在此披露的實(shí)施例涉及手術(shù)顯微鏡。更確切地，在此描述的實(shí)施例涉及包括光學(xué)元件的顯微鏡，該光學(xué)元件可控制用于選擇性地減少來自從術(shù)野反射的光的眩光。

背景技術(shù)：

醫(yī)生可以在手術(shù)程序過程中使用手術(shù)顯微鏡來看到患者的解剖結(jié)構(gòu)的微小細(xì)節(jié)(例如，在眼科手術(shù)程序過程中患者眼睛的細(xì)節(jié))。成功的程序可取決于醫(yī)生使用顯微鏡清楚地觀察患者的解剖結(jié)構(gòu)的能力。醫(yī)生通過手術(shù)顯微鏡觀察患者的解剖結(jié)構(gòu)的能力的一種障礙是來自術(shù)野的眩光。

在眼科手術(shù)的一些情況下，眩光是由于患者眼睛中的流體-空氣界面引起的。例如，涉及治療視網(wǎng)膜脫落或黃斑裂孔的玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)可以包括流體-空氣交換。在流體-空氣交換過程中，在手術(shù)程序過程中引入眼睛的鹽水溶液通過例如玻璃體視網(wǎng)膜切割器或擠出套管被抽出，并且以空氣替換?？諝饪梢杂米魈钊麆﹣碓谑中g(shù)介入之后將視網(wǎng)膜保持在適當(dāng)位置和/或使黃斑裂孔閉合。在手術(shù)過程中，可以通過例如吊燈提供明亮的背景眼內(nèi)照明。這種照明在流體-空氣交換過程中持續(xù)存在，以便為外科醫(yī)生提供對患者眼睛的連續(xù)視覺。在流體-空氣交換過程中，眼睛部分地填充有尚未被抽出的流體(例如，在眼睛的底部)，并且在先前由流體占據(jù)空間中部分地用空氣填充(例如，在眼睛的頂部)。在空氣和流體之間是流體-空氣界面。隨著流體-空氣交換的進(jìn)行，可以抽出先前包圍光源的流體，使得光源被空氣包圍。光源朝向流體-空氣界面?zhèn)鬏斄凉?。該界面將此光或眩光朝向正通過手術(shù)顯微鏡觀察患者的眼睛的外科醫(yī)生反射。如圖3a、圖4a和圖5a中所示，在通過常規(guī)手術(shù)顯微鏡觀察的術(shù)野的圖像200中可看到眩光斑點(diǎn)210。

由于若干原因，來自流體-空氣界面的眩光是有問題的。例如，眩光可以使外科醫(yī)生的視野飽和，并使外科醫(yī)生難以看到患者的眼睛。作為另一個(gè)示例，即使當(dāng)外科醫(yī)生眨眼或者將目光從手術(shù)顯微鏡移開時(shí)，眩光也可以在外科醫(yī)生的視野中持續(xù)存在。這可能對手術(shù)程序有破壞性，因?yàn)樾枰~外的時(shí)間來使眩光的持續(xù)性影響消退并且讓外科醫(yī)生再次清晰視物。

已經(jīng)做出了一些努力來減少術(shù)野中的反射源。例如，通過使用表面處理使外部更粗糙來使手術(shù)器械的反射性更小。光源也被設(shè)計(jì)成不直接照向外科醫(yī)生。然而，依然有由于光源在流體-空氣界面處引導(dǎo)光引起的眩光。光照明不能停止，因?yàn)橥饪漆t(yī)生需要持續(xù)看到術(shù)野，并且在流體-空氣交換過程中幾乎沒有其他光照射到眼睛中。在其中流體-空氣交換具有治療益處的手術(shù)程序過程中，流體-空氣界面本身不能被消除。

在此所披露的設(shè)備、系統(tǒng)和方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷中的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所呈現(xiàn)的解決方案用提供一種手術(shù)顯微鏡的獨(dú)特解決方案填補(bǔ)了未滿足的醫(yī)療需要，該手術(shù)顯微鏡具有光學(xué)元件，該光學(xué)元件是可控制的，用于選擇性地限制與來自術(shù)野的眩光相關(guān)聯(lián)的光到觀察者的透射。雖然在此提供了眼科手術(shù)顯微鏡的幾個(gè)示例，但是應(yīng)當(dāng)理解，在此描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法還可以應(yīng)用于用于需要手術(shù)顯微鏡的其他類型手術(shù)程序的顯微鏡。

根據(jù)一些實(shí)施例，一種操作定位于術(shù)野與觀察者之間的光路中的眼科手術(shù)顯微鏡的方法包括：在該眼科手術(shù)顯微鏡的圖像傳感器處接收從該術(shù)野反射的光；處理所接收到的光以生成圖像數(shù)據(jù)：識別該圖像數(shù)據(jù)中的代表來自該術(shù)野的眩光的部分；并且控制定位在該光路中的光學(xué)元件以限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括識別該光學(xué)元件的如下部分：通過這些部分，與該眩光相關(guān)聯(lián)的光將被透射到該觀察者，這些部分與該圖像數(shù)據(jù)的所識別部分相對應(yīng)。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件包括生成控制信號，該控制信號選擇性地控制該光學(xué)元件的所識別部分以限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件包括控制該光學(xué)元件的除了所識別部分之外的部分，以將從該術(shù)野反射的光透射到該觀察者。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在該眼科手術(shù)顯微鏡的用戶界面處接收用戶指定的調(diào)光參數(shù)，以限制通過該光學(xué)元件的所識別部分的光透射。在一些實(shí)施例中，識別該圖像數(shù)據(jù)的部分包括識別該圖像數(shù)據(jù)中的具有大于閾值亮度參數(shù)的亮度值的部分。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在該眼科手術(shù)顯微鏡的用戶界面處接收用戶指定的閾值亮度參數(shù)。在一些實(shí)施例中，該方法還包括修改該圖像數(shù)據(jù)中的所識別部分以限制該圖像數(shù)據(jù)的視覺表示中的眩光。在一些實(shí)施例中，該方法還包括向顯示設(shè)備提供視覺表示。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件包括液晶陣列。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件包括將該控制信號提供給與該液晶陣列通信的電壓源。在一些實(shí)施例中，該方法還包括基于該控制信號向該液晶陣列提供電壓，使得該液晶陣列的如下像素被修改成限制該光的透射：通過這些像素，與該眩光相關(guān)聯(lián)的光將被透射到該觀察者。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件包括限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射，而不限制與該眩光不相關(guān)聯(lián)的光的透射。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件包括以跟不與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射不同的方式來限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件布置在可移除地聯(lián)接到該眼科手術(shù)顯微鏡的模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件和該圖像傳感器布置在可移除地聯(lián)接到該眼科手術(shù)顯微鏡的模塊中。

