使用可能性が低下する可能性があるため、増大されない。本明細書で開示される顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合では、ＩＲカメラを用いたＯＣＴ測定ビームの直接撮影により、多様な顕微鏡設計、対物レンズ、及び倍率レベルでの柔軟で制約のない動作が可能となる。本明細書で開示される顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合では、ＩＲカメラと可視光カメラは、鏡筒の長さに垂直な光の結像光路を使って統合され、したがって鏡筒の長さを増大させない。本明細書で開示される顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合により、外科医はＯＣＴ測定ビームの術野内での位置を素早く正確に特定して、ＯＣＴ測定ビームを外科的介入を受ける眼組織の位置と相関させることができる。ＯＣＴ測定ビームの位置と眼組織の位置を手作業で相関させることに関わる、やりにくく、時間のかかる作業を回避することにより、本明細書で開示される顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合は、手術のワークフローを改善し、患者の安全性にプラスの影響を与え得る。
【００３３】
ここで、図面を参照すると、図１は手術用顕微鏡検査法のためのスキャニング機器１００の図である。機器１００は、正確な縮尺又は遠近法にしたがって描かれてはおらず、図式的表現である。後でより詳しく説明するように、機器１００は、網膜水晶体手術等の眼科手術中に、患者の眼１１０を観察し、分析するために使用されてよい。図のように、機器１００は、手術用顕微鏡１２０と、ＯＣＴシステム１６０と、コントローラ１６２と、を含む。同じく図１には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０、ディスプレイ１３６、眼科レンズ１４０のほか、手術用具１１６及び照明器１１４も示されている。顕微鏡検査法のためのスキャニング機器１００は、様々な実施例において、異なる要素で実装されてもよい。
【００３４】
図１に示されるように、手術用顕微鏡１２０は、表示されているような光学的及び電気的機能を説明するために概略的な形態で描かれている。手術用顕微鏡１２０は、異なる実施例では、他の電子的及び機械的構成部品を含んでいてもよいと理解されたい。したがって、対物レンズ１２４は、眼１１０の眼底の所望の倍率での拡大又は視野を提供するための選択可能な対物レンズを表していてよい。対物レンズ１２４は眼１１０の眼底からの光を、眼１１０の角膜上に載せられた眼科レンズ１４０を介して受け取ってよい。留意すべき点として、眼科レンズ１４０は説明のために接触レンズとして示されているが、手術用顕微鏡１２０と共に様々な種類の眼科レンズが使用されてよく、これには接触レンズ及び非接触レンズが含まれる。網膜水晶体手術を行うために、各種の用具及び機器が使用されてよく、これには、手術用具１１６により示される、強膜を貫通する器具が含まれる。照明器１１４は、使用してよい光源の中で、眼１１０の眼底内からの光源を提供する特殊な用具であってよい。
【００３５】
図１において、手術用顕微鏡１２０は双眼形式で示されており、別々であるが実質的に同じ２つの光路１５４を有し、これによって左側接眼レンズ１２６−Ｌと右側接眼レンズ１２６−Ｒを含む双眼式接眼レンズ１２６での観察が可能となる。機器１００の使用者（図示せず）、例えば外科医又はその他の医療従事者は、手術用顕微鏡１２０の視野に対応する術野を可視化できる。眼科手術中、手術用具１１６が眼１１０内に挿入され得る。例えば、網膜硝子体手術中、手術用具１１６は、強膜の毛様体扁平部に作られた切開創を介して水晶体嚢の中に挿入されてよい。手術用具１１６は、切除プローブ、硝子体切除プローブ、レーザプローブ、アブレーションプローブ、バキュームプローブ、フラッシングプローブ、鋏、鉗子、その他の適当な眼科器具、又はそれらの様々な組合せであってよい。他の様々な手術用具、例えば照明器１１４又はインフュージョンカニューレ等も眼科手術中に眼１１０内に挿入されてよい。使用者は手術用具１１６を使って、術野において眼科手術を実行してもよい。術野には、眼１１０内の各種の生物学的組織が含まれていてよく、これには水晶体液、透明膜、血管、網膜、黄斑、中心小窩、傍中心窩、周中心窩、視神経乳頭、眼盃、又は眼１１０のその他の部分が含まれる。生物学的組織にはまた、内境界膜、神経線維層、神経細胞層、内網状層、内顆粒層、外顆粒層、外境界膜、杆体錐体層、又は網膜色素上皮を含む、網膜の様々な層が含まれていてよい。
【００３６】
前述のように、手術用顕微鏡１２０は眼科手術中に術野を画像化するために使用される。手術用顕微鏡１２０は眼科手術中に使用するように構成された何れの適当な手術用顕微鏡であってもよい。手術用顕微鏡は、アナログ又はデジタル光学構成部品又はそれらの組合せを含んでいてよい。したがって、手術用顕微鏡１２０は対物レンズ１２４と共に、焦点レンズ、ズームレンズ等の様々な内部レンズ（図示せず）を含んでいてよい。手術用顕微鏡１２０は、光学トレインを含む各種のミラー、格子、又はその他の光学構成部品をさらに含んでいてよい。可視光による動作では、手術用顕微鏡１２０は可視光を受け取ってよく、これは、術野から反射され、使用者の眼で観察できるようにする少なくとも１つの接眼レンズ１２６を使って、可視光に対応する可視光像を見るために使用される。可視光像は、術野の正面眼底画像を含んでいてよい。図１に示される立体構成では、手術用顕微鏡１２０は対物レンズ１２４から接眼レンズ１２６までの２つの光路１５４を有するように示されている。具体的には、左側光路１５４−Ｌは光を左側接眼レンズ１２６−Ｌに透過させ、他方で、右側光路１５４−Ｒは光を右側接眼レンズ１２６−Ｒに透過させる。本明細書で述べるように、光路１５６は、術野の対物レンズ１２４からの画像とディスプレイ１３６により生成される術野のデジタル画像を直接透過させるために使用されてよい。術野のデジタル画像は術野の可視光像とＩＲ像をさらに含んでいてよく、これらはそれぞれ、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０に含まれる可視光カメラとＩＲカメラにより生成され、これについては本明細書でさらに詳しく説明する。左右という指定は、本明細書で使用されるかぎり、任意選択的であってよく、互換的であってよく、本明細書において、図１に関する説明のために明示され得る点に留意されたい。
【００３７】
