OCT引导的青光眼手术的方法和系统技术方案

技术编号:23772859 阅读:30 留言:0更新日期:2020-04-12 01:32
本文公开了帮助外科医生在眼睛上进行手术程序的系统和方法。手术程序包括将细长探针从眼睛的开口穿过前房插入到包括小梁网和Schlemm管的目标组织区域。示例性系统包括光学显微镜,其用于外科医生在手术过程中用显微镜图像观察眼睛;光学相干断层扫描(OCT)装置,其被配置为在手术过程中对目标组织区域中的目标位置进行OCT扫描;以及图像处理装置,其被配置为通过重叠目标位置的OCT图像和标识位置的图形视觉元素来生成增强图像,其中所述图形视觉元素与显微镜图像对准,以帮助外科医生将细长探针的远端推进到目标位置。

The method and system of OCT guided glaucoma surgery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】OCT引导的青光眼手术的方法和系统交叉引用本申请要求2017年6月16日提交的名称为“OCT引导的青光眼手术的方法和系统”的临时专利申请美国临时序列申请第62/521,310号的权益。此申请也涉及2018年1月11日提交的名称为“OCT引导的青光眼手术的方法和系统”的美国系列申请号15/868,904。这些申请中的每一个均通过引用整体并入本文。
技术介绍
青光眼是一种眼睛疾病,其中对视觉至关重要的眼内结构不可逆地受损。这些结构包括视网膜的部分,尤其是视神经的部分。青光眼是一种可治疗的疾病,在美国被认为是失明的第二大主要原因。数百万人受到影响。青光眼有两种主要类型,开角型青光眼和闭角型青光眼。开角型青光眼是最常见的一种类型的青光眼,发生在正常出现的流出通道出现故障而使眼睛无法充分排出液体而导致眼内压升高时。大多数开角型青光眼的眼内压升高(IOP)是由于主要位于小管旁小梁网(TM)和Schlemm管(SC)内壁的房水流出受阻。因流出受阻而导致眼压升高的治疗包括局部和全身药物治疗、办公室激光手术并且有固有的侵入性外科手术风险(小梁切除术/管分流术)。激光手术的例子包括氩激光小梁成形术(ALT)和选择性激光小梁成形术(SLT)。最近,将侵入性较小的外科手术方法引入治疗范例,通常称为微创性青光眼手术(MIGS)或微创性青光眼手术方法。MIGS降低IOP的当前方法包括通过绕过小管旁小梁网(TM)和SC内壁来增加小梁流出,通过脉络膜上途径增加葡萄膜巩膜流出,减少睫状体的水产生或形成外部结膜下/巩膜上引流途径。MIGS的一般概念通常是绕过流出阻塞,并通过眼睛的固有流出系统(其通常在流出阻塞区域之外完好无损且功能正常)恢复流动,而不是创建可能具有明显更大的短和/或长期风险的替代途径。MIGS程序通常涉及可视化和进入眼内流出系统。由于角膜的形状和与MIGS手术相关的眼内结构的位置在虹膜似乎与周围角膜相遇的区域中,因此会发生全内反射,并可能阻止外科医生观察那些超出光路的“临界角”范围的流出结构,在本文公开的前房手术过程的上下文中该光路的“临界角”也可以称为前房光学观察路径的“临界角”。根据一些实施例,本文公开的光路可以指的是观察前房角结构,而不是指眼睛的视觉系统的光路,例如在角膜中心到黄斑的附近。因此,对于外科医生执行MIGS程序而言,通常需要允许可视化那些流出结构的设备。直接(允许直的光学路径查看那些结构)和间接(用反射镜查看这些结构)的测角镜(goniolense)可以克服全内反射。但是,在术中使用测角镜可能需要显著的熟练程度和陡峭的学习曲线,这至少在某些情况下可能会限制某些熟练的外科医生成功进行MIGS手术。在这些手术过程中的至少一些中,通过小梁网和Schlemm管的内壁形成手术开口,以使得能够改善流体进入Schlemm管,从而降低眼内压。准确地瞄准Schlemm管的现有方法通常不太理想。因此,在瞄准Schlemm管和眼睛的其他结构中提供改进的一致性和准确性的方法和装置将是有益的。而且,与本公开有关的工作表明,至少一些现有方法可导致在不太理想的位置处,例如在远离集合管的位置处,通向Schlemm管。通过改善相邻眼部结构的可视化,绕过Schlemm管并将水性流体排入脉络膜上腔的替代性MIGS设备也可以受益于瞄准位置的放置。这样的植入设备的例子包括小管内和iStent注射以及脉络膜上微支架。形成开向Schlemm管的专利通道的准分子激光小梁切开术(ELT)也可以从眼睛结构的瞄准和可视化的改善中受益。在至少某些情况下,用于在虹膜角膜角附近观察眼睛结构例如小梁网和巩膜突的当前方法和装置可能不太理想。例如,测角镜可能比理想情况下更难使用,并且提供在该区域的手术期间用于观察在虹膜-角膜角附近的眼睛结构的改进方法和装置将是有益的。鉴于以上所述,具有用于在外科手术过程中对眼睛进行成像、瞄准眼睛的流出结构例如Schlemm管以及确定穿过小梁网并进入Schlemm管的开口的目标位置以改善流动的改进方法和装置将是有益的。
技术实现思路