根據(jù)一些實(shí)施例，定位在觀察者與術(shù)野之間的光路中的眼科手術(shù)顯微鏡可以包括：被配置成用于接收從術(shù)野反射的光的圖像傳感器；與該圖像傳感器通信的計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于：識別在該圖像傳感器處接收的與來自該術(shù)野的眩光相關(guān)聯(lián)的光部分；并且生成控制信號以限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光透射到該觀察者；以及光學(xué)元件，該光學(xué)元件與該計(jì)算設(shè)備通信并被配置成用于響應(yīng)于該控制信號選擇性地限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光透射到該觀察者。

在一些實(shí)施例中，該計(jì)算設(shè)備還被配置成用于基于在該圖像傳感器處接收的光的所識別部分，識別該光學(xué)元件的對應(yīng)部分，通過這些對應(yīng)部分，與該眩光相關(guān)聯(lián)的光將被透射至該觀察者。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件是可控制的，以選擇性地限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光通過該光學(xué)元件的所識別部分透射。在一些實(shí)施例中，眼科手術(shù)顯微鏡還包括用戶界面，該用戶界面被配置成用于接收用戶指定的調(diào)光參數(shù)以限制光通過該光學(xué)元件的所識別部分的透射，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于生成控制信號以基于用戶指定的調(diào)光參數(shù)限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。在一些實(shí)施例中，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于通過識別在圖像傳感器處接收到的具有大于閾值亮度參數(shù)的亮度值的光部分來識別在該圖像傳感器處接收到的與來自該術(shù)野的眩光相關(guān)聯(lián)的光部分。在一些實(shí)施例中，該眼科手術(shù)顯微鏡還包括被配置成用于接收用戶指定的閾值亮度參數(shù)的用戶界面，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于基于該用戶指定的閾值亮度參數(shù)來生成控制信號以限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件包括液晶陣列。在一些實(shí)施例中，該眼科手術(shù)顯微鏡還包括與該光學(xué)元件通信的電壓源，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于向該電壓源提供該控制信號。在一些實(shí)施例中，該電壓源被配置成用于基于該控制信號向該液晶陣列提供電壓，使得該液晶陣列的如下像素被修改成限制該光的透射：通過這些像素，與該眩光相關(guān)聯(lián)的光將被透射到該觀察者。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件和該電壓源布置在可移除模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件、該電壓源和該圖像傳感器布置在可移除模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件、該電壓源、該圖像傳感器和該計(jì)算設(shè)備布置在可移除模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件布置在可移除模塊中。

根據(jù)一些實(shí)施例，定位在觀察者與術(shù)野之間的光路中的眼科手術(shù)顯微鏡可以包括：被配置成用于接收從術(shù)野反射的光的圖像傳感器；與該圖像傳感器通信的計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備被配置成用于：識別在該圖像傳感器處接收到的光中的具有超過閾值亮度參數(shù)的亮度值的部分；并且生成控制信號以限制具有超過閾值亮度參數(shù)的亮度值的光的透射；以及光學(xué)元件，該光學(xué)元件與該計(jì)算設(shè)備通信并被配置成用于選擇性地限制具有超過閾值亮度參數(shù)的亮度值的光的透射，其中該計(jì)算設(shè)備還被配置成用于識別該光學(xué)元件的如下部分：通過這些部分，具有超過閾值亮度參數(shù)的亮度值的光將被透射，并且生成控制信號以選擇性地限制通過該光學(xué)元件的所識別部分的光透射。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件布置在可移除模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件和該圖像傳感器布置在可移除模塊中。在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件、該圖像傳感器和該計(jì)算設(shè)備布置在可移除模塊中。

本披露的附加方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述中變得明顯。

附圖說明

圖1是操作定位于術(shù)野與觀察者之間的光路中的眼科手術(shù)顯微鏡的方法的流程圖。

圖2a是展示了根據(jù)本披露的一方面的示例性眼科手術(shù)顯微鏡的圖解。

圖2b是展示了根據(jù)本披露的一方面的示例性眼科手術(shù)顯微鏡的圖解。

圖2c是展示了根據(jù)本披露的一方面的示例性眼科手術(shù)顯微鏡的圖解。

圖3a是通過常規(guī)眼科手術(shù)顯微鏡觀察的術(shù)野的圖像。

圖3b是根據(jù)本披露的一方面圖3a的術(shù)野的模擬圖像，可以通過眼科手術(shù)顯微鏡觀察該模擬圖像。

圖4a是通過常規(guī)眼科手術(shù)顯微鏡觀察的術(shù)野的圖像。

圖4b是根據(jù)本披露的一方面圖4a的術(shù)野的模擬圖像，可以通過眼科手術(shù)顯微鏡觀察該模擬圖像。

圖5a是通過常規(guī)眼科手術(shù)顯微鏡觀察的術(shù)野的圖像。

圖5b是根據(jù)本披露的一方面圖5a的術(shù)野的模擬圖像，可以通過眼科手術(shù)顯微鏡觀察該模擬圖像。

在附圖中，具有相同標(biāo)號的元件具有相同或類似的功能。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，闡明具體細(xì)節(jié)以便描述特定的實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，可以在不具有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)踐所披露的實(shí)施例。所呈現(xiàn)的具體實(shí)施例意在為說明性的，而非限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識到，雖然在此未明確描述，但其他材料也在本披露的范圍和精神內(nèi)。

