特表 2023-538816 光コヒーレンストモグラフィ誘導ロボット眼科処置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-12

(54)【発明の名称】光コヒーレンストモグラフィ誘導ロボット眼科処置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20230905BHJP

   A61F 9/008 20060101ALI20230905BHJP

   A61F 9/007 20060101ALI20230905BHJP

【ＦＩ】

A61B3/10 100

A61F9/008 130

A61F9/007 200C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023505417

(86)(22)【出願日】2021-08-23

(85)【翻訳文提出日】2023-01-25

(86)【国際出願番号】 IB2021057710

(87)【国際公開番号】W WO2022043853

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】63/071,716

(32)【優先日】2020-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】319008904

【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100227835

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 剛孝

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン ティー．チャールズ

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA03

4C316AA06

4C316AA07

4C316AA08

4C316AA09

4C316AB02

4C316AB11

4C316FA06

4C316FC12

(57)【要約】

本明細書に記載されたシステム及び方法は、ＯＣＴ誘導ロボット眼科処置のための改善された技術を提供する。方法は、眼のＯＣＴスキャン中に、対応するガルバノメータスキャナに結合された複数のアブソリュート及びインクリメンタルエンコーダから複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信することを含む。方法は、眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信することを更に含む。方法は、第１の３Ｄ座標系における眼の１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定することを更に含む。方法は、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定することを更に含む。方法は、ロボットデバイスに手術機器を第２の３Ｄ座標系における位置に移動させることを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムであって、
複数のガルバノメータスキャナと、
複数のアブソリュートエンコーダの各々の１つ及び複数のインクリメンタルエンコーダの各々の１つが、前記複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている、前記複数のアブソリュートエンコーダ及び前記複数のインクリメンタルエンコーダと、
前記複数のアブソリュートエンコーダ及び前記複数のインクリメンタルエンコーダに結合されたコントローラであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合され、且つ記憶された命令を有するメモリであって、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記コントローラに、
眼の光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）スキャン中に、前記複数のガルバノメータスキャナの対応するガルバノメータスキャナに結合された前記複数のアブソリュートエンコーダ及び前記複数のインクリメンタルエンコーダから前記複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信させ、
前記ＯＣＴスキャン中に、前記眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信させ、
前記受信位置データ及び前記スキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における前記眼の前記１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定させ、
前記第１の位置のセット、及び前記第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の前記第２の３Ｄ座標系における位置を判定させ、
前記ロボットデバイスに前記手術機器を前記第２の３Ｄ座標系における前記位置に移動させる、メモリと、を含む、コントローラと、
を備える、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システム。

【請求項2】

前記プロセッサが、前記コントローラに更に、
前記眼の前記ＯＣＴスキャンの開始を示すメッセージの受信に応じて、前記眼の前記ＯＣＴスキャンを開始させ、
前記ＯＣＴスキャンに基づいて、前記第１の３Ｄ座標系における前記眼のリアルタイム３Ｄ画像を生成させる、請求項１に記載のＯＣＴシステム。

【請求項3】

前記位置を判定することが、
前記眼の前記１つ以上の組織のうちの第１の組織に対応する前記リアルタイム３Ｄ画像における場所の選択を受信することと、
前記第１の位置のセット、及び前記第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間の前記マッピングに基づいて、前記場所を前記第２の３Ｄ座標系における前記判定された位置へマッピングすることと、を含む、請求項２に記載のＯＣＴシステム。

【請求項4】

前記プロセッサが、前記コントローラに更に、
ユーザに表示するために前記眼の前記リアルタイム３Ｄ画像を提供させる、請求項２に記載のＯＣＴシステム。

【請求項5】

前記複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダが、サイン－コサインエンコーダである、請求項１に記載のＯＣＴシステム。

【請求項6】

前記複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダが、ホログラフィックエンコーダである、請求項１に記載のＯＣＴシステム。

【請求項7】

前記複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナが、第１の方向にスキャンするように構成され、前記複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つの他のガルバノメータスキャナが、第２の方向にスキャンするように構成されている、請求項１に記載のＯＣＴシステム。

【請求項8】

前記第１の方向が、前記第２の方向に対して垂直である、請求項７に記載のＯＣＴシステム。

【請求項9】

前記複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナが、可動磁石ガルバノメータスキャナである、請求項１に記載のＯＣＴシステム。

【請求項10】

ロボットデバイスを誘導する方法であって、
眼の光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）スキャン中に、複数のガルバノメータスキャナの対応するガルバノメータスキャナに結合された複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダから前記複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信することであって、前記複数のアブソリュートエンコーダの各々の１つ及び前記複数のインクリメンタルエンコーダの各々の１つが、前記複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている、ことと、
前記ＯＣＴスキャン中に、前記眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信することと、
前記受信位置データ及び前記スキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における前記眼の前記１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定することと、
前記第１の位置のセット、及び前記第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、前記ロボットデバイスに結合された手術機器の前記第２の３Ｄ座標系における位置を判定することと、
前記ロボットデバイスに前記手術機器を前記第２の３Ｄ座標系における前記位置に移動させることと、
を含む、方法。

【請求項11】

前記眼の前記ＯＣＴスキャンの開始を示すメッセージの受信に応じて、前記眼の前記ＯＣＴスキャンを開始することと、
前記ＯＣＴスキャンに基づいて、前記第１の座標系における前記眼のリアルタイム３Ｄ画像を生成することと、を更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記位置を判定することが、
前記眼の前記１つ以上の組織のうちの第１の組織に対応する前記リアルタイム３Ｄ画像における場所の選択を受信することと、
前記第１の位置のセット、及び前記第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間の前記マッピングに基づいて、前記場所を前記第２の３Ｄ座標系における前記判定された位置へマッピングすることと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

ユーザに表示するために前記眼の前記リアルタイム３Ｄ画像を提供することを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダが、サイン－コサインエンコーダである、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダが、ホログラフィックエンコーダである、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、概して、眼科処置のための方法及び装置に関し、より具体的には、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）誘導ロボット眼科処置のための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＯＣＴ誘導ロボット眼科処置は、患者ケアを改善することができる。例えば、ＯＣＴ誘導ロボット網膜硝子体手術は、患者の眼の関心のある組織の正確な切開、より一貫した手術処置をもたらし、手術処置中のヒューマンエラーを防ぐことができる。真のＯＣＴ誘導ロボット眼科処置を安全に実施するために、眼の様々な組織の位置に関する正確なデータをロボットデバイスに提供する必要がある。

