CN111491549B - 用于眼睛照明的方法和*** - Google Patents

Abstract

本文披露了可见的非治疗光到眼睛上的投射以照亮术野的具体区域。手术***可以包括：手术控制台；与所述手术控制台通信地联接的显微镜；通信地联接至所述手术控制台的相机；以及能操作用于将光投射到眼睛上的投影仪。所述投影仪可以通信地联接至所述手术控制台。一种用于光投射的方法可以包括：使用相机从眼睛收集信息；至少部分地基于所收集的信息来确定所述光投射；然后使用投影仪将可见的非治疗光投射到所述眼睛上。

Description

用于眼睛照明的方法和***

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月19日提交的美国临时专利申请号62/607,463的权益，所述申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露涉及将光投射到眼睛上以照亮术野的具体区域。本披露还涉及例如基于眼睛的识别特征将信息投射到眼睛上。

背景技术

人眼睛可能患上许多疾病，导致轻度恶化以至完全丧失视力。虽然隐形眼镜和眼镜可以弥补一些疾病，但其他的则需要眼科手术。通常，眼科手术被分类为比如玻璃体视网膜手术的后段手术和比如白内障手术的前段手术。玻璃体视网膜手术可以解决许多不同的眼睛病情，包括但不限于黄斑变性、糖尿病视网膜病变、糖尿病性玻璃体出血、黄斑裂孔、视网膜脱落、视网膜前膜和巨细胞病毒视网膜炎。

在玻璃体视网膜手术中，外科医生需要看到后段以正确地解决眼睛病情。然而，来自术野的不期望的光，比如眩光和/或反光，可能影响眼睛后段的可见度。当前，玻璃体视网膜外科医生可能在黑暗的手术室中工作，以减少对不期望的光的担忧。可替代地，手术室可能不是黑暗的，但是由于不期望的光，玻璃体视网膜外科医生随后可能难以看到后段。

在玻璃体视网膜手术中，可以通过将一个或多个插管***到眼睛中提供到后段的通路。在手术室黑暗的情况下，可以使用穿过插管而设置的内照明器来照亮术野(例如，后段、视网膜等)。为了穿过插管引入新器械，玻璃体视网膜外科医生将需要看到插管的近端(即，插管座)和器械。这通常需要玻璃体视网膜外科医生缩小显微镜并且打开显微镜光，以便看到插管的近端和器械，并且将器械穿过形成在插管中的内腔而***。一旦将器械穿过插管引入到眼睛中后，关闭显微镜光。尽管这种技术为穿过插管引入新器械提供了光，但该技术也有缺点。例如，与显微镜的重新调整相关联的时间延迟了玻璃体视网膜手术。

发明内容

根据本披露的一个方面，提供了一种用于将照明投射到眼睛上的手术***。例如，手术***可以包括显微镜；相机，所述相机通信地联接至所述手术控制台，所述相机能操作用于收集眼睛的图像数据；手术控制台，所述手术控制台通信地联接至所述相机，所述手术控制台能操作用于接收所述图像数据；以及投影仪，所述投影仪通信地联接至手术控制台，并且能操作用于将可见的非治疗光投射到眼睛上。手术控制台可以包括处理器和存储器。所述存储器可以包括可由所述处理器执行的代码，并且所述处理器能操作用于以由所述代码定义的方式处理所述图像数据，以识别一个或多个眼睛特征。所投射的可见的非治疗光可以是基于所接收到的图像数据指向所述眼睛的一个或多个特定位置的一个或多个离散光投射的形式。

本披露的另一方面涉及一种将光投射到眼睛上的方法。所述方法可以包括使用相机收集眼睛的图像数据；确定要用投射光照亮的所述眼睛上的一个或多个离散位置，所述一个或多个离散位置至少部分地根据所收集的图像数据而确定；使用投影仪将所述可见的非治疗光投射到所述眼睛的一个或多个离散位置上。

本披露的另一方面涉及一种将光投射到眼睛上的方法。所述方法可以包括使用相机收集眼睛的图像数据；处理所接收到的图像数据以确定眼睛上要用投射的可见的非治疗光照亮的一个或多个离散的位置；将光投射到要被照亮的眼睛的一个或多个离散位置上，所述一个或多个离散位置是设置在眼睛中的一个或多个插管；以及将手术器械***到所述一个或多个插管中的至少一个中，同时投射光。

不同方面可以包括以下特征中的一个或多个。所述一个或多个眼睛特征可以包括所述眼睛的特征或设置在所述眼睛的表面上的特征。所述处理器可以能操作用于基于所述接收到的图像数据确定所述眼睛上的一个或多个特定位置。所述眼睛的图像数据可以对应于可通过所述显微镜看到的图像。所述相机可以安装至所述显微镜上，并且其中，所述投影仪可以安装至所述显微镜上。所述一个或多个眼睛特征可以包括***到所述眼睛中的插管。所投射的可见的非治疗光可以照亮所述眼睛表面的离散区域，所述离散区域涵盖所述插管，但不包括所述眼睛表面的其余部分。所投射的光可以包括切口标记、复曲面轴或复曲面轴标记。