本披露描述了一種具有圖像傳感器/相機(jī)以及可控光學(xué)元件的眼科手術(shù)顯微鏡?？梢栽谠搱D像傳感器/相機(jī)處接收從術(shù)野反射的光。與該圖像傳感器/相機(jī)通信的計(jì)算設(shè)備可以確定該光中與來自術(shù)野的眩光相關(guān)聯(lián)的部分。該計(jì)算設(shè)備可以生成控制信號以引起該光學(xué)元件選擇性地限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。因此，該光學(xué)元件為眩光提供實(shí)時(shí)視覺矯正，在一些實(shí)施例中，該光學(xué)元件是液晶陣列。響應(yīng)于該控制信號，可以將電壓施加到該液晶陣列?？梢钥刂圃撘壕ш嚵械谋硎九c眩光相關(guān)聯(lián)的光的像素以限制光的透射。

本披露的設(shè)備、系統(tǒng)和方法提供許多優(yōu)點(diǎn)，包括：(1)通過為醫(yī)生提供更佳的空間感受來改善手術(shù)的效果；(2)通過限制破壞性的高亮度光來改進(jìn)顯微鏡光學(xué)器件；并且(3)通過使所有醫(yī)生的術(shù)野視界最大化來提高手術(shù)顯微鏡的可用性。

圖1提供了操作眼科手術(shù)顯微鏡的方法10的流程圖。還可以參照圖2至圖5b來理解方法10?？梢栽谶M(jìn)行流體-空氣交換的手術(shù)程序過程中或在從術(shù)野反射高亮度光的任何其他手術(shù)程序過程中實(shí)施方法10。在12處，可以在眼科手術(shù)顯微鏡的圖像傳感器處接收從術(shù)野反射的光。

圖2a展示了示例性眼科手術(shù)顯微鏡100。顯微鏡100可以布置在觀察者102與術(shù)野之間的光路中。觀察者102可以使用顯微鏡100觀察術(shù)野，諸如動(dòng)手術(shù)的眼睛(procedureeye)104。取決于具體應(yīng)用，觀察者102可以是醫(yī)療保健專業(yè)人員，諸如執(zhí)行、監(jiān)控和/或觀察診斷、手術(shù)和/或其他醫(yī)療程序的醫(yī)生或外科醫(yī)生。動(dòng)手術(shù)的眼睛104表示手術(shù)部位并且可以是患者的正在經(jīng)受醫(yī)療程序的部位。

顯微鏡100的光學(xué)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡、反射鏡、濾光器、光柵和/或其他光學(xué)部件。這些光學(xué)部件可以被定位在從術(shù)野反射的光線的光學(xué)路徑中。例如，目鏡106可以包括光學(xué)部件108，并且顯微鏡100的本體可以包括多個(gè)光學(xué)部件110和物鏡112。這些光學(xué)部件108和110以及物鏡112是示例性的，并且在不同的實(shí)施例中，顯微鏡100可以包括更多個(gè)或更少個(gè)透鏡和/或其他光學(xué)部件來聚焦光線和/或放大圖像。

圖像傳感器/相機(jī)124可以被定位在從術(shù)野反射的光的光路中。在這個(gè)實(shí)施例中，顯微鏡100可以包括一個(gè)或多個(gè)分束器128，用于將光的至少一部分引導(dǎo)到成像傳感器/相機(jī)124。取決于實(shí)施例，圖像傳感器/相機(jī)124可以包括電荷耦合器件(ccd)傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)傳感器或其他合適的圖像傳感器。圖像傳感器/相機(jī)124被配置成用于接收和捕獲從術(shù)野反射的光。在一些實(shí)施例中，圖像傳感器/相機(jī)124是顯微鏡100的一部分。在一些實(shí)施例中，圖像傳感器/相機(jī)124是分開的部件，該分開的部件不是顯微鏡100自身的一部分而是與例如計(jì)算設(shè)備118和顯微鏡100通信。

再次參照圖1，在14處，可以處理所接收到的光以生成圖像數(shù)據(jù)，在一些實(shí)施例中，圖像傳感器/相機(jī)124可以包括用于生成代表所接收到的光的電信號和/或圖像數(shù)據(jù)的電路。圖像傳感器/相機(jī)124可以與計(jì)算設(shè)備118通信(圖2)。圖像傳感器/相機(jī)124可以將圖像數(shù)據(jù)提供給計(jì)算設(shè)備118。在一些實(shí)施例中，當(dāng)從圖像傳感器/相機(jī)124接收到代表所接收到的光的電信號時(shí)，計(jì)算設(shè)備118生成圖像數(shù)據(jù)。處理所接收到的光可以包括任何一個(gè)或多個(gè)信號處理步驟。計(jì)算設(shè)備118可以包括任何合適的處理器、存儲(chǔ)器或處理電路，用于處理在圖像傳感器/相機(jī)124處接收到的光、電信號和/或圖像數(shù)據(jù)、和在此描述的或必要的其他步驟以完成在此描述的步驟，計(jì)算設(shè)備118是顯微鏡100的一部分。在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118是分開的部件，不是顯微鏡100自身的一部分而是與例如電壓源116和顯微鏡100有線或無線通信。

