用于检测眼部组织结构和病理的方法和系统的制作方法
【专利说明】
[0001]背景
技术领域
[0002]本文所描述的一种用于确定眼部组织的结构和病理的设备涉及用于眼科的成像和图像处理系统。更具体地说，本文公开的实施方案涉及治疗视网膜病理如视网膜前膜、黄斑裂孔以及黄斑皱褶的外科手术领域。
【背景技术】
[0003]视网膜前膜(ERM)是一种疾病，其中一层组织生长在视网膜的内表面上。虽然可能有多重原因导致此病理，但通常是由于自然老化退化。如图1所示，视网膜110由三个主要的组织层构成:内界膜(ILM) 111，其与玻璃体腔140中的玻璃体凝胶145接触；神经纤维层(NFL) 112 ;以及光敏神经层。视网膜色素上皮细胞(RPE)位于视网膜113下方。在RPE层之下的是脉络膜115，所述脉络膜115是包含用于向RPE细胞提供氧气和代谢支持的血管的组织。布鲁赫膜将RPE层113与脉络膜115分离，从而允许从脉络膜115进入代谢活性RPE细胞的营养物质与从所述代谢活性RPE细胞进入所述脉络膜115的废弃物进行交换。
[0004]由于视网膜前膜的生长，视网膜可能在黄斑区域中产生收缩或褶皱。视网膜可能远离RPE升高，从而对视网膜功能造成损害。这些变形导致黄斑处的图像形成出现缺陷，并且需要利用玻璃体切除手术过程来去除。
[0005]玻璃体黄斑牵引是视网膜的另一种病理状态。玻璃体与ILM之间的过度粘附可导致视网膜远离RPE升高。当玻璃体凝胶145向前移动或收缩时，其可将视网膜的内表面的部分撕离进入玻璃体腔。
[0006]在治疗上述以及其他视网膜病理的手术过程中，外科医生必须在视网膜的健康部分与受影响部分之间进行区分。当外科医生进行手术干预时，需要实时做出确定。此外，所述确定应要求外科医生的极少参与。外科医生的注意力应集中在物理过程而不是分析辅助信息上。
[0007]用于区分不同组织类型的现有技术方法包括使用利用分化标记物的荧光技术。在荧光标记方法中，发射不同颜色的光的荧光团与附接至特定组织的合适载体相结合。当激光或其他激发光扫描特定的区域时，照明点变成不同的颜色，从而指示被照明的组织的类型。
[0008]遗憾的是，所述荧光方法可能不能用于治疗如上所述的视网膜病理。已使用典型的荧光标记物如吲哚氰绿(ICG)、台盼蓝以及其他染色剂来为ILM染色，结果是否定的。ICG是有毒的并且需要以低剂量施用，并且台盼蓝产生难以看到的弱的染色结果。此外，不存在特定于ERM的染色剂，并且玻璃体液、ERM以及ILM(例如，使用去炎松)的颗粒标记是非特定性的。
[0009]其他常用的技术可包括组织选择性染色以及利用白光进行观察。ICG、台盼蓝以及膜蓝是一些可使用的染色剂的实例。组织染色的缺点类似于上文提及的荧光技术的那些缺点:对组织的毒性(尤其是视网膜下组织如脉络膜115)以及需要在手术后去除染料。因此，需要一种用于检测并确定区域上的组织结构以便评估是否在那个区域上进行外科手术的方法和设备。此外，需要一种用于在无需外科医生干预的情况下实时检测组织结构以便在做出确定之前分析数据的方法。
【发明内容】
[0010]根据本文所公开的实施方案，一种用于确定眼部组织结构的方法包括:利用带有探针的轴向扫描器来测量针对对应于眼睛中的目标点的深度范围的图像数据；根据所述图像数据通过成像处理器来确定图像信息；根据所述图像信息通过所述成像处理器来鉴定对应于所述目标点的组织病理；以及基于所鉴定的组织病理通过用户指示器向用户发信号。
[0011]根据本文所公开的实施方案，一种用于确定眼部组织病理的设备包括:带有探针的轴向扫描器，其被配置来测量针对对应于眼睛中的目标点的深度范围的图像数据；成像处理器，其被配置来根据所述图像数据确定图像信息并且根据所述图像信息鉴定对应于所述目标点的组织病理；以及用户指示器，其被配置来基于所鉴定的组织病理向用户发信号。
[0012]本发明的这些和其他实施方案将在下文参考附图进一步详细描述。
【附图说明】
[0013]图1示出包括视网膜、视神经和玻璃体凝胶的人眼的示意图。
[0014]图2示出有待使用根据一些实施方案的方法进行治疗的病理和对应视网膜结构的示意图。
[0015]图3示出根据一些实施方案的用于使用带有探针的轴向扫描器来检测组织结构的方法的流程图。
[0016]图4示出根据一些实施方案的视网膜的OCT B型扫描的局部视图。
[0017]图5示出根据一些实施方案的健康视网膜的单轴OCT A型扫描的局部视图。
