(57)【要約】  いくつかの例によれば、光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）画像の修正の方法は、ＯＣＴビームを患者組織の対象領域に導くように構成されたＯＣＴ撮像システムから対象領域のＯＣＴ画像を受け取るステップと、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内にあると判定するステップとを含む。方法は、ＯＣＴ画像内のアーチファクトを検出するステップであって、アーチファクトは、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴビームの経路内にある結果としてもたらされる、ステップを更に含む。アーチファクトを検出することに応答して、方法は、ＯＣＴ画像からアーチファクトを除去するための画像修正計画を生成するステップを更に含む。方法は、ＯＣＴ画像からアーチファクトを除去するために画像修正計画を実行するステップを更に含む。
2018515187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算システムによって実行される、光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）画像の修正の方法であって、
ＯＣＴビームを患者組織の対象領域に導くように構成されたＯＣＴ撮像システムから、前記対象領域のＯＣＴ画像を受け取るステップと、
ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴ画像内にあると判定するステップと、
前記ＯＣＴ画像内のアーチファクトを検出するステップであって、前記アーチファクトは、前記ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴビームの経路内にある結果としてもたらされる、ステップと、
前記アーチファクトを検出することに応答して、前記アーチファクトを前記ＯＣＴ画像から除去するための画像修正計画を生成するステップと、
前記ＯＣＴ画像から前記アーチファクトを除去するために前記画像修正計画を実行するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記アーチファクトは前記画像の一部分における中断を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中断の境界を検出するステップと、
前記中断を除去するように前記境界内において前記画像の一部分を平行移動させるステップと
を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を判定するステップを更に含み、前記パラメータの組は、前記ＯＣＴ画像から前記アーチファクトを除去するために前記画像修正計画によって使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータの組は、前記ＯＣＴ透明器具の位置、前記ＯＣＴ透明器具の向き、前記ＯＣＴ透明器具の厚さ、前記ＯＣＴ透明器具の屈折率、及び前記ＯＣＴ透明器具の形状を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記パラメータを使用して、前記ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴビームの供給源と前記対象領域内の組織との間の経路内にある結果としてもたらされる光路長の差を判定するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記光路長の差に基づいて前記対象領域の前記画像を平行移動させるステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記画像修正計画は、前記ＯＣＴビームに対してレンズ効果を生成する前記ＯＣＴ透明器具の湾曲を考慮することにより、前記アーチファクトを部分的に除去するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記画像修正計画は、前記ＯＣＴビームが前記ＯＣＴ透明器具を通過する結果としてもたらされる強度の差及び前記ＯＣＴビームが前記ＯＣＴ透明器具を通過する結果としてもたらされる位相の差のうちの少なくとも１つを考慮することにより、前記アーチファクトを部分的に除去するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＯＣＴ画像が前記ＯＣＴ透明器具を含むようにするために、前記ＯＣＴ撮像システムと共に超音波撮像システムを利用するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＯＣＴ透明器具が前記画像内にあると判定するステップは、前記画像を分析するステップ及びセンサからデータを受け取るステップのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
演算システムによって実行される、対象の眼の領域の光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）画像の修正の方法であって、
ＯＣＴ撮像システムから眼の組織の対象領域のＯＣＴ画像を受け取るステップと、
ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴ画像内にあると判定するステップと、
ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内にあると判定することに応答して、前記ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を判定するステップであって、前記パラメータは、前記ＯＣＴ透明器具の特性及び前記ＯＣＴ透明器具の配置を含む、ステップと、
前記パラメータの組に基づいて、前記ＯＣＴ画像からアーチファクトを除去するために前記ＯＣＴ画像を修正するステップであって、前記アーチファクトは、前記ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴ撮像システムによって使用されるＯＣＴビームの経路内にある結果である、ステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記ＯＣＴ透明器具の前記特性は、前記ＯＣＴ透明器具を形成している材料の屈折率及び前記ＯＣＴ透明器具の形状を含み、