再次參照圖1，在16處，方法10可以包括識別圖像數(shù)據(jù)中的或在圖像傳感器處接收到的光中的代表來自術(shù)野的眩光的部分。例如，可以識別圖像200(圖3a，圖4a和圖5a)中的眩光斑點(diǎn)210。圖像200代表觀察者通過常規(guī)手術(shù)顯微鏡所看到的，而圖像250(圖3b，圖4b和圖5b)表示通過在此描述的示例性設(shè)備的圖像。圖像200還可以被理解為在顯微鏡100的圖像傳感器/相機(jī)124處接收到的光的視覺表示。來自術(shù)野的眩光的特征在于如此高的亮度以至于破壞手術(shù)程序。因此，在16處，還可以識別圖像數(shù)據(jù)的或在圖像傳感器處接收到的光中的具有大于閾值亮度參數(shù)的亮度值的部分。亮度值可以是照度的任何數(shù)值描述。例如，亮度值可以代表通過特定區(qū)域(例如，圖像傳感器/相機(jī)124、光學(xué)元件114等的)或在該特定區(qū)域處接收到的光的量。例如，在圖像傳感器/相機(jī)124的每個(gè)像素處接收到的光可以具有相關(guān)聯(lián)的亮度值。在一些示例中，圖像200的每個(gè)部分或細(xì)分部分可以由亮度值表征。在一些實(shí)施例中，亮度值可以是例如在圖像傳感器/相機(jī)124的特定像素處從術(shù)野反射的光的總亮度的百分比。

在一些示例性實(shí)施例中，選擇閾值亮度參數(shù)以與在不破壞外科醫(yī)生的視力的情況下可以存在于術(shù)野中的最大光量相對應(yīng)。在一些實(shí)施例中，閾值亮度參數(shù)是當(dāng)制造顯微鏡100時(shí)固定的亮度水平。在一些實(shí)施例中，閾值亮度參數(shù)可以是在手術(shù)程序過程中或在手術(shù)準(zhǔn)備過程中可調(diào)的可變量。在一些實(shí)施例中，觀察者102可以基于他或她對亮光的容忍度、照明偏好等來調(diào)整閾值亮度參數(shù)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118利用閾值亮度參數(shù)來確定從術(shù)野反射的光的哪些部分被分類為眩光。例如，觀察者102可以選擇下閾值參數(shù)以降低通過顯微鏡100觀察到的亮度水平。這進(jìn)而可以引起在16處計(jì)算設(shè)備118識別相對較大的光百分比作為眩光的代表(并且由光學(xué)元件114加以限制，如下所述)。同樣，觀察者102可以選擇更高的閾值參數(shù)以增大通過顯微鏡100觀察到的亮度水平。因此，在16處，計(jì)算設(shè)備118識別相對較小的光百分比為眩光的代表(并且由光學(xué)元件114加以限制)。例如，可以在用戶界面120(圖2)處接收用戶指定的閾值亮度參數(shù)。用戶界面120可以與計(jì)算設(shè)備118通信，使得例如用戶指定的閾值亮度參數(shù)由用戶界面120透射并在計(jì)算設(shè)備118處被接收。在一些實(shí)施例中，亮度值和/或閾值亮度參數(shù)可以由代表在圖像傳感器/相機(jī)124處接收到的光的電信號來描述。在這樣的實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)電子部件來識別與眩光相關(guān)聯(lián)的光，以過濾與高亮度光相關(guān)聯(lián)的信號。

圖3a、圖4a和圖5a的圖像200的一些部分比其他部分更亮。這可以在手術(shù)程序的正常過程中發(fā)生。因此，圖像200的一些部分的亮度值比其他部分更高(例如，表示更大照度)。觀察者102可以容忍視野中的一些局部的亮度情況，而其他情況可能破壞手術(shù)程序?？梢赃x擇或設(shè)置閾值亮度參數(shù)，使得在16處計(jì)算設(shè)備118識別圖像200中具有破壞性高亮度的部分。當(dāng)在圖像200的給定部分處的亮度值超過閾值亮度參數(shù)時(shí)，計(jì)算設(shè)備118識別眩光斑點(diǎn)210。注意，為了清楚起見，在圖3a、圖4a和圖5a中僅標(biāo)記了一些眩光斑點(diǎn)210。

用戶界面120可以與計(jì)算設(shè)備118通信。用戶界面120是計(jì)算設(shè)備118的被配置成用于接收來自觀察者102的輸入的部件。在一些實(shí)施例中，用戶界面120是顯微鏡100的一部分。在一些實(shí)施例中，用戶界面120是分開的部件，不是顯微鏡100自身的一部分而是與計(jì)算設(shè)備118和顯微鏡100通信。用戶界面120可以包括輸入設(shè)備或系統(tǒng)，除其他輸入設(shè)備之外以非限制性示例的方式包括鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿、觸摸屏、刻度盤和按鈕。用戶界面120可以是被配置成用于向用戶呈現(xiàn)圖像或其他數(shù)據(jù)(例如顯微鏡設(shè)置、顯示設(shè)置等)的顯示器(包括例如觸摸屏顯示器)，諸如在手術(shù)程序過程中術(shù)野的圖像。

再次參照圖1，在18處，方法10可以包括控制光學(xué)元件以限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光到觀察者的透射。如圖2中所示，顯微鏡110包括光學(xué)元件114。在此處描述的一些示例性實(shí)施例中，可以單獨(dú)地和選擇性地控制光學(xué)元件114的部分或細(xì)分部分，以使用控制信號限制光的透射。因此，光學(xué)元件114的各個(gè)部分可以準(zhǔn)許不同量的光通過以到達(dá)觀察者102。在一些實(shí)施例中，光學(xué)元件114是液晶陣列。在光學(xué)元件114是液晶陣列的示例中，計(jì)算設(shè)備118可以被配置成用于選擇性地直接或間接地控制液晶陣列的單獨(dú)像素以限制光的透射。液晶陣列可以包括一個(gè)或多個(gè)層或部件，包括偏振濾光器、玻璃基板、液晶層等。計(jì)算設(shè)備118可以被配置成用于生成控制信號以限制光的透射。光學(xué)元件114可以被配置成用于響應(yīng)于控制信號而選擇性地限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光透射到觀察者102。在18處，與在整個(gè)視野上應(yīng)用掩模相反，可以在觀察者102的視野中的局部亮度區(qū)域應(yīng)用掩模。在一些實(shí)施例中，可以控制光學(xué)元件114在整個(gè)視野上應(yīng)用掩模。