図１において、ＯＣＴシステム１６０は様々な構成要素を含んでいてよく、これにはＯＣＴビーム源、コリメータ、スキャナ並びに、参照アームとサンプルアームに関連付けられたレンズ、ミラー、フィルタ、及び格子を含む光学系が含まれる。ＯＣＴビーム源はＯＣＴ測定ビーム１５６を出力してよく、これはスキャナにより、手術用顕微鏡１２０の術野内の解剖学的構造をスキャンするように方向付けられる。スキャナは、スキャニングミラー、マイクロミラー装置、微細電気機械システム（ＭＥＭＳ）機器、変形可能プラットフォーム、ガルバノメータに基づくスキャナ、ポリゴンスキャナ、又はレゾナント圧電チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）スキャナのうちの１つ又は複数を含んでいてよい。スキャナは、ＯＣＴ画像ビーム１５６を眼組織の何れの適当なスキャンパターンで方向付けるためにも使用されてよい。ＯＣＴ測定ビーム１５６は、ＮＩＲ範囲内の波長、例えば０．２〜１．８マイクロメートルの範囲、０．７〜１．４マイクロメートルの範囲、又は０．９〜１．１マイクロメートルの範囲の光を含んでいてよい。ＯＣＴ測定ビーム１５６がＮＩＲ光を利用する場合、ＯＣＴ測定ビーム１５６が眼組織をスキャンする位置は裸眼では見えず、これは手術用顕微鏡１２０の使用者にとって不利である。
【００３８】
ＯＣＴシステム１６０は、ＯＣＴサンプルビーム１５８の光路長の差に基づく干渉パターンを検出するように構成される検出器をさらに含む。検出器としては、バランストフォトディテクタ、ＩｎＧａＡｓ  ＰＩＮ検出器、ＩｎＧａＡｓ検出器アレイ、Ｓｉ  ＰＩＮ検出器、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、ピクセル、又は検出された光に基づいて電気信号を生成する他の何れの種類のセンサのアレイが含まれていてもよい。さらに、検出器としては、２次元センサアレイ又は検出カメラが含まれていてもよい。
【００３９】
図１において、ＯＣＴシステム１６０はフーリエドメインシステム（特にスペクトルドメイン、波長掃引光源）又は時間ドメインシステムであってよい。時間ドメインＯＣＴシステムでは、参照アームはＯＣＴビーム源から異なる距離に移動され、それによって標的となる生物学的組織の異なる深さでの画像化が可能となる。周波数ドメインＯＣＴシステム、空間符号化周波数ドメイン（ＳＥＦＤ）システム、スペクトルドメインシステム、又はフーリエドメインシステムでは、標的となる生物学的組織の深さスキャンは、光の波長に基づく干渉信号を分析することによって得られる。周波数ドメインＯＣＴシステムは物理的構成部品の移動を含まない（時間ドメインＯＣＴシステムでの参照アームと対照的）ため、周波数ドメインＯＣＴシステムのスキャニング速度は時間ドメインシステムより速くなり得る。ＳＥＦＤシステムはＯＣＴビームを異なる波長の光に細分するための分散型検出器を利用できる。波長掃引光源（ＳＳ−ＯＣＴ）システムのＯＣＴビーム源は、異なる波長間で高速掃引するチューナブルレーザを利用でき、毎秒１００，０００までのＡスキャンを取得するために使用できる。
【００４０】
ＯＣＴシステム１６０は、各種の方法を使って手術用顕微鏡１２０に光学的に統合されてよい。図１に示されるように、部分透過ミラー１２９は、入射するＯＣＴシステム１６０からのＯＣＴ測定ビーム１５６を右側光路１５４−Ｒへと偏向させるために使用され、そこでＯＣＴ測定ビーム１５６は対物レンズ１２４及び眼科レンズ１４０により眼１１０の内部へと向けられる。部分透過ミラー１２９は、ダイクロイックであってよく、ＮＩＲ光を選択的に反射する一方で、可視光を選択的に透過させ得る。それゆえ、眼１１０から出て、右側光路１５４−Ｒに沿って伝搬される可視光は、部分透過ミラー１２９によって右側接眼レンズ１２６−Ｒに向かって透過させられてよく、その一方で、ＯＣＴ測定ビーム１５６から反射したＮＩＲ光は反射によりＯＣＴシステム１６０へとＯＣＴサンプルビーム１５８として戻されてよく、これはＯＣＴ測定ビーム１５６からの光子を含む。ＯＣＴシステム１６０（及び特にＯＣＴシステム１６０と共に含められるＯＣＴスキャナ）は固定された配置で取り付けられるため、ＯＣＴ測定ビーム１５６がスキャンされると、術野の中の異なる位置がスキャンされて、ＯＣＴサンプルビーム１５８を反射により、検出及び画像化のためにＯＣＴシステム１６０へと戻す。
【００４１】
それゆえ、ＯＣＴシステム１６０は、術野内の標的となる生物学的組織から反射されＯＣＴサンプルビーム１５８を受け取り、ＯＣＴ像を生成するために使用される。ＯＣＴシステム１６０は、術野をスキャンすることに基づいてＯＣＴ画像を生成してもよい。具体的には、ＯＣＴ画像は、術野の１点において組織の特定の深さを画像化する個々のＡスキャンから構成されてよい。隣接する複数のＡスキャンを結合して、複数のＡスキャンの線スキャンとしてのＢスキャンを形成できる。Ｂスキャンは、線スキャンと組織の深さの２次元ＯＣＴ画像を生成してよい。Ｃスキャンは、隣接する複数のＢスキャンから３次元ＯＣＴ画像を生成してよい。
【００４２】
先に説明したように、ＯＣＴシステム１６０は、手術用顕微鏡１２０と統合されて、術野をスキャンし、ＯＣＴ画像を生成するために使用されてよい。特に、ＯＣＴシステム１８２は、眼科手術中、非接触の高解像度深さ分解画像化能力を提供し得る。コントローラ１６２はさらに、接眼レンズ１５４で見られる可視光像の中にＯＣＴ画像の少なくとも一部を重ね、又は「注入」するために使用されてよい。例えば、コントローラ１６２は、ＯＣＴシステム１６０からＯＣＴ画像を受け取り得、ＯＣＴ画像がディスプレイ１３６により出力されるようにしてよい。すると、オーバレイ情報（例えば、ＯＣＴ  ＮＩＲ光の位置等）を表す画像が、後でより詳しく説明するような各種の機能を有するマルチビームスプリッタ１２８に出力され得、そこで画像は左側光路１５４−Ｌへと反射され、使用者が見るために左側接眼レンズ１５４−Ｌへと透過させられる。この画像は断面ＯＣＴ画像であってよく、これは手術用顕微鏡１２０の視野（術野）の上に重ねられ、それによって使用者（外科医）は断面ＯＣＴ画像のほか、対物レンズ１２４から術野の可視光像を正面眼底画像として見ることができる。断面ＯＣＴ画像は、正面眼底画像の中に見え得る眼の組織内の解剖学的特徴を示し得る。
【００４３】
上述の断面ＯＣＴ画像のオーバレイに加えて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、術野の可視光像及びＩＲ像をデジタル的に生成するために使用されてよい。特に、ＩＲ像は、術野の中の眼１１０の所望の内部をスキャンするＯＣＴ測定ビーム１５６の実際の位置を示すために使用されてよい。具体的には、ＯＣＴ測定ビーム１５６からの反射ＮＩＲ光１３４はマルチビームスプリッタ１２８に、ＯＣＴサンプルビーム１５８が部分透過ミラー１２９に到達するのと実質的に同様の方法で到達する。しかしながら、（ＯＣＴサンプルビーム１５８の場合のように、）組織のある深さのＯＣＴイメージングのためにＮＩＲ光１３４を使用する代わりに、ＮＩＲ光１３４は可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０に含められるＩＲカメラにより取得されて、術野の中のＯＣＴ測定ビーム１５６の実際の位置を示すＩＲ像を作成するために使用されてよい。ＩＲ像は別々のＩＲカメラを使って、手術用顕微鏡１２０の光学系を用いて生成されるため、図１に示される配置は、異なる種類の手術用顕微鏡及び何れの倍率レベルでも使用されてよい。