【0003】

既存のＯＣＴシステムは、眼のＯＣＴスキャンを実行し、眼の様々な組織を検出するように構成され得る。既存のＯＣＴシステムは、ＯＣＴスキャンの実行中にＩ^２Ｒ損失により、ガルバノメータスキャナの加熱から発生する熱に敏感になり得る。そのような熱は、既存のＯＣＴシステムの１つ以上の構成要素（例えば、ガルバノメータスキャナ、アナログ容量性角度センサなど）の熱ドリフトをもたらす場合がある。熱ドリフトにより、ＯＣＴシステムの１つ以上のスキャン構成要素が予想される位置からのドリフトを引き起こし得る。同様に、一部の既存のＯＣＴシステムの一部の可動構成要素のベアリングによって引き起こされる摩擦もまた、ＯＣＴシステムの１つ以上の構成要素が予想される位置からのドリフトを引き起こす熱ドリフトをもたらす場合がある。

【0004】

一般に、ガルバノメータスキャナは角度が制限されたロータリアクチュエータであるため、熱ドリフトにより、ＯＣＴシステムのガルバノメータスキャナの角度位置エラーをもたらす可能性がある。角度位置エラーは、ユーザによって選択された組織平面から最大１００ミクロン離れた眼内の組織をシステムが誤って標的とさせ得る並進エラーをもたらす場合がある。加えて、ガルバノメータスキャナに結合されたアナログ容量性角度センサは、そのような熱ドリフトを補正することができず、１００ミクロンの範囲のエラーを無効にすることができない。

【0005】

したがって、特定の既存のＯＣＴシステムは、ＯＣＴシステムによってスキャンされている眼内の組織の空間における位置及び向きを正確に判定することができない。このように、そのような既存のＯＣＴシステムは、ロボット眼科処置を正確に誘導することができない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、概して、ＯＣＴ誘導ロボット眼科処置のための方法及び装置に関する。

【0007】

特定の実施形態では、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムは、複数のガルバノメータスキャナと、複数のアブソリュートエンコーダと、複数のインクリメンタルエンコーダと、を含み、複数のアブソリュートエンコーダの各々の１つ及び複数のインクリメンタルエンコーダの各々の１つが、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている。ＯＣＴシステムは、複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダに結合されたコントローラを更に含む。コントローラは、プロセッサと、プロセッサに結合され、且つ記憶された命令を有するメモリと、を含み、命令が、プロセッサによって実行されると、コントローラに、眼の光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）スキャン中に、対応するガルバノメータスキャナに結合された複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダから複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信させる。プロセッサはまた、コントローラに、ＯＣＴスキャン中に、眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信させる。プロセッサはまた、コントローラに、受信位置データ及びスキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における眼の１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定させる。プロセッサはまた、コントローラに、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定させる。プロセッサはまた、コントローラに、ロボットデバイスに手術機器を第２の３Ｄ座標系における位置に移動させる。

【0008】

特定の実施形態では、方法は、一般に、眼の光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）スキャン中に、対応するガルバノメータスキャナに結合された複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダから複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信することであって、複数のアブソリュートエンコーダの各々の１つ及び複数のインクリメンタルエンコーダの各々の１つが、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている、ことを含む。方法は、ＯＣＴスキャン中に、眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信することを更に含む。方法は、受信位置データ及びスキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における眼の１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定することを更に含む。方法は、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定することを更に含む。方法は、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定することを更に含む。

【0009】

本開示の態様は、本明細書に記載の方法を実行するための、装置、プロセッサ、及びコンピュータ可読媒体のための手段を提供する。

【0010】

上記で列挙した本開示の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡潔に要約した本開示のより詳細な説明は、実施形態を参照することによって得られ得、そのいくつかを添付図面に示す。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態を示すにすぎないため、その範囲を限定するとみなされるべきではなく、他の同様に効果的な実施形態が認められ得ることに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】図１Ａは、本開示の特定の実施形態による、例示的なＯＣＴ誘導ロボット眼科手術システムの選択された構成要素のブロック図を示す。

【図1B】図１Ｂは、本開示の特定の実施形態による、ガルバノメータスキャナの斜視図を示す。

【図2】図２は、本開示の特定の実施形態による、ＯＣＴコントローラの選択された構成要素のブロック図を示す。

【図3】図３は、本開示の特定の実施形態による、眼科処置のためにロボットデバイスを誘導するための例示的な方法のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

理解を容易にするため、可能な場合、複数の図に共通する同一の要素を示すために同一の参照符号が使用される。１つの実施形態の要素及び特徴は、更に記述することなく他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが考えられる。

【0013】

本開示は、概して、ＯＣＴ誘導ロボット眼科処置のための方法及び装置に関する。

【0014】

本明細書で説明されるように、ロボット眼科処置は、ユーザから受信したユーザ入力に基づいて、ロボットデバイスによって実行される眼科処置であり得る。ユーザ入力には、眼科処置の選択、標的組織の選択、選択された処置を実行するための命令などが含まれ得る。

【0015】

既存のＯＣＴシステムは、眼をスキャンするように構成することができ、外科医は、立体デジタル視覚化と組み合わせられた眼のスキャンからのスキャンデータに基づいて生成された画像上で、眼の１つ以上の組織を識別することができる。しかしながら、既存のＯＣＴシステムは、一般に、眼の１つ以上の組織の正確な位置又は場所を提供するように構成されていない。例えば、ＯＣＴシステムは、一般に、アナログ容量性角度センサに結合されたガルバノメータスキャナで構成されている。しかしながら、ＯＣＴシステムの一部の構成要素（例えば、ガルバノメータスキャナ）から発生する熱、及び／又はＯＣＴシステムの構成要素の動作からのベアリング摩擦により、ＯＣＴシステムのガルバノメータスキャナの角度位置を判定する際に角度エラーを引き起こし得る熱ドリフトをもたらす可能性がある。そのような熱ドリフトは、眼内の組織の位置を判定する際に、一般に１００ミクロンの範囲の並進エラーをもたらす可能性がある。そのような熱ドリフトは、ＯＣＴ画像生成に対して最小限の影響しか与えないかもしれないが、熱ドリフトを補正及び／又は除去することなく、座標系において眼の様々な組織の位置及び／又は場所を判定しようとするのは危険であり得る。それゆえ、既存のＯＣＴシステムでは、ロボット眼科処置を正確に誘導することができない。

【0016】

したがって、本開示のいくつかの実装形態は、眼内の１つ以上の組織の位置を判定し、手術機器を眼内の組織まで移動させるようにロボットデバイスを効果的に誘導する際に、ＯＣＴシステムの精度を向上させる様々なシステム及び技術を提供する。本開示のいくつかの実装形態は、ユーザ（例えば、外科医など）からスキャンされた眼の１つ以上の標的組織に関連する入力を受信するようにＯＣＴシステムを構成し、且つＯＣＴシステムの座標系における眼の１つ以上の標的組織の位置又は場所を判定するようにＯＣＴシステムを構成する、様々なシステム及び技術を提供する。本開示のいくつかの実施態様は、ロボットデバイスに、ロボットデバイスの座標系における眼の１つ以上の標的組織の位置又は場所を提供し、且つロボットデバイスに結合された手術機器又は別の医療機器を、提供された位置又は場所に基づいてロボットデバイスに１つ以上の標的組織に移動させるようにＯＣＴシステムを構成する、様々なシステム及び技術を提供する。

