用于外科手术光学相干断层成像术的跟踪系统技术方案

一种OCT跟踪系统包括能够操作来产生患者眼睛的眼底图像的成像单元以及能够操作来对所述眼底图像进行处理以确定插入到患者眼睛内的外科手术器械的位置的跟踪系统。所述OCT跟踪系统进一步包括OCT系统，所述OCT系统包括能够操作来产生OCT成像光束的OCT光源以及光束扫描器。所述光束扫描器至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的具体区域，所述患者眼睛内的所述具体区域包括被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的所述确定的位置。

Tracking system for optical coherence tomography for surgical operation

A OCT tracking system includes an imaging unit capable of manipulated to produce fundus images of the patient's eyes, and a tracking system capable of manipulate the fundus image to determine the location of surgical instruments inserted into the patient's eyes. The OCT tracking system further includes a OCT system, which includes a OCT light source that can operate to produce a OCT imaging beam and a beam scanner. The beam scanner based at least in part on the surgical instrument to determine the position of the specific area of the eye OCT imaging beam to the patients in the eyes of the patient in the specific area includes to be inserted into the surgical patients in the eyes of the surgical instruments position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于外科手术光学相干断层成像术的跟踪系统
本披露总体上涉及用于玻璃体视网膜、青光眼或其它眼科手术的改进可视化，并且具体涉及用于外科手术光学相干断层成像术(OCT)的跟踪系统。
技术介绍
用于辅助眼科外科医生的成像和可视化技术变得日益流行，并且正在进行关于这些技术的许多研究和开发。一类眼科手术——玻璃体视网膜手术——涉及玻璃体切除术，从后房中移除玻璃体以进入视网膜。玻璃体切除术的成功执行需要基本上完全去除玻璃体，包括玻璃体基底附近最具挑战性的区域。使用成像技术和装置可以大大有助于提高玻璃体移除的效率。然而，由于若干种原因，使用成像来辅助玻璃体切除术是特别具有挑战性的。原因之一是玻璃体是透明的。另一个挑战是，外围的可视化需要具有高倾斜角度的成像射束。在膜剥除手术过程中存在类似的可视化组织。目前，典型地使用显微镜或视频显微镜成像来解决前一种的挑战，并且使用基于广角接触透镜或基于非接触的透镜来解决后一种挑战，但是在各自情况下取得有限的成功。成像的改进可以通过使用光学相干断层成像术(OCT)来实现，一种通过将激光束聚焦到目标上、收集反射束、使得参考束与反射束发生干涉并检测所述干涉、以及测量该射束的焦深内的反射特征的技术。结果是深度上的线扫描、横截面扫描或体积扫描。常规的诊断眼科OCT系统使用视网膜跟踪来跟踪视网膜的运动。在这样的系统中，初始眼底图像可以被眼底成像器所采集并且被设定为参照。可以实时拍摄顺序的眼底图像并且将其与参照的眼底图像加以比较以便跟踪视网膜的相对运动，所述视网膜的相对运动接着可以被用作OCT扫描器的反馈，使得OCT系统总是跟踪并且扫描视网膜的同一区域。但是，扫描固定且预先确定的区域不一定向外科医生提供可能需要的有用信息，因为在手术过程中，外科医生通常更关心直接位于外科手术器械的下方或与其相靠近的区域。因此，本披露的某些实施例可以有益地提供一种便于增加外科医生对扫描位置的控制的OCT系统。
技术实现思路
在某些实施例中，一种OCT跟踪系统包括可操作来产生患者眼睛的眼底图像的成像单元以及可操作来对所述眼底图像进行处理以确定插入到患者眼睛内的外科手术器械的位置的跟踪系统。所述OCT跟踪系统进一步包括OCT系统，所述OCT系统包括可操作来产生OCT成像光束的OCT光源以及光束扫描器。所述光束扫描器至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的具体区域，所述患者眼睛内的所述具体区域包括被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的所述确定的位置。本披露的某些实施例可以提供一个或多个技术优点。例如，与对外科医生在给定的时刻不在其处工作的预先确定的位置的扫描相比，根据本披露在所述外科手术器械的附近产生实时OCT扫描的能力可以向外科医生提供更多有用的信息。因此，本披露的实施例可以使术中OCT对于外科医生更加方便。附图说明为了更加完整地理解本披露及其优点，现在参考结合附图进行以下说明，在这些附图中相同的参考数字指示相同的特征，并且在附图中：图1根据本披露的某些实施例展示了示例性OCT跟踪系统；图2A-2C根据本披露的某些实施例展示了图1中描绘的以跟踪模式运行的OCT跟踪系统的简化版本；图3A-3C根据本披露的某些实施例展示了图1中描绘的以拖放模式运行的OCT跟踪系统的简化版本；图4根据本披露的某些实施例展示了具有集成OCT跟踪系统的示例性眼科手术显微镜。本领域的技术人员将理解的是，下述附图仅出于说明目的。这些附图不旨在以任何方式限制申请人的披露内容的范围。具体实施方式出于促进对本披露的原理的理解的目的，现在将参考附图中展示的实施例，并且将使用具体语言来描述它们。然而，应理解的是，不旨在限制本披露的范围。本披露所涉及领域内的普通技术人员通常将完全能够想到对于所描述的系统、装置、和方法的任何改变和进一步修改、以及对于本披露的原理的任何进一步应用。具体而言，完全可以想到针对一个实施例描述的系统、装置和/或方法可与针对本披露的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤组合。然而，为简洁起见，将不单独地描述这些组合的众多重复。为简单起见，在一些情况下，贯穿这些附图使用相同的参考号来指代相同或相似的零件。总体上，本披露可以提供一种OCT跟踪系统，所述OCT跟踪系统包括眼底成像单元、跟踪单元、和OCT系统。