【００４４】
具体的には図１において、対物レンズ１２４から、可視光１３２とＮＩＲ光１３４は眼１１０の内部からマルチビームスプリッタ１２８に到達してよい。マルチビームスプリッタ１２８は、対物レンズ１２４から左側光路１５４−Ｌに沿って到達したＮＩＲ光１３４の大部分を選択的に反射させ、それによってＮＩＲ光１３４を可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０へと偏向させるように構成されてよい。それと同時に、マルチビームスプリッタ１２８は、対物レンズ１２４から左側光路１５４−Ｌに沿って到達した可視光１３２のわずかな部分を選択的に反射させ、他方で、可視光１３２の大部分を左側接眼レンズ１２６−Ｌに向かって透過させるように構成されてよい。幾つかの実施例において、マルチビームスプリッタ１２８から反射されるＮＩＲ光１３４は入射ＮＩＲ光の９０％より多くてよく、マルチビームスプリッタ１２８から反射される可視光１３４は入可視光の約３０％であってよい。前述のように、マルチビームスプリッタ１２８は追加的に、ディスプレイ１３６から反対面に到達した可視光に対しては反射性を有し、ディスプレイ１３６からの可視光を左側光路１２５−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向かって反射してよい。異なる強度の可視光が左側光路１５４−Ｌと右側光路１５４−Ｒにより透過させられたときに、左側接眼レンズ１２６−Ｌと右側接眼レンズ１２６−Ｒとの間で観察される可視光レベルのバランスを取り、バランスのとれた立体ビューを提供するために、各種のフィルタが使用されてよい点に留意されたい。図１に示される光学配置は例であり、他の実施形態では異なっていてもよい点に留意されたい。
【００４５】
すると、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、マルチビームスプリッタ１２８からのＮＩＲ光１３４と可視光１３２を受け取ってよい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、内部でＮＩＲ光１３４をＩＲカメラに向けて、術野のＩＲ像を生成してよく、可視光１３２を可視光カメラへと向けて、術野の可視光像を生成してよい。コントローラ１６２は、前述のＯＣＴシステム１６０からのＯＣＴ像と同様に、又はそれに関連して、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０からの可視光及びＩＲ像をディスプレイ１３６で表示するために使用されてよい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０の異なる実施例のその他の様々な詳細を図２Ａ〜２Ｄ、３及び４に関して後述する。
【００４６】
図１において、コントローラ１６２は、例えば表示データを出力するために、ディスプレイ１３６との電気的インタフェースを有していてよい（図６も参照のこと）。コントローラ１６２は、マルチビームスプリッタ１２８を使用して、双眼式接眼レンズ１２６で見られる表示画像をディスプレイ１３６に出力してよい。コントローラ１６２との電気的インタフェースはデジタル画像データをサポートしてよいため、コントローラ１６２は比較的高いフレームリフレッシュレートで画像処理をリアルタイムで実行してよく、それによって手術用顕微鏡１２０の使用者は、眼１１０の表示された画像を制御するため、及びその他の動作のための使用者の入力に対する実質的に瞬時のフィードバックを経験し得る。ディスプレイ１０４は、液晶表示スクリーン（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）等の発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、コンピュータのモニタ、テレビ等、プロジェクタ、ＬＤＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）エンジン、又はＬＣｏＳ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス及びその他の種類のディスプレイデバイスとして実装されてよい。ディスプレイ１３６は、対応するディスプレイの種類のためのディスプレイ標準、例えばＶＧＡ（ｖｉｄｅｏ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｒｒａｙ）、ＸＧＡ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｒｒａｙ）、ＤＶＩ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｓｕａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＨＤＭＩ（登録商標）（ｈｉｇｈ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）及びその他の標準に適合していてよい。特定の実施例において、ディスプレイ１３６は、一般的な光学デバイス等、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０と統合される小型デバイスであってもよい。
【００４７】
図１に示されるように、機器１００は可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０を含み、これは手術用顕微鏡１２０と、対物レンズ１２４と双眼式接眼レンズ１２６との間の距離により与えられる手術用顕微鏡１２０の鏡筒の長さを増大させずに統合される。手術用顕微鏡１２０の鏡筒の長さは、使用者にとって重要な人間工学的要素であり得る。例えば、手術用顕微鏡１２０の人間工学的望ましさは鏡筒の長さが長すぎると大きく低下し、それによって、特定の身長より低いか、又は特定の腕の長さを有する使用者にとって、手術用顕微鏡１２０の操作が難しくなる。機器１００において、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０に関連付けられる鏡筒の長さは増大されず、これは少なくとも一部に、先に説明したようなマルチビームスプリッタ１２８の機能による。さらに、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０と共に含められる光学構成部品は、ディスプレイ１３６と共に、以下の図面において詳しく説明するように、光路１５４に垂直（図１に示される）、鏡筒の長さに垂直、対物レンズ１２４の光軸に垂直、又は眼１１０の光軸に垂直な平面内に配置されてよい。以下の図面の中で詳しく説明するように、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０を同一平面内に配置することにより、図１に示されるように、比較的短い鏡筒の長さを有する顕微鏡の短小鏡筒が可能となり得、これは望ましいことである。
