能夠在三維視野中調(diào)整的手術(shù)抬頭顯示的制作方法
【專利摘要】眼科手術(shù)系統(tǒng)包括三維成像裝置，可操作用于顯示患者眼睛的三維圖像。該眼科手術(shù)系統(tǒng)還包括顯示裝置，其包括圖像處理器。該顯示裝置可操作用在患者眼睛的三維圖像上產(chǎn)生用戶可選擇的手術(shù)參數(shù)的抬頭顯示。抬頭顯示在三維圖像的三維視野中可調(diào)整。該系統(tǒng)還包括用戶界面，用于接收將顯示的一個或多個用戶可選擇手術(shù)參數(shù)的用戶選擇。
【專利說明】能夠在三維視野中調(diào)整的手術(shù)抬頭顯示
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2011年10月5日提交的美國臨時申請序列號N0.61/543.582的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容在此引入作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及眼科手術(shù)設備，并且尤其涉及用于3-D眼科手術(shù)觀察者的抬頭覆蓋顯不(overlay)。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)提供了用于眼科手術(shù)控制臺的各種顯示。這種顯示常常覆蓋顯示在用于觀察眼睛的手術(shù)顯微鏡上。然而，眼科手術(shù)顯微鏡具有一些缺點。例如，外科醫(yī)生必須在進行手術(shù)期間保持其頭部處于相對固定的位置。在另一示例中，使用輔助觀察鏡需要在多個射束路徑之間分配光能。這可能需要附加照明以提供足夠明亮的圖像，并且強照明可能對眼組織具有光毒性效果。
[0005]數(shù)字成像已經(jīng)更頻繁地用于眼科手術(shù)應用中，包括診斷和手術(shù)顯像。這種系統(tǒng)的一個優(yōu)點是其可以提供對眼睛的三維觀察。然而，這種系統(tǒng)缺少對于眼科外科醫(yī)生有用的許多工具和特性。因而，需要一種方法，其避免了眼科手術(shù)顯微鏡的缺點，同時還提供了所需的特性。
[0006]概述
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，眼 科手術(shù)系統(tǒng)包括三維成像裝置，其能夠操作用于顯示患者眼睛的三維圖像。該眼科手術(shù)系統(tǒng)還包括顯示裝置，其包括圖像處理器。該顯示裝置能夠操作用于在患者眼睛的三維圖像上產(chǎn)生用戶能夠選擇的手術(shù)參數(shù)的抬頭顯示。抬頭顯示在三維圖像的三維視野中能夠調(diào)整。該系統(tǒng)還包括用戶界面，能夠操作用于接收將顯示的一個或多個用戶能夠選擇的手術(shù)參數(shù)的用戶選擇。
[0008]根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種產(chǎn)生用于眼科手術(shù)系統(tǒng)的抬頭顯示的方法，包括接收將顯示的至少一個手術(shù)參數(shù)的選擇。該方法還包括在患者眼睛的三維圖像的三維視野中確定抬頭顯示的位置。抬頭顯示在三維視野中的位置能夠基于至少一個用戶選擇而調(diào)整。該方法還包括在患者眼睛的三維圖像中顯示抬頭顯示。
[0009]根據(jù)下列說明書，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的各個實施例的其他方面、特征和優(yōu)點將是顯然的。
[0010]附圖描述
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明特定實施例的眼科手術(shù)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于在三維視野中調(diào)整抬頭顯示的示例方法。
【具體實施方式】
[0013]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的眼科手術(shù)系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括具有至少一個照明源112和成像光學器件114的3-D照相機110，用于在抬頭顯示130覆蓋顯示在3-D圖像上的顯示屏120的狀態(tài)下顯示由照相機記錄的3-D圖像，以及在所示實施例中包括扭臂142的底座140。3-D照相機110可以包括任意合適的成像裝置，諸如CXD照相機，用于捕獲用于三雛視野中呈現(xiàn)的數(shù)字圖像。照明源112可以具有任意照明形式，諸如氙弧光燈、白光激光照明器或者任意數(shù)量的在顯微鏡中使用的照明源。成像光學器件114包括任意光學元件或元件集合，用于將光從患者眼睛傳遞至3-D照相機110，并且優(yōu)選地用于將照明光傳遞至患者眼睛。成像光學器件114還可以包括設置在患者眼睛上以允許眼睛結(jié)構(gòu)的可視化的一個或多個元件。
[0014]顯示屏120可以是用于三維圖像的任意合適顯示器，其可以遠離手術(shù)系統(tǒng)，并且可以物理或無線地進行連接。顯示屏120可以是使用兼容3-D眼鏡能夠觀察的顯示屏，或者是無需眼鏡的系統(tǒng)。無需眼鏡的固定角度的3-D視野可能尤為適于手術(shù)系統(tǒng)，因為外科醫(yī)生傾向于從一定位置以特定角度查看顯示屏120。