本文公开的方法和装置允许进行包括MIGS及其许多变体在内的流出结构的青光眼手术而无需测角镜。根据本专利技术的一个方面,眼科外科医生可以通过使用光学相干断层(OCT)扫描生成的结构以及手术工具的虚拟图像和表示,识别这些流出结构并在这些结构上进行操作。在一个方面,提供了一种用于帮助医师对眼睛进行手术程序的系统。操作程序包括将细长探针从眼睛的开口穿过前房插入到包括小梁网和Schlemm管的目标组织区域。该系统包括:光学显微镜,其用于外科医生在手术过程中用显微镜图像观察眼睛;一个或多个光学相干断层扫描(OCT)装置,其被配置为在手术过程中实时地对目标组织区域中的一个或多个目标位置进行OCT扫描;以及图像处理装置,其被配置为通过允许观看并在某些情况下重叠(1)一个或多个目标位置的一个或多个OCT图像和/或(2)标识一个或多个目标位置的多个图形视觉元素来生成多个增强图像(真实和虚拟),其中所述多个图形视觉元素与真实显微镜图像对准,以帮助医师将细长探针的远端推进到一个或多个目标位置。在另一方面,本专利技术的实施例包括在患者的眼睛上执行手术程序的方法。示例性方法可以包括在观察设备上观看实时视图,其中实时视图包括(i)眼睛的显微镜视图和(ii)具有显微镜视图或眼睛的显微镜图像的增强图像。增强图像还可以具有目标组织区域的光学相干断层扫描(OCT)图像。OCT图像可以与显微镜视图或显微镜图像对准。OCT图像可以使得能够识别位于目标组织中的目标位置,并且其中实际目标位置在显微镜视图或显微镜图像中不可见。示例性方法可以进一步包括在观察设备上观察显微镜视图或增强图像的同时,在眼睛的前房内将细长探针的远端朝向目标组织区域推进,其中细长探针的远端最初在显微镜视图或显微镜图像中是可见的,其后由于在目标组织所在的眼睛区域内的全内反射而在显微镜视图或显微镜图像中变得不可见。示例性方法还可包括在细长探针的远端在显微镜视图或显微镜图像中不可见的同时,以及在从增强图像中获取关于细长探针的远端相对于目标位置的相对位置的信息的同时,使用细长探针在实际目标位置处执行手术程序。根据一些实施例,标识目标位置的图形视觉元素可以覆盖显微镜视图或显微镜图像。在一些实施例中,实时视图包括具有眼睛的显微镜视图的增强图像,OCT图像与显微镜视图对准,并且实际目标位置在显微镜视图中不可见。图形视觉元素可以覆盖显微镜视图。在一些实施例中,推进步骤包括在观察设备上观察增强图像的同时,在眼睛的前房内将细长探针的远端朝向目标组织区域推进,其中细长探针的远端最初在显微镜视图中是可见的,其后由于在目标组织区域所在的眼睛区域内的全内反射而在显微镜视图中变得不可见。在一些实施例中,执行步骤包括在细长探针的远端在显微镜视图中不可见的同时,以及在从显微镜视图中获取关于细长探针的远端相对于目标位置的相对位置的信息的同时,使用细长探针在目标位置处执行手术程序。在一些实施例中,实时视图包括所述增强图像,并且与显微镜视图或显微镜图像对准的OCT图像包括关于Schlemm管和集合管本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种对患者的眼睛进行手术程序的方法,所述方法包括:/n在观察设备上观察实时视图,其中所述实时视图包括(i)所述眼睛的显微镜视图和(ii)具有所述显微镜视图和所述眼睛的显微镜图像的增强图像,所述增强图像还具有目标组织区域的光学相干断层扫描(OCT)图像,其中所述OCT图像与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准,其中所述OCT图像能够识别位于所述目标组织中的目标位置,并且其中在所述显微镜视图或所述显微镜图像中看不到实际目标位置;/n在所述观察设备上观察所述显微镜视图或所述增强图像的同时,在所述眼睛的前房内将细长探针的远端朝向所述目标组织区域推进,其中所述细长探针的远端最初在所述显微镜视图或所述显微镜图像中可见,其后由于在所述目标组织所在的所述眼睛的区域内的全内反射而在所述显微镜视图或所述显微镜图像中变得不可见;和/n在所述细长探针的远端在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见的同时,以及在从所述增强图像中获取关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息的同时,使用所述细长探针在所述实际目标位置处执行所述手术程序。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170616 US 62/521,3101.一种对患者的眼睛进行手术程序的方法,所述方法包括:
在观察设备上观察实时视图,其中所述实时视图包括(i)所述眼睛的显微镜视图和(ii)具有所述显微镜视图和所述眼睛的显微镜图像的增强图像,所述增强图像还具有目标组织区域的光学相干断层扫描(OCT)图像,其中所述OCT图像与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准,其中所述OCT图像能够识别位于所述目标组织中的目标位置,并且其中在所述显微镜视图或所述显微镜图像中看不到实际目标位置;
在所述观察设备上观察所述显微镜视图或所述增强图像的同时,在所述眼睛的前房内将细长探针的远端朝向所述目标组织区域推进,其中所述细长探针的远端最初在所述显微镜视图或所述显微镜图像中可见,其后由于在所述目标组织所在的所述眼睛的区域内的全内反射而在所述显微镜视图或所述显微镜图像中变得不可见;和
在所述细长探针的远端在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见的同时,以及在从所述增强图像中获取关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息的同时,使用所述细长探针在所述实际目标位置处执行所述手术程序。