【0017】

図１Ａは、例示的な光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）誘導ロボット眼科手術システム１０の選択された構成要素のブロック図を示している。ＯＣＴ誘導ロボット眼科手術システム１０は、ＯＣＴシステム１００、及びロボットデバイス１２０を含む。ＯＣＴシステム１００は、ＯＣＴスキャナ１０２、ＯＣＴコントローラ１０４、画像化システム１０６、及びディスプレイ１０８を含む。ＯＣＴシステム１００は、ロボットデバイス１２０及び外部ディスプレイ１１０に通信可能に結合され得る。

【0018】

ＯＣＴスキャナ１０２は、複数のＯＣＴ構成要素及び／又は機器（図１Ａでは別個に図示せず）を含み得る。ＯＣＴ構成要素及び／又は機器は、様々なタイプのものであってもよく、ＯＣＴスキャナ１０２は、ＯＣＴ構成要素及び／又は機器のタイプに基づいて異なって構成され得る。ＯＣＴスキャナ１０２は、患者の眼１３０のＯＣＴスキャンを実行する。ＯＣＴスキャナ１０２は、眼１３０上への１つ以上のサンプルビーム（図示せず）の出力を制御し、且つ眼１３０から反射して戻される１つ以上の測定ビーム（図示せず）を受け取ることによって、ＯＣＴスキャンを実行することができる。１つ以上の測定ビームは、眼１３０内の組織と相互作用するサンプルビームの光子に応じて、眼１３０から反射して戻され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、時間領域ＯＣＴ（ＴＤ－ＯＣＴ）として構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ－ＯＣＴ）として構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、スイープ源ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）として構成され得る。

【0019】

ＯＣＴスキャナ１０２は、複数のガルバノメータスキャナ（図１Ａでは別個に図示せず）を含んでもよく、ガルバノメータスキャナを使用して眼１３０上への１つ以上のサンプルビームの出力を制御することができる。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、デュアルガルバノメータスキャナを含み得る。ＯＣＴスキャナ１０２の各ガルバノメータスキャナは、特定の方向にスキャンするように構成され得る。例えば、ＯＣＴスキャナ１０２の１つのガルバノメータスキャナは、第１の方向にスキャンするように構成することができ、ＯＣＴスキャナ１０２の別のガルバノメータスキャナは、第２の方向にスキャンするように構成することができる。いくつかの実装形態では、第１の方向と第２の方向は、異なる方向であり得る。いくつかの実装形態では、第１の方向は、第２の方向に対して垂直であり得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２の１つのガルバノメータスキャナは、第１のスキャン平面上で第１の方向にスキャンすることができ、ＯＣＴスキャナ１０２の別のガルバノメータスキャナは、第２のスキャン平面上で第２の方向にスキャンすることができる。いくつかの実装形態では、第１のスキャン平面は、第２のスキャン平面に対して垂直であり得る。

【0020】

各ガルバノメータスキャナは、アブソリュートエンコーダ（図１Ａでは別個に図示せず）及びインクリメンタルエンコーダ（図１Ａでは別個に図示せず）に結合され得る。例えば、ＯＣＴスキャナ１０２が２つのガルバノメータスキャナを含む場合、第１のアブソリュートエンコーダ及び第１のインクリメンタルエンコーダを、第１のガルバノメータスキャナに結合することができ、第２のアブソリュートエンコーダ及び第２のインクリメンタルエンコーダを、第２のガルバノメータスキャナに結合することができる。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダは、光学ロータリアブソリュートエンコーダであり得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたインクリメンタルエンコーダは、光学ロータリインクリメンタルエンコーダであり得る。いくつかの実装形態では、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダは、ガルバノメータスキャナの１つ以上の要素（例えば、ミラー）に接続されたシャフトに結合され得る。アブソリュートエンコーダは、ガルバノメータスキャナの要素（例えば、ミラー）に接続されたシャフトの回転に基づいて、ガルバノメータスキャナの絶対的な又は真の角度位置を測定するように構成され得る。インクリメンタルエンコーダは、ガルバノメータスキャナの要素（例えば、ミラー）に接続されたシャフトの回転に基づいて、ガルバノメータスキャナの角度位置の変化を測定するように構成され得る。

【0021】

ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダは、任意の電力中断又は熱ドリフトの後に初期化又は再初期化するための帰還プロセスを実行することなく、対応するガルバノメータスキャナの絶対的な又は真の角度位置を判定するように構成され得る。ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダは、高い角度分解能を有するように構成され得る。ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたインクリメンタルエンコーダは、ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダよりも高い角度分解能を有するように構成され得る。したがって、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダの組み合わせを利用することは、アブソリュートエンコーダが、任意の熱ドリフト又は電力中断の後に帰還プロセスを実行することなく、ガルバノメータスキャナの絶対的な又は真の角度位置をＯＣＴコントローラ１０４などのコントローラに提供することができ、角度分解能がより高いインクリメンタルエンコーダが、ガルバノメータスキャナの角度位置における小さな変化でさえも正確に検出でき、且つガルバノメータスキャナの角度位置の変化を正確に追跡することができるため、有利である。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２のガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダは、ビット分解能、例えば、典型的には１６ビット分解能以上で分解能値を測定することができる。

【0022】

各アブソリュートエンコーダは、アブソリュートエンコーダが結合されているガルバノメータスキャナの各位置に対して固有の構成のビットを含む出力を生成するように構成され得る。アブソリュートエンコーダによって生成される固有の構成のビットは、アブソリュートエンコーダが接続されている対応するガルバノメータスキャナの位置データを示す。いくつかの実装形態では、各インクリメンタルエンコーダの出力は、スキャン角度のサイン－コサインに比例するアナログである。インクリメンタルエンコーダの出力は、インクリメンタルエンコーダが結合されているガルバノメータスキャナの位置を示す。

【0023】

ＯＣＴスキャナ１０２に含まれる各アブソリュート及びインクリメンタルエンコーダは、アブソリュート及びインクリメンタルエンコーダが結合されている対応するガルバノメータスキャナの角度位置データをキャプチャし、その位置データをＯＣＴコントローラ１０４に送信することができる。いくつかの実装形態では、アブソリュートインクリメンタルエンコーダは、位置データをリアルタイム及び／又はほぼリアルタイムでＯＣＴコントローラ１０４に送信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、１つのアブソリュートエンコーダ及び１つのインクリメンタルエンコーダを、単一のエンコーダデバイスに統合することができる。アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダの追加の詳細については、図１Ｂを参照して以下に説明する。