前記ＯＣＴ透明器具の配置は、前記ＯＣＴ透明器具の位置及び前記ＯＣＴ透明器具の向きを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＯＣＴ透明器具の配置は、前記画像の分析及びセンサからデータを受け取るステップのうちの少なくとも１つを通じて判定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パラメータに基づいて、
前記ＯＣＴ透明器具が前記ＯＣＴビームの供給源と前記対象領域内の組織との間の経路内にあることによって生じる光路長の差と、
ＯＣＴ信号強度の差と、
ＯＣＴ信号位相の差と
のうちの少なくとも１つを判定するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＯＣＴ撮像システムから更なる画像を受け取るステップと、
前記更なる画像の修正済みのパラメータの組を受け取るステップであって、前記修正済みのパラメータの組は、前記ＯＣＴ透明器具の変化する位置及び向きに依存する、ステップと、
更なる修正済みの画像を生成するために、前記パラメータの組に基づいて前記更なる画像を調節するステップと、
リアルタイムで前記更なる画像をユーザーに表示するステップと
を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記画像は３次元画像である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
眼科撮像システムであって、
対象領域のリアルタイム画像をキャプチャするように適合された光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）撮像システムと、
前記ＯＣＴ撮像システムによってキャプチャされた画像をユーザーに提示するように適合された表示システムと、
プロセッサ及びメモリを含む制御システムであって、前記メモリは、機械可読命令を含み、前記機械可読命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記制御システムに、
前記ＯＣＴ撮像システムから対象領域の画像を受け取ることと、
ＯＣＴ透明器具が画像内にあると判定することと、
前記ＯＣＴ透明器具が前記画像内にあると判定することに応答して、前記ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を取得することと、
前記取得されたパラメータの組に基づいて画像修正計画を生成することであって、前記画像修正計画は、前記画像内のアーチファクトを除去するように構成されている、生成することと、
修正済みの画像を生成するために前記画像修正計画を実行することと、
前記表示システムを介して前記修正済みの画像を表示することと
を行わせる、制御システムと
を含む眼科撮像システム。
【請求項１９】
前記機械可読命令は、前記制御システムに、
前記ＯＣＴ撮像システムから更なる画像を受け取ることと、
前記更なる画像内の前記ＯＣＴ透明器具の修正済みのパラメータの組を受け取ることであって、前記修正済みのパラメータの組は、前記ＯＣＴ透明器具の位置及び向きに基づく、受け取ることと、
更なる修正済みの画像を生成するために、前記パラメータの組に基づいて前記更なる画像を修正することと
を更に行わせる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記機械可読命令は、前記制御システムに、リアルタイムで前記更なる修正済みの画像を表示することを更に行わせる、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、眼科医療手技のための方法及びシステムを対象とし、更に詳しくは、このような手技のための光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）による撮像を伴う方法及びシステムを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
多くの微細手術手技は、様々な身体組織の高精度な切断及び／又は除去を必要とする。例えば、内境界膜（ＩＬＭ）除去及び網膜上膜（ＥＲＭ）除去は、様々な黄斑表面疾病の有用な外科的治療法である。但し、ＩＬＭ及びＥＲＭ剥離のための手術技法は、スキルと忍耐とを必要とする。高精度の且つ慎重に構築された手術用器具が手術技法のそれぞれのセグメントごとに使用される。
【０００３】
ＩＬＭ及びＥＲＭ手技は２段階技法を使用する。第１ステップは、膜のエッジを得るステップを含み、且つ第２ステップは、膜を把持及び剥離するステップを含む。手術者のなかには、膜のエッジを得るためにスクレーパを使用する者も存在する。これらの手術者は、エッジの把持の準備が整うように、膜を穏やかに剥がして膜のエッジを分離する。次いで、手術者は、膜を把持及び剥離するために特殊な鉗子を導入する。但し、それぞれのステップが忍耐と高精度とを必要とすることから、手術者は、多くの場合、１回の手術手技で複数回にわたって剥がし、且つ次いで組織を把持することを試みる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらのタイプ及び他のタイプの手術手技で手術者を支援するために、手術者は、患者の眼の組織などの治療対象の組織の顕微鏡画像を提示する撮像システムを使用することができる。従って、このような撮像システムのユーザーに、鉗子又は他のツールなどの手術用器具のみならず、対象の眼の領域のクローズアップ画像を提供することができる。また、いくつかのケースでは、手術者に対象の眼の領域の光干渉断層撮影法（ＯＣＴ）画像を提供することもできる。ＯＣＴ撮像は、一般に近赤外光を利用し、且つ表面下方の組織の画像を取得又は生成することができる。但し、眼内の器具が、望ましいレベルの明瞭度を提供するＯＣＴシステムの能力を妨げる陰影を生成する可能性がある。様々な眼科手技のための手術システム及びツールの使用法及び操作性における継続した改善に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの例によれば、ＯＣＴ画像の修正の方法は、ＯＣＴビームを患者組織の対象領域に導くように構成されたＯＣＴ撮像システムから、対象領域のＯＣＴ画像を受け取るステップと、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内にあると判定するステップとを含むことができる。方法は、ＯＣＴ画像内のアーチファクトを検出するステップを含むことができる。アーチファクトは、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴビームの経路内にある結果としてもたらされうる。アーチファクトを検出することに応答して、方法は、アーチファクトをＯＣＴ画像から除去するための画像修正計画を生成するステップを含むことができる。方法は、ＯＣＴ画像からアーチファクトを除去するために画像修正計画を実行するステップを含むことができる。