[0015]系統(tǒng)100還包括圖像處理器150，其表示了一個或多個信息處理裝置的任意合適的組合，包括但不局限于微處理器、微控制器、ASIC以及任何兼容的易失性或非易失性信息存儲器，存儲器可以包括但不局限于光學、半導體和/或磁介質(zhì)。系統(tǒng)100可以包括一個或多個診斷裝置160。診斷裝置160例如可以包括角膜曲率計、光學相干斷層攝影(OCT)儀器、哈特曼-夏克波前傳感器或者大量其他用于測量眼睛屬性的儀器。在特定實施例中，診斷裝置160將是手術(shù)系統(tǒng)100的一部分。在其他實施例中，系統(tǒng)100可以配置以從診斷裝置接收信息，該信息可以用于產(chǎn)生系統(tǒng)的覆蓋顯示的顯示130。同樣地，使用該信息可以將顯示130與眼睛圖像對準(align)。例如，眼睛圖像可以與眼睛的術(shù)前圖像對齊(register),用于向手術(shù)顯示提供參考。
[0016]3-D圖像也可以被對齊，以使用該診斷信息提供深度信息。例如，如果已經(jīng)對眼睛進行OCT測量，諸如前房深度測量，那么可以將來自3D照相機的深度信息與公共解剖特征對齊，而用于重建外科醫(yī)生的3-D視野。同樣的，通過特征識別和數(shù)字圖像增強技術(shù)，可以提高圖像的質(zhì)量(銳度、色彩、`對比度、邊緣可見性)，并且可以在圖像中突出顯示重要的特征，諸如視網(wǎng)膜血管和膜。類似地，圖像可以以用于使診斷裝置160能夠檢測得的、外科醫(yī)生不可見的波長(包括紅外和/或紫外波長)能夠視化的偽彩色顯示或者其他合適的技術(shù)加強。
[0017]系統(tǒng)100還包括眼科手術(shù)儀器200，諸如晶狀體乳化控制臺、激光折射或激光白內(nèi)障手術(shù)控制臺、玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)控制臺或者用于進行眼科手術(shù)的任意其他合適的裝置，其維持與將進行的手術(shù)過程相關(guān)的存儲的參數(shù)信息。眼科手術(shù)儀器200還包括一個或多個處理器和存儲器，其可以包括如上所述的任意合適形式的信息處理裝置和存儲器，并且其可以包括圖像處理器150。參數(shù)信息被從眼科手術(shù)儀器200傳送至圖像處理器150，以便于允許顯示130包括來自手術(shù)儀器200的參數(shù)信息。在共同未決美國專利申請序列號N0.13/086509中詳細描述具有用戶能夠選擇、非重疊部分的抬頭顯示的示例，所述文獻在此引入作為參考。抬頭顯示130可以包括例如各種晶狀體乳化和/或玻璃體切除手術(shù)參數(shù)，包括但不局限于功率水平、晶狀體乳化的真空壓力、沖洗溶液的瓶高、抽吸、腳踏開關(guān)的位置、晶狀體乳化步驟和閉鎖指示器，或者眼科激光手術(shù)參數(shù)，諸如功率水平或備用狀態(tài)。
[0018]抬頭顯示130指的是包括來自手術(shù)儀器200的操作參數(shù)的任何顯示。抬頭顯示130適于以在3-D圖像中呈現(xiàn)。尤其，借助于手術(shù)系統(tǒng)100的用戶界面170，抬頭顯示130在3-D圖像的三維視野中能夠調(diào)整，該用戶界面170可以是從手術(shù)系統(tǒng)的用戶接收信息的任意合適的裝置170，包括但不局限于鍵盤、鍵區(qū)、操縱桿或鼠標。用戶例如可以是外科醫(yī)生、現(xiàn)場服務技術(shù)員或廠商技術(shù)員。出于本說明書的目的，“在三維視野中能夠調(diào)整”指的是顯示130能夠以如下方式改變顯示屬性，即相對于圖像改變顯示的三維感知，而不改變顯示130的內(nèi)容。因而,例如,在顯示130的不同部分顯示不同的眼睛。在另一示例中，顯示130在三維圖像中可以具有能夠調(diào)整的表觀深度。在另一示例中，可以使用諸如激光投影儀的裝置而將顯示實際地投影在眼睛自身的三維結(jié)構(gòu)上，從而可以直接調(diào)整顯示相對于眼睛的位置。在可選實施例中，可以以基于由用戶激活的診斷裝置接收到的深度信息，而自動地調(diào)整顯示130的三維視野。
[0019]三維抬頭顯示的特定特征可能在特定眼科手術(shù)程序中具有有利的應用。在一個示例中，增加的深度感知可能有助于視網(wǎng)膜手術(shù)，諸如用于老年黃斑變性的血管再生。其還可以允許更容易地使視網(wǎng)膜下的流體可視化。諸如當對具有白內(nèi)障晶狀體的患者進行視網(wǎng)膜手術(shù)時，紫外光的可視化可以允許使用來自這些結(jié)構(gòu)的UV散射而三維地感知白內(nèi)障或后囊乳濁化?？梢允褂眉t外輻射以看透對于可見光不透明的結(jié)構(gòu)，并且使例如具有獨特熱信號的脈絡膜可視化?？梢允褂妙愃频募夹g(shù)以使改變組織光學和/或熱屬性的手術(shù)技術(shù)的進程可視化，諸如光凝固。
[0020]使用3-D照相機110還可以允許通過改變成像的俘獲率和/或快門速度而允許脈沖探測成像。這可能尤為有利與熒光診斷，諸如熒光素和靛青綠(FA/ICG)血管造影法，其中激勵脈沖和發(fā)射脈沖可能均可見。通過使用快門對激勵(探測)定時，得到的圖像可以忽略激勵脈沖，而僅顯示發(fā)射(特征)脈沖。還可以在拉曼分光鏡中使用類似的技術(shù)，以檢測藥物在視覺系統(tǒng)中的進程 。更通常地，可以如前所述地調(diào)整3-D照相機的波長靈敏度，從而可以根據(jù)需要觀察或增強特定波長。