【0024】

対応するガルバノメータスキャナの位置データは、患者の眼（例えば、眼１３０）のＯＣＴスキャン中の、ガルバノメータスキャナのミラーの位置を示すことができる。例えば、第１のスキャン平面上で第１の方向にスキャンするように構成された、ガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダからの位置データは、眼１３０のＯＣＴスキャン中に第１のスキャン平面上で第１の方向に回転しているガルバノメータスキャナのミラーの位置を示すことができる。同様に、第２のスキャン平面上で第２の方向にスキャンするように構成された、ガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュートエンコーダからの位置データは、眼１３０のＯＣＴスキャン中に第２のスキャン平面上で第２の方向に回転しているガルバノメータスキャナのミラーの位置を示すことができる。上述のように、いくつかの実装形態では、第１のスキャン平面は、第２のスキャン平面に対して垂直であり得る。上述のように、いくつかの実装形態では、第１の方向は、第２の方向とは異なり得る。上述のように、いくつかの実装形態では、第１及び第２の方向は、同じ方向であり得る。

【0025】

ガルバノメータスキャナの一例を、図１Ｂに示す。図１Ｂに示されるガルバノメータスキャナは、可動磁石ガルバノメータスキャナである。図１Ｂは、ガルバノメータスキャナ１５０の斜視図を示している。ガルバノメータスキャナ１５０は、ミラー１５６及び１つ以上の磁石１６４を含み得る。ミラー１５６及び１つ以上の磁石１６４は、シャフト１６２を介して互いに接続され得る。いくつかの実装形態では、シャフト１６２は、スチールシャフトであり得る。ガルバノメータスキャナ１５０は、コイル１５２ａ～１５２ｂを含み得る。コイル１５２ａ～１５２ｂは、図１Ｂに示されるように、１つ以上の磁石１６４を取り囲み得る。

【0026】

エンコーダデバイス１６０は、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダを含むことができ、エンコーダデバイス１６０は、ガルバノメータスキャナ１５０に結合され得る。例えば、図１Ｂに示されるように、エンコーダデバイス１６０は、シャフト１６２を介してミラー１５６及び１つ以上の磁石１６４に接続され得る。患者の眼のＯＣＴスキャン中に、ミラー１５６は、１つ以上の磁石１６４によるコイル電流Ｉ_ｃによって誘発されるローレンツ力に応じて回転することができる。ミラー１５６が回転すると、ミラー１５６の異なる角度位置がエンコーダデバイス１６０によってキャプチャ及び／又は測定される。ミラー１５６の角度位置は、本明細書ではミラー１５６の機械的角度と呼ばれ得る。エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダは、ミラー１５６の各角度位置又は機械的角度に対して固有の構成のビットを生成するように構成され得る。エンコーダデバイス１６０のインクリメンタルエンコーダは、ミラー１５６が回転すると、ミラー１５６の角度位置又は機械的角度の変化を追跡するように構成され得る。上述のように、ＯＣＴスキャン中のガルバノメータスキャナのミラーの機械的角度は、本明細書に記載のガルバノメータスキャナの位置を示すことができる。したがって、ＯＣＴスキャン中のミラー１５６の様々なキャプチャ及び／又は測定された機械的角度は、ＯＣＴスキャン中のガルバノメータスキャナの様々な位置を示す。

【0027】

エンコーダデバイス１６０は、アブソリュートインクリメンタルエンコーダの出力を、ガルバノメータスキャナ１５０の位置としてＯＣＴコントローラ１０４に送信することができる。上述のように、特定の実装形態では、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダの出力は、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダが結合されているガルバノメータスキャナ（例えば、ガルバノメータスキャナ１５０）の位置データを示すことができ、又は本明細書ではその位置データを示すものとして参照され得る。ＯＣＴスキャン中、エンコーダデバイス１６０は、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダの出力をＯＣＴコントローラ１０４に送信することができる。

【0028】

いくつかの実装形態では、エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダは、サイン－コサインエンコーダであり得る。いくつかの実装形態では、エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダは、ホログラフィックエンコーダであり得る。いくつかの実装形態では、エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダは、エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダ上に取り付けられた格子及び／又はホログラフィック光学要素（別個に図示せず）を有し得る。特定の実装形態では、エンコーダデバイス１６０のアブソリュートエンコーダと共に動作するインクリメンタルエンコーダは、ホログラフィックである。

【0029】

ＯＣＴスキャン中、１つ以上のサンプルビーム１５４は、ミラー１５６に方向付けされ得る。ＯＣＴスキャン中にミラー１５６が回転すると、ミラー１５６の回転により、１つ以上のサンプルビーム１５４の偏向角度が変化し得る。１つ以上のサンプルビーム１５４の偏向角度は、本明細書では、１つ以上のサンプルビーム１５４の光学角度と呼ばれ得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、ＯＣＴコントローラ１０４に送信されるスキャンデータの一部として及び／又はスキャンデータと共に、１つ以上のサンプルビーム１５４の異なる光学角度を送信することができる。

【0030】

図１Ａに戻ると、ＯＣＴスキャナ１０２は、眼１３０の様々な深さで眼１３０をスキャンするように構成され得る。例えば、ＯＣＴスキャナ１０２は、眼１３０の完全な眼スキャンのために、眼１３０の深さ全体をスキャンするように構成され得る。同様に、ＯＣＴスキャナ１０２は、眼１３０の網膜など、眼１３０の任意の部分をスキャンするように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、異なる分解能で眼１３０の異なる深さをスキャンすることができる。例えば、ＯＣＴスキャナ１０２は、より低い分解能で眼１３０の深さ全体をスキャンすることができ、より高い分解能で眼１３０の網膜などの眼１３０の一部をスキャンすることができる。

【0031】

ＯＣＴスキャナ１０２は、眼から反射して戻る１つ以上の測定ビームに基づいてスキャンデータを生成するように構成され得る。スキャンデータは、スキャンされた組織の深さプロファイルを表すことができる。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２によって生成されたスキャンデータは、ラインスキャン（Ｂスキャン）の２次元（２Ｄ）スキャンデータを含み得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２によって生成されたスキャンデータは、エリアスキャン（Ｃスキャン、正視）の３次元（３Ｄ）スキャンデータを含み得る。ＯＣＴスキャナ１０２は、生成されたスキャンデータをＯＣＴコントローラ１０４に送信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、生成されたスキャンデータをリアルタイム又はほぼリアルタイムで送信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴスキャナ１０２は、スキャン動作全体がＯＣＴスキャナ１０２によって完了した後に、生成されたスキャンデータを送信するように構成され得る。

【0032】

ＯＣＴスキャナ１０２は、ＯＣＴコントローラ１０４からのコマンド及び／又は命令の受信に応じて、眼１３０のスキャンを開始するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、眼のスキャンを開始するために外科医などのユーザからの指示の受信に応じて、スキャン開始コマンドをＯＣＴスキャナ１０２に送信するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、ユーザインターフェース（例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ））及び／又は入力デバイス（図示せず）を介して眼のスキャンを開始するための指示を受信するように構成され得る。入力デバイスは、画像化システム１０６に通信可能に結合され、及び／又は組み込まれてもよい。入力デバイスの例には、キーパッド、キーボード、タッチ入力を受け取るように構成されたタッチスクリーンデバイスなどが含まれるが、これらに限定されない。