【０００６】
いくつかの例によれば、対象の眼の領域のＯＣＴ画像の修正の方法は、ＯＣＴ撮像システムから眼の組織の対象領域のＯＣＴ画像を受け取るステップを含むことができる。方法は、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内にあると判定するステップを含むことができる。ＯＣＴ透明器具が画像内にあると判定することに応答して、方法は、ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を判定するステップを含むことができる。パラメータは、ＯＣＴ透明器具の特性及びＯＣＴ透明器具の配置を含むことができる。方法は、パラメータの組に基づいて、ＯＣＴ画像内のアーチファクトを除去するためにＯＣＴ画像を修正するステップを含むことができる。アーチファクトは、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ撮像システムによって使用されるＯＣＴビームの経路内にある結果でありうる。
【０００７】
いくつかの例によれば、眼科撮像システムは、対象領域のリアルタイム画像をキャプチャするように構成されたＯＣＴ撮像システムを含んでいてもよく、且つＯＣＴ撮像システムによってキャプチャされた画像をユーザーに提示するための表示システムを含んでいてもよい。眼科撮像システムは、プロセッサ及びメモリを含む制御システムを含むことができる。メモリは、機械可読命令を含むことができ、機械可読命令は、プロセッサによって実行されると、制御システムに、ＯＣＴ撮像システムから対象領域の画像を受け取ることと、ＯＣＴ透明器具が画像内にあると判定することと、ＯＣＴ透明器具が画像内にあると判定することに応答して、ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を取得することとを行わせる。機械可読命令は、システムに、パラメータの組に基づいて画像修正計画を生成することを行わせうる。画像修正計画は、システムに、画像内のアーチファクトを除去するように構成されてもよい。機械可読命令は、修正済みの画像を生成し、且つ表示システムを通じて修正済みの画像を表示するために、画像修正計画を実行することを行わせうる。
【０００８】
上述の概要及び以下の詳細な説明の両方は、その特性が例示及び説明を目的としたものであり、且つ本開示の範囲を限定することなく本開示の理解を提供することを意図したものであることを理解されたい。この観点において、当業者には、以下の詳細な説明から本開示の更なる態様、特徴及び利点が明らかとなるであろう。
【０００９】
添付の図面は、本明細書に開示される装置及び方法の実施形態を示し、且つ説明と共に本開示の原理を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な眼科手術システムを示す図である。
【図２】手術手技においてＯＣＴ対応型の顕微鏡を通じて観察されうる、患者の眼の例示的の画像を示す図である。
【図３Ａ】例示的なＯＣＴ画像の修正の方法を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】例示的なＯＣＴ画像の修正の方法を示すフローチャートである。
【図４Ａ】それぞれ画像修正プロセスの前及び後における定型化された例示的なＯＣＴ画像を示す。
【図４Ｂ】それぞれ画像修正プロセスの前及び後における定型化された例示的なＯＣＴ画像を示す。
【図５Ａ】それぞれ画像修正プロセスの前及び後における定型化された例示的なＯＣＴ画像を示す。
【図５Ｂ】それぞれ画像修正プロセスの前及び後における定型化された例示的なＯＣＴ画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の原理に関する理解を促進するという目的において、以下、添付図面に示される実施形態を参照し、且つこれについて特定の言語を使用して説明する。但し、本開示の範囲の限定を意図したものではないことを理解されたい。本開示が関係する技術分野における当業者に通常想起されることから、記述される装置、器具、方法に対する任意の変更形態及び更なる変形形態、並びに本開示の原理の任意の更なる用途が十分に想定される。具体的には、一実施形態との関係で記述される特徴、コンポーネント、及び／又はステップは、本開示の他の実施形態との関係で記述される特徴、コンポーネント、及び／又はステップと組み合わせられうることが十分に想定される。わかりやすさを目的として、いくつかの例では、同一の参照符号が図面の全体を通じて同一又は類似の部分を参照するために使用される。
【００１２】
本開示は、ＯＣＴ透明手術器具の使用又は存在の影響を受けたＯＣＴ画像を修正する又は明瞭性について補正する方法及びシステムを対象とする。様々な手技において、ユーザーは、顕微鏡撮像システムを含む撮像システム及びＯＣＴ撮像システムの両方を使用することにより、患者の眼などの対象領域を観察することができる。このような撮像システムは、手術用器具を使用してＩＬＭ除去などの眼科手術手技を実行しつつ、ユーザーが従来の顕微鏡画像及びＯＣＴ画像の両方を観察することを許容する。従来の顕微鏡画像は、約４００ナノメートル〜７００ナノメートルの範囲の波長を有する可視スペクトルに含まれる光を使用して観察される。ＯＣＴ画像は、通常、約７００ナノメートル〜１７００ナノメートルの範囲内の波長を有する近赤外線範囲内の光を使用して生成される。但し、可視スペクトル範囲内の光を使用してＯＣＴ画像を取得することも可能である。従って、ＯＣＴ画像は、任意の実現可能な波長範囲内の光を使用して取得されうる。いくつかのケースでは、ＯＣＴ画像は、眼内の対象領域の断面画像を提供してもよく、且つ外側表面組織の下方の組織を視覚化するために使用されてもよい。従来の手術ツールは、ＯＣＴ撮像システムによって使用されるＯＣＴスペクトル内の光を遮断し、これにより、組織の表面下方の対象領域の全体画像を遮断する。対照的に、ＯＣＴ透明器具は、依然として顕微鏡画像内で観察されることが可能であり、且つ依然としてＯＣＴ画像を生成するために使用される光のすべてを遮断しない。
【００１３】
ＯＣＴ透明器具は、撮像される組織と画像をキャプチャするためにＯＣＴ光を計測するＯＣＴキャプチャ装置との間のＯＣＴビーム経路内に配置される場合がある。このような器具のＯＣＴ透明特性は、ＯＣＴ光が通過することを許容し、従って、その結果、ＯＣＴ器具の下方の組織を依然としてキャプチャすることができる。但し、ＯＣＴ透明器具は、依然としてＯＣＴビームに対してわずかな影響を及ぼしうる。従って、ＯＣＴ透明器具に起因して、多くの場合、アーチファクトがＯＣＴ画像内に存在しうる。例えば、アーチファクトは、ＯＣＴ透明器具の現時点の場所の下方の組織の画像内の中断であってもよい。このような中断は、ＯＣＴキャプチャ装置とＯＣＴ透明器具の下方の組織との間のより長い光路長の結果である。ＯＣＴ透明器具の屈折率が周囲の流体の屈折率と異なることから、異なる光路長が存在する。ＯＣＴ透明器具の異なる屈折率に起因して、ＯＣＴ透明器具を通過するＯＣＴ光は、ＯＣＴ透明器具を通過しない光よりも長い距離を移動する。
【００１４】
本明細書に記述される原理によれば、本開示は、ＯＣＴ透明器具の存在によって生成される任意のアーチファクトを補正するためのＯＣＴ画像の修正を対象とする。いくつかの例では、これは、アーチファクトの特性を検出するためにＯＣＴ画像を分析し、且つアーチファクトを除去するためにＯＣＴ画像に対して調節を実施することにより実行することができる。他の例では、位置、向き、形状、及び屈折率などのＯＣＴ透明器具のパラメータが取得されてもよい。このようなパラメータを使用することにより、画像修正計画が生成されてもよい。画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像に対して及ぼす影響を「逆転」させるために、既知のパラメータを使用するように設計することができる。次いで、画像修正計画が実行されてもよく、且つ修正済みの画像がユーザーに提示されてもよい。ＯＣＴ透明器具がリアルタイムで位置及び向きを変更するのに伴い、ＯＣＴ画像のリアルタイムの修正済みの画像をユーザーに提供するために、新しくキャプチャされた画像に対して画像修正プロセスが適用される。
【００１５】
図１は、例示的な眼科撮像システム１００を示す図である。この例によれば、眼科撮像システム１００は、画像ビューア１０４と、顕微鏡撮像システム１０６と、ＯＣＴ撮像システム１０８と、制御システム１１２とを含む。眼科撮像システム１００は、患者の身体のターゲット領域内の対象領域の顕微鏡画像及びＯＣＴ画像をユーザー１０２に提供する。この例では、ターゲット領域は患者の眼１１０である。
【００１６】
顕微鏡撮像システム１０６は、可視スペクトル内の光を使用することにより、患者の眼１１０の画像を取得する。可視スペクトルは、人間の眼にとって可視状態である光の波長範囲を定義する。可視スペクトルは、上述のように、一般に約４００ナノメートル〜７００ナノメートルの範囲内の波長を有する電磁放射を含むが、この波長範囲は、それぞれの人ごとにわずかに変化しうる。顕微鏡撮像システム１０６は、患者の眼１１０又は更には患者の眼１１０内の特定の対象領域のクローズアップ画像を提供するためにレンズのシステムを使用することができる。次いで、このような画像は、画像ビューア１０４に提供されてもよい。
【００１７】
ＯＣＴ撮像システム１０８は、患者の眼１１０のＯＣＴ画像を取得する。これは、標準的な顕微鏡の使用から得ることができない組織の表面下方の患者組織の深度分解された画像を取得するために様々な技法を使用する。これは、ＯＣＴスペクトル内の光に基づくコヒーレンスゲーティングを使用することにより実行される。上述のように、この範囲は、約７００ナノメートル〜２６００ナノメートルの波長を有する電磁放射を含み、且ついくつかのケースでは約４００ナノメートル〜７００ナノメートルの可視光範囲に拡張することができる。コヒーレンスゲーティングを使用することにより、ＯＣＴ撮像システム１０８は、表面組織の下方の組織の画像を表示することが可能であり、且つこのような組織の断面画像を生成することができる。従って、ＯＣＴ撮像システム１０８は、ユーザー１０２が手術している対象領域の断面画像を取得するために使用されてもよい。これに伴う利益は、手術器具とＩＬＭの表面との間の相互作用がＩＬＭの表面下方の組織に対して影響を及ぼす方法をユーザー１０２が観察すできることである。具体的には、ユーザー１０２は、基礎をなす網膜に対する偶発的な損傷の回避を支援するために断面画像を使用することができる。いくつかの例では、ＯＣＴ撮像システム１０８は、従来の顕微鏡撮像システム１０６と統合される。但し、いくつかの例では、ＯＣＴ撮像システム１０８は、ＯＣＴ画像を画像ビューア１０４に提供する別個の装置であってもよい。
【００１８】
ＯＣＴ撮像システム１０８は、ＯＣＴ撮像機能を実行するために使用される様々なコンポーネントを含む。例えば、ＯＣＴ撮像システム１０８は、ＯＣＴビームを対象領域に投射するためのＯＣＴ光源１１８を含むことができる。また、ＯＣＴ撮像システム１０８は、対象領域から反射されたＯＣＴ光を検出するＯＣＴキャプチャ装置１２０を含むこともできる。次いで、ＯＣＴ撮像システム１０８は、対象領域の画像を構築するために、ＯＣＴキャプチャ装置１２０によって取得された情報を使用する。いくつかの例では、画像は、対象領域内の組織の表面下方の画像を提供する対象領域の２次元断面であってもよい。また、いくつかの例では、画像は、表面下方の３次元画像を提供する３次元画像であってもよい。
【００１９】
画像ビューア１０４は、顕微鏡撮像システム１０６及びＯＣＴ撮像システム１０８の両方によって取得された画像をユーザー１０２又は他の操作者に対して表示する。画像ビューア１０４は、モニタ上において、表示画面上において、顕微鏡接眼レンズ上において、又は他の方法によってなどの様々な方法により、画像を表示することができる。いくつかの例では、顕微鏡撮像システム１０６は、少なくとも２つの画像から形成された立体画像を提供することができる。画像ビューア１０４は、ユーザー１０２の異なる眼に対して少なくとも２つの画像を表示することにより、三次元効果を生成することができる。