[0021]更通常地，使用3-D數(shù)字成像允許存儲、記錄或傳輸信息，包括抬頭顯示130，從而觀察者可以易于從該能力中獲益，以觀察手術(shù)操作。這可能用助于教學目的，用于允許后期處理和分析，以及運程會診和電視醫(yī)療。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，數(shù)字信息存儲的大量其他優(yōu)點也將顯而易見。
[0022]圖2是示出了產(chǎn)生用于眼科手術(shù)系統(tǒng)的抬頭顯示的方法的示例實施例的流程圖200。在步驟202，該方法包括接收將顯示的至少一個手術(shù)參數(shù)的選擇。在步驟204，該方法還包括在患者眼睛的三維圖像的三維視野中確定抬頭顯示的位置。抬頭顯示在三維視野中的位置能夠基于至少一個用戶選擇而調(diào)整。在步驟206，該方法包括在患者眼睛的三維圖像中顯示抬頭顯示。
[0023]上述的實施例示出但是不限制本發(fā)明。應當理解，根據(jù)本發(fā)明的原理，可以進行大量修改和改變。因此，本發(fā)明的范圍僅由隨附權(quán)利要求而限定。
【權(quán)利要求】
1.一種眼科手術(shù)系統(tǒng),包括: 三維成像裝置，能夠操作用于顯示患者眼睛的三維圖像； 顯示裝置，包括能夠操作用于在患者眼睛的三維圖像上產(chǎn)生用戶能夠選擇的手術(shù)參數(shù)的抬頭顯示的圖像處理器，其中抬頭顯示能夠在三維圖像的三維視野中調(diào)整；以及 用戶界面，能夠操作用于接收將顯示的一個或多個用戶能夠選擇的手術(shù)參數(shù)的用戶選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中抬頭顯示在三維視野中的表觀深度能夠調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中基于來自由用戶激活的診斷裝置的信息，能夠自動調(diào)整表觀深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中抬頭顯示包括顯示用于用戶左眼的視野的第一左眼部分，以及顯示用于用戶右眼的視野的第二右眼部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中抬頭顯示物理地投影在患者眼睛上，并且抬頭顯示在患者眼睛上的位置能夠調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中圖像處理器能夠操作產(chǎn)生不可見波長的可見顯示。
7.根據(jù)權(quán) 利要求6所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中不可見波長是紅外波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中不可見波長是紫外波長。
9.根據(jù)權(quán)科要求I所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中圖像處理器能夠操作用于產(chǎn)生視覺元素，該視覺元素突出顯示患者眼睛的解剖結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中解剖結(jié)構(gòu)位于患者眼睛的視網(wǎng)膜內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中患者眼睛的三維圖像顯示了由對可見光不透明的中間解剖結(jié)構(gòu)所阻擋的眼睛部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中中間解剖結(jié)構(gòu)是白內(nèi)障晶狀體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科手術(shù)系統(tǒng)，其中圖像處理器過濾掉在三維圖像中顯示的熒光材料的激勵波長。
14.一種產(chǎn)生用于眼科手術(shù)系統(tǒng)的抬頭顯示的方法，包括: 接收將顯示的至少一個手術(shù)參數(shù)的選擇； 確定抬頭顯示在患者眼睛的三維圖像的三維視野中的位置，其中抬頭顯示在三維視野中的位置能夠基于至少一個用戶選擇而調(diào)整；以及在患者眼睛的三維圖像中顯示抬頭顯示。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中抬頭顯示在三維視野中的表觀深度能夠調(diào)整。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中基于來自由用戶激活的診斷裝置的信息，能夠自動調(diào)整表觀深度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中抬頭顯示包括顯示用于用戶左眼的視野的第一左眼部分，以及顯示用于用戶右眼的視野的第二右眼部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中抬頭顯示物理地投影在患者眼睛上，并且抬頭顯示在患者眼睛上的位置能夠調(diào)整。
【文檔編號】A61B3/10GK103874453SQ201280049354
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月5日
【發(fā)明者】A·阿特修科霍維奇, M·鮑克尼 申請人:愛爾康研究有限公司