【0033】

いくつかの実施態様では、ユーザからの指示は、スキャンのための眼の深さ及び／又は場所に関連する情報を提供することができ、ＯＣＴコントローラ１０４は、受信した眼の深さ及び／又は場所関連情報をＯＣＴスキャナ１０２に提供するよう構成され得る。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４によって受信された指示は、完全な眼のＯＣＴスキャンを示すことができ、ＯＣＴコントローラ１０４は、完全な眼のＯＣＴスキャンを示す命令をＯＣＴスキャナ１０２に送信することができる。同様に、ＯＣＴコントローラ１０４によって受信された指示は、眼の網膜のＯＣＴスキャンを示すことができ、ＯＣＴコントローラ１０４は、眼の網膜のＯＣＴスキャンを示す命令をＯＣＴスキャナ１０２に送信することができる。

【0034】

ＯＣＴコントローラ１０４は、１つ以上の電気及び／又は通信インターフェースを介して、ＯＣＴスキャナ１０２に通信可能に結合され得る。いくつかの実装形態では、１つ以上の電気及び／又は通信インターフェースは、ＯＣＴコントローラ１０４がＯＣＴスキャナ１０２からリアルタイム又はほぼリアルタイムでデータを受信し得るように、ＯＣＴスキャナ１０２から高い送信レートでデータ（例えば、ＯＣＴスキャナ１０２によって生成されたスキャンデータ）を送信するように構成され得る。

【0035】

ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴスキャナ１０２から受信した、生成されたスキャンデータに基づいて、１つ以上のＯＣＴ画像を生成するように構成され得る。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４は、ラインスキャンの生成された２Ｄスキャンデータに基づいて、２Ｄ画像又はＢスキャン画像を生成するように構成され得る。同様に、ＯＣＴコントローラ１０４は、エリアスキャンの生成された３Ｄスキャンデータに基づいて、３Ｄ画像又はＣスキャンを生成するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、画像生成及び／又は画像処理をリアルタイム及び／又はほぼリアルタイムで実行するように構成され得る。

【0036】

ＯＣＴコントローラ１０４は、生成されたＯＣＴ画像において眼の１つ以上の組織層を検出及び／又は自動セグメント化するために、１つ以上の組織検出及び／又は自動セグメント化アルゴリズムを用いて構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４が検出及び／又は自動セグメント化するように構成され得る眼の組織の例には、角膜の前面、網膜、角膜、虹彩、瞳孔、水晶体の前面及び後面に加えて、水晶体の位置、内境界膜（ＩＬＭ）などが含まれるが、これらに限定されない。ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴスキャナ１０２から受信したスキャンデータ及び／又は生成されたＯＣＴ画像に対して、１つ以上の組織検出及び／又は自動セグメント化アルゴリズムを適用して、スキャンされた眼の１つ以上の組織を検出及び／又は自動セグメント化するように構成され得る。

【0037】

ＯＣＴコントローラ１０４は、ガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュート及びインクリメンタルエンコーダから受信したガルバノメータスキャナの位置データ、及び位置データが受信したときに受信されたスキャンデータに基づいて、眼の各検出された組織に対する３次元（３Ｄ）座標系における位置のセットを判定するように構成され得る。例えば、ＯＣＴスキャン中、ＯＣＴコントローラ１０４は、ガルバノメータスキャナの位置データ、及び網膜の表面（例えば、ＩＬＭ）に関連するデータを含むスキャンデータを受信することができ、ＯＣＴコントローラ１０４は、受信したスキャンデータに基づいて網膜の表面を検出し、網膜の表面に関連するデータを含むスキャンデータが受信したときに受信された位置データに基づいて、３Ｄ座標系における網膜の表面の位置を判定することができる。

【0038】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、検出された組織に対応するスキャンデータがＯＣＴスキャナ１０２によってキャプチャ及び／又は生成されたときに、ガルバノメータスキャナの機械的角度に基づいて、３Ｄ座標系における検出された組織の位置を判定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ガルバノメータスキャナの機械的角度を３Ｄ座標系における位置に変換するための規則及び／又は命令のセットを用いて構成され得る。例えば、ガルバノメータスキャナの初期受信位置データに対して、ＯＣＴコントローラ１０４は、そのデータを３Ｄ座標系の初期座標又は中心座標に関連付け、ガルバノメータスキャナの第２の受信位置データに対して、ＯＣＴコントローラ１０４は、そのデータを座標系の第２の座標に関連付けることができる。そのような実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ガルバノメータスキャナの初期受信位置データとガルバノメータスキャナの第２の受信位置データとの間の差（例えば、最初の受信位置データの機械的角度と第２の受信位置データの機械的角度との間の差）に基づいて、第２の座標を判定することができる。

【0039】

ＯＣＴコントローラ１０４が検出された各組織の位置のセットを判定する座標系は、本明細書ではＯＣＴシステム１００の座標系と呼ばれ得る。眼１３０内の網膜の表面上の標的組織（例えば、ＩＬＭ）などの、検出された組織のＯＣＴシステム１００の座標系における位置の一例は、ＯＣＴコントローラ１０４によって３Ｄ座標系の座標（－３、－２、－５）にあると判定することができ、ここで、第１の値（－３）はｘ軸上の値であり、第２の値（－２）はｙ軸の値であり、第３の値（－５）は３Ｄ座標系のｚ軸上の値である。

【0040】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４によって判定された位置の値は、３Ｄ座標系の中心座標又は初期座標からのオフセットを示すことができる。いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、３Ｄ座標系の他の全ての位置が中心座標からのオフセットを表すように、眼１３０の表面上の場所（例えば、中心点）として３Ｄ座標系の中心座標を設定するように構成することができ、第１の受信スキャンデータが眼１３０の表面上のその場所（例えば、中心点）に対応することができる。ＯＣＴコントローラ１０４は、検出された眼の組織の位置データをＯＣＴシステム１００のデータ記憶ユニットに記憶するように構成され得る。

【0041】

ＯＣＴコントローラ１０４は、ディスプレイ１０８及び外部ディスプレイ１１０に通信可能に結合され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、生成されたＯＣＴ画像をディスプレイ１０８及び／又は外部ディスプレイ１１０上に表示させることができる。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４は、生成されたＯＣＴ画像をディスプレイ１０８及び／又は外部ディスプレイ１１０に送信することができる。いくつかの実装形態では、ＯＣＴ画像は、ディスプレイ１０８及び／又は外部ディスプレイ１１０によって正視ＯＣＴ画像として表示され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴ画像は、１つ以上の自動セグメント化組織（例えば、網膜の表面上など）を伴う半透明のＯＣＴ画像として表示することができ、ドット又はワイヤフレームアレイとして表示することができる。