【００４８】
手術用顕微鏡スキャニング機器１００には、本開示の範囲から逸脱することなく変更、追加、又は削除を行ってもよい。手術用顕微鏡スキャニング機器１００の構成部品と要素は、本明細書に記載するように、特定の用途に応じて統合されても分離されてもよい。手術用顕微鏡スキャニング機器１００は、これより多い、少ない、又はこれとは異なる構成部品を使って実装されてもよい。
【００４９】
次に、図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４を参照すると、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０の特定の実施例の様々な図が示されている。図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４の可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は例示的な実施例であり、説明のために概略的に描かれ、必ずしも正しい縮尺又は正確な遠近法で描かれているとはかぎらない。図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４の可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、各種の構成部品の３次元光学配置を示すために斜視図で示され、説明される。図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４の可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、示されているものより多い、少ない、又はそれとは異なる構成要素を使って実装されてもよい。図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４において、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、手術用顕微鏡１２０との統合及び使用を可能にするための光路、ビーム、及び光学構成部品（図１参照）に関して示され、説明されている。説明を明瞭にするために、手術用顕微鏡１２０及び手術用顕微鏡スキャニング機器１００の特定の要素は、図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４から省略されているが、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０は、本明細書に記載されているように、手術用顕微鏡スキャニング機器１００で使用されてよいと理解されたい。さらに、図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４において、ディスプレイ１３６、接眼レンズ１２６、及び光路１５４は、光学的統合の説明を明瞭にするために様々な図に含められており、このような要素は何れかの特定の可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０の外部にあってもよいことがわかるであろう。図２Ａ〜２Ｄ、３、及び４において、結像光路２０２は、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０と共に含められる光路の平面的光学構成を示し、表示光路２０４はディスプレイ１３６に関連付けられる光路の平面的光学構成を示す。各種の実施例において、結像光路２０２と表示光路２０４は同一平面に整列されてよい。
【００５０】
図２Ａにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−１が左チャネル構成で示されており、その中で結像光路２０２と表示光路２０４は、任意選択により左側光路１５４−Ｌを有する左側接眼レンズ１５４−Ｌとして示されている１つの接眼レンズと統合される。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−１の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から左側光路１５４−Ｌに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１５４−Ｌに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８によりダイクロイックミラー２１０への結像光路２０２へと反射される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、デジタルカメラであってよい可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−１において、対物レンズ１２４から左側光路１５４−Ｌに沿ってマルチビームスプリッタ１２８へと到達したＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、ダイクロイックミラー２１０により、デジタルカメラであってよいＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−１の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）をマルチビームスプリッタ１２８の、結像光路２０２とは反対の面へと出力してよい。マルチビームスプリッタ１２８は、表示光１３２−２の実質的部分又は実質的に全部を左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向けて反射させるように特に構成されてよい。
【００５１】
図２Ｂにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−２が別の左チャネル構成で示されており、その中で結像光路２０２と表示光路２０４は、任意選択により左側光路１５４−Ｌを有する左側接眼レンズ１５４−Ｌとして示されている１つの接眼レンズと統合される。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−２の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から左側光路１５４−Ｌに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１５４−Ｌに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８により結像光路２０２へと反射され、そこで第一のミラー２０８−１と第二のミラー２０８−２が可視光１３２−１の第二の部分をダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−２において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２に沿って（ミラー２０８−１、２０８−２により偏向されて）可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０によりＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−２の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）をマルチビームスプリッタ１２８の、結像光路２０２とは反対の面へと出力してよい。マルチビームスプリッタ１２８は、表示光１３２−２の実質的部分又は実質的に全部を左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向けて反射させるように特に構成されてよい。
【００５２】
図２Ｃにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−３が図１に示される構成に対応する双眼式接眼レンズ型の構成で示されており、その中で結像光路２０２と表示光路２０４は各々、異なる接眼レンズに統合される。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−３の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から右側光路１５４−Ｒに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１５４−Ｒに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８によりダイクロイックミラー２１０への結像光路２０２へと反射される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−３において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２に沿って可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０により、ＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−３の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）を部分透過ミラー２２９へと出力してよく、これは表示光１３２−２の実質的部分又は実質的に全部を左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向けて反射させる。それと同時に、図２Ｃにおいて、部分透過ミラー２２９は可視光１３２−１を左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向かって透過させる。
【００５３】
図２Ｄにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−４が図１に示される構成に対応する、別の平面視構成で示されており、その中で結像光路２０２と表示光路２０４は各々、異なる接眼レンズと統合される。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−４の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から左側光路１５４−Ｌに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１５４−Ｌに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８により結像光路２０２へと反射され、そこで第一のミラー２０８−１と第二のミラー２０８−２が可視光１３２−１の第二の部分をダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−４において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２に沿って可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０によりＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−４の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）を部分透過ミラー２２９へと出力してよく、これは、表示光１３２−２の実質的部分又は実質的に全部を右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１２６−Ｒに向けて反射させる。それと同時に、図２Ｄにおいて、部分透過ミラー２２９は可視光１３２−１を右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１２６−Ｒに向かって透過させる。
【００５４】
図３Ａにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−５が立体構成で示されており、その中では表示光路２０４が表示画像を両方の接眼レンズに出力し、他方で結像光路２０２は１つの接眼レンズに統合される。図３Ａにおいて、ディスプレイ１３６は３Ｄ表示に対応してよい。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−５の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から右側光路１５４−Ｒに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、右側光路１５４−Ｌに沿って右側接眼レンズ１５４−Ｒに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８により結像光路２０２へと反射され、そこで第一のミラー２０８−１と第二のミラー２０８−２が可視光１３２−１の第二の部分をダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−５において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２に沿って可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０によりＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−５の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）をビームスプリッタ３２８へと出力してよく、これは、表示光１３２−２を左右部分に分離する。表示光１３２−２の左部分は部分透過ミラー２２９に出力され、それが表示光１３２−２の左部分の実質的部分又は実質的に全部を左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌに向けて反射させる。図３Ａにおいて、表示光１３２−２の右部分は、ミラー２０８−３によりマルチビームスプリッタ１２８に向けて反射され、右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１２６−Ｒへと反射される。