光學(xué)元件114可以被定位在觀察者與術(shù)野之間的光路中。在不同的實(shí)施例中，光學(xué)元件114可以定位在顯微鏡100的光學(xué)系統(tǒng)中的各個(gè)位置。例如，取決于實(shí)施例，光學(xué)元件114可以定位在光學(xué)部件108與光學(xué)部件110之間、光學(xué)部件110與物鏡112之間、觀察者102與物鏡112之間、觀察者102與分束器128之間、或在其他位置。一些顯微鏡100實(shí)施例包括多于一個(gè)光學(xué)元件114。除了其他因素之外，光學(xué)元件114的數(shù)量可以取決于光學(xué)元件114定位在該光路和/或顯微鏡100的光學(xué)系統(tǒng)中的位置。例如，圖2示出了定位于觀察者102與分束器128之間的一個(gè)可移動(dòng)光學(xué)元件114，該光學(xué)元件將從術(shù)野反射的光的至少一部分引導(dǎo)到圖像傳感器/相機(jī)124。光學(xué)元件114可以定位在經(jīng)過分束器128的光路中，使得圖像傳感器/相機(jī)124接收來自術(shù)野的未經(jīng)過濾的光。圖像傳感器/相機(jī)124和/或計(jì)算設(shè)備118可以使用未經(jīng)過濾的光來識別其中與眩光相關(guān)聯(lián)的部分。計(jì)算設(shè)備118可以生成控制信號，該控制信號以使光學(xué)元件114限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射的方式來控制光學(xué)元件114。一些實(shí)施例包括定位于分別與觀察者102的每只眼睛相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)光路中的多于一個(gè)光學(xué)元件114。(例如，在立體顯微鏡中)。

圖3b、圖4b、和圖5b示出了通過手術(shù)顯微鏡100觀察的術(shù)野的模擬圖像250。模擬圖像250包括在圖像200中出現(xiàn)眩光斑點(diǎn)210之處的調(diào)暗斑點(diǎn)260(圖3a、圖4a和圖5a)。調(diào)暗斑點(diǎn)260由于與眩光相關(guān)聯(lián)的光被光學(xué)元件114完全和/或部分阻擋而出現(xiàn)。準(zhǔn)許與圖像250的其他部分相關(guān)聯(lián)的光(例如，除了與眩光相關(guān)聯(lián)的那些部分之外)通過光學(xué)元件114而不被阻擋。

在一些實(shí)施例中，方法10包括(在16處)基于圖像數(shù)據(jù)中代表來自術(shù)野的眩光的所識別部分，識別光學(xué)元件114中的對應(yīng)部分，通過該對應(yīng)部分，與眩光相關(guān)聯(lián)的光將被透射到觀察者。例如，計(jì)算設(shè)備118可以將圖像傳感器/相機(jī)124的接收光的一個(gè)或多個(gè)像素與光學(xué)元件114的透射光的一個(gè)或多個(gè)像素相關(guān)聯(lián)。例如，可以在入射光在圖像傳感器/照相機(jī)124上的位置與入射光在光學(xué)元件114上的位置之間確定一一對應(yīng)關(guān)系。

計(jì)算設(shè)備118可以選擇性地直接或間接地控制光學(xué)元件114的單獨(dú)部分(例如，液晶陣列的像素)，以準(zhǔn)許入射光的全部、一部分或者沒有入射光通過到達(dá)觀察者102。在一些實(shí)施例中，(在18處)控制光學(xué)元件114可以包括選擇性地控制光學(xué)元件的先前識別的部分(將通過這些部分透射與眩光相關(guān)聯(lián)的光)，以限制光的透射，在一些實(shí)施例中，(在18處)光學(xué)元件114可以包括生成控制信號，該控制信號選擇性地控制光學(xué)元件的所識別部分以限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。計(jì)算設(shè)備118被配置成用于生成控制信號。例如，由計(jì)算設(shè)備118生成的控制信號可以引起光學(xué)元件114的先前識別的部分部分地或完全地阻擋入射光的透射。同時(shí)，例如，可以控制光學(xué)元件114的其他部分以準(zhǔn)許全部或不同比例的入射光通過。在一些實(shí)施例中，(在18處)控制光學(xué)元件包括限制與眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射，而不限制與眩光不相關(guān)聯(lián)的光的透射。因此，在一些實(shí)施例中，(在18處)控制光學(xué)元件114可以包括控制光學(xué)元件的除了先前識別的部分之外的部分，以將從術(shù)野反射的光透射到觀察者。