【0042】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、１つ以上の画像キャプチャデバイス（別個に図示せず）に通信可能に結合されてもよく、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴコントローラ１０４に通信可能に結合されている１つ以上の画像キャプチャデバイスから光学画像を受信するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、生成されたＯＣＴ画像を、受信された光学画像上にオーバーレイするように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、３次元光学画像を受信することができる。ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴ画像（例えば正視ＯＣＴ画像）を３Ｄ光学画像上にオーバーレイするように構成され得る。

【0043】

光学画像上にＯＣＴ画像をオーバーレイする例は、ＣＵＲＶＡＴＵＲＥ ＯＦ ＦＩＥＬＤ ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＣＴ ＩＭＡＧＥＳ ＤＵＲＩＮＧ ＶＩＴＲＥＯＲＥＴＩＮＡＬ ＳＵＲＧＥＲＹと題する、米国特許第１０，３９８，３０７号明細書に開示されており、その全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。正視ＯＣＴ画像を生成する例は、ＢＩＮＯＣＵＬＡＲ ＥＮ ＦＡＣＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＨＥＲＥＮＣＥ ＴＯＭＯＧＲＡＰＨＹ ＩＭＡＧＩＮＧと題する、米国特許第１０，０６４，５４９号明細書に開示されており、その全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。網膜硝子体手術中にＯＣＴ画像を生成する例は、ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴ ＯＦ ＯＣＴ ＩＭＡＧＥＳ ＤＵＲＩＮＧ ＶＩＴＲＥＯＲＥＴＩＮＡＬ ＳＵＲＧＥＲＹと題する、米国特許第９，６４９，０２１号明細書に開示されており、その全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。網膜硝子体手術中にＯＣＴ画像を生成する例は、ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴ ＯＦ ＯＣＴ ＩＭＡＧＥＳ ＤＵＲＩＮＧ ＶＩＴＲＥＯＲＥＴＩＮＡＬ ＳＵＲＧＥＲＹと題する、米国特許第１０，０１３，７４９号明細書に開示されており、その全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。眼科手術中の正視又は３ＤボリューメトリックＯＣＴ画像化の例は、ＳＵＢＴＲＡＣＴＩＶＥ ＥＮ ＦＡＣＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＨＥＲＥＮＣＥ ＴＯＭＯＧＲＡＰＨＹ ＩＭＡＧＩＮＧと題する、米国特許第１０，２８５，５８４号明細書に開示されている。

【0044】

ディスプレイ１０８及び外部ディスプレイ１１０は、Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．のＮＧＥＮＵＩＴＹ ３Ｄ視覚化システムなどのデジタル支援眼科処置用のプラットフォームを提供する眼科視覚化システムの一部であり得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイ１０８は、ユーザ（例えば、外科医など）のためのディスプレイであってもよく、ディスプレイ１１０は、眼科処置中に様々な人員によって観察するためのスタンドアロンモニタであってもよい。

【0045】

いくつかの実装形態では、ディスプレイ１０８及び／又は１１０は、３Ｄ視覚化システム、タッチスクリーンデバイス、液晶ディスプレイスクリーン、コンピュータモニタ、テレビ、タブレット、拡張眼鏡、観察眼鏡などとして実装され得る。ディスプレイ１０８及び／又は１１０は、ビデオグラフィックアレイ（ＶＧＡ）、拡張グラフィックアレイ（ＸＧＡ）、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、高精細マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））などの、１つ以上のディスプレイ規格に準拠するよう構成され得る。特定の実装形態では、ディスプレイ１０８及び／又は１１０は、Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．のＮＧＥＮＵＩＴＹ ３Ｄ視覚化システムにおいて使用される有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイであり得る。

【0046】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴスキャナ１０２から受信したスキャンデータを画像化システム１０６に送信するように構成され得る。画像化システム１０６は、生成されたスキャンデータを受信し、且つスキャンデータを処理してユーザ（例えば、外科医、臨床医など）に表示するための１つ以上のＯＣＴ画像を生成するように構成され得る。画像化システム１０６は、生成されたＯＣＴ画像において眼の１つ以上の組織層を検出及び／又は自動セグメント化するために、１つ以上の組織検出及び／又は自動セグメント化アルゴリズムを用いて構成され得る。画像化システム１０６は、画像の３次元（３Ｄ）視覚化をサポートするように構成され得る。画像化システム１０６は、眼１３０の１つ以上の光学画像をキャプチャ及び／又は生成するように構成することができ、画像化システム１０６は、生成された１つ以上のＯＣＴ画像を、キャプチャ及び／又は生成された１つ以上の光学画像上にオーバーレイすることができる。

【0047】

例えば、画像化システム１０６は、ＯＣＴ画像がオーバーレイされた光学画像をディスプレイ１０８に送信して、画像をユーザに表示させることができる。いくつかの実装形態では、画像化システム１０６は、ＯＣＴ画像、生成されたＯＣＴ画像、及び／又はＯＣＴ画像の自動セグメント化された組織でオーバーレイされた光学画像を、ＯＣＴコントローラ１０４に提供するように構成され得る。例えば、画像化システム１０６は、ＯＣＴ画像でオーバーレイされた光学画像をＯＣＴコントローラ１０４に送信し、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴ画像でオーバーレイされたデジタル光学画像をユーザ及び／又は他の人員に表示するために、ＯＣＴ画像でオーバーレイされたデジタル光学画像を外部ディスプレイ１１０に送信するよう構成され得る。

【0048】

上述のように、ロボットデバイス１２０は、ＯＣＴシステム１００に通信可能に結合され得る。ロボットデバイス１２０は、ロボットデバイスコントローラ１２２、及び手術機器１２４を含む。ロボットデバイスコントローラ１２２は、ＯＣＴコントローラ１０４から入力を受信するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４からの入力の例には、手術機器をロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における位置に移動させるための命令が含まれ得るが、これに限定されない。ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系は、眼の組織の位置が判定される３Ｄ座標系（例えば、ＯＣＴシステムの３Ｄ座標系）とは異なり得る。組織の位置の３Ｄ座標系からロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系への変換の追加の詳細を以下に説明する。いくつかの実装形態では、ロボットデバイス１２０は、６自由度（６－ＤＯＦ）で動くように構成され得る。

【0049】

ロボットデバイス１２０は、インターフェースを介してユーザ（例えば、外科医）と相互作用してロボットデバイス１２０を移動させるように構成することができ、ロボットデバイスコントローラ１２２は、インターフェースを介してユーザから入力を受信するように構成され得る。例えば、ロボットデバイス１２０は、外科医コンソールに通信可能に結合することができ、外科医などのユーザは、ロボットデバイス１２０の手術機器１２４を所望の位置まで移動させるために、外科医コンソールの６自由度（６－ＤＯＦ）触覚インターフェースと相互作用することができる。ユーザ（例えば、外科医）は、触覚インターフェースを使用して、眼１３０内の標的組織の近くに手術ツールを位置決めすることができる。ロボットデバイスコントローラ１２２は、外科医コンソールの６－ＤＯＦ触覚インターフェースの動作を外科医コンソールから受信し、ロボットデバイスの３Ｄ座標系における位置を判定して、手術機器１２４を移動させるように構成することができ、手術機器１２４をユーザの所望の位置まで移動させることができる。