【００５５】
図３Ｂにおいて、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−６が立体構成で示されており、その中では表示光路２０４が表示画像を両方の接眼レンズに出力し、他方で結像光路２０２は１つの接眼レンズに統合される。図３Ｂにおいて、ディスプレイ１３６は３Ｄ表示に対応してよい。具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−６の結像光路２０２において、対物レンズ１２４（図１参照）から左側光路１５４−Ｌに沿ってマルチビームスプリッタ１２８に到達した可視光１３２−１の第一の部分は、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１５４−Ｌに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、マルチビームスプリッタ１２８により結像光路２０２へと反射され、そこで第一のミラー２０８−１と第二のミラー２０８−２が可視光１３２−１の第二の部分をダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、可視光カメラ２３２へと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−６において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２に沿って可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０によりＩＲカメラ２３４へと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって可視光カメラ２３２とＩＲカメラ２３４はダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−６の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）をビームスプリッタ３２８へと出力してよく、これは、表示光１３２−２を左右部分に分離する。表示光１３２−２の右部分はミラー２０８−３により部分透過ミラー２２９へと反射され、それが表示光１３２−２の右部分の実質的部分又は実質的に全部を右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１２６−Ｒに向けて反射させる。図３Ｂにおいて、表示光１３２−２の左部分は、マルチビームスプリッタ１２８に出力され、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌへと反射される。
【００５６】
図４において、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−７が完全立体構成で示され、その中で、表示光路２０４は表示画像を両方の接眼レンズに出力し、２つの別々の結像光路２０２−Ｌ及び２０２−Ｒはそれぞれの接眼レンズに統合される。図４において、ディスプレイ１３６は３Ｄ表示に対応してよい。
【００５７】
具体的には、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−７の結像光路２０２−Ｌにおいて、対物レンズ１２４（図１参照）から左側光路１５４−Ｌに沿って左側マルチビームスプリッタ１２８−Ｌに到達した可視光１３２−１の第一の部分は、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１５４−Ｌに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、左側マルチビームスプリッタ１２８−Ｌにより左側結像光路２０２−Ｌへと反射され、そこで第一のミラー２０８−１と第二のミラー２０８−２が可視光１３２−１の第二の部分を左側結像光路２０２−Ｌ内のダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、左側可視光カメラ２３２−Ｌへと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−７において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、結像光路２０２−Ｌに沿って可視光１３２−１の第二の部分と共に結像光路２０２−Ｌ内のダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０により左側ＩＲカメラ２３４−Ｌへと反射される。各種の実施例において、可視光カメラ２３２は、左側ＩＲカメラ２３４に垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は逆転されてもよく、それによって左側可視光カメラ２３２−Ｌと右側ＩＲカメラ２３４−Ｌは結像光路２０２−Ｌ内のダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。
【００５８】
可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−７の表示光路２０４において、ディスプレイ１３６は表示光１３２−２（ディスプレイ１３６により生成された可視光表示画像を搬送する）をビームスプリッタ３２８へと出力してよく、これは、表示光１３２−２を左右部分に分離する。表示光１３２−２の右部分は第三のミラー２０８−３により部分透過ミラー２２９へと反射され、それが表示光１３２−２の右部分の実質的部分又は実質的に全部を右側光路１５４−Ｒに沿って右側接眼レンズ１２６−Ｒに向けて反射させる。図４において、表示光１３２−２の左部分は、マルチビームスプリッタ１２８に出力され、左側光路１５４−Ｌに沿って左側接眼レンズ１２６−Ｌへと反射される。
【００５９】
図４において、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−６の右側結像光路２０２−Ｒにおいて、対物レンズ１２４（図１参照）から右側光路１５４−Ｒに沿って右側マルチビームスプリッタ１２８−Ｒに到達した可視光１３２−１の第一の部分は、右側光路１５４−Ｌに沿って右側接眼レンズ１５４−Ｒに透過される。可視光１３２−１の第二の部分は、右側マルチビームスプリッタ１２８−Ｒにより右側結像光路２０２−Ｒへと反射され、そこで第四のミラー２０８−４と第五のミラー２０８−５が可視光１３２−１の第二の部分を右側結像光路２０２−Ｒ内のダイクロイックミラー２１０へと偏向させるために使用される。ダイクロイックミラー２１０は、可視光１３２−１の第二の部分（術野の可視光像を搬送する）を、右側可視光カメラ２３２−Ｒへと透過させるために使用されてよい。可視光１３２−１の第一の部分は、特定の実施例において、可視光１３２−１の第二の部分の強度の約２倍であってよい。それと同時に、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０−７において、ＮＩＲ光１３４（術野のＩＲ像を搬送する）は、右側結像光路２０２−Ｒに沿って可視光１３２−１の第二の部分と共にダイクロイックミラー２１０へと伝わる。すると、ＮＩＲ光１３４はダイクロイックミラー２１０により右側ＩＲカメラ２３４−Ｒへと反射される。各種の実施例において、右側可視光カメラ２３２−Ｒは、右側ＩＲカメラ２３４−Ｒに垂直に向けられてよい。ダイクロイックミラー２１０のダイクロイック動作は右側結像光路２０２−Ｒ内で逆転されてもよく、それによって右側可視光カメラ２３２−Ｒと右側ＩＲカメラ２３４−Ｒはダイクロイックミラー２１０に関する位置において入れ替えられてもよいと理解されたい。
【００６０】
次に図５を参照すると、本明細書に記載されている、眼科手術の施行方法５００のうちの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。方法５００は、使用者が手術用顕微鏡スキャニング機器１００を操作して眼の眼底を観察し、眼底のビューに基づいて外科的処置を実行する間にコントローラ１６２が行ってよいステップと処置を説明する。例えば、方法５００は、可視光／ＮＩＲイメージングコントロール６１４（図６参照）により実行されてよい。特定の実施例において、ＯＣＴシステム１６０は方法５００の中で後述する少なくとも幾つかの動作を実行してよい。方法５００で説明される特定の動作は任意選択によるものであってよく、又は異なる実施例では順序が変更されてもよい点に留意されたい。
【００６１】
方法５００はステップ５０２で、手術用顕微鏡に連結されたＯＣＴスキャニングシステムを使って術野をスキャニングすることから始まってよく、手術用顕微鏡は、術野からの可視光を見るために使用され、ＯＣＴスキャニングシステムは、術野のスキャニングのためにＮＩＲ光を術野に投射する。ステップ５０４で、可視光を手術用顕微鏡の第一の接眼レンズに透過させる光路内のマルチビームスプリッタを使って、ＮＩＲ光の第一の部分と可視光の第二の部分が手術用顕微鏡の結像光路へと偏向され、結像光路は光路に垂直な平面内にある。ステップ５０６で、結像光路内のダイクロイックミラーを使用し、ＮＩＲ光の第一の部分が可視光の第二の部分から分離される。ステップ５０８で、術野のＩＲ像がＮＩＲ光の第一の部分からＩＲカメラを使って生成され、ＩＲ像は術野の中の術野のスキャニングの位置を示す。ステップ５１０で、術野の可視光像が可視光の第二の部分から可視光カメラを使って生成され、可視光カメラとＩＲカメラは同一平面内に位置付けられる。ステップ５１２で、取得されたＩＲ像がコントローラに送信され、これは、手術用顕微鏡の第二の接眼レンズで見るための表示光を生成するために使用され、表示光の少なくとも一部は、第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿る。ステップ５１４で、取得した可視光像がコントローラに送信され、そこで表示光の少なくとも一部は第二の接眼レンズへと透過される可視光の光路を辿る。ステップ５１２及び５１４の表示光は、術野のビューに上に重ねるためのオーバレイ情報を含むか、それを表してよい。
【００６２】
次に図６を参照すると、図１に関して上で説明したコントローラ１６２のうちの選択された要素の図が示されている。図６に示される実施例では、コントローラ１６２は、共有バス６０２を介して、メモリ６１０としてまとめて識別されるメモリ媒体に連結されたプロセッサ６０１を含む。
【００６３】
コントローラ１６２は、図６に示されているように、通信インタフェース６２０をさらに含み、これはコントローラ１６２を各種の外部実体、例えばＯＣＴシステム１６０、可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０、及びディスプレイ１３６、並びにその他の機器とインタフェースさせることができる。幾つかの実施例において、通信インタフェース６２０は、コントローラ１６２がネットワーク（図６では示されず）に接続できるように動作可能である。顕微鏡の短小鏡筒内での近赤外光イメージングと可視光イメージングの結合に適した幾つかの実施例において、コントローラ１６２は、図６に示されるように、表示インタフェース６０４を含み、これは共有バス６０２又はその他のバスを、ディスプレイ１３６又は外付けディスプレイ等の１つ又は複数のディスプレイのための出力ポートと接続する。
【００６４】
図６において、メモリ６１０は持続性及び揮発性媒体、固定及びリムーバブル媒体、並びに磁気及び半導体媒体を含む。メモリ６１０は、命令、データ、又はそれらの両方を記憶するように動作可能である。メモリ６１０は図のように、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３１２及び可視光／ＮＩＲイメージングコントロールアプリケーション６１４を含む。オペレーティングシステム６１２は、ＵＮＩＸ若しくはＵＮＩＸ系オペレーティングシステム、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ファミリオペレーティングシステム、又は他の適当なオペレーティングシステムであってよい。
【００６５】
次に、図７を参照すると、空間ビーム分離を用いたマルチビームスプリッティングのためのマルチビームスプリッタ１２８−１の図が示されている。マルチビームスプリッタ１２８−１は、正しい縮尺又は遠近法で描かれておらず、概略的表現である。図７において、前述のマルチビームスプリッタ１２８の動作を説明する内部の詳細を説明する。マルチビームスプリッタ１２８の各種の実施例と構成は、本願と同時に出願された“ＭＵＬＴＩ−ＢＥＡＭ  ＳＰＬＩＴＴＩＮＧ  ＵＳＩＮＧ  ＳＰＡＴＩＡＬ  ＢＥＡＭ  ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ”と題する米国特許出願に記載されている。マルチビームスプリッタ１２８−１は、第一の光源Ａ、第二の光源Ｄ、第一の出力Ｂ、及び第二の出力Ｃを有する一般的な構成で示されている。例えば、図１の機器１００と比較して、第一の光源Ａは手術用顕微鏡１２０を使って観察されている物体、例えば眼１１０であってよく、第一の出力Ｂは顕微鏡の観察ポート、例えば接眼レンズ１２６であってよい。さらに、幾つかの実施例において、第二の光源Ｄはオーバレイコンテンツの供給源、例えばディスプレイ１３６であってよく、第二の出力Ｃは第一の光源Ａにおいて物体の画像を取得するためのセンサポート、例えばＯＣＴシステム１６０又は可視光／ＮＩＲイメージングシステム１３０であってよい。