在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118將控制信號直接提供給光學(xué)元件114。在一些實(shí)施例中，將控制信號間接提供給光學(xué)元件114。例如，在光學(xué)元件114是液晶陣列的實(shí)施例中，控制光學(xué)元件114(在18處)可以包括向電壓源116提供控制信號，如圖2所示，該電壓源與光學(xué)元件114通信。因此，方法10包括基于從計(jì)算設(shè)備118接收的控制信號而從電壓源116向液晶陣列提供電壓。在一些實(shí)施例中，電壓源116是顯微鏡100的一部分。在一些實(shí)施例中，電壓源116是分開的部件，不是顯微鏡100自身的一部分而是與光學(xué)元件114、計(jì)算設(shè)備118和/或顯微鏡100通信。施加的電壓可以修改液晶陣列的透射與眩光相關(guān)聯(lián)的光的像素，以限制光的透射。例如，可以基于所施加的電壓來改變液晶的取向，以準(zhǔn)許僅透射期望量的光。所施加的電壓可以選擇性地控制液晶陣列的單獨(dú)像素，以允許不同量的光通過。在一些實(shí)施例中，控制光學(xué)元件114(在18處)包括以跟不與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射不同的方式來限制與該眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射。例如，同時(shí)，一個(gè)像素子集可以不透射入射光，一個(gè)不同的像素子集透射一定比例的入射光，而又另一個(gè)像素子集可以透射不同比例的入射光，并且還有另一個(gè)像素子集可以透射所有入射光。該液晶陣列和電壓源是非限制性示例。任何其他合適的光學(xué)元件可以在顯微鏡100中實(shí)現(xiàn)。電壓源可以被更概括地描述為致動(dòng)器。與光學(xué)元件通信并且被配置成用于選擇性地控制通過該光學(xué)元件的單獨(dú)部分的光透射的任何其他合適的致動(dòng)器可以在顯微鏡100中實(shí)現(xiàn)。

調(diào)光參數(shù)可以描述光學(xué)元件114如何限制入射光的透射。在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118利用調(diào)光參數(shù)來確定(在16處)先前識別為眩光的光中有多少被阻擋。例如，該參數(shù)可以代表準(zhǔn)許通過光學(xué)元件114的一個(gè)或多個(gè)部分的入射光的百分比。調(diào)光參數(shù)可以以0.5％、1％、2％、5％、10％、20％、25％、33％、50％的增量和其他合適的增量表示入射光在大約0％和大約100％透射之間的允許透射百分比。當(dāng)準(zhǔn)許更高百分比的入射光通過光學(xué)元件114時(shí)，光學(xué)元件114將更多眩光或高亮度的光透射到觀察者102。當(dāng)準(zhǔn)許更低百分比的入射光通過光學(xué)元件114時(shí)，光學(xué)元件114將更少眩光或高亮度的光透射到觀察者102。在一些實(shí)施例中，當(dāng)制造顯微鏡100時(shí)，可以固定調(diào)光參數(shù)。在一些實(shí)施例中，調(diào)光參數(shù)是在手術(shù)程序過程中或在手術(shù)準(zhǔn)備過程可調(diào)的變量。在一些實(shí)施例中，觀察者102可以基于他或她對亮光的容忍度、照明偏好等來調(diào)整調(diào)光參數(shù)。例如，可以在用戶界面120處接收用戶指定的調(diào)光參數(shù)。計(jì)算設(shè)備118可以基于用戶指定的調(diào)光參數(shù)來生成控制信號，使得光學(xué)元件114以期望的量來限制入射光的透射。控制信號可以控制光學(xué)元件114，使得不同的部分以不同的量來限制入射光的透射。計(jì)算設(shè)備118可以直接或間接地控制光學(xué)元件114的一部分，例如，相對較大量的高亮度光通過的部分，以限制相對較大量的光。同時(shí)，計(jì)算設(shè)備118可以直接或間接地控制光學(xué)元件114的不同部分，例如，相對較少量的高亮度光通過的部分，以限制相對較少量的光。

可以選擇調(diào)光參數(shù)，使得眩光斑點(diǎn)210(圖3a、圖4a和圖5a)變暗以在手術(shù)程序過程中對觀察者102的破壞較小。準(zhǔn)許光通過光學(xué)元件114的各個(gè)部分的程度在圖3b、圖4b和圖5b中進(jìn)行了展示。例如，調(diào)暗斑點(diǎn)260的一些部分相對較暗或較黑，表示準(zhǔn)許極少或沒有光通過光學(xué)元件114的那些部分。較暗或較黑的部分可以代表與透射相對較少的光相關(guān)聯(lián)的調(diào)光參數(shù)。調(diào)暗斑點(diǎn)260的一些部分相對較亮或者較灰，表示允許極少光、但是比暗色或黑色斑點(diǎn)更多的光通過光學(xué)元件114的那些部分。較亮或較灰的部分可以代表與透射相對更多的光相關(guān)聯(lián)的調(diào)光參數(shù)。

此外可以通過模糊參數(shù)來描述調(diào)暗斑點(diǎn)260。計(jì)算設(shè)備118可以利用模糊參數(shù)來控制光學(xué)元件114的阻擋光的部分與光學(xué)元件114的允許一些或所有光通過的部分之間的視覺過渡的平滑度?；谀：齾?shù)來控制光學(xué)元件114可以被描述為為調(diào)暗斑點(diǎn)260提供抗鋸齒或邊緣模糊。例如，如圖3b、圖4b和圖5b中所示，較暗或較黑的部分通常朝向調(diào)暗斑點(diǎn)260的中心，而較亮或較灰的部分通常朝向調(diào)暗斑點(diǎn)260的外圍。計(jì)算設(shè)備118可以控制光學(xué)元件114以不同程度阻擋光。在距調(diào)暗斑點(diǎn)260的中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)處可以阻擋相對最低百分比的光。更接近調(diào)暗斑點(diǎn)260的中心，被光學(xué)元件114阻擋的光的百分比可以增加。這可以向調(diào)暗斑點(diǎn)260提供更平滑的邊緣。模糊參數(shù)可以描述由調(diào)暗斑點(diǎn)260的平滑化邊緣覆蓋的區(qū)域。調(diào)暗斑點(diǎn)260可以被描述為高斯，其中在中心阻擋最高百分比的光，并且朝外圍，阻擋逐漸減小的百分比。