【0050】

例えば、ディスプレイ１０８及び／又は１１０上のＯＣＴ画像に表示された眼１３０の所望の組織を観察した後、ユーザ（例えば、外科医など）は、ロボットデバイス１２０と相互作用して、手術機器を眼１３０の近くの位置まで移動させることができる。例えば、ユーザは、手術機器を眼の標的組織の近くに位置決めさせることができる。ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器の位置をＯＣＴコントローラ１０４に送信することができる。

【0051】

ユーザは、ディスプレイ１０８及び／又は１１０上で組織を選択し、ユーザがロボットデバイス１２０に実行させたいタスクを示すことができる。例えば、ユーザは、ディスプレイ１０８及び／又は１１０上のＯＣＴ画像がオーバーレイされた光学画像内に表示された網膜の表面上の標的場所をタッチして、網膜の表面上の標的場所を手術すべき標的組織として選択することができ、ユーザはまた、ロボットデバイス１２０が実行すべき膜（例えば、ＩＬＭ）の除去などのタスクを選択することができる。いくつかの実装形態では、ユーザは、ロボットデバイス１２０に実行させたいタスクの動き及び／又は動作を仮想的に描くことができる。例えば、ユーザは、網膜の表面上の特定の場所を表示しているディスプレイ１０８及び／又は１１０上に円形動作を仮想的に描いて、そのような特定の場所からの膜（例えば、ＩＬＭ又は網膜上膜）の除去を示すことができる。

【0052】

ディスプレイ１０８及び／又は１１０は、ユーザから受信したタスク及び／又は動作をＯＣＴコントローラ１０４に送信するように構成され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、受信されたタスク及び／又は動作をユーザからロボットデバイスコントローラ１２２に送信するように構成され得る。ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器１２４の位置をＯＣＴコントローラ１０４に送信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ロボットデバイスコントローラ１２２は、ユーザからのタスク及び／又は動作の受信に応じて、手術機器１２４の位置をＯＣＴコントローラ１０４に送信するように構成され得る。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４を介してユーザからのタスク及び／又は動作情報の受信に応じて、ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器１２４の位置情報を送信することができる。

【0053】

ロボットデバイスコントローラ１２２は、ロボットデバイス１２０の座標系における手術機器１２４の位置情報を送信することができる。ＯＣＴコントローラ１０４は、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における位置及び／又は座標を、ＯＣＴコントローラ１０４が検出された組織の位置を判定した３Ｄ座標系（例えば、ＯＣＴシステム１００の３Ｄ座標系）における位置及び／又は座標に変換するように構成することができ、逆も同様である。ＯＣＴコントローラ１０４は、１つ以上の変換技術を適用して、１つの座標系から別の座標系に位置を変換するように構成され得る。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４は、１つの座標系の座標を他の座標系の座標に変換するために、ヤコビアン変換をそれらの座標に適用するように構成することができる。

【0054】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴコントローラ１０４が組織の位置を判定する座標系の座標とロボットデバイス１２０の座標系との間のマッピングを用いて構成され得る。マッピングに基づいて、ＯＣＴコントローラ１０４は、第１の座標系の座標を第２の座標系の座標に変換するように構成され得る。例えば、１つの３Ｄ座標系における位置（－３、－２、－５）の場合、マッピングは、その位置が別の３Ｄ座標系における（２、１、４）に変換されることを示すことができる。

【0055】

受信された組織の選択に基づいて、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴシステム１００の３Ｄ座標系における組織の位置を識別することができる。ＯＣＴコントローラは、変換技術、及び／又はＯＣＴシステム１００の座標系とロボットデバイス１２０との間のマッピングを利用して、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における組織の位置を判定することができる。例えば、ユーザが標的組織（例えば、網膜の表面上の特定の場所、又は眼内の別の場所）を選択し、ＯＣＴシステム１００の３Ｄ座標系における標的組織の位置が（－３、－２、－５）である場合、ＯＣＴコントローラ１０４は、変換技術及び／又は２つの３Ｄ座標系間のマッピングを利用して、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における眼１３０内の標的組織の位置を判定することによって、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における標的組織の位置を判定することができる。特定の実施形態では、ＯＣＴシステム１００とロボットデバイス１２０のベースとの堅固で精密な機械的取り付けが必要であるか、又は少なくとも有利である。

【0056】

ＯＣＴコントローラ１０４は、ユーザが選択した標的組織のロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系において判定された位置をロボットデバイス１２０に送信し、ロボットデバイス１２０に手術機器をその位置に移動させることができる。例えば、ＯＣＴコントローラ１０４は、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系における標的組織の位置（例えば、網膜の表面上の場所）をロボットデバイスコントローラ１２２に送信することができ、これに応じて、ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器をＯＣＴコントローラ１０４から受信した位置に移動させることができる。

【0057】

手術機器が、ユーザが選択した組織の位置まで移動された後、ロボットデバイス１２０は、ユーザによって選択されたタスクを実行するように構成され得る。例えば、ユーザが標的組織から膜を除去するタスクを選択した場合、ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器にその膜を除去させることができる。同様に、ユーザが組織上で実行する動作又はタスクを仮想的に描いた場合、ＯＣＴコントローラ１０４は、その動作又はタスクに関連する情報をロボットデバイスコントローラ１２２に送信することができ、ロボットデバイスコントローラ１２２は、手術機器にその動作又はタスクを実行させることができる。

【0058】

図２は、図１を参照して上述したＯＣＴコントローラ１０４などの、ＯＣＴコントローラの実装形態の選択された構成要素のブロック図を示している。図２に示されるように、ＯＣＴコントローラ１０４は、プロセッサ２０１、バス２０２、ディスプレイインターフェース２０４、メモリ２１０、及び通信インターフェース２２０を含む。

【0059】

プロセッサ２０１は、バス２０２を介して、メモリ２１０、ディスプレイインターフェース２０４、及び通信インターフェース２２０に通信可能に結合され得る。ＯＣＴコントローラ１０４は、プロセッサ２０１及び通信インターフェース２２０を介して、ＯＣＴシステム（例えば、ＯＣＴシステム１００）の様々な外部構成要素（例えば、ＯＣＴスキャナ１０２、画像化システム１０６、ディスプレイ１０８、外部ディスプレイ１１０など）とインターフェースするように構成され得る。いくつかの実装形態では、通信インターフェース２２０は、ＯＣＴコントローラ１０４がネットワーク（図示せず）に接続することを可能にするように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ディスプレイインターフェース２０４を介して、ディスプレイ１０８、外部ディスプレイ１１０などの１つ以上のディスプレイに接続され得る。