【００２０】
制御システム１１２は、ＯＣＴ撮像システム１０８から取得された画像を処理することができる演算システムである。アーチファクトを含みうるこれらの画像は、アーチファクトを除去するために制御システム１１２によって修正されてもよい。次いで、修正済みの画像は、画像ビューア１０４に提供されてもよい。いくつかの例では、制御システム１１２は、ＯＣＴ撮像システム１０８と統合されてもよい。いくつかの例では、制御システム１１２は、画像ビューア１０４と統合されてもよい。いくつかの例では、制御システム１１２は、画像ビューア１０４及びＯＣＴ撮像システム１０８とは別個であると共に、これらと通信状態にある個別のコンポーネントである。
【００２１】
また、制御システム１１２は、プロセッサ１１４と、メモリ１１６とを含む。メモリ１１６は、揮発性メモリ（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）など）及び不揮発性メモリ（半導体ストレージなど）を含む様々なタイプのメモリを含むことができる。メモリ１１６は、プロセッサ１１４によって実行されると、制御システム１１２に、本明細書に記述される画像修正機能を含む様々な機能を実行させるコンピュータ可読命令を保存することができる。また、メモリ１１６は、ＯＣＴ撮像システム１０８によってキャプチャされた画像を表すデータのみならず、それらの画像の修正済みのバージョンを保存することもできる。また、メモリ１１６は、ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータを保存することもできる。このようなパラメータについては、更に詳細に後述することとする。
【００２２】
図２は、画像ビューア１０４によって提示又は表示される、患者の眼の例示的な組み合わせられた顕微鏡及びＯＣＴ画像２００を示す図である。この例によれば、画像ビューア１０４（図１）は、顕微鏡画像２０２上でＯＣＴ画像２１０をオーバーレイする。従って、ユーザーは、対象領域２０６内で機能するように使用される手術器具２０４と共に、潜在的な対象領域２０６を観察することができる。図２の点線２０８は、断面ＯＣＴ画像２１０が撮影される断面ラインを表す。従って、理解されうるように、画像ビューア（例えば、図１の１０４）は、ユーザーが両方の画像２０２、２１０を一度に視覚的に観察できる方法により、ＯＣＴ画像２１０を顕微鏡画像２０２上に投射する。
【００２３】
図３Ａは、ＯＣＴ透明ツールのパラメータに基づく例示的なＯＣＴ画像の修正の方法３００を示すフローチャートである。いくつかの例では、方法３００は、制御システム（例えば、図１の１１２）によって実行される。この例によれば、方法３００は、ＯＣＴ撮像システム（例えば、図１の１０８）からＯＣＴ画像を受け取るステップ３０２を含む。ＯＣＴ画像は、２次元画像又は３次元画像であってもよい。
【００２４】
方法３００は、ＯＣＴ透明器具が画像内に存在するかどうかを判定するステップ３０４を更に含む。これは、様々な方法によって実行されてもよい。いくつかの例では、制御システムは、ＯＣＴ透明器具が存在するかどうかを判定するために画像自体を分析する。このようなケースでは、制御システムは、このような分析と関連したステップを実行することにより、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内に存在すると判定する。この分析は、ＯＣＴ透明器具が存在する可能性が高い、対象領域上方の画像のエリアを分析することにより実行されてもよい。ＯＣＴ透明器具は完全に透明であるわけではなく、且つ従って、アーチファクト又はアーチファクト自体を画像データ内に明示する波長若しくは画像の不一致の識別によるなど、ＯＣＴ画像を分析するように設計された機能によって認識可能な何らかの形態で依然として出現しうる。
【００２５】
いくつかのケースでは、ＯＣＴ透明器具は、ＯＣＴ光にとって半透明である材料から製造されてもよい。これによれば、ユーザーは、器具をＯＣＴ画像内でより良好に視覚化することができるのみならず、ＯＣＴ画像が器具を通過し、且つ器具の下方の組織の画像を提供するようにしうる。いくつかの例では、ＯＣＴ画像内におけるＯＣＴ透明器具の観察を支援するために他のメカニズムが使用されてもよい。例えば、ＯＣＴ透明器具及び基礎をなす組織の両方の１つの画像を生成するために、高周波超音波撮像システムがＯＣＴ撮像システムとの関連において使用されてもよい。
【００２６】
いくつかの例では、ユーザーは、ＯＣＴ透明器具が使用されることを制御システムに通知してもよい。このようなケースでは、制御システムは、このような通知をユーザーから受け取ることにより、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内に存在すると判定する。このような通知は、制御システムと関連したユーザーインターフェイスを通じて実施されてもよく、且つ入力又は他の設定を含むことができる。また、ＯＣＴ透明器具が存在することを判定する他の方法も想定される。例えば、制御システムは、ＯＣＴ撮像システムによって観察される対象領域の近傍におけるこのような器具の存在を検出する、眼底撮像装置などのセンサ又は検出器からデータを受け取ることにより、ＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内に存在すると判定してもよい。
【００２７】
ＯＣＴ画像内にＯＣＴ透明器具が存在しないと判定された場合、制御システムは、画像の更なる処理を実行しなくてもよい。このような状況では、方法３００は、オリジナルＯＣＴ画像が表示されるステップ３１６に進む。但し、ステップ３０４において、画像内にＯＣＴ透明器具が存在すると判定された場合、方法３００はステップ３０６に進む。
【００２８】
ステップ３０６は、ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの組を識別するステップである。ステップ３０６は、ＯＣＴ透明器具の特性を識別するステップ３０８を含む。このような特性は、例えば、ＯＣＴ透明器具の形状及びＯＣＴ透明器具の屈折率を含むことができる。このようなパラメータは静的パラメータと呼称されてもよく、なぜなら、これらは変化しないからである。他の静的パラメータも想定される。