在一些實(shí)施例中，模糊參數(shù)可以是當(dāng)制造顯微鏡100時(shí)固定或設(shè)定的量。在一些實(shí)施例中，模糊參數(shù)可以是在手術(shù)程序過程中或在手術(shù)準(zhǔn)備過程中可調(diào)的變量。在一些實(shí)施例中，觀察者102可以基于他或她對亮光的容忍度、照明偏好等來調(diào)整模糊參數(shù)。計(jì)算設(shè)備118可以通過選擇更高的模糊參數(shù)來產(chǎn)生眩光斑點(diǎn)與非眩光斑點(diǎn)之間的更平滑的過渡。當(dāng)通過顯微鏡100觀察術(shù)野時(shí)，對于觀察者102而言，更平滑的過渡在視覺上可以更少分散注意力。計(jì)算設(shè)備118可以通過選擇更低的模糊參數(shù)來產(chǎn)生眩光斑點(diǎn)與非眩光斑點(diǎn)之間的不那么平滑的過渡。較不平滑的過渡對于僅偏好將視野中的有限區(qū)域調(diào)暗(例如，僅僅具有超過閾值亮度參數(shù)的亮度值的那些部分)的觀察者102而言會(huì)是有用的。例如，可以在用戶界面120(圖2)處接收用戶指定的模糊參數(shù)。

在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118可以將在圖像傳感器/相機(jī)124處接收到的光的視覺表示輸出到顯示設(shè)備126。例如，處理所接收到的光以生成圖像數(shù)據(jù)(步驟14)可以包括任何一個(gè)或多個(gè)信號處理步驟，以準(zhǔn)備用于經(jīng)由顯示設(shè)備126顯示的圖像數(shù)據(jù)，包括降噪、濾波、銳化、對比度操縱等。顯示設(shè)備126可以與計(jì)算設(shè)備118通信。在一些實(shí)施例中，顯示設(shè)備126是顯微鏡100的一部分。例如，顯示設(shè)備126可以是被布置在顯微鏡100上或被聯(lián)接到該顯微鏡上的監(jiān)視器，從而允許由觀察者102和/或其他觀察者觀看。在一些實(shí)施例中，顯示設(shè)備126可以是分開的部件，不是顯微鏡100本身的一部分，而是與計(jì)算設(shè)備118和顯微鏡100通信。在多個(gè)不同的實(shí)施例中，顯示設(shè)備126可以是液晶顯示器(lcd)、發(fā)光二極管液晶顯示器(led-lcd)、數(shù)字微鏡裝置(dmd)、抬頭顯示器、近眼顯示器、和/或其他適當(dāng)?shù)娘@示裝置。例如，顯示設(shè)備126可以包括透射元件(例如，背光led-lcd)或前照明反射元件。

在一些實(shí)施例中，輸出到顯示設(shè)備126的視覺表示可以包括在16處識別的眩光。例如，觀察者102和/或經(jīng)由顯示設(shè)備126觀察手術(shù)程序的其他觀察者可以看到來自術(shù)野的眩光或高亮度光。同時(shí)，光學(xué)元件114可以經(jīng)由顯微鏡光學(xué)器件限制對于觀察手術(shù)程序的觀察者102而言的眩光或高亮度光。在一些實(shí)施例中，方法10可以包括修改圖像數(shù)據(jù)中的與眩光相關(guān)聯(lián)的部分，以限制圖像數(shù)據(jù)的視覺表示中的眩光。計(jì)算設(shè)備118可以將經(jīng)修改的圖像數(shù)據(jù)的視覺表示輸出到顯示設(shè)備126。例如，可以經(jīng)由顯示設(shè)備126(具有經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù))和通過顯微鏡光學(xué)器件(具有光學(xué)元件114)限制對于觀察者102和/或觀察手術(shù)程序的其他人而言的眩光或高亮度光。

如在此所述的，可以在用戶界面120處接收閾值亮度參數(shù)、模糊參數(shù)和調(diào)光參數(shù)的用戶指定值。由光學(xué)元件114提供的功能可以根據(jù)用戶指定值選擇性地開啟或關(guān)閉。例如，可以選擇閾值亮度參數(shù)，使得沒有任何從術(shù)野反射的光被識別為眩光。因此，沒有任何光將被光學(xué)元件114阻擋。在一些實(shí)施例中，可以選擇調(diào)光參數(shù)，使得即使當(dāng)被識別為眩光時(shí)也不阻擋光。

在此討論的顯微鏡100可以是單目顯微鏡或雙目顯微鏡。應(yīng)理解的是，顯微鏡100可以針對一個(gè)或多個(gè)觀察者102的每個(gè)眼睛包括一個(gè)目鏡(例如，兩個(gè)目鏡，各自針對一個(gè)外科醫(yī)師和一個(gè)助手)?？梢詫?shí)現(xiàn)本披露的教導(dǎo)，使得可以在一個(gè)或多個(gè)目鏡中減少與眩光相關(guān)聯(lián)的光。顯微鏡100可以是復(fù)式顯微鏡、立體顯微鏡、或數(shù)字顯微鏡。本披露的教導(dǎo)可以在顯微鏡100的一個(gè)或多個(gè)光路中實(shí)現(xiàn)。例如，可以在復(fù)式顯微鏡或數(shù)字顯微鏡中在觀察者102與術(shù)野之間的單個(gè)光路中實(shí)施一個(gè)光學(xué)元件114。例如，可以在立體顯微鏡中在觀察者102與術(shù)野之間的兩個(gè)光路中的每一者中都實(shí)施一個(gè)光學(xué)元件114。在一些實(shí)施例中，眩光在被分裂到與單個(gè)觀察者102和/或多個(gè)觀察者102的眼睛相關(guān)聯(lián)的每個(gè)光路之前被光學(xué)元件114阻擋。雖然圖2a示出了各種部件(例如，用戶界面120、顯示設(shè)備126、計(jì)算設(shè)備118、電壓源116、圖像傳感器/相機(jī)124)是與顯微鏡100分開的，但是應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，那些組件中的一個(gè)或多個(gè)組件可以集成在顯微鏡100中。例如，計(jì)算設(shè)備118、電壓源116和圖像傳感器/相機(jī)124可以集成在顯微鏡100中。