2.根据权利要求1所述的方法,其中标识所述目标位置的图形视觉元素覆盖所述显微镜视图或所述显微镜图像。


3.根据权利要求1所述的方法,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于Schlemm管和所述集合管系统的信息。


4.根据权利要求1所述的方法,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


5.根据权利要求4所述的方法,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述推进步骤包括随着所述细长探针的远端接近并接触所述目标组织区域,在观察对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述增强图像上的所述目标位置的所述图形视觉元素的同时,将所述细长探针的远端朝着所述目标组织区域推进。


6.根据权利要求4所述的方法,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小梁网的表面的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述方法包括确定当对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素足够接近时,在所述细长探针的远端与所述小梁网的表面之间存在接触。


7.根据权利要求4所述的方法,其中对应于小梁网的表面的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小管旁小梁网的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述方法包括确定当对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素和对应于所述小管旁小梁网的所述图形视觉元素足够接近时所述眼睛的小梁网是否被充分压缩。


8.根据权利要求4所述的方法,其中对应于所述眼睛的Schlemm管的内壁的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述方法包括确定当对应于Schlemm管的内壁的所述图形视觉元素已经从所述显微镜视图或所述显微镜图像中消失时Schlemm管的内壁已经被穿透。


9.根据权利要求2所述的方法,其中引导箭头被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述引导箭头指向标识所述目标位置的所述图形视觉元素。


