[发明专利]用于眼科手术的可视化系统

说明书

披露了一种眼科手术系统，所述眼科手术系统包括被配置用于产生眼睛的眼底图像的成像单元、以及被配置用于产生所述眼睛的深度分辨图像的深度成像系统。所述系统还包括通信地联接到所述成像单元和深度成像系统的跟踪系统，所述跟踪系统包括处理器和存储器，所述处理器和存储器被配置用于：分析由所述成像单元产生的所述眼底图像以确定手术器械的远侧末端在所述眼底图像中的位置，分析由所述深度成像系统产生的所述深度分辨图像以确定所述手术器械的所述远侧末端与所述眼睛的视网膜之间的距离，产生视觉指示器以覆盖所述眼底图像的一部分，所述视觉指示器指示所述远侧末端与视网膜之间的所确定的距离，修改所述视觉指示器以实时跟踪所述远侧末端在所述眼底图像内的位置的变化，以及修改所述视觉指示器以实时指示所述手术器械的所述远侧末端与视网膜之间的距离的变化。

技术领域

本披露整体涉及外科手术，更具体地涉及眼科手术可视化系统和方法。

背景技术

许多显微外科手术要求精密切割和/或去除身体组织。例如，某些眼科外科手术要求切割和/或去除玻璃体液，一种充满眼睛的后段的透明胶状材料。玻璃体液或玻璃体由通常附接至视网膜的微观原纤维构成。切割和去除玻璃体必须万分小心地进行，以免造成对视网膜的牵扯、视网膜从脉络膜上分离、视网膜撕裂、或者在最坏情况下切割和去除视网膜本身。诸如移动组织管理(例如，切割和去除在视网膜的分离部分或视网膜撕裂部附近的玻璃体)、玻璃体基础解剖、以及切割和去除膜的精细手术是特别困难的。

用于后段眼科手术的显微外科切割探针通常经由巩膜中、睫状体扁平部附近的切口插入。外科医生在后段手术期间也插入其他显微外科器械，诸如光纤照明器、输注插管、成像探针(例如，OCT探针)或抽吸探针。

为了帮助外科医生进行这些类型和其他类型的外科手术，外科医生可以使用呈现有待治疗的组织(诸如患者的眼组织)的显微镜视图的成像系统。因此，可以为这种成像系统的用户提供手术器械(诸如钳子或其他工具)以及感兴趣的眼睛区域的特写视图。此类系统还可以提供可能对外科医生有用的附加信息，诸如感兴趣的眼睛区域的光学相干断层扫描(OCT)图像。OCT成像通常利用近红外光并且能够获得或产生表面下面的组织的图像。

尽管成像系统有所进步，但执行眼外科手术仍然具有挑战性。特别是，观察立体显微镜图像的外科医生可能难以精确地辨别手术工具插入眼睛中的深度及其与特定组织(诸如视网膜)的接近度。外科医生通常依赖于随着时间积累起来的经验和判断用于在精细手术过程中指导，因此需要改进的可视化技术来改善患者安全性和手术结果。

发明内容

在某些实施例中，眼科手术系统包括：被配置用于产生眼睛的眼底图像的成像单元，以及被配置用于产生眼睛的深度分辨图像的深度成像系统。该系统进一步包括通信地联接到成像单元和深度成像系统的跟踪系统。跟踪系统包括处理器和存储器，该处理器和存储器被配置用于：分析由成像单元产生的眼底图像以确定手术器械的远侧末端在眼底图像中的位置，分析由深度成像系统产生的深度分辨图像以确定手术器械的远侧末端与眼睛视网膜之间的距离，产生视觉指示器以覆盖眼底图像的一部分，该视觉指示器指示远侧末端与视网膜之间的所确定的距离，修改视觉指示器以实时跟踪远侧末端在眼底图像内的位置的变化，以及修改视觉指示器以实时指示手术器械的远侧末端与视网膜之间的距离的变化。

跟踪系统的处理器和存储器可以进一步被配置用于基于深度分辨图像中的图像像素分析来确定手术器械的远侧末端与眼睛视网膜之间的距离。

深度成像系统可以被配置用于基于由与手术器械成一体的成像探针接收的信号来产生眼睛的深度分辨图像。

在某些实施例中，跟踪系统的处理器和存储器被配置用于产生视觉指示器以覆盖眼底图像内手术器械的远侧末端。

跟踪系统的处理器和存储器可以被配置用于通过以下方式修改视觉指示器以指示手术器械的远侧末端与视网膜之间的距离变化：与手术器械的远侧末端和视网膜之间的距离变化成比例地增加或减小视觉指示器的尺寸。