圖2b示出了示例性眼科手術(shù)顯微鏡100。圖2b的顯微鏡100基本上類似于圖2a的顯微鏡100，除其他部件外，包括光學(xué)元件114、電壓源116和圖像傳感器/相機(jī)124。在圖2b所示的實(shí)施例中，顯微鏡100包括模塊陣列130，該模塊陣列具有能夠作用于從動(dòng)手術(shù)的眼睛104反射的光的組件。例如，模塊132、134、136、138中的一者可以包括用于去除可能對觀察者102有害的特定波長的光(例如，在手術(shù)程序過程使用的激光)的濾光器。

模塊132、134、136、138被配置成可移除地聯(lián)接到顯微鏡100。也就是說，用戶(例如，觀察者102、外科醫(yī)生、另一醫(yī)師、護(hù)士、技術(shù)人員等)可以選擇性地添加或移除模塊132、134、136、138中的一個(gè)或多個(gè)模塊，以便于通過顯微鏡100進(jìn)行察看，例如，基于觀察者102的偏好。因?yàn)槟K132、134、136、138被配置成可移除地聯(lián)接到顯微鏡100，所以圖像傳感器/相機(jī)124和/或光學(xué)元件114可以基于例如觀察者102的偏好被選擇性地包括在顯微鏡100中。在這方面，模塊132、134、136、138的尺寸和形狀被確定成可移除地機(jī)械聯(lián)接到顯微鏡100。模塊132、134、136、138還便于與模塊132、134、136、138中的另一個(gè)模塊、和/或顯微鏡100的其他部件(例如，物鏡112和/或光學(xué)部件106、108、110)光耦合。因此，從動(dòng)手術(shù)的眼睛104反射的光可以通過模塊132、134、136、138行進(jìn)到觀察者102。模塊132、134、136、138還被配置成用于促進(jìn)與模塊132、134、136、138中的另一個(gè)模塊和/或顯微鏡100的其他部件(例如，計(jì)算設(shè)備118、用戶界面120、和/或顯示設(shè)備126)電聯(lián)接。雖然在圖2b中示出了四個(gè)模塊132、134、136、138，但是應(yīng)當(dāng)理解，不同的實(shí)施例可以包括更多或更少的模塊。例如，圖2c的陣列130包括三個(gè)模塊132、138和140。

模塊132、134、136、138能夠作用于從動(dòng)手術(shù)的眼睛104反射的光。在這方面，一個(gè)或多個(gè)光學(xué)、光電子和/或電子部件可以布置在模塊132、134、136、138中。例如，模塊134包括圖像傳感器/相機(jī)124。模塊134還可以包括分束器128，以將從動(dòng)手術(shù)的眼睛104反射的光引導(dǎo)到圖像傳感器/相機(jī)124。例如，模塊136包括光學(xué)元件114。模塊136還可以包括與光學(xué)元件114通信的電壓源116。在圖2c的實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備118是分開的部件，不是顯微鏡100本身的一部分。模塊134和136聯(lián)接到顯微鏡100，使得光學(xué)元件114、電壓源116和/或圖像傳感器/相機(jī)124與計(jì)算設(shè)備118通信。顯微鏡100和/或模塊132、134、136、138可以包括用于促進(jìn)光學(xué)元件114、電壓源116、計(jì)算設(shè)備118、圖像傳感器/相機(jī)124等之間的電通信、光通信和/或數(shù)據(jù)通信的其他部件(例如，導(dǎo)線、觸點(diǎn)、接口等)。在一些實(shí)施例中，模塊132和138包括各種其他組件，以便于動(dòng)手術(shù)的眼睛104的觀察者102進(jìn)行察看。在一些實(shí)施例中，模塊132和138是準(zhǔn)許光通過的占位件，諸如當(dāng)觀察者102不需要額外的組件作用于從動(dòng)手術(shù)的眼睛104反射的光時(shí)。

在各種實(shí)施例中，在給定模塊中可以包括組件的不同組合。例如，在圖2b的實(shí)施例中，光學(xué)元件114和圖像傳感器/相機(jī)124布置在不同的模塊中。在一些實(shí)施例中，光學(xué)元件114和圖像傳感器/相機(jī)124布置在同一模塊中，在圖2c的實(shí)施例中，模塊140可以包括光學(xué)元件114、圖像傳感器/相機(jī)124和計(jì)算設(shè)備118。圖2c的顯微鏡100基本上類似于圖2a和圖2b的顯微鏡100。因此，通過僅獲取一個(gè)模塊(例如，模塊136、模塊140等)，可以在顯微鏡100中實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件114和在此所述的用于減少眩光的特征。也就是說，醫(yī)院或其他眼科服務(wù)提供者可以有利地避免獲取包括光學(xué)元件114的整個(gè)手術(shù)顯微鏡，這可能是大的資本支出。在圖2b和圖2c的實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)理解，光學(xué)元件114、電壓源116、圖像傳感器/相機(jī)124、計(jì)算設(shè)備118、用戶界面120和/或顯示設(shè)備126可以經(jīng)由這些模塊中的一個(gè)或多個(gè)模塊(例如，模塊134、136、140)通信，而不與顯微鏡100交互。例如，用戶界面120和顯示設(shè)備126可以直接通信地聯(lián)接到計(jì)算設(shè)備118。

如在此所述的實(shí)施例可以提供提供減小眩光的眼科手術(shù)顯微鏡的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，該眼科手術(shù)顯微鏡包括可控制用于選擇性地限制與來自術(shù)野的眩光相關(guān)聯(lián)的光的透射的光學(xué)元件。以上提供的示例僅為示例性的，并非旨在進(jìn)行限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地想到符合所公開的實(shí)施例的其他系統(tǒng)，所述其他系統(tǒng)旨在處于本公開的范圍內(nèi)。因此，本申請僅受所附權(quán)利要求書限制。