本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及玻璃體視網(wǎng)膜、青光眼或其它眼科手術(shù)的改進(jìn)可視化。更具體地，本文描述的實(shí)施例涉及可以實(shí)現(xiàn)為診斷成像系統(tǒng)和/或治療射束傳送系統(tǒng)的可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

研發(fā)用于使用成像和可視化來(lái)輔助眼科手術(shù)是最熱門(mén)的研發(fā)和創(chuàng)新領(lǐng)域之一。一類(lèi)眼科手術(shù)——玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)——涉及玻璃體切除術(shù)，從后房中移除玻璃體以進(jìn)入視網(wǎng)膜。玻璃體切除術(shù)的成功執(zhí)行需要基本上完全去除玻璃體，包括玻璃體基底附近最具挑戰(zhàn)性的區(qū)域。使用成像技術(shù)和設(shè)備可以大大有助于提高玻璃體移除的效率。

然而，由于若干種原因，使用成像來(lái)輔助玻璃體切除術(shù)是特別具有挑戰(zhàn)性的。原因之一是玻璃體是透明的。另一個(gè)挑戰(zhàn)是，外圍的可視化需要具有高傾斜角度的成像射束。基于廣角接觸透鏡或基于非接觸的透鏡通常用于解決后一種挑戰(zhàn)，但是僅取得有限的成功。存在外科醫(yī)生需要在玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)(例如用于視網(wǎng)膜斷裂檢測(cè)、光凝等)中具有更寬的視場(chǎng)的許多其他原因?；趶V角接觸的透鏡可以達(dá)到大約120°的視場(chǎng)，而基于非接觸的透鏡提供了甚至更窄的視場(chǎng)。有時(shí)，外科醫(yī)生必須旋轉(zhuǎn)患者的眼球或進(jìn)行鞏膜壓陷以將眼睛移入顯微鏡視場(chǎng)中進(jìn)行觀察。

成像的改進(jìn)可以通過(guò)使用光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(OCT)來(lái)實(shí)現(xiàn)，一種通過(guò)將激光束聚焦到目標(biāo)上、收集反射束、用參考束干涉反射束并檢測(cè)該干擾、以及測(cè)量該射束的焦深內(nèi)的反射特征的技術(shù)。結(jié)果是深度上的線掃描、橫截面掃描或體積掃描。

OCT已經(jīng)作為診斷工具慣例用于臨床中。外科醫(yī)生將術(shù)前圖像帶入手術(shù)室供參考。OCT掃描目前在手術(shù)室中不可用，因而不支持手術(shù)期間的決策。術(shù)前圖像在手術(shù)過(guò)程中對(duì)目標(biāo)的形態(tài)學(xué)修改后的效用有限。

從創(chuàng)業(yè)公司到大公司的許多公司都在致力于研發(fā)實(shí)時(shí)手術(shù)中OCT系統(tǒng)。迄今為止的手術(shù)中OCT的方法是基于顯微鏡、基于手持式探頭或是基于內(nèi)腔探頭的?；陲@微鏡的OCT系統(tǒng)通常將該OCT系統(tǒng)相對(duì)于顯微鏡和/或患者眼睛以固定朝向安裝到顯微鏡上。因此，將OCT集成到標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)顯微鏡中可能需要對(duì)顯微鏡進(jìn)行實(shí)質(zhì)性修改。此外，即使使用這些修改，該OCT束到眼睛中的掃描角度和/或目標(biāo)位置是固定的并且是有限的。移動(dòng)該患者和/或顯微鏡是改變?cè)揙CT束的掃描角度和/或目標(biāo)位置的唯一選擇，而這兩者都是不切實(shí)際的或是不可行的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所提出的解決方案用獨(dú)特的解決方案填補(bǔ)了未滿足的醫(yī)療需求，以便提供手術(shù)中可移動(dòng)的廣角診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)，無(wú)需手術(shù)間接費(fèi)用或?qū)κ中g(shù)工作流程的破壞，具有可調(diào)節(jié)的射束掃描/傳送角度和/或在眼睛中的位置以最大化可用性。

按照一些實(shí)施例，一種眼科手術(shù)系統(tǒng)包括：至少一個(gè)光源，該至少一個(gè)光源被配置成用于生成光束；射束引導(dǎo)系統(tǒng)，該射束引導(dǎo)系統(tǒng)被配置成用于引導(dǎo)來(lái)自該至少一個(gè)光源的該光束；射束掃描儀，該射束掃描儀被配置成用于接收來(lái)自該射束引導(dǎo)系統(tǒng)的光并生成所掃描的光束；射束耦合器，該射束耦合器被配置成用于對(duì)該所掃描的光束進(jìn)行重定向；以及寬視場(chǎng)(WFOV)透鏡，該WFOV透鏡被配置成用于將該重定向的所掃描的光束引導(dǎo)到手術(shù)眼的目標(biāo)區(qū)域中；其中，該射束耦合器相對(duì)于該手術(shù)眼可移動(dòng)地定位，使得該射束耦合器可選擇性地移動(dòng)以改變?cè)撝囟ㄏ虻乃鶔呙璧墓馐M(jìn)入該手術(shù)眼的入射角以及該手術(shù)眼的該目標(biāo)區(qū)域中的至少一項(xiàng)。

按照一些實(shí)施例，一種操作外科手術(shù)光學(xué)相干斷層成像(OCT)可視化的方法包括：使用光源生成成像光束；使用射束引導(dǎo)系統(tǒng)將來(lái)自該光源的該成像光束引導(dǎo)到射束掃描儀；使用該射束掃描儀生成所掃描成像光束；使用射束耦合器重定向該所掃描成像光束，包括將該所掃描成像光束重定向到手術(shù)顯微鏡的光學(xué)路徑中；使用寬視場(chǎng)(WFOV)透鏡將該重定向的所掃描成像光束引導(dǎo)到手術(shù)眼的目標(biāo)區(qū)域中；以及選擇性地移動(dòng)該射束耦合器以改變?cè)撝囟ㄏ虻乃鶔呙璩上窆馐M(jìn)入該手術(shù)眼的入射角以及該手術(shù)眼的該目標(biāo)位置中的至少一項(xiàng)。

本發(fā)明的另外的方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖2是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖3是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖4是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖5是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖6是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖7是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖8a是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖8b是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖9a是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖9b是示出可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。

圖10是示出操作外科手術(shù)可視化系統(tǒng)的方法的流程圖。

在附圖中，具有相同標(biāo)號(hào)的元件具有相同或類(lèi)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)踐所公開(kāi)的實(shí)施例。所呈現(xiàn)的具體實(shí)施例意在為說(shuō)明性的，而非限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，雖然在本文中未明確描述，但其他材料也在本公開(kāi)的范圍和精神內(nèi)。

本公開(kāi)的實(shí)時(shí)手術(shù)中可調(diào)節(jié)寬視場(chǎng)成像系統(tǒng)相對(duì)于基于顯微鏡的OCT系統(tǒng)提供了許多優(yōu)點(diǎn)，包括：(1)降低了使用大量不同的手術(shù)顯微鏡的復(fù)雜性；(2)光學(xué)接入各種各樣的激光掃描可視化技術(shù)；以及(3)更寬的掃描角度，包括通過(guò)允許改變眼睛中的掃描束的入射角和/或入射位置的旋轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)來(lái)在眼睛的外圍進(jìn)行掃描的能力。本公開(kāi)的實(shí)時(shí)手術(shù)中可調(diào)節(jié)寬視場(chǎng)成像系統(tǒng)還提供了相對(duì)于基于手持式探頭的OCT系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)，包括：(1)免持成像；(2)簡(jiǎn)化的手術(shù)工作流程；(3)更穩(wěn)定的OCT成像，具有較少的運(yùn)動(dòng)相關(guān)偽像；以及(4)同時(shí)OCT成像和顯微鏡觀察。本公開(kāi)的實(shí)時(shí)手術(shù)中可調(diào)節(jié)寬視場(chǎng)成像系統(tǒng)還提供了相對(duì)于基于內(nèi)腔探頭的OCT系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)，包括：(1)非侵入性O(shè)CT成像；(2)簡(jiǎn)化的手術(shù)工作流程；(3)體積掃描能力；(4)更穩(wěn)定的OCT成像，具有較少的運(yùn)動(dòng)相關(guān)偽像；(5)改進(jìn)的橫向分辨率；以及(6)與手術(shù)顯微鏡成像結(jié)合的能力。使用本公開(kāi)的實(shí)時(shí)手術(shù)中可調(diào)節(jié)廣角治療射束傳送系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)許多類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。

本公開(kāi)的眼科手術(shù)系統(tǒng)可以被配置成用于促進(jìn)經(jīng)由可移動(dòng)射束耦合器傳送手術(shù)中可調(diào)節(jié)廣角激光掃描。該射束耦合器與一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件一起可以是集成光學(xué)塊部件的一部分。該光學(xué)塊的整體可以旋轉(zhuǎn)或平移，或者該射束耦合器可以獨(dú)立于該光學(xué)塊而旋轉(zhuǎn)。隨著該射束耦合器的選擇性移動(dòng)改變?cè)搾呙枋M(jìn)入眼睛的入射角和/或該掃描束在眼睛中的入射位置，可以提供用于激光掃描的寬視場(chǎng)。該可移動(dòng)廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)可以被實(shí)現(xiàn)為診斷成像系統(tǒng)，如光學(xué)相干斷層成像(OCT)、多光譜成像、熒光成像、光聲成像等，以及用于如光凝等激光治療的(多種)治療射束傳送系統(tǒng)。廣角激光掃描本質(zhì)上可以是診斷的和/或治療的。診斷激光掃描可以包括光學(xué)相干斷層成像(OCT)成像。例如，這種系統(tǒng)可以提供可調(diào)節(jié)寬視場(chǎng)手術(shù)中OCT，而不破壞手術(shù)工作流程。該治療激光掃描可以包括激光束掃描。該掃描束可以通過(guò)基于接觸或非接觸的手術(shù)透鏡傳送到眼睛中。如果使用不可見(jiàn)的激光波長(zhǎng)，則該接觸透鏡也可用作標(biāo)準(zhǔn)外科手術(shù)接觸透鏡。非接觸式WFOV透鏡可以用類(lèi)似于雙目間接檢眼鏡(BIOM)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。與實(shí)時(shí)采集和顯示系統(tǒng)相結(jié)合，該診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)可以改善手術(shù)中可視化。此外，該診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)可以獨(dú)立于顯微鏡操作，并且甚至無(wú)需顯微鏡即可使用。該診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)還可以耦合到立體相機(jī)觀察系統(tǒng)，作為用于手術(shù)機(jī)器人或遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)的顯微鏡替換技術(shù)和/或手術(shù)引導(dǎo)技術(shù)。

圖1示出了診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100。診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括被配置成用于生成診斷和/或治療光束的至少一個(gè)光源104。例如，在一些實(shí)施例中，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括用于生成診斷光束的一個(gè)光源以及用于生成治療光束的一個(gè)光源。在一些實(shí)施例中，光源104可以被配置成用于生成診斷光束和治療光束。光源104可以是診斷成像系統(tǒng)的一部分，例如OCT成像系統(tǒng)、多光譜成像系統(tǒng)、熒光成像系統(tǒng)、光聲成像系統(tǒng)等。例如，該光束可以是OCT掃描束的一部分。光源104可以具有在0.2微米至1.8微米范圍、0.7微米至1.4微米范圍和/或0.9微米至1.1微米范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)。光源104可以是治療射束傳送系統(tǒng)(如激光束傳送系統(tǒng))的一部分。該診斷成像系統(tǒng)和/或該治療射束傳送系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)附加部件(例如射束引導(dǎo)系統(tǒng)、射束掃描儀等)。

診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括射束引導(dǎo)系統(tǒng)，該射束引導(dǎo)系統(tǒng)包括光纖106和/或自由空間，被配置成用于引導(dǎo)來(lái)自光源104的光束。該診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)可以包括準(zhǔn)直器136，該準(zhǔn)直器被配置成用于從該射束引導(dǎo)系統(tǒng)接收光束并對(duì)光進(jìn)行準(zhǔn)直。

診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括被配置成用于接收來(lái)自準(zhǔn)直器136和/或該射束引導(dǎo)系統(tǒng)的光束并生成所掃描的光束146的光學(xué)射束掃描儀138。例如，射束掃描儀138可以被配置成用于從該射束引導(dǎo)系統(tǒng)接收該診斷光束并生成所掃描的診斷光束。射束掃描儀138可以替代地或附加地配置成接收來(lái)自該射束引導(dǎo)系統(tǒng)的治療光束并生成所掃描的治療光束。射束掃描儀138可以被配置成用于生成具有任何所需的一維或二維掃描圖案的所掃描的光束146，包括線、螺旋、柵格、圓形、十字形、定半徑星狀、多半徑星狀、多重折疊路徑和/或其他掃描模式。射束掃描儀138可以包括一對(duì)掃描鏡、微鏡設(shè)備、基于MEMS的設(shè)備、可變形平臺(tái)、基于檢流計(jì)的掃描儀、多邊形掃描儀和/或諧振PZT掃描儀中的一個(gè)或多個(gè)。

診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100還可以包括被配置成用于將所掃描的光束146朝向?qū)捯晥?chǎng)(WFOV)透鏡120重定向的射束耦合器142，WFOV透鏡120被配置成用于將重定向的所掃描的光束引導(dǎo)到手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124中。目標(biāo)區(qū)域124可以包括視網(wǎng)膜、黃斑/中央凹、視盤(pán)、玻璃體和/或小梁網(wǎng)/施萊姆氏管。診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以被配置成用于以更高的分辨率對(duì)這些及其它特定的感興趣區(qū)域成像。

診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100還可以包括手術(shù)顯微鏡108(圖1和圖7)。觀察者118可以通過(guò)手術(shù)顯微鏡108的目鏡110觀察手術(shù)眼122。手術(shù)顯微鏡108的光學(xué)路徑116可以包括目鏡110的一個(gè)或多個(gè)聚焦/變焦透鏡、該顯微鏡主體的一個(gè)或多個(gè)聚焦/變焦透鏡112以及物鏡114。

射束耦合器142可以被配置成用于將所掃描的光束146重定向到手術(shù)顯微鏡108的光學(xué)路徑116中。為了將所掃描的光束146重定向到手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124和/或該手術(shù)顯微鏡的光學(xué)路徑116中，射束耦合器142可以包括反光鏡。如圖1-6和圖8a-9b所示，該反光鏡可以是傾斜的，使得其相對(duì)于手術(shù)顯微鏡108的所掃描的光束146和光學(xué)路徑116中的每一個(gè)以傾斜角定向。射束耦合器142可以包括二向色鏡、陷波濾光器、熱鏡、分束器和/或冷鏡。射束耦合器142可以被配置成用于對(duì)顯微鏡108的可見(jiàn)束與所掃描的光束146進(jìn)行組合。結(jié)果，所掃描的光束146和顯微鏡108的視場(chǎng)可以完全重疊、部分重疊或根本不重疊。射束耦合器142可以被配置成用于在所掃描的光束142的波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射所掃描的光束146和/或來(lái)自手術(shù)眼122的反射，同時(shí)允許顯微鏡108的可見(jiàn)光束通過(guò)該射束耦合器。

射束掃描儀138和/或光學(xué)塊102還可以包括用于限定所掃描的光束146的焦深的聚焦光學(xué)器件。例如，一個(gè)或多個(gè)透鏡140可以包含在光學(xué)塊102內(nèi)(圖1-6和圖8a-9b)。當(dāng)存在時(shí)，射束掃描儀138和/或光學(xué)塊102的聚焦光學(xué)器件可以是固定的或可調(diào)節(jié)的。在射束掃描儀138和/或光學(xué)塊102內(nèi)的聚焦光學(xué)器件或變焦透鏡可以利于以增加的分辨率和視野深度來(lái)掃描感興趣區(qū)域。聚焦光學(xué)器件和/或變焦透鏡可以設(shè)置在以下一個(gè)或多個(gè)位置處：在射束耦合器142和手術(shù)顯微鏡108之間；在射束耦合器142和WFOV透鏡120之間；在射束耦合器142和射束掃描儀138之間；以及在射束掃描儀138和光源104之間。定位在射束耦合器142與手術(shù)顯微鏡108之間的聚焦光學(xué)器件和/或變焦透鏡可以被配置成用于調(diào)節(jié)手術(shù)顯微鏡108的光學(xué)路徑116的焦點(diǎn)。定位在射束耦合器142與射束掃描儀138之間或定位在射束掃描儀138和光源104之間的聚焦光學(xué)器件和/或變焦透鏡可以被配置成用于調(diào)節(jié)所掃描的光束146的焦點(diǎn)。定位在射束耦合器142與WFOV透鏡120之間的聚焦光學(xué)器件和/或變焦透鏡可以被配置成用于調(diào)節(jié)手術(shù)顯微鏡108的光學(xué)路徑116的焦點(diǎn)以及所掃描的光束146的焦點(diǎn)。

可以通過(guò)縮放控制器來(lái)調(diào)節(jié)(多個(gè))透鏡140以使診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的光功率適應(yīng)于手術(shù)眼122的所需目標(biāo)區(qū)域124。此外，可以由該變焦控制器實(shí)時(shí)控制(多個(gè))可調(diào)節(jié)變焦透鏡140，以適應(yīng)于診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的光功率，以在所掃描的光束146對(duì)手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124進(jìn)行掃描時(shí)保持像差低于預(yù)定值。在這方面，該縮放控制器可以通過(guò)調(diào)節(jié)變焦透鏡140的物理位置(例如使用壓電或其他合適的致動(dòng)器)和/或調(diào)節(jié)變焦透鏡140的光功率來(lái)控制每個(gè)可調(diào)節(jié)變焦透鏡140，無(wú)需調(diào)整變焦透鏡140的物理位置(例如，通過(guò)改變提供給液晶變焦透鏡的電壓)。

在一些實(shí)施例中，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括可見(jiàn)引導(dǎo)束，例如當(dāng)所掃描的光束146位于可見(jiàn)范圍之外時(shí)。例如，所掃描的光束146可以在紅外范圍內(nèi)。如圖2所示，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括被配置成用于生成該可見(jiàn)引導(dǎo)束的引導(dǎo)射束源154。經(jīng)由光纖106的可見(jiàn)引導(dǎo)束可以使用耦合器、波分復(fù)用器(WDM)或分束器156耦合到手術(shù)成像和/或射束傳送系統(tǒng)100中。該耦合器、WDM或分束器156可以位于射束掃描儀138之前。射束耦合器142可以被配置成用于反射與所掃描的光束146重合的可見(jiàn)引導(dǎo)束的至少一部分，以促進(jìn)所掃描的光束146的可視化。例如，射束耦合器142可以包括在可見(jiàn)引導(dǎo)束的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的陷波濾光器，使得該可見(jiàn)光引導(dǎo)束可以與所掃描的光束146一起被射束耦合器142反射以到達(dá)手術(shù)眼122。

再次參考圖1，在一些實(shí)施例中，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以包括集成光學(xué)塊部件102。光學(xué)塊102可以包括集成到共用部件(如手持式設(shè)備、透鏡架、適配器或其他部件)中的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件。光學(xué)塊102可以是被配置成在單個(gè)外科手術(shù)中使用或可在多個(gè)外科手術(shù)中重復(fù)使用的消耗品。光學(xué)塊102可以相對(duì)于手術(shù)顯微鏡108和/或手術(shù)眼122獨(dú)立定位。圖1-7和圖8a-9b示出了光學(xué)塊102的各種實(shí)施例。例如，光學(xué)塊102可以包括射束掃描儀138、射束耦合器142、一個(gè)或多個(gè)透鏡140、準(zhǔn)直器136等。在各種實(shí)施例中，光學(xué)塊102可以包括更多的或更少的部件。光學(xué)塊102可以經(jīng)由光纖106與光源104處于光學(xué)通信。光學(xué)塊102可以包括光纖夾持器134，其中光纖106被機(jī)械地容納在光學(xué)塊102中。