所述跟踪单元可操作成处理由所述眼底成像单元产生的眼底图像，以便在手术过程中确定外科手术器械在患者眼睛内的位置。所述OCT系统的光束扫描器可以使用所述外科手术器械的确定的位置来引导OCT成像光束在患者眼睛内的位置(例如，引导至所述外科手术器械位于所述患者眼睛内的区域)。作为结果，可以产生在与外科手术器械相同的附近处的OCT图像，并且所述OCT图像可以随着所述外科手术器械在患者眼睛内的移动对其进行跟踪(与系统在使用期间仅跟踪视网膜的情况下，OCT图像具有在患者眼睛内的预定位置不同)。由于外科医生通常最关心眼睛内紧邻外科手术器械的结构，因此如在此所披露的，OCT图像在手术过程中跟踪外科手术器械的系统可以是有益的。图1根据本披露的某些实施例展示了示例性OCT跟踪系统100。总体上，OCT跟踪系统100包括用于在手术过程中产生患者眼睛104的眼底图像103的成像单元102以及用于处理成像单元102产生的眼底图像103以便确定外科手术器械108(例如，玻璃体切除术探针、激光器探针、镊子、或任何其他合适的外科手术器械)在这些眼底图像103中的位置的跟踪单元106。OCT跟踪系统100还包括OCT系统110，所述OCT系统包括光源/分析单元112和光束扫描器114。光源/分析单元112产生OCT成像光束116，并且光束扫描器114将产生的OCT成像光束116引导至患者眼睛104内的具体区域。光束扫描器114通信地耦合至跟踪单元106，使得可以至少部分地基于外科手术器械108的位置而确定OCT成像光束116被引导到的具体区域。所述OCT成像光束116从患者眼睛104内的具体区域的反射可以沿与OCT成像光束116相同的光路返回至光源/分析单元112，并且光源/分析单元112可以通过确定所述OCT成像光束116的反射与参考臂之间的干涉来产生具体区域的实时截面OCT图像。作为结果，OCT跟踪系统100可以利于在手术过程中跟踪外科手术器械108的运动的实时OCT成像。OCT跟踪系统100的成像单元102可以包括用于产生患者眼睛104的眼底图像103的任何合适的装置、并且可以包括用于执行那种功能的合适的放大光学器件和聚焦光学器件(未描绘出)。作为简化的示例，通过可操作来反射或部分地反射可见光谱或近红外光谱的波长的反射镜120，患者眼睛104的可见光或近红外光118被引导为朝向成像单元102。在某个实施例中，眼底图像103可以是患者眼睛104的离散的静止影像。在其它实施例中，眼底图像103可以包括患者眼睛104的连续视频流。示例成像单元可以包括数码摄像机、线扫描眼底镜、或共焦扫描眼底镜。眼科照明系统100的跟踪单元106通常可操作成至少部分地基于成像单元102产生的眼底图像103来确定外科手术器械108在患者眼睛104内的位置。跟踪单元106可以包括硬件、固件、和软件的任意合适的组合。在某些实施例中，跟踪单元106本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OCT跟踪系统，包括：成像单元，所述成像单元能够操作来产生患者眼睛的眼底图像；跟踪系统，所述跟踪系统能够操作来处理所述眼底图像以便确定被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的位置；以及OCT系统，所述OCT系统包括：OCT光源，所述OCT光源能够操作来产生OCT成像光束；以及光束扫描器，所述光束扫描器能够操作来至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的具体区域，所述患者眼睛内的所述具体区域包括被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的所述确定的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.15 US 14/739,7261.一种OCT跟踪系统，包括：成像单元，所述成像单元能够操作来产生患者眼睛的眼底图像；跟踪系统，所述跟踪系统能够操作来处理所述眼底图像以便确定被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的位置；以及OCT系统，所述OCT系统包括：OCT光源，所述OCT光源能够操作来产生OCT成像光束；以及光束扫描器，所述光束扫描器能够操作来至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的具体区域，所述患者眼睛内的所述具体区域包括被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的所述确定的位置。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述OCT系统能够操作来至少部分地基于所述OCT成像光束的被所述患者眼睛反射的一部分产生所述患者眼睛的所述具体区域的OCT图像。3.如权利要求1所述的系统，进一步包括外科手术显微镜，所述外科手术显微镜包括第一目镜和第二目镜以及物镜，其中：所述成像单元能够操作来基于沿着所述外科手术显微镜的光路经过的一部分光产生所述眼底图像，所述一部分光被在所述外科手术显微镜的外科手术观察光学器件与所述第一目镜和所述第二目镜中的一者之间光束分离器反射；并且通过光束耦合器沿着所述外科手术显微镜的所述光路的一部分引导所述OCT成像光束，所述光束耦合器沿着在所述外科手术观察光学器件与所述第一目镜和所述第二目镜中的一者之间的所述光路定位。4.如权利要求1所述的系统，其中：所述跟踪系统进一步能够操作来产生待通信至所述光束扫描器的多个信号，所述信号至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置；并且所述光束扫描器响应于所述信号将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的具体区域。5.如权利要求1所述的系统，其中：所述跟踪系统进一步能够操作来持续一段时间接收用户输入；并且所述光束扫描器能够操作来至少部分地基于所述外科手术器械的所述确定的位置仅在所述时间段期间将所述OCT成像光束引导至所述患者眼睛内的所述具体区域，所述患者眼睛内的所述具体区域包括被插入到所述患者眼睛内的外科手术器械的所述确定的位置。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述外科手术器械包括玻璃体切割术探针和激光探针中的一者。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述成像单元包括如在共焦扫描眼底镜中所使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·黑伦，俞凌峰，
申请(专利权)人：诺华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH