OCT可穿透的外科手术器械和方法与流程

本披露涉及用于眼科医学手术的装置和方法，并且更具体地涉及包含用于此类手术的外科手术器械的装置和方法。

背景技术：

许多显微外科手术要求精密切割和/或移除不同身体组织。例如，内界膜(ILM)移除和视网膜前膜(ERM)移除是对不同的黄斑表面病变的有用的外科手术治疗。然而，用于ILM和ERM剥离的外科手术技术要求技巧和耐心。精密并且仔细构造的外科手术器械被用于该外科手术技术的每个环节。

外科手术治疗包括抓住膜的边缘和将膜剥离。该外科手术技术是两步过程。首先，外科医生必须获得膜的边缘。一些外科医生使用刮刀来获得该边缘。接下来，外科医生引入特殊的钳子来抓住并剥离该膜。然而，由于每个步骤都要求耐心和精度，外科医生在单次外科手术过程中有时可能刮掉，然后多次试图抓住组织。

为了帮助外科医生进行这种外科手术，外科医生可以使用成像系统，该成像系统呈现患者眼睛的显微镜视图。从而，可以为外科医生提供钳子、或其他工具、以及感兴趣的眼睛区域的特写视图。在一些情况下，还可以为外科医生提供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得到表面以下的组织的图像。需要持续改善用于各种眼科手术的外科手术系统和工具的使用和可操作性。在此所讨论的系统和方法被安排成用于解决现有技术中的缺陷中的一项或多项。

技术实现要素：

本披露总体上涉及并涵盖了用于从眼睛移除流体的装置和方法，并且更具体地涉及眼外科手术系统以及使用这些系统从眼睛移除流体的方法。

根据一个示例，眼科器械包括筒身(shaft)，该筒身包括内腔。该器械还包括从该内腔延伸的第一臂，该第一臂具有第一远端部分，该第一远端部分具有第一平坦尖端。该器械还包括从该内腔延伸的第二臂，该第二臂具有第二远端部分，该第二远端部分具有第二平坦尖端，该第二平坦尖端被定位成使得当该第一臂被迫使朝向该第二臂时该第二平坦尖端接触该第一平坦尖端。该第一臂和该第二臂至少部分包括第一种材料，该第一种材料对具有在约700纳米至1200纳米(nm)范围内的波长的电磁辐射是基本上可穿透的，并且对于具有在约400nm至700nm范围内的波长的电磁辐射是基本上不可穿透的。

一种眼外科手术系统包括用于显示以下两者的图像观察系统：患者眼睛的显微镜图像；以及该患者眼睛的剖面光学相干断层扫描(OCT)图像。该系统还包括医疗器械，该医疗器械包括筒身、以及从该筒身延伸的至少一个臂，该臂至少部分包括第一种材料，该第一种材料对OCT成像基本上可穿透并且对可见光基本上不可穿透的，这样使得该器械出现在该患者眼睛的显微镜视图里并且不阻挡该剖面OCT视图。

一种医疗器械包括筒身和从该筒身延伸并具有远端尖端的臂。该臂至少部分包括以下材料：该材料对具有在约700纳米至1200纳米(nm)范围内的波长的电磁辐射是基本上可穿透的，并且对于具有在约400nm至700nm范围内的波长的电磁辐射是基本上不可穿透的。该器械还包括形成于该臂的该尖端上的标记器特征。该标记器特征对该范围内的电磁辐射是基本上不可穿透的，这样使得该尖端的轮廓出现在该器械的光学相干断层扫描(OCT)图像中。

一种方法包括：用成像系统观察患者眼睛，该成像系统被配置成用于将该患者眼睛的显微镜图像显示为与该患者眼睛的组织的剖面的OCT图像叠加。该方法进一步包括：将医疗器械插入该患者眼睛，该医疗器械包括臂，该臂至少部分包括以下材料：该材料对在约700纳米至1200纳米范围内的电磁辐射是基本上可穿透的，这样使得该范围内的电磁辐射不被阻挡以用于OCT图像，并且该器械在显微镜视图中是可见的。

应理解的是，前述总体描述和接下来的详细描述在本质上都示例性和解释性的，并且旨在提供对本披露的理解，而不限制本披露的范围。在这方面，从以下详细说明中，本披露的另外方面、特征、和优点对于本领域普通技术人员将是清楚的。