[0018]图6示出根据一些实施方案的用于在眼科手术中检测组织结构的系统。
[0019]在附图中，具有相同标号的元件具有相同或类似的功能。
【具体实施方式】
[0020]图1示出人眼100的示意图，所述人眼100包括视网膜110、视神经150以及玻璃体凝胶145，因为它们与本文所公开的实施方案相关。为完整起见，图1还示出眼睛100的位于前部的各部分，如虹膜、角膜、巩膜、瞳孔以及晶状体。玻璃体凝胶145是填充玻璃体腔140的物质，所述玻璃体凝胶145被视网膜110限制在后部。黄斑120是视网膜110的一部分，所述黄斑120的中心在中央凹130处，中央视觉聚集在所述中央凹130中。晶状体形成以黄斑120为中心的图像。视网膜组织层如ILM 11UNFL 112以及RPE 113也在图1中示出并且已在上文进行描述。
[0021]晶状体形成以中央凹130为中心的图像，以便覆盖黄斑120和视网膜110的其他部分。光学射线穿过NFL 112并且到达RPE 113，在RPE 113中所述光学射线激发产生刺激脉冲的感光细胞。NFL 112将刺激脉冲从RPE 113传输至视神经150，所述视神经150继而将信号传输至大脑，在所述大脑中形成图像。
[0022]图2示出有待使用根据一些实施方案的方法进行治疗的具有视网膜结构211-215的病理201-205的示意图。每个组织结构201-205的详细描述如下。
[0023]裂孔性视网膜脱离201是ERM的常见形式，其中视网膜110的全层部分211脱离并且悬垂到玻璃体腔140中。玻璃体凝胶221的一部分在脱离的视网膜部分211下方移动。
[0024]玻璃体牵引202已在背景部分进行描述。在牵引事件202中，玻璃体凝胶145将视网膜110的一部分从其基部拉出，从而形成尖状结构212。在脱离的部分212下方，包括玻璃体凝胶、出血性血液和炎性细胞的物质222移动到适当位置。
[0025]出血性或渗出性事件(其中血液或流体223在视网膜110下方聚集)可引起视网膜脱离203，从而形成驼峰状结构213。当视网膜110中的细胞受压时，例如由于免疫系统反应而出现黄斑皱褶204。由于组织上免疫细胞的会聚产生的张力可导致视网膜110起皱并且形成褶皱部分214。视网膜皱褶可发生在视网膜中的任何部位，包括黄斑120。黄斑皱裙最佳地被称为黄斑前膜。
[0026]后玻璃体脱离(也被称为玻璃体皮质)205是玻璃体凝胶145液化的结果。这个过程通常是老化的结果。玻璃体凝胶145可收缩以形成皮质215，从而留下可能需要去除的液体部分216。玻璃体收缩和液体216可引发视网膜组织中的小裂缝，从而导致黄斑裂孔(参见下文)。
[0027]—般来说，其他视网膜病理可能与图2所示的五个结构211-215 —致。本文所公开的方法、过程和设备的实施方案并不限于图2中所描绘的病理，因为对于眼外科领域的技术人员来说其他病理可能是众所周知的。
[0028]本文所公开的方法、过程和设备的一些实施方案可用于如寻找视网膜破裂点和其他断裂部的手术任务中，或者被用作例如用于定位在提取过程之后可能仍留在所述视网膜中的视网膜附着的玻璃体凝胶的一般手术工具。
[0029]本文所公开的方法、过程和设备的一些实施方案可用于视网膜下病理的治疗中，例如影响脉络膜115和巩膜的病理。可使用与本公开一致的方法、过程和设备进行治疗的另一视网膜病理可以是黄斑裂孔。黄斑裂孔是黄斑120中玻璃体牵引的结果。
[0030]当外科医生由于图2中所描绘的病理中的任何一个而干预患者时，希望精确地知道干预点处的结构的性质。随着干预的进行，需要在不妨碍手术进展的情况下更新关于下层结构的信息。
[0031]图3示出用于确定眼部组织结构的方法300的流程图，所述方法包括以下步骤。步骤310可包括利用带有探针的轴向扫描器来测量针对对应于眼睛中的目标点的深度范围的图像数据。步骤320可包括根据图像数据通过成像处理器来确定图像信息。在步骤330，可执行根据图像信息通过成像处理器鉴定对应于所述目标点的组织病理、结构或异常。最后，步骤340可包括基于所鉴定的组织病理通过用户指示器向用户发信号。现在将详细描述这些步骤。
[0032]在步骤310中，可通过光学相干断层扫描(0CT)成像系统或通过任何其他类型的轴向扫描器来测量图像信息。0CT成像系统和轴向扫描器被配置来收集针对对应于目标点的深度范围的成像数据。相应地，0CT或轴向扫描器成像系统可形成跨所述深度范围的目标组织的