射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以在具有或不具有與手術(shù)顯微鏡108的定義的光學(xué)/光學(xué)機(jī)械關(guān)系的情況下運(yùn)行。例如，射束耦合器142或光學(xué)塊102可以保持與手術(shù)顯微鏡108分離并且可相對(duì)于手術(shù)顯微鏡108獨(dú)立定位。在這種情況下，射束耦合器142可以是手持式設(shè)備、透鏡架、自穩(wěn)定部件或其他部件。如圖3所示，光學(xué)塊102可以耦合到支撐臂152。支撐臂152可以是固定的，如當(dāng)支撐臂152是壁裝式的時(shí)。支撐臂152可以是可移動(dòng)的，例如當(dāng)支撐臂152安裝在可移動(dòng)桿或推車(chē)上時(shí)。如關(guān)于圖7-9b所述，光學(xué)塊102可以耦合到支撐臂152，使得光學(xué)塊102可以相對(duì)于手術(shù)顯微鏡108和/或手術(shù)眼122以六個(gè)自由度(例如，三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和三個(gè)平移自由度)移動(dòng)。

再次參考圖1，射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以直接或間接地耦合到手術(shù)顯微鏡108，使得其與該手術(shù)顯微鏡具有定義的光學(xué)/光學(xué)機(jī)械關(guān)系。例如，聚光設(shè)備102與手術(shù)顯微鏡108之間的直接或間接耦合126可以包括懸架系統(tǒng)、機(jī)械框架、突出臂、錐體結(jié)構(gòu)、磁性構(gòu)件、彈性構(gòu)件和塑料構(gòu)件中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。當(dāng)射束耦合器142以定義的光學(xué)/光學(xué)機(jī)械關(guān)系耦合到手術(shù)顯微鏡時(shí)，WFOV透鏡120可以通過(guò)透鏡架(而不是射束耦合器142)相對(duì)于手術(shù)眼122獨(dú)立地操縱。如關(guān)于圖7-9b所描述的，光學(xué)塊102可以耦合到手術(shù)顯微鏡108，使得光學(xué)塊102可以相對(duì)于手術(shù)顯微鏡108和/或手術(shù)眼122以六個(gè)自由度(例如，三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和三個(gè)平移自由度)移動(dòng)。

再次參考圖1，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的WFOV透鏡120可以被配置成用于提供手術(shù)眼122的大于15度、大于30度、大于45度、大于60度、大于80度和/或大于100度的視場(chǎng)。因此，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以被配置成用于在WFOV透鏡120的視場(chǎng)內(nèi)提供各種視場(chǎng)范圍，例如在0度和30度之間、在15度和80度之間、在30度和120度之間和/或可達(dá)鋸齒緣的其他所需范圍。WFOV透鏡120可以被配置成用于提供在手術(shù)眼122上執(zhí)行診斷和/或治療過(guò)程所需的屈光力。

WFOV透鏡120可以被配置成用于作為接觸透鏡與手術(shù)眼122接觸地操作或作為非接觸透鏡與手術(shù)眼122間隔開(kāi)地操作。如圖4所示，該接觸透鏡可以是被配置成被接觸到該手術(shù)眼122上的黃斑透鏡144。黃斑透鏡144可以嵌在穩(wěn)定機(jī)構(gòu)中，其中該穩(wěn)定機(jī)構(gòu)可以被配置成用于相對(duì)于手術(shù)眼122穩(wěn)定黃斑透鏡144。為此，該穩(wěn)定機(jī)構(gòu)可以包括套管針、配重、基于摩擦的系統(tǒng)以及彈性系統(tǒng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。在一些實(shí)施例中，WFOV透鏡120可以與光學(xué)塊102分離，但可附接到光學(xué)塊102。

如圖5和圖6所示，該非接觸式WFOV透鏡可以是與手術(shù)眼122間隔開(kāi)的目鏡148。在包括目鏡148的診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的實(shí)施例中，可以在射束耦合器142和目鏡148之間生成中間圖像平面150。目鏡148可以被配置成用于以類(lèi)似于雙目間接檢眼鏡(BIOM)的方式進(jìn)行操作。目鏡142可以通過(guò)與射束耦合器142、光學(xué)塊102、與手術(shù)顯微鏡108的機(jī)械耦合、懸置系統(tǒng)以及透鏡架的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械耦合來(lái)定位。在一些實(shí)施例中，WFOV透鏡120可以是光學(xué)塊102的一個(gè)光學(xué)元件。光學(xué)塊102、射束耦合器142和/或目鏡148可以如關(guān)于圖7-9b所述的那樣移動(dòng)，以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或目標(biāo)位置。