10.根据权利要求2所述的方法,其中引导箭头覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,其中所述引导箭头指向标识所述目标位置的图形视觉元素,其中所述推进步骤包括在使用所述引导箭头作为引导的同时推进所述细长探针的远端朝向所述目标位置,其中所述执行步骤包括用所述细长探针发出的激光脉冲烧蚀所述目标位置,其中在连接前房到Schlemm管的腔的通道在所述目标位置处形成之后,第二引导箭头覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,其中第二引导箭头指向标识所述眼睛的第二目标位置的第二图形视觉元素,并且所述方法还包括在使用第二引导箭头作为引导时将所述细长探针的远端向第二目标位置推进,并且其中所述方法进一步包括用所述细长探针烧蚀第二目标位置。


11.根据权利要求1所述的方法,其中所述观察设备包括显示设备、显微镜设备、平视显示器、观察监视器、虚拟现实观察设备或增强现实观察设备。


12.根据权利要求1所述的方法,其中标识所述细长探针的远端的图形视觉元素覆盖所述显微镜视图或所述显微镜图像,并且其中所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置基于识别所述细长探针的远端的所述视觉元素相对于识别所述目标位置的图形视觉元素的相对位置。


13.根据权利要求1所述的方法,其中由于所述眼睛内的全内反射,所述实际目标位置在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见。


14.根据权利要求1所述的方法,其中基于术前光学相干断层扫描(OCT)图像、术中光学相干断层扫描(OCT)图像、术前光学相干断层扫描(OCT)图像和术中光学相干断层扫描(OCT)图像,确定所述目标位置,或由外科医生决定。


15.根据权利要求16所述的方法,其中所述术前OCT图像显示Schlemm管和所述眼睛的集合管的网络,并且其中基于所述术前OCT图像确定所述目标位置。


16.根据权利要求1所述的方法,其中根据基于显微镜的OCT图像、基于光纤的OCT图像、或基于显微镜的OCT图像和基于光纤的OCT图像,确定所述目标位置。


17.一种协助外科医生对患者的眼睛进行手术程序的方法,所述外科医生使用具有远端的细长探针,所述方法包括:
向所述外科医生提供实时视图,所述实时视图包括(i)所述眼睛的显微镜视图和(ii)具有所述显微镜视图或所述眼睛的显微镜图像的增强图像,所述增强图像还具有目标组织区域的光学相干断层扫描(OCT)图像,
其中所述OCT图像与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准,
其中所述OCT图像使得能够识别位于所述目标组织区域中的目标位置,
其中实际目标位置在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见,并且
其中当在所述显微镜视图或所述显微镜图像中看不到所述细长探针的远端时,所述增强图像使所述外科医生能够感知关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


18.根据权利要求17所述的方法,其中标识所述目标位置的图形视觉元素覆盖所述显微镜视图或所述显微镜图像。


19.根据权利要求17所述的方法,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于Schlemm管和所述集合管系统的信息。


20.根据权利要求17所述的方法,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


21.根据权利要求20所述的方法,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中通过对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述目标位置的所述图形视觉元素提供了关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


22.根据权利要求20所述的方法,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小梁网的表面的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述增强图像使得所述外科医生能够基于对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素的相对位置确定在所述细长探针的远端与所述小梁网的表面之间是否存在接触。


23.根据权利要求20所述的方法,其中对应于所述小梁网的表面的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小管旁小梁网的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述增强图像使得所述外科医生能够基于对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素和对应于所述小管旁小梁网的所述图形视觉元素的相对位置确定所述眼睛的小梁网是否被充分压缩。


24.根据权利要求20所述的方法,其中对应于所述眼睛的Schlemm管的内壁的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述增强图像使得所述外科医生能够基于对应于Schlemm管的内壁的所述图形视觉元素是否存在或不存在于所述显微镜视图或所述显微镜图像中确定Schlemm管的内壁是否已经被穿透。


25.根据权利要求18所述的方法,其中引导箭头被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述引导箭头指向标识所述目标位置的所述图形视觉元素。


26.根据权利要求18所述的方法,其中引导箭头被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,其中所述引导箭头指向标识所述目标位置的所述图形视觉元素,并且其中在烧蚀所述目标位置之后,第二引导箭头被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中第二引导箭头指向标识所述眼睛的第二目标位置的第二图形视觉元素。


27.根据权利要求17所述的方法,其中所述实时视图由选自以下的元件提供给所述外科医生:显示设备、显微镜设备、平视显示器、观察监视器、虚拟现实观察设备或增强现实观察设备。