【００６６】
図７において、第一のビーム７１０は第一の光源Ａから部分透過ミラー７０６の第一の面７０６−１に到達する。部分透過ミラー７０６は第一の面７０６−１での入射光を部分的に反射させ、部分的に透過させるように構成されるため、部分透過ミラー７０６は第一のビーム７１０からの第一の部分的ビーム７１６を透過させ、第一のビーム７１０からの第二の部分的ビーム７１２を反射させる。具体的には、第一の面７０６−１から反射した第二の部分的ビーム７１２は、第二の出力Ｃに設置されたアパーチャフィルタ７０４に対応する面積にわたるビーム７１２−１、７１２−２、７１２−３を含むように示されている。アパーチャフィルタ７０４は、透明で第二の出力Ｃに到達した第二の部分的ビーム７１２−２のためのアパーチャとしての役割を果たす第二の半径（ｒ２）を有する円形の開口を有する不透明フィールドを含み、第二の部分的ビーム７１２−１、７１２−２は、アパーチャフィルタ７０４の、開口の外側の周辺部分に到達するため、アパーチャフィルタ７０４でブロックされる。その一方で、第一の部分的ビーム７１６は第一の出力Ｂへと透過される。
【００６７】
図７ではまた、ビーム７１４−１、７１４−２、７１４−３として示される第二のビーム７１４が、第一の光源Ｄからスポットフィルタ７０２に到達する。スポットフィルタ７０２は、アパーチャフィルタ７０４の第二の半径（ｒ２）と同等であってよい第一の半径（ｒ１）を有する円形の不透明スポットを有する透明フィールドを含む。特に、第一の半径（ｒ１）は第二の半径（ｒ２）より大きいか、それと等しくてよい。したがって、第二のビーム７１４の周辺部分７１４−１、７１４−３は部分透過ミラー７０６の第二の面７０６−２に到達し、他方で中央部分７１４−２はスポットフィルタ７０２によりブロックされる。部分透過ミラー７０６は第二の面７０６−２での入射光を部分的に反射させ、部分的に透過させるように構成されるため、部分透過ミラー７０６は、周辺部分７１８−１、７１８−３として示される第三の部分的ビーム７１８を第一の出力Ｂに向かって反射させ、第三の部分的ビーム７１８は第一の部分的ビーム７１６と同軸的に重ねられ、それによって第二の光源Ｄからのオーバレイコンテンツ（すなわち、オーバレイ情報）を第一の出力Ｂにおいて第一の光源Ａからのコンテンツと重ねることができる。それと同時に、第二の面７０６−２はまた、第二のビーム７１４（周辺部分７１４−１、７１４−３）からの第四の部分的ビーム７２０を透過させ、それによってスポットフィルタ７０２の透明フィールドに対応する第四の部分的ビームの周辺部分７２０−１、７２０−３だけが第二の出力Ｃへと透過される。第一の半径（ｒ１）が少なくとも第二の半径（ｒ２）と同じ大きさ、すなわち等しい場合、第四の部分的ビーム７２０はしたがって、アパーチャフィルタ７０４の不透明フィールドがスポットフィルタ７０２の透明フィールドに空間的に対応するため、アパーチャフィルタ７０４でブロックされる。それゆえ、第四の部分的ビームの周辺部分７２０−１、７２０−３はアパーチャフィルタ７０４によりブロックされ、第四の部分的ビーム７２０はマルチビームスプリッタ１２８−１によりブロックされる。アパーチャフィルタ７０４の開口では第二の部分的ビーム７１２−２だけが到達し、これは、第二の部分的ビーム７１２−２の中央部分がスポットフィルタ７０２でブロックされるからであり、それによって第四の部分的ビーム７２０の中央部分が第二の部分的ビーム７１２−２を干渉するのが防止される。
【００６８】
半径ｒ１及びｒ２の絶対値は、フィルタ７０２、７０４の大きさに関して、第二の出力Ｃ及び第一の出力Ｂに結合される光の比を定めるように選択されてよい点に留意されたい。半径ｒ１及びｒ２は自由に選択できるため、この分離比は希望に応じて連続的に変化させることができる。さらに、幾つかの実施例において、スポットフィルタ７０２とアパーチャフィルタ７０４は位置を入れ替えてよい点にも留意されたい。スポットフィルタ７０２とアパーチャフィルタ７０４は、機械的構成部品又は不透明コーティングを使って実装されてよく、スポット又は開口は図７に示され、上述した円形の形状の代替案として、異なる形状で様々に形成されてもよい。
【００６９】
図７において、反射及び透過されたビーム経路はマルチビームスプリッタ１２８の異なる実施例では異なる幾何学形状を有していてよい。図のように、第一の光軸に沿った第一の光源Ａから第一の出力Ｂまでの第一のビーム７１０は、第二の光軸に沿った第二の光源Ｄから第二の出力Ｃへの第二のビーム７１４に垂直であってよく、部分透過ミラー７０６は、第一の光軸に沿った第一のビーム７１０と第二の光軸に沿った第二のビーム７１４の両方に関して４５度に向けられてもよい。
【００７０】
次に、図８を参照すると、本明細書で説明する、空間ビーム分離を使用するマルチビームスプリッティングのためのマルチビームスプリッタ１２８−２の図が示されている。マルチビームスプリッタ１２８−２は、正確な縮尺又は遠近法で描かれておらず、見やすいようにスキュー角で示される概略的表現である。図８において、マルチビームスプリッタ１２８−２のキューブ形光学素子としての例示的な実装が示されている。マルチビームスプリッタ１２８−２の１つの面にスポットフィルタ７０２が形成され、他方で、アパーチャフィルタ７０４が反対の面に形成される。図８ではまた、部分透過ミラー７０６も見ることができ、これは２つの三角形のプリズム間の接合面を使用して形成されてよい。特定の実施例では、部分透過ミラー７０６はダイクロイック特性を有していてよい。
【００７１】
本明細書で開示するように、可視光及びＩＲカメラの両方が、眼科手術に使用される手術用顕微鏡の光学的鏡筒の長さを増大させずに統合されてよい。スキャニングＯＣＴ測定ビームを直接、術中に捕捉するためにＩＲカメラが使用されてよく、これは人間の目には見えないＮＩＲ光を使用する。手術用顕微鏡の使用者に対して術中に表示されるものと同じ術野で撮影されたＩＲカメラからのＩＲ像は、接眼レンズの中で使用者に対して表示されてよく、それによってＯＣＴスキャンの位置を術野の実際の可視光像と共に可視化できる。
【００７２】
上で開示した主題は例示的であり、限定的ではないと考えるものとし、付属の特許請求の範囲は、本開示の実際の主旨と範囲内に含まれるすべての変更、改良、及びその他の実施例を含むものとする。それゆえ、法の下で可能なかぎり、本開示の範囲は後述の特許請求の範囲及びそれらの等価物の許容される最も広い解釈により特定され、上記の詳細な説明によって制約又は限定されないものとする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８】
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【国際調査報告】
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