光源104、射束引導(dǎo)系統(tǒng)和射束掃描儀138可以是光學(xué)相干斷層(OCT)成像系統(tǒng)的一部分。為此，WFOV透鏡120和射束耦合器142可以被配置成用于將所返回的圖像光從手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124引導(dǎo)回到該OCT成像系統(tǒng)。所返回的圖像光可以與該OCT成像系統(tǒng)的參考束相干涉，并且根據(jù)該干涉可以生成深度范圍內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域的OCT圖像并將其顯示給使用者。該診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)可以被配置成用于基于在少于30秒、少于10秒和/或少于5秒內(nèi)(包括實(shí)時(shí)地)處理所返回的圖像光來(lái)生成成像信息。在圖6中示出了單個(gè)掃描光束152或A型掃描。單個(gè)掃描光束152可以在手術(shù)眼122內(nèi)沿著目標(biāo)區(qū)域124聚焦在特定位置?？梢栽谀繕?biāo)區(qū)域124內(nèi)執(zhí)行多次A-掃描以生成圖1-5和圖8a-9b所示的較大視場(chǎng)。如關(guān)于圖7-9b所述，光學(xué)塊102、射束耦合器142和/或WFOV透鏡120可以選擇性地移動(dòng)，使得診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100具有可調(diào)節(jié)的視場(chǎng)?？梢詫?duì)來(lái)自具有不同入射角和/或入射位置的各個(gè)A-掃描的返回的圖像光進(jìn)行處理和組合，以生成組合成像形成(例如，橫截面和/或體積OCT數(shù)據(jù))。

圖7示出了診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100，包括光學(xué)塊102的旋轉(zhuǎn)和/或平移運(yùn)動(dòng)。射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以是可移動(dòng)的，使得診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100具有可調(diào)節(jié)的廣角掃描。例如，所掃描的光束146的視場(chǎng)可以覆蓋手術(shù)眼122的可改變區(qū)域。當(dāng)所掃描的光束146在手術(shù)眼122內(nèi)的入射角和/或入射位置基于射束耦合器142和/或光學(xué)塊的平移和/或旋轉(zhuǎn)而改變時(shí)，可以調(diào)節(jié)廣角掃描或視場(chǎng)102。在一些實(shí)施例中，光學(xué)塊102的移動(dòng)包括射束耦合器142的移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，射束耦合器142的移動(dòng)與光學(xué)塊102的移動(dòng)無(wú)關(guān)。在包括非接觸式WFOV透鏡的診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的實(shí)施例中，目鏡148(圖5和圖6)可以與射束耦合器142和/或光學(xué)塊102一起移動(dòng)。可以選擇性地移動(dòng)射束耦合器142和/或光學(xué)塊102以在手術(shù)眼122的外圍中掃描。射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以選擇性地移動(dòng)以掃描手術(shù)眼122的小梁網(wǎng)或施萊姆氏管。此外，射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以被定位成使得所掃描的光束146的視場(chǎng)與該顯微鏡的可見(jiàn)光束的視場(chǎng)不重疊、部分重疊或完全重疊。

射束耦合器142和/或光學(xué)塊102的選擇性移動(dòng)可以被配置成用于提供手術(shù)眼122的大于15度、大于30度、大于45度、大于60度、大于80度和/或大于100度的視場(chǎng)。因此，診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100可以被配置成用于提供各種視場(chǎng)范圍，例如在0度和30度之間、在15度和80度之間、在30度和120度之間和/或可達(dá)鋸齒緣的其他所需范圍。

在一些實(shí)施例中，光學(xué)塊102可以一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或更多自由度移動(dòng)。例如，光學(xué)塊102可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。第一旋轉(zhuǎn)自由度可以圍繞軸線128或z軸(圖1和圖7)。如圖1所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線128旋轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開(kāi)該頁(yè)面的平面。軸線128可以是手術(shù)顯微鏡108的中心軸線。如圖7所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線128在方向162和164上旋轉(zhuǎn)。通過(guò)其自身，圍繞軸線128的旋轉(zhuǎn)不改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或入射位置。然而，圍繞軸線128的旋轉(zhuǎn)為如外科醫(yī)生等觀察者118提供了在手術(shù)期間將光學(xué)塊102移動(dòng)到更方便的朝向的靈活性。例如，觀察者118可以基于如何定位患者、正在哪只眼睛上進(jìn)行手術(shù)等來(lái)旋轉(zhuǎn)光學(xué)塊102。

第二旋轉(zhuǎn)自由度可以圍繞軸線132或y軸(圖1和圖7)。圍繞軸線132的旋轉(zhuǎn)可以被描述為使光學(xué)塊102傾斜。如圖1所示，軸線132延伸進(jìn)入和離開(kāi)頁(yè)面，并且光學(xué)塊102可以在該頁(yè)面的平面中圍繞軸線132旋轉(zhuǎn)。如圖7所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線132在方向182和184上旋轉(zhuǎn)。雖然軸線132被示為延伸通過(guò)射束耦合器142，但是該軸線可以被定位在沿著光學(xué)塊102的任何地方，使得該軸線平行于圖1和圖7中所示的軸線132。圍繞軸線132的旋轉(zhuǎn)可以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或入射位置。取決于如何相對(duì)于光學(xué)塊102定位患者，圍繞軸線132的旋轉(zhuǎn)可以將所掃描的光束142在手術(shù)眼122中向左、向右、向上或向下移位。如圖8a所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線132在方向182上旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，所掃描的光束146可以移位到目標(biāo)區(qū)域124的左側(cè)。如圖8b所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線132在方向184上旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，所掃描的光束146可以移位到目標(biāo)區(qū)域124的右側(cè)。