【0060】

メモリ２１０には、永続的、揮発性、固定、取り外し可能、磁気、及び／又は半導体媒体が含まれ得る。メモリ２１０は、１つ以上の機械可読コマンド、命令、データ、及び／又は同様のものを記憶するように構成され得る。いくつかの実装形態では、図２に示されるように、メモリ２１０は、オペレーティングシステム２１２、スキャン制御アプリケーション２１４などの、命令の１つ以上のセット及び／又はシーケンスを含み得る。オペレーティングシステム２１２の例には、Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｌｏｇｉｃが提供するＴｈｒｅａｄＸ、ＷｉｎＤ Ｒｉｖｅｒが提供するＶｘＷｏｒｋｓ、Ｇｒｅｅｎ Ｈｉｌｌｓが提供するＩｎｔｅｇｒｉｔｙ、ＱＮＸなどの、リアルタイムオペレーティングシステムが含まれ得るが、これらに限定されない。

【0061】

スキャン制御アプリケーション２１４は、眼のスキャンの開始、ＯＣＴ画像の生成、ＯＣＴ画像処理、アブソリュートエンコーダからのガルバノメータスキャナの位置データを受信すること、スキャンデータを受信すること、第１の３Ｄ座標系（例えば、ＯＣＴシステム１００の３Ｄ座標系）における眼の１つ以上の組織の位置を判定すること、第１の３Ｄ座標系における組織の位置に基づく第２の３Ｄ座標系（例えば、ロボットデバイス１２０の３Ｄ座標系）における位置を判定すること、通信可能に結合されたロボットデバイス（例えば、ロボットデバイス１２０）に第２の３Ｄ座標系における位置までの手術機器を移動させること、などに関連する動作を含むがこれに限定されない、本明細書に記載されたＯＣＴコントローラ動作を実行するように構成され得る。

【0062】

図３は、本開示の特定の実施形態による、眼科処置のためにロボットデバイスを誘導するための例示的な方法のフローチャートを示している。動作３００は、例えば、ＯＣＴコントローラ（例えば、ＯＣＴシステム１００のＯＣＴコントローラ１０４）によって実行され得る。動作３００は、１つ以上のプロセッサ（例えば、プロセッサ２０１）上で実行される及び実行するソフトウェア構成要素として実装され得る。

【0063】

動作３００は、眼のＯＣＴスキャン中に、ＯＣＴコントローラ１０４が複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダから複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信する３０２において開始することができ、複数のアブソリュートエンコーダの各アブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダの各インクリメンタルエンコーダは、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている。

【0064】

３０４において、ＯＣＴコントローラ１０４は、ＯＣＴスキャン中に、眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信する。３０６において、ＯＣＴコントローラ１０４は、受信位置データ及びスキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における眼の１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定する。

【0065】

３０８において、ＯＣＴコントローラ１０４は、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定する。３１０において、ＯＣＴコントローラ１０４は、ロボットデバイスに手術機器を第２の３Ｄ座標系における位置に移動させる。

【0066】

いくつかの実施態様では、ＯＣＴコントローラ１０４は、眼のＯＣＴスキャンの開始を示すメッセージの受信に応じて、眼のＯＣＴスキャンを開始し、そのＯＣＴスキャンに基づいて、第１の３Ｄ座標系における眼のリアルタイム３Ｄ画像を生成する。いくつかの実装形態では、第２の３Ｄ座標系における位置を判定するために、ＯＣＴコントローラ１０４は、眼の１つ以上の組織のうちの第１の組織に対応するリアルタイム３Ｄ画像における場所の選択を（例えば、ユーザから）受信し、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、その位置を第２の３Ｄ座標系における判定された位置へマッピングする。

【0067】

いくつかの実装形態では、ＯＣＴコントローラ１０４は、ユーザに表示するために眼のリアルタイム３Ｄ画像を提供する。いくつかの実装形態では、複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダは、サイン－コサインエンコーダである。いくつかの実装形態では、複数のアブソリュートエンコーダのうちの少なくとも１つのアブソリュートエンコーダは、ホログラフィックエンコーダである。いくつかの実装形態では、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナは、第１の方向にスキャンするように構成され、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つの他のガルバノメータスキャナは、第２の方向にスキャンするように構成されている。いくつかの実装形態では、第１の方向は、第２の方向に対して垂直である。いくつかの実装形態では、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナは、可動磁石ガルバノメータスキャナである。

【0068】

上述の方法及び装置は、眼のＯＣＴスキャン中に生成及び／又はキャプチャされたデータを使用して、眼科処置のためにロボットデバイスを誘導するための新規のシステム及び方法を提供する。例えば、説明されたシステム及び方法は、ガルバノメータスキャナに結合されたアブソリュート及びインクリメンタルエンコーダから受信したガルバノメータスキャナの位置データに基づいて、座標系における検出された組織の位置を判定し、これにより、座標空間における眼の様々な検出された組織の位置を判定する精度を向上し、ロボット駆動型手術機器を眼科処置のためにユーザが選択した組織まで移動させる精度を向上させることができる。

【0069】

上記は、本開示の実施形態に関するが、その基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の及び更なる実施形態が考案され得、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって判定される。

【0070】

例示的な実施形態
実施形態１：方法であって、眼の光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）スキャン中に、複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダから複数のガルバノメータスキャナの位置データを受信することであって、複数のアブソリュートエンコーダの各々の１つ及び複数のインクリメンタルエンコーダの各々の１つが、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つに結合されている、ことと、ＯＣＴスキャン中に、眼の１つ以上の組織に関連するスキャンデータを受信することと、受信位置データ及びスキャンデータに基づいて、第１の３次元（３Ｄ）座標系における眼の１つ以上の組織の第１の位置のセットを判定することと、第１の位置のセット、及び第１の３Ｄ座標系と第２の３Ｄ座標系との間のマッピングに基づいて、ロボットデバイスに結合された手術機器の第２の３Ｄ座標系における位置を判定することと、ロボットデバイスに手術機器を第２の３Ｄ座標系における位置に移動させることと、を含む、方法。

【0071】

複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つが、第１の方向にスキャンするように構成され、複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも別の１つが、第２の方向にスキャンするように構成されている、実施形態１に記載の方法。

【0072】

第１の方向が、第２の方向に対して垂直である、実施形態１に記載の方法。

【0073】

複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナが、可動磁石ガルバノメータスキャナである、実施形態１に記載の方法。

【0074】

複数のガルバノメータスキャナのうちの少なくとも１つのガルバノメータスキャナが、光学ガルバノメータスキャナである、実施形態１に記載の方法。

【0075】

複数のアブソリュートエンコーダ及び複数のインクリメンタルエンコーダが、単一のデバイスに統合されている、実施形態１に記載の方法。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】