【００２９】
静的パラメータは様々な方法によって識別されてもよい。いくつかの例では、制御システムは、複数の異なるＯＣＴ透明器具と関係したデータを保存するデータベースを有することができる。それぞれの異なるＯＣＴ透明器具ごとに、器具の形状、その屈折率、及び他の静的パラメータを提供するエントリがデータベース内に存在することができる。複数のＯＣＴ透明器具のうちのいずれのＯＣＴ透明器具がＯＣＴ画像内に存在するかを判定するために、器具を認識すると共に自動的に識別する機能がＯＣＴ画像に適用されてもよい。例えば、制御システムは、ＯＣＴ透明器具の断面形状を判定してもよく、且つこれをデータベース内のエントリのうちの１つに対してマッチングさせる。但し、いくつかの例では、ユーザーが使用されるＯＣＴ透明器具のタイプを単純に入力してもよく、且つ入力に基づいて、制御システムは、例えば、そのＯＣＴ透明器具の形状及び屈折率などの適切な静的パラメータを判定するために、そのＯＣＴ透明器具の特性をデータベース内でルックアップしてもよい。
【００３０】
ステップ３０６は、ＯＣＴ透明器具の位置及び向きを識別するステップ３１０を更に含む。このようなパラメータは、ユーザーがＯＣＴ透明器具を操作して手術と関係した動作を実行するのに伴い、リアルタイムで変化する。従って、このようなパラメータは動的パラメータと呼称されてもよい。動的パラメータは重要であり、なぜなら、ＯＣＴ透明器具の位置及び向きがＯＣＴ画像内のアーチファクトに影響を及ぼしうるからである。また、位置及び向きの動的パラメータが識別される一方、他の動的パラメータが使用されてもよい。
【００３１】
ＯＣＴ透明器具の位置及び向きなどの動的パラメータは様々な方法によって判定されてもよい。いくつかの例では、ＯＣＴ透明器具は、このような情報を検出しうる、それ自体に装着された又はその内部に埋め込まれた位置又は向き検知装置を有することができる。例えば、ＯＣＴ透明器具は、現時点の向きを判定するために、それ自体に関連したジャイロスコープを有することができる。但し、いくつかの他の例では、位置及び向きなどの動的パラメータは、ＯＣＴ画像自体の分析によって判定されてもよい。具体的には、画像内のＯＣＴ透明器具の境界を検出する機能が適用されてもよい。また、この機能は、対象領域内の組織の境界を判定することもできる。従って、組織との関係におけるＯＣＴ透明器具の位置を判定することができる。他の構成は、検出器入力と検出のための分析との組合せを使用する。また、更に他の構成及びシステムも想定される。
【００３２】
方法３００は、画像修正計画を生成するステップ３１２を更に含む。画像修正計画は、静的及び動的の両方である得られたパラメータに基づく。このようなパラメータを使用することにより、制御システムは、基礎をなす組織の画像が、アーチファクトを生成するように影響を受ける方法を判定することができる。次いで、アーチファクトを除去するためにこれらの影響を「逆転」させることができる。いくつかの例では、画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具の下方の組織の位置における光路長の差を考慮するように設計されてもよい。従って、画像修正計画は、アーチファクトを除去するために、ＯＣＴ画像内の組織の各部分の平行移動に関係しうる。いくつかの例では、画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具の存在の影響を受けたＯＣＴ画像の強度を調節することができる。いくつかの例では、画像修正計画は、アーチファクトの除去を支援するために位相調節を実行することができる。換言すれば、画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具を通過する結果としてもたらされるＯＣＴビーム内の位相差を考慮する。また、画像修正計画は、ＯＣＴビームがＯＣＴ透明器具を通過する結果としてもたらされるＯＣＴ信号強度の差を考慮することもできる。従って、画像修正計画の生成は、ＯＣＴ信号がＯＣＴ透明器具を通過する結果としてもたらされる光路長の差、ＯＣＴ信号の強度の差、及び／又はＯＣＴ信号の位相の差を判定するステップを伴うことができる。次いで、このような差は、ＯＣＴ透明画像によって生成されたアーチファクトを除去する方法を判定するために使用されてもよい。
【００３３】
ステップ３１４では、制御システムは画像修正計画を実行する。換言すれば、制御システムは、アーチファクトを実質的に除去するためにＯＣＴ画像を修正する。いくつかの例では、新しいデジタルＯＣＴ画像が生成され、且つ制御システムのメモリ内に保存される。
【００３４】
ステップ３１６では、ＯＣＴ画像がユーザーに対して表示される。表示される画像は、ＯＣＴ透明器具が存在しないケースではオリジナル画像であるか、又はＯＣＴ透明器具が存在するケースでは修正済みの画像であるかのいずれかである。いくつかの例では、制御システムは、対象領域の修正済みの画像をユーザーに対して提供する方法により、画像を表示するように構成されてもよい。例えば、ユーザーには、ＯＣＴ透明器具の結果としてもたらされるアーチファクトを実質的に除去するように修正された一連のＯＣＴ画像を有するビデオストリームが提供されてもよい。これは、ユーザーに画像がライブビデオとして見えるようにリアルタイムで実行されてもよい。代わりに、これは、スチール画像として見えるように実行されてもよい。それぞれの画像は、ＯＣＴ透明器具の位置及び向きが手術空間内で移動するのに伴い、その独自の画像修正計画によって修正されてもよい。
【００３５】
図３Ｂは、アーチファクトの特性に基づく例示的なＯＣＴ画像の修正の方法３２０を示すフローチャートである。いくつかの例では、画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具と関連したパラメータの分析を伴うことなく形成されてもよい。例えば、ＯＣＴ透明器具が存在すると判定した後、方法３２０は、アーチファクトがＯＣＴ画像内に存在することを検出するステップ３２２を含む。また、制御システムは、アーチファクトの特性により、そのアーチファクトが、ＯＣＴ透明器具が存在する結果であると判定してもよい。
【００３６】