第三旋轉(zhuǎn)自由度可以圍繞軸線130或x軸(圖1和圖7)。如圖7所示，光學(xué)塊102可以圍繞軸線132在方向172和174上旋轉(zhuǎn)。圍繞軸線130的旋轉(zhuǎn)可以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或入射位置。取決于如何相對(duì)于光學(xué)塊102定位患者，圍繞軸線130的旋轉(zhuǎn)可以將所掃描的光束142移位到手術(shù)眼122中的左側(cè)、右側(cè)、更高處或更低處。例如，在方向172上的旋轉(zhuǎn)可以使所掃描的光束146在手術(shù)眼中向右移位。在方向174上的旋轉(zhuǎn)可以將所掃描的光束146移位到手術(shù)眼中的左側(cè)。

例如，光學(xué)塊102可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、更多的平移自由度。第一平移自由度可以沿著軸線128。如圖1所示，光學(xué)塊102可以沿頁(yè)面的平面中的軸線128平移。如圖7所示，光學(xué)塊102可沿著軸線128在方向166和168上平移。沿軸線128的平移可以調(diào)整所掃描的光束146在手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124上的聚焦深度。

第二平移自由度可以是沿著軸線132。如圖1所示，光學(xué)塊102可以沿著軸線132平移進(jìn)入和離開(kāi)該頁(yè)面。如圖7所示，光學(xué)塊102可以沿著軸線132在方向186和188上平移。沿著軸線132的平移可以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或入射位置。取決于如何相對(duì)于光學(xué)塊102定位患者，沿著軸線132的平移可以將所掃描的光束146移位到手術(shù)眼122中的左側(cè)、右側(cè)、更高處或更低處。例如，在方向186上的平移可以將所掃描的光束146移位到手術(shù)眼122中的左側(cè)。在方向188上的平移可以將所掃描的光束146移位到手術(shù)眼122中的右側(cè)。

第三平移自由度可以沿著軸線130。如圖1所示，光學(xué)塊102可以沿著該頁(yè)面的平面中的軸線130平移。如圖7所示，光學(xué)塊102可以沿著軸線130在方向176和178上平移。沿著軸線130的平移可以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或入射位置。取決于如何相對(duì)于光學(xué)塊102定位患者，沿著軸線130的平移可以將所掃描的光束142移位到手術(shù)眼122中的左側(cè)、右側(cè)、更高處或更低處。例如，在方向176上的平移可以將所掃描的光束146移位到目標(biāo)區(qū)域124的左側(cè)。在方向178上的平移可以將所掃描的光束146移位到目標(biāo)區(qū)域124的右側(cè)。

在一些實(shí)施例中，光學(xué)塊102的移動(dòng)可以僅包括旋轉(zhuǎn)或僅包括平移。在一些實(shí)施例中，光學(xué)塊102的移動(dòng)可以包括旋轉(zhuǎn)和平移。光學(xué)塊102可以圍繞軸線128、130和132中的一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)和/或平移，以為診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100提供可調(diào)節(jié)的寬視場(chǎng)。光學(xué)塊102可以在一個(gè)或多個(gè)方向上平移，然后在一個(gè)或多個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)，反之亦然，以便將所掃描的光束146引導(dǎo)到目標(biāo)區(qū)域124中(并防止所掃描的光束146遇到與例如虹膜的干擾)。例如，光學(xué)塊102可以基于可見(jiàn)的引導(dǎo)束(圖2)移動(dòng)以掃描目標(biāo)區(qū)域124的所需位置?？梢允謩?dòng)地(例如通過(guò)外科醫(yī)生的物理操縱)或自動(dòng)地(例如通過(guò)由手術(shù)成像和/或射束傳送系統(tǒng)100的控制器控制的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)致動(dòng)器)實(shí)現(xiàn)光學(xué)塊102的旋轉(zhuǎn)和/或平移。在光學(xué)塊102的平移和/或旋轉(zhuǎn)期間，接觸式WFOV透鏡(例如黃斑透鏡144)可以相對(duì)于手術(shù)眼114保持固定的朝向。非接觸式WFOV透鏡(例如目鏡148)可以與光學(xué)塊102一起平移和/或旋轉(zhuǎn)。