附图说明

附图展示了在此所披露的装置和方法的实施例，并且与说明书一起用于解释本披露的原理。

图1是示出了根据结合了在此所述原理的一个示例的示意性眼外科手术系统的图。

图2是示出了在根据结合了在此所述原理的一个示例的外科手术过程中可以通过OCT使能的显微镜看到的患者眼睛的示意性图像的图。

图3是示出了根据结合了在此所述原理的一个示例的示意性OCT可穿透的外科手术器械的图。

图4是示出了根据结合了在此所述原理的一个示例的具有OCT可穿透的远端部分的示意性外科手术器械的图。

图5A是示出了风格化的OCT图像内的常规外科手术器械以及限制组织在OCT图像内的可视化的结果阴影的图。

图5B是示出了根据结合了在此所述的原理的一个示例的OCT图像内的外科手术器械以及组织在该OCT图像中的结果阴影的图。

图6A至图6E是示出了根据结合了在此所述原理的一个示例的示意性OCT可穿透的外科手术器械的图。

图7是示出了使用根据结合了在此所述原理的一个示例的示意性OCT可穿透的外科手术器械的示意性方法的流程图。

具体实施方式

出于促进对本披露原理的理解的目的，现在将参照附图中展示的实施例，并使用特定语言来描述这些实施例。然而将理解，并非旨在限制本披露的范围。本披露所涉及领域内的普通技术人员通常将能够完全想到对于所描述的设备、器械、方法的任何改变和进一步的变形以及对于本披露的原理的任何进一步应用。具体而言，完全可以想到针对一个实施例描述的特征、部件和/或步骤可与针对本披露的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤组合。为简单起见，在一些情况下，贯穿这些附图使用相同的参考号来指代相同或相似的部分。

本披露涉及可用于眼外科手术中的OCT可穿透的外科手术器械以及相关联的方法。在这些手术中，外科医生可以使用显微镜和OCT成像系统两者来观察外科手术部位，如患者的眼睛。在一些实施例中，显微镜是OCT兼容的，并且显微镜允许外科医生在使用外科手术器械进行眼外科手术(如ILM移除)的同时观察常规显微镜图像和OCT图像两者。常规显微镜图像是使用在可见光谱内的光观察的，该可见光谱具有约400纳米与700纳米之间范围的波长。OCT图像是使用在近红外范围内的光生成的，该近红外范围具有在约700纳米至1200纳米范围内的波长。这个范围内的光将被称为OCT光谱内的光。在一些情况下，OCT图像可以提供眼睛内感兴趣区域的剖面视图，并且可以用于标识外表面组织以下的组织。常规的外科手术工具在可见光谱和OCT光谱内都是可见的。由于这一点，常规的外科手术工具将阻挡OCT成像系统所使用的OCT光谱内的光，从而阻挡组织表面下方的外科手术部位的整个视图。

在此所述的可用于眼外科手术的OCT可穿透的外科手术器械以及相关联的方法涉及在可见光谱内不可穿透并且在OCT光谱内可穿透的外科手术器械。从而，在眼外科手术过程中，外科医生可以通过显微镜看见该器械，但同时该器械在OCT图像中对于外科医生是可穿透的。即，该器械将不阻挡OCT光。从而，外科医生可以观察患者眼睛内的感兴趣区域的基本上未扭曲的剖面OCT图像，即使在器械就位和使用之时。

图1是示出了示意性眼外科手术系统100的图。根据本示例，系统100包括图像查看器104、显微镜成像系统106和OCT成像系统108。另外，该系统包括在OCT光谱内可穿透但在可见光谱内不可穿透的外科手术器械112。

显微镜成像系统106使用可见光谱内的光获得患者眼睛的图像。可见光谱限定了对于人眼可见的光的波长范围。可见光谱包括具有总体上在约400纳米至700纳米范围内的波长的电磁辐射，虽然这个波长范围对于不同的个体可能稍微不同。显微镜成像系统可以使用透镜系统来提供患者眼睛或者甚至患者眼睛内的特定感兴趣区域的特写视图。然后将这种图像提供给图像查看器104。

OCT成像系统108获得患者眼睛的OCT图像。该成像系统使用各种技术来获得组织表面下面的患者组织的图像，而这些图像是不能通过使用标准可见光获得的。这是使用在OCT光谱内的光完成的。这个范围包括具有在约700纳米与1200纳米之间的波长的电磁辐射。OCT成像系统108可以用于获得外科医生正在手术的感兴趣区域的剖面视图。从而，外科医生能够看到外科手术器械与ILM的表面之间的相互作用是怎样影响ILM的表面下面的组织的。确切地讲，外科医生可以使用剖面图像来帮助避免对底层视网膜的意外损伤。在一些示例中，OCT成像系统108与常规的显微镜成像系统106整合在一起。然而，在一些示例中，OCT成像系统108可以是将OCT图像提供给图像查看器104的单独装置。

图像查看器104向外科医生102或其他操作者显示由显微镜成像系统106和OCT成像系统108两者所获得的图像。图像查看器104可以通过各种方式显示这些图像，例如在监视器、显示屏上、显微镜目镜上、或通过其他方式。在一个示例中，显微镜成像系统106可以提供由至少两张图像形成的立体图像。图像查看器可以将该至少两张图像显示给外科医生102的不同眼睛，从而创造三维效果。

