[发明专利]用于光学相干断层成像集成外科显微镜的抬头显示器

说明书

优先权要求

本申请要求2012年8月28日提交的美国临时申请No.61/871,037(代理人案号No.9526-49PR)的优先权，其公开以引用的方式并入到本文中如同其在本文中全面陈述。

政府支持的声明

本发明部分地由国家健康机构国家眼科机构在批准申请ID R44EY018021-03下受政府支持而被资助。美国政府享有本发明构思的特定权利。

技术领域

本发明构思涉及外科显微镜，并且更特别地，涉及使用光学相干断层成像(OCT)的眼科外科显微镜。

背景技术

外科显微镜向外科医生提供放大的操作视场。常见地，眼科外科显微镜是具有用于外科医生的双目查看端口的立体变焦显微镜，并且经常使一个或两个观测者查看端口对于外科医生成九十度(左边和右边)。显微镜的物镜与患者眼睛的表面之间的工作距离可以在从大约100mm到大约200mm的范围。在为外科医生的手动工作提供适合的访问视场的该工作距离处，患者眼睛内的查看视场可能十分有限。十分常见的是使用中间透镜(诸如Oculus Optikgerat的双目间接眼科显微镜(BIOM))以修正对于外科医生的放大倍率和查看视场。这种中间透镜被安装到显微镜头的下方台架，并且包括机械部件以调整焦点并且将透镜翻转进入以及退出显微镜的查看视场。

其它照射或成像设备也可以用在外科领域中。理想地，所有照射和成像源将被直接同轴集成到操作显微镜的光路及其之内，而不影响用于外科医生、观测者和麻醉师等的操作视场。仍然想要利用已经集成到良好运转的操作显微镜的机械控制和属性来为紧密耦合到手术视场的成像和其它附件提供容易操控的安装，而不使操作显微镜的视觉属性劣化。

特别关注的情况是将光学相干断层成像(OCT)成像合并到手术可视化实践中。OCT提供眼组织微结构的高分辨率成像，并且示出将信息提供给外科医生以改进治疗结果，并且通过减少风险并减少重做而减少手术的总经济负担的巨大前景。

现在将讨论常规傅里叶域OCT(FDOCT)系统以提供与这些系统有关的一些背景。首先参照图1A，将讨论FDOCT视网膜成像系统的框图。如图1A所示，该系统包括宽带源100、通过分束器120彼此耦合的参考臂110和样本臂140。分束器120可以是例如光纤耦合器或体状或微型光耦合器。分束器120可以提供从大约50/50到大约90/10的分光比。如图1A进一步所示，分束器120还通过可以由光纤提供的检测路径106耦合到波长或频率采样的检测模块130。

如图1A进一步所示，源100通过源路径105耦合到分束器120。源100可以是例如连续波宽带超发光二极管、脉冲宽带源或可调谐源。参考臂110通过参考臂路径107耦合到分束器120。类似地，样本臂140通过样本臂路径108耦合到分束器120。源路径105、参考臂路径107和样本臂路径108可以全都由光纤或光纤、自由空间和体状或微光学元件的组合来提供。

如图1A所示，FDOCT视网膜成像系统的参考臂可以包括准直器组件180、可以包括中性密度滤光器或可变孔径的可变衰减器181、镜组件182、参考臂可变路径长度调整183以及路径长度匹配位置150，即到感兴趣对象区域的参考臂路径长度与样本臂路径长度之间的光路径长度匹配。如进一步所示，样本臂140可以包括双轴扫描仪组件190和具有可变焦点191的物镜。

图1A所图示的样本是眼睛，其包括角膜195、虹膜/瞳孔194、眼晶状体193和视网膜196。在视网膜196附近示出FDOCT成像窗口的表示170。视网膜成像系统依赖于物镜加上被检者眼睛的光学体(显然，角膜195和眼晶状体193)，以对眼睛的后部结构进行成像。如进一步图示，通过聚焦位置196和参考臂路径长度调整183的协调来选择对象内的感兴趣区域170，以使得对象内的路径长度匹配位置197处于想要的位置处。

现参照图1B，将讨论示出FDOCT角膜(前部)成像系统的框图。如图中所示，图1B的系统与图1A的系统非常相似。然而，物镜可变焦点不需要被包括，并且在图1B中未被包括。图1B的前部成像系统直接对前部结构进行成像，而不依赖对象的光学体聚焦在前部结构上。