在一些實(shí)施例中，射束耦合器142可以相對(duì)于手術(shù)眼122和/或顯微鏡108旋轉(zhuǎn)。射束耦合器142的旋轉(zhuǎn)可以與光學(xué)塊102的移動(dòng)無(wú)關(guān)。在這方面，可以利用射束耦合器142的旋轉(zhuǎn)來(lái)促進(jìn)手術(shù)眼122的完全圓周掃描和/或針對(duì)手術(shù)眼122內(nèi)的特定感興趣區(qū)域。射束耦合器142可以圍繞軸線132(圖1和圖7)或平行于軸線132的軸線旋轉(zhuǎn)。如圖9a所示，射束耦合器142在方向182上的旋轉(zhuǎn)可以將所掃描的光束146移位到目標(biāo)區(qū)域124的左側(cè)。如圖9b所示，射束耦合器142在方向184上的旋轉(zhuǎn)可以將所掃描的光束146移位到目標(biāo)區(qū)域124的右側(cè)。可以手動(dòng)地(例如通過(guò)外科醫(yī)生的物理操作)或自動(dòng)地(例如通過(guò)由診斷成像和/或治療射束傳送系統(tǒng)100的控制器控制的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)致動(dòng)器)實(shí)現(xiàn)射束耦合器142的旋轉(zhuǎn)。在射束耦合器142的平移和/或旋轉(zhuǎn)期間，接觸式WFOV透鏡(例如黃斑透鏡144)可以相對(duì)于手術(shù)眼122保持固定的朝向。非接觸式WFOV透鏡(例如目鏡148)可以與射束耦合器142一起平移和/或旋轉(zhuǎn)。

圖10示出了操作如診斷成像系統(tǒng)和/或治療射束傳送系統(tǒng)的廣角眼科手術(shù)系統(tǒng)的方法200。該診斷成像系統(tǒng)可以是例如光學(xué)相干斷層成像(OCT)可視化系統(tǒng)。可以參考圖1-9b進(jìn)一步理解方法200。在步驟210，方法200可以包括：使用光源生成診斷和/或治療光束。例如，可以使用光源104生成光束。在步驟220，方法200可以包括：使用射束引導(dǎo)系統(tǒng)將來(lái)自該光源的光束引導(dǎo)到射束掃描儀。在示例中，該射束引導(dǎo)系統(tǒng)可以包括用于將該光束從光源104引導(dǎo)到射束掃描儀138的光纖106。在步驟230，方法200可以包括：使用該射束掃描儀生成所掃描的光束。例如，可以使用射束掃描儀138生成所掃描的光束146。在步驟240，方法200可以包括：使用射束耦合器對(duì)所掃描的光束進(jìn)行重定向。對(duì)所掃描的光束的重定向可以包括：將所掃描的光束重定向到手術(shù)顯微鏡的光學(xué)路徑中。例如，可以使用射束耦合器142對(duì)所掃描的光束146進(jìn)行重定向。射束耦合器142可以將所掃描的光束146重定向到顯微鏡108的光學(xué)路徑116中。在步驟250，方法200可以包括：使用寬視場(chǎng)(WFOV)透鏡將重定向的所掃描的光束引導(dǎo)到手術(shù)眼的目標(biāo)區(qū)域中。例如，WFOV透鏡120可以用于將所掃描的光束146引導(dǎo)到手術(shù)眼122的目標(biāo)區(qū)域124中。在步驟260，方法200可以包括：選擇性地移動(dòng)射束耦合器和/或光學(xué)塊，以改變重定向的掃描光進(jìn)入該手術(shù)眼的入射角以及該手術(shù)眼的目標(biāo)位置中的至少一項(xiàng)。例如，射束耦合器142和/或光學(xué)塊102可以平移和/或旋轉(zhuǎn)以改變手術(shù)眼122中的所掃描的光束146的入射角和/或目標(biāo)位置。

在一些實(shí)施例中，移動(dòng)射束耦合器(步驟260)可以包括旋轉(zhuǎn)該射束耦合器。例如，射束耦合器142可圍繞第一軸線、第二軸線和第三軸線(例如軸線132、128和130)中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)該射束耦合器(步驟260)可以包括：使該光學(xué)塊圍繞第一軸線、第二軸線和第三軸線(例如軸線128、130和132)中的至少一項(xiàng)旋轉(zhuǎn)和/或沿著該第一軸線、該第二軸線和該第三軸線(例如軸線128、1302、132)中的至少一項(xiàng)平移。在一些實(shí)施例中，方法200可以包括：重復(fù)該移動(dòng)步驟以生成與手術(shù)眼中的不同入射角和/或不同目標(biāo)位置相關(guān)聯(lián)的成像信息，以及對(duì)相關(guān)聯(lián)的成像信息進(jìn)行組合以生成組合成像信息。例如，可以在各種入射角和/或目標(biāo)位置處生成OCT數(shù)據(jù)。來(lái)自各個(gè)角度和/或目標(biāo)位置的OCT數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理步驟組合或拼合在一起，以生成用于更寬的視場(chǎng)(例如橫截面和/或體積掃描)的OCT數(shù)據(jù)。例如，治療射束可以被傳送到各種入射角和/或目標(biāo)位置。

如本文所述的實(shí)施例可以提供有利于用于診斷成像和/或治療射束傳送的實(shí)時(shí)手術(shù)中可調(diào)節(jié)廣角射束掃描的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。以上提供的實(shí)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(kāi)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(kāi)的范圍內(nèi)。因此，本申請(qǐng)僅受所附權(quán)利要求書(shū)限制。