28.根据权利要求17所述的方法,其中标识所述细长探针的远端的图形覆盖所述显微镜视图或所述显微镜图像,并且其中所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置基于识别所述细长探针的远端相对于识别所述目标位置的图形视觉元素的相对位置。


29.根据权利要求17所述的方法,其中由于所述眼睛内的全内反射,所述实际目标位置在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见。


30.根据权利要求17所述的方法,其中基于术前光学相干断层扫描(OCT)图像、术中光学相干断层扫描(OCT)图像、术前光学相干断层扫描(OCT)图像和术中光学相干断层扫描(OCT)图像,确定所述目标位置,或由外科医生决定。


31.根据权利要求30所述的方法,其中所述术前OCT图像显示Schlemm管和所述眼睛的集合管的网络,并且其中基于所述术前OCT图像确定所述目标位置。


32.根据权利要求17所述的方法,其中根据基于显微镜的OCT图像、基于光纤的OCT图像、或基于显微镜的OCT图像和基于光纤的OCT图像,确定所述目标位置。


33.根据权利要求17所述的方法,还包括在检测到所述眼睛的小梁网充分受压时向所述外科医生提供通知,其中基于对应于所述小梁网的表面的图形视觉元素和对应于所述小管旁小梁网的图形视觉元素的相对位置检测充分受压。


34.根据权利要求33所述的方法,还包括在检测到所述眼睛的小梁网的充分受压时自动开始将激光烧蚀能量递送到所述实际目标位置。


35.根据权利要求17所述的方法,还包括在检测到Schlemm管的内壁穿透时向所述外科医生提供通知,其中Schlemm管的内壁穿透由所述细长探针检测并基于所述增强图像中是否存在对应于Schlemm管的内壁的图形视觉元素在所述实时视图中显示。


36.根据权利要求35所述的方法,还包括在检测到Schlemm管的内壁穿透时自动终止将激光烧蚀能量递送到所述实际目标位置。


37.一种用于帮助外科医生对患者的眼睛进行手术程序的计算机程序产品,所述外科医生使用具有远端的细长探针,所述计算机程序产品体现在非暂时性有形计算机可读介质上,其包括:
计算机可执行代码,其用于生成供所述外科医生观察的实时视图,所述实时视图包括(i)所述眼睛的显微镜视图和(ii)具有所述显微镜视图或所述眼睛的显微镜图像的增强图像,所述增强图像还具有目标组织区域的光学相干断层扫描(OCT)图像,
其中所述OCT图像与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准,
其中所述OCT图像使得能够识别位于所述目标组织区域中的目标位置,
其中实际目标位置在所述显微镜视图或所述显微镜图像中不可见,并且
其中当在所述显微镜视图或所述显微镜图像中看不到所述细长探针的远端时,所述增强图像使所述外科医生能够感知关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


38.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中标识位于所述目标组织区域中的目标位置的图形视觉元素覆盖所述显微镜视图或所述显微镜图像。


39.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于Schlemm管和所述集合管系统的信息。


40.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中所述实时视图包括所述增强图像,并且其中与所述显微镜视图或所述显微镜图像对准的所述OCT图像包括关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


41.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中通过对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述目标位置的所述图形视觉元素提供了关于所述细长探针的远端相对于所述目标位置的相对位置的信息。


42.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中对应于所述细长探针的远端的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小梁网的表面的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述增强图像使得所述外科医生能够基于对应于所述细长探针的远端的所述图形视觉元素和对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素的相对位置确定在所述细长探针的远端与所述小梁网的表面之间是否存在接触。


43.根据权利要求37所述的计算机程序产品,其中对应于小梁网的表面的图形视觉元素和对应于所述眼睛的小管旁小梁网的图形视觉元素被覆盖在所述显微镜视图或所述显微镜图像上,并且其中所述增强图像使得所述外科医生能够基于对应于所述小梁网的表面的所述图形视觉元素和对应于所述小管旁小梁网的所述图形视觉元素的相对位置确定所述眼睛的小梁网是否被充...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔·S·柏林
申请(专利权)人:迈克尔·S·柏林
类型:发明
国别省市:美国;US

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