方法３２０は、アーチファクトの様々な特性を検出するステップ３２４を更に含む。このような特性は、アーチファクトを除去する方法を判定するために有用でありうる。このような特性は、例えば、中断の境界を含むことができる。また、このような特性は、ＯＣＴ画像の強度又は位相の差を含むことができる。アーチファクトの特性は、ステップ３１２を参照して上述した画像修正計画を判定するために使用することができる。例えば、画像修正計画は、境界内のＯＣＴ画像の各部分を平行移動させる方法を定義することができる。アーチファクトの境界外のＯＣＴ画像の各部分との関係におけるＯＣＴ画像のこのような各部分の平行移動により、ＯＣＴ画像は、あたかもＯＣＴ透明器具の存在の結果としてもたらされたアーチファクトが存在しないかのように見える。換言すれば、平行移動は、アーチファクトを実質的に除去する。いくつかの例では、ＯＣＴ透明画像のパラメータ及び中断の特性の両方が判定されてもよく、且つ画像修正計画を生成するために使用されてもよい。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ画像修正プロセスの前及び後における例示的なＯＣＴ画像４００、４２０を示す。図４ＡのＯＣＴ画像４００内には、対象領域４０２内の組織４０８、ＯＣＴ透明器具４０４の断面と、ＯＣＴ透明器具４０４の存在の結果としてもたらされたアーチファクト４０６−１、４０６−２とが存在する。ＯＣＴビーム４１０は、実際のＯＣＴ画像４００内では実際に可視状態にないが、理解を目的として示される。
【００３８】
この例では、ＯＣＴ透明器具４０４は鉗子であってもよい。従って、ＯＣＴ画像４００内のＯＣＴ透明器具４０４の断面画像は２つのセクションを有し、それぞれのセクションは鉗子の１つのアームに対応する。上述のように、ＯＣＴ透明器具４０４は、ＯＣＴビーム４１０の通過を許容する一方、ＯＣＴビーム４１０に対して且つ従ってキャプチャ装置によってキャプチャされる画像に対して依然として影響を及ぼす。具体的には、ＯＣＴ透明器具４０４は、周囲の材料４１２と異なる屈折率を有する。網膜手術の例では、周囲の材料４１２は網膜流体であってもよい。
【００３９】
従って、ＯＣＴ透明器具４０４の存在は、図示されるように、アーチファクト４０６−１、４０６−２を生成する。この例では、アーチファクト４０６−１、４０６−２は、組織４０８の表面内の中断として出現する。中断は、ＯＣＴ透明器具４０４によって遮断された組織４０８の領域とＯＣＴ透明器具４０４によって遮断されていない組織４０８の領域との間の光路長の差の結果である。
【００４０】
上述のように、ＯＣＴ透明器具４０４と関連した様々なパラメータが判定される。具体的には、例えば、ＯＣＴ透明器具４０４の屈折率及び／又は形状のみならず、組織４０８の表面との関係におけるその位置などの１つ又は複数の静的パラメータ及び１つ又は複数の動的パラメータを知ることにより、制御システムは、ＯＣＴ透明器具４０４の存在がその下方の組織４０８に対して及ぼす影響を判定することができる。次いで、これらの影響を逆転させるようにＯＣＴ画像４００を修正することができる。
【００４１】
いくつかの例では、ＯＣＴ透明器具４０４の位置は、セグメント化機能を使用して判定される。セグメント化機能により、ＯＣＴ透明器具４０４の関連する境界を判定する。具体的には、セグメント化機能は、それぞれＯＣＴ透明器具４０４の上部表面及び下部表面を表す上部ライン４１４及び下部ライン４１６を生成することができる。このような境界の位置を知ることにより、静的及び動的パラメータを判定することができる。例えば、このような境界の位置を知ることにより、ＯＣＴ透明器具４０４の厚さのみならず、ＯＣＴ透明器具４０４と組織４０８との間の距離を判定することができる。従って、セグメント化により、図３Ａのステップ３０８の静的パラメータ及びステップ３１０の動的パラメータを判定するために使用されるデータを提供することができる。この情報は、アーチファクト４０６−１、４０６−２を除去するために、ＯＣＴ透明器具の下方の組織４０８の領域を平行移動させる又は他の方法で修正する量を判定するために使用されてもよい。
【００４２】
図４Ａは、ＯＣＴ透明器具４０４が画像の幅に跨って厚さ及び組織４０８からの距離において等しいケースを示すが、実際の状況はこのように単純でない場合がある。ユーザーは、所定の角度でＯＣＴ透明器具４０４を保持する場合があり、従って、その結果、上部及び下部表面は、組織４０８の表面と平行な直線のラインにならない。いくつかの例では、基礎をなす組織４０８に対応するＯＣＴ画像４００の各部分を平行移動させる程度を判定する機能は、画像を垂直方向スライスの組に分割するステップを伴う。それぞれのスライスごとにＯＣＴ透明器具４０４の厚さを判定することができる。ＯＣＴ透明材料の厚さ及び屈折率を知ることにより、光路長の差を算出することができる。このような情報を使用することにより、アーチファクト４０６−１、４０６−２を除去するために、個々のスライスの組織部分を平行移動させる方法を判定することができる。それぞれのスライスの幅は、ＯＣＴ画像４００の分解能に基づくものであってもよい。
【００４３】
図４Ｂは、アーチファクト４０６−１、４０６−２が制御システムによって除去される点を除いて、オリジナルＯＣＴ画像４００に対応する修正済みの画像４２０を示す。具体的には、図３との関係で上述した方法を使用することにより、制御システムは、修正済みのＯＣＴ画像４２０を生成するためにＯＣＴ画像４００を修正する。
【００４４】
上述のように、いくつかの例では、画像修正計画は、ＯＣＴ透明器具４０４と関連したパラメータの分析を伴うことなく形成されてもよい。この例では、アーチファクト４０６−１、４０６−２は画像内に中断として出現する。制御システムによって判定されうる１つのタイプの特性は、アーチファクト４０６−１、４０６−２の境界の場所である。
【００４５】
境界の場所などのアーチファクト４０６−１、４０６−２の特性は、アーチファクト４０６−１、４０６−２を除去する画像修正計画を判定するために使用することができる。例えば、画像修正計画は、境界内に存在するＯＣＴ画像４００の各部分を平行移動させる方法を定義することができる。アーチファクトの境界外のＯＣＴ画像４００の各部分との関係におけるＯＣＴ画像４００のこのような各部分の平行移動により、ＯＣＴ画像４００は、あたかもＯＣＴ透明器具４０４の存在の結果としてもたらされたアーチファクトが存在しないかのように見える。換言すれば、平行移動は、アーチファクト４０６−１、４０６−２を実質的に除去する。