图2是示出了如图像查看器104所呈现或显示的患者眼睛的示意性显微镜和OCT组合视图200的图。根据本示例，图像查看器104(图1)将OCT图像210叠加在显微镜图像202上。从而，外科医生可以与被使用在感兴趣区域206内操作的外科手术器械204一起观察可能的感兴趣的区域206。图2中的虚线208代表取得剖面OCT图像210处的剖面线。从而，如可见的，图像查看器104将以允许外科医生立即在可视化地观察图像202、210两者的OCT图像210投影至显微镜图像202上。

图3是将示例性OCT可穿透的外科手术器械示为钳子300的图。虽然被示为并描述为钳子，可以使用其他外科手术器械，如从下面讨论和附图中将清楚的。根据本示例，图3中的钳子300包括筒身302，该筒身具有延伸经过其中的内腔304。

第一臂306-1和第二臂306-2从内腔304延伸。第一臂306-1包括远端310-1，该远端具有朝内的第一平坦尖端308-1。该第一平坦尖端308-1面向第二臂306-2。第二臂306-2包括远端310-2，该远端具有朝内的第二平坦尖端308-2。该第二平坦尖端308-2面向第一臂306-1。从而，当这两个臂306-1、306-2被迫朝向彼此时，这两个平坦尖端308-1、308-2挤压在一起并彼此产生接触。这样，钳子300可以有用于许多外科手术中，包括ILM和ERM移除。在一些实施例中，第一平坦尖端308-1可以朝向第二平坦尖端308-2成角度。同样，第二平坦尖端308-2可以朝向第一平坦尖端308-1成角度。

在图3中所示的示例性实施例中，钳子被偏置到打开的情况。通过相对于臂306-1、306-2轴向移动筒身302，可以将钳子关闭以抓住组织或其他元件。当筒身302朝臂306-1、306-2的远端移动时，筒身302的前缘迫使这两个臂306-1、306-2朝向彼此。确切地，当筒身302移动以覆盖臂306-1、306-2时，它可以充当将这些臂按压在一起的套筒。当臂306-1、306-2进一步从筒身302延伸时，它们可以被偏置而自动扩展分开。

钳子300由下述材料制成，该材料对具有在约700纳米至1200纳米之间的范围内的波长的电磁辐射是基本上可穿透的，并且对在具有在约400纳米与700纳米之间的范围内的波长的可见光谱内的光还是基本上不可穿透的。在一个示例中，这种材料可以是聚碳酸酯材料。对在OCT光谱内的光可穿透并且对在可见光谱内的光不可穿透的聚碳酸酯材料的一些示例包括由拜耳公司(Bayer AG)制造的和由斯泰隆有限公司(Styron)制造的Calibre^TM、以及由沙特基础工业公司(Sabic)制造的同样考虑了其他对在OCT光谱内的电磁辐射可穿透并且对在可见光谱内不可穿透的材料。如上所述，使用这种材料允许外科手术器械在显微镜视图内可见但对OCT成像是可穿透的。

虽然示出了筒身302和臂306由OCT可穿透的材料形成，在一些实施例中，绝不是整个外科手术器械由OCT可穿透的材料形成。例如，一些实施例包括由非OCT可穿透的材料形成的筒身302，如金属材料，并且臂306由OCT可穿透的材料形成。还考虑了其他安排。

图4是示出了具有OCT可穿透的远端部分的示意性外科手术器械400的图。根据本示例，外科手术器械400是可替代的钳子并且包括第一臂408-1和第二臂408-2。第一臂408-1包括近端部分404-1和远端部分402-1。同样，第二臂408-2包括近端部分404-2和远端部分402-2。在本示例性实施例中，远端部分402-1、402-2分别包括向内指向的部分406-1、406-2。

根据本示例，近端部分404-1、404-2是由对在可见光谱和OCT光谱内的光都不可穿透的材料制成。例如，近端部分404-1、404-2可以由金属材料制成。同样考虑了其他在可见光谱和OCT光谱内都不可穿透的材料。远端部分402-1、402-2是由在OCT光谱内可穿透的材料制成。由于这一点，外科医生可以在OCT图像中看见器械主体，但与感兴趣区域内的组织接合的器械部分对OCT图像是可穿透的。从而，外科医生可以在OCT图像内观察该组织，而不存在器械尖端的阴影影响。这种OCT兼容的材料可以包括如上所述的聚碳酸酯材料。

图5A和图5B是示出了用于比较的OCT图像内的外科手术器械的图。图5A展示了OCT图像500，其中，器械504并不是由对在OCT成像光谱内的光可穿透的材料制成的。即，例如器械504由常规材料(如金属材料)制成。由于从OCT成像系统108(图1)发射的在OCT光谱内的光506被器械504阻挡，器械504下方的组织502并未被正确地成像在OCT图像中。被阻挡的光506造成OCT图像具有在器械504下方的组织502内的被阴影遮挡的区域508。