【００４６】
図５Ａ及び図５Ｂは、画像修正プロセスの前及び後における更なる例示的なＯＣＴ画像５００、５２０を示す。いくつかの例では、ＯＣＴ透明器具５０２は、レンズとして機能し、従って、その結果、望ましくない方法でＯＣＴビーム４１０を合焦することにより、より複雑なアーチファクトを生成する湾曲した形状を有する場合がある。但し、ＯＣＴ透明器具５０２の曲がりを知ることにより、画像修正計画は、このような焦点効果を考慮することが可能であり、且つこのような効果を事実上逆転させることができる。
【００４７】
図５Ａは、修正前のＯＣＴ画像５００を示す。ＯＣＴ画像５００内には、対象領域４０２内の組織４０８と、ＯＣＴ透明器具５０２の断面と、ＯＣＴ透明器具５０２の存在の結果としてもたらされたアーチファクト５０６−１、５０６−２とが存在する。ＯＣＴビーム４１０は、この場合にも、実際にはＯＣＴ画像５００内で実際に可視状態にないが、理解を目的として示される。
【００４８】
この例では、ＯＣＴ透明器具５０２は丸いエッジを有する。この場合にも、ＯＣＴ透明器具５０２は鉗子であってよい。従って、断面図は、第１アーム５０２−１と、第２アーム５０２−２とを示す。第１アーム５０２−１は、組織４０８の表面から第１距離５０８に位置する。第２アーム５０２−２は、組織４０８の表面から第２距離５１０に位置する。
【００４９】
ＯＣＴ透明器具５０２の上部及び下部表面の湾曲した特性は、レンズ効果をＯＣＴビーム４１０に対して生成する。換言すれば、ＯＣＴビーム４１０は、表面に沿った異なる地点において異なる角度でリダイレクトされる。但し、このような合焦効果の特性は、上部及び下部表面の曲がりなどの静的パラメータのみならず、湾曲した表面と基礎をなす組織４０８との間の距離などの動的パラメータを知ることにより判定することができる。このようなパラメータは、図３、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して上述したように判定することができる。従って、このようなパラメータを使用することにより、アーチファクト５０６−１、５０６−２を生成する効果を逆転させ、且つこれにより、実質的にアーチファクトが存在しない修正済みの画像を生成することができる。
【００５０】
図５Ｂは、制御システムがアーチファクト５０６−１、５０６−２を除去することを除いて、オリジナル画像５００に対応する修正済みの画像５２０を示す。具体的には、図３を参照して上述した方法を使用することにより、図５ＡのＯＣＴ画像５００は、図５Ｂの修正済みのＯＣＴ画像５２０を生成するために修正される。
【００５１】
図４Ａ及び図５Ａに示されるアーチファクト４０６−１、４０６−２、５０６−１、５０６−２は、必ずしも図示のＯＣＴ透明器具の形状によって生成されるであろうアーチファクトを表していないことに留意されたい。むしろ、アーチファクト４０６−１、４０６−２、５０６−１、５０６−２は、わかりやすさ及び理解を目的として示される。
【００５２】
いくつかの例では、画像修正計画は、実質的にアーチファクトを含まないように画像を修正するための他のステップを含むことができる。例えば、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂを参照して図示及び記述される空間的な変化に加えて、制御システムは、同様に、アーチファクト４０６−１、４０６−２、５０６−１、５０６−２の画像強度を修正することもできる。例えば、アーチファクトの画像強度は、ＯＣＴビーム４１０がＯＣＴ透明器具４０４、５０２を通過する結果として変化する場合がある。従って、いくつかの例では、制御システムは、アーチファクト４０６−１、４０６−２、５０６−１、５０６−２の画像強度差について補償する。いくつかの例では、これを実現するために、制御システムは、ＯＣＴ透明器具の下方ではない組織４０８の各部分における画像強度を分析するための機能を使用することができる。次いで、制御システムは、組織４０８の他の部分に類似した画像強度を有するように、ＯＣＴ透明器具の下方の組織４０８の領域に対応する画像の各部分を修正することができる。
【００５３】
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂの例は、２次元画像に関係しているが、いくつかの実施形態は、類似の機能を三次元画像に対して実行することができる。具体的には、ＯＣＴ透明器具のパラメータを使用することにより、基礎をなす組織４０８に対する効果を三次元で判定することができる。次いで、実質的にアーチファクトを有しない修正済みの三次元画像を提供するために、このような効果を逆転させることができる。
【００５４】
本明細書に記述される原理を利用することにより、ＯＣＴ透明器具の存在によって生成されるアーチファクトを除去するために、撮像システムのユーザーに提供されるＯＣＴ画像を自動的に修正することができる。このようなアーチファクトは、観察者に対して混乱をもたらす場合がある。従って、このようなアーチファクトを除去することにより、基礎をなす組織のより良好な画像がユーザーに提供される。この改善された画像は、ユーザーのためにより正確な情報に変換され、且つより良好な患者の結果をもたらすことができる。
【００５５】
当業者は、本開示に包含される実施形態が上述の特定の例示的な実施形態に限定されないことを理解するであろう。この観点において、例示的な実施形態が図示及び記述されるが、上述の開示では、様々な変更形態、変化形態、及び置換形態が想定される。このような変形形態は、本開示の範囲を逸脱することなく上述の内容に対してなされうることを理解されたい。従って、添付の請求項は、広範に且つ本開示と一貫性を有する方法により解釈されることが適切である。
【図１】
2018515187.tif 000003
【図２】
2018515187.tif 000004
【図３Ａ】
2018515187.tif 000005
【図３Ｂ】
2018515187.tif 000006
【図４Ａ】
2018515187.tif 000007
【図４Ｂ】
2018515187.tif 000008
【図５Ａ】
2018515187.tif 000009
【図５Ｂ】
2018515187.tif 000010
【国際調査報告】
2018515187.tif 000011
2018515187.tif 000012