相反，图5B示出了OCT图像520，其中，器械505对OCT光谱内的光是可穿透的。从而，来自OCT成像系统108(图1)的光506能够穿过器械505并进入组织。OCT成像系统108可以然后获得反射光，该反射光可用于构造组织表面下面的组织502的图像。

外科手术器械尖端503的一些实施例包括各种部分地反射OCT光谱内的光的标记器或特征510，从而造成它出现在OCT光谱内而不造成任何阴影。例如，器械的尖端503可以包括对OCT光谱内的光部分地反射的各种斑点或光栅。特征510的一些实施例还包括涂层，该涂层具有折射率不同于水的折射率的材料。在仍其他实例中，标记器510可以由下述材料形成或包括下述材料：该材料具有不同于在外科手术过程中被引入眼睛的材料的折射率。此类材料的示例可以包括但不限于具有结构化或纹理的塑料涂层、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、或其他具有不同折射率的可穿透材料。在OCT图像中，此类特征510作为器械尖端510的轮廓出现。可能有用的是，外科医生看见器械尖端510之处在OCT图像内是可见的以供在手术过程中参考，同时将任何阴影最小化或基本上消除。

图6A至图6E是示出了示意性OCT可穿透外科手术器械的图。图6A是示出了示意性刮削外科手术器械600的图。根据本示例，刮削外科手术器械600包括筒身604和远端部分602，该远端部分包括从筒身604延伸的导线606。该筒身604由不可穿透的材料(如金属或标准塑料材料)制成。导线606由OCT可穿透的材料制成。

图6B是示出了示意性压舌板外科手术器械610的图。根据本示例，压舌板外科手术器械610包括近端部分614和远端部分612。远端部分612包括相对于近端部分614成角度的压舌板特征616。近端部分614由不可穿透的材料(如金属或标准塑料材料)制成。远端部分612由OCT可穿透的材料制成。

图6C是示出了示意性鹤嘴锄外科手术器械620的图。根据本示例，鹤嘴锄外科手术器械620包括近端部分624和远端部分622。远端部分622包括相对于近端部分624成角度的鹤嘴锄特征626。近端部分624由不可穿透的材料(如金属或标准塑料材料)制成。远端部分622由OCT可穿透的材料制成。

图6D是示出了示意性软尖端外科手术器械630的图。根据本示例，软尖端外科手术器械630包括近端部分634和远端部分632。远端部分632包括中空的软尖端特征636。近端部分634由不可穿透的材料(如金属或标准塑料材料)制成。远端部分632由OCT可穿透的材料制成。

图6E是示出了示意性抽吸器外科手术器械640的图。根据本示例，抽吸器外科手术器械640包括近端部分644和远端部分642。远端部分642包括在末端具有开口646的中空管。远端部分642的中空内部可以延伸穿过近端部分644，这样使得流体可以被抽吸通过开口646并离开外科手术器械640的近端。近端部分644由不可穿透的材料(如金属或标准塑料材料)制成。远端部分642由OCT可穿透的材料制成。

图7是示出了用于使用OCT可穿透的外科手术器械的示意性方法700的流程图。根据本示例，在步骤702，方法700包括用外科系统(如眼外科手术系统100)观察患者的眼睛。如上所述，观察患者的眼睛可以包括看着用来自可见光谱的光和来自OCT光谱的光所拍摄的一张或多张图像。用来自光谱的光拍摄的这种图像可以穿过显微镜(包括立体显微镜)。另外，用来自OCT光谱的光拍摄的图像可以包括看着眼睛内感兴趣的区域的剖面OCT图像。

在步骤704，该方法包括将OCT可穿透的器械插入患者的眼睛。在一个示例中，OCT可穿透的器械是用于进行ILM移除的工具(如钳子)。在其他示例中，在此所披露的或者另外安排成OCT可穿透的其他器械中的任何一种可以被插入患者的眼睛。如上所述，OCT可穿透的器械可以是对可见光谱内的光不可穿透的，从而使得该器械出现在用来自可见光谱的光拍摄的图像(如显微镜图像)上。但是，由于该器械是OCT可穿透的，它并不阻挡OCT光谱内的光。从而，即使当该器械在感兴趣的区域的正上方时，仍然可以获得感兴趣的区域的OCT图像。

本领域的普通技术人员应领会到，本披露所涵盖的实施例并不限于上文描述的具体示例性实施例。就此而言，尽管已经示出并描述了说明性实施例，但是在前述披露中还考虑到了各式各样的修改、变化、和替代。应理解的是，可以在不脱离本披露范围的情况下对前述内容做出此类改变。因此，适当的是广义地且以与本披露一致的方式解释所附权利要求书。