不同方面可以包括以下特征中的一个或多个。确定要用投射的可见的非治疗光照亮的所述眼睛上的一个或多个离散位置可以包括使用处理器处理所收集的图像，以识别所述一个或多个离散位置。可以接收用户输入，并且还可以基于所接收的用户输入来确定要用投射的可见的非治疗光照亮的所述眼睛上的一个或多个离散位置。使用投影仪将所述可见的非治疗光投射到所述眼睛的一个或多个离散位置上可以包括在黑暗的手术室环境中投射所述可见的非治疗光。所述眼睛上要用投射光照亮的一个或多个离散位置可以包括所述眼睛的特征或设置在所述眼睛的表面上的特征。设置在所述眼睛的表面上的特征可以包括设置在所述眼睛中的一个或多个插管的端部。可以将外科器械***一个或多个插管中的至少一个中，同时将可见的非治疗光投射到一个或多个插管上。将可见的非治疗光投射到眼睛的一个或多个离散位置上可以包括以环绕眼睛的瞳孔的光环的形式投射可见的非治疗光。使用投影仪将所述可见的非治疗光投射到所述眼睛的一个或多个位置上可以包括以一个或多个切口标记的形式将可见的非治疗光投射到眼睛的一个或多个离散位置上。使用投影仪将可见的非治疗光投射到眼睛的一个或多个离散位置上可以包括以切口间隔标记、切口标记、复曲面轴标记或巩膜瓣标记的形式投射可见的非治疗光。使用投影仪将可见的非治疗光投射到眼睛的一个或多个离散位置上可以包括选择性地照亮瞳孔周围的眼睛，而不照亮瞳孔。将可见的非治疗光投射到要被照亮的眼睛的一个或多个离散位置上可以包括将光环投射到一个或多个插管上。将可见的非治疗光投射到一个或多个离散位置上可以包括选择性地照亮一个或多个插管中的每个插管，以在一个或多个插管中的每个插管处形成照明区。可见的非治疗光可以以一个或多个切口标记的形式投射到眼睛上；根据所述一个或多个切口标记，可以在眼睛中形成一个或多个切口；并且一个或多个插管可以通过一个或多个切口***眼睛中。

应理解的是，以上一般性说明以及以下详细说明在本质上都是示例性和解释性的，并且旨在提供对本披露的理解而不限制本披露的范围。就此而言，通过以下详细说明，本披露的附加方面、特征以及优点对于本领域技术人员而言将是明显的。

附图说明

这些附图展示了本披露的一些实施例的某些方面，并且不应该用于限制或限定本披露。

图1是示例手术***的框图。

图2是另一个手术***的示意图。

图3是示出了示例插管照明***的示意图。

图4是展示了光投射的示例方法的流程图。

图5展示了没有照明或投射的眼睛的示例。

图6至图16展示了用于将光投射到眼睛上的示例性不同技术。

图17是用于检测眼睛上的一个或多个特征以进行照明的示例方法。

具体实施方式

出于促进对本文中披露的原理的理解的目的，现在将参考附图中展示的实现方式，并且将使用具体语言来描述它们。然而，应当理解，并非旨在限制本披露的范围。本披露所涉及的技术领域内的技术人员在正常情况下将完全能够想到对于所描述的装置、器械、方法的任何改变和进一步修改，以及对于本文中披露的原理的任何进一步应用。具体地，完全可以设想到，参考一个或多个实现方式描述的特征、部件和/或步骤可以与参考本披露的其他实现方式描述的特征、部件和/或步骤相组合。为简单起见，在某些情况下，在整个附图中，使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。

本文描述的装置、器械、方法和其他方面是在眼科学的背景下做出的。然而，本披露的范围可以适用于其他医学技术领域。因此，本披露的范围旨在涵盖医学技术领域之内或之外的其他应用。

本文提供的实施例涉及眼科手术。更特别地，实施例总体涉及将可见的非治疗光投射到眼睛上以照亮术野的具体区域。投射到眼睛表面上的照明使术野内的具体区域中的物体能够被看到，包括例如切口标记、***眼睛中的器械的选择性照明、光轴或其他符号或信息。例如，在玻璃体视网膜手术期间在黑暗的手术室中，可以将目标照明指向位于眼睛中的插管。使目标照明聚焦以便仅照亮插管或插管与紧邻插管的术野部分。也就是说，与眼睛的广泛照明截然不同，目标照明用于照亮与手术的具体区域相关联的眼睛的离散部分。照明还可以包括光线的投射以将信息提供到眼睛上。此信息可以例如在手术过程中由外科医生使用。投射到眼睛上的信息可以包括但不限于切口指示符(例如，插管位置指示符、白内障切口指示符(穿刺术)，青光眼瓣大小和位置指示符)、以及在复曲面IOL植入的情况下的复曲面轴指示符。照明还可以包括选择性照明，比如青光眼手术照明，其中瞳孔被遮蔽或以其他方式未被照亮。照明是非治疗的，因为照明不适于对眼睛执行手术治疗，而仅仅是出于照明目的而提供。

图1展示了示例手术***100，该手术***能操作用于将可见的目标且非治疗光102投射到眼睛104上。如图所示，手术***100包括能操作用于收集关于眼睛104的信息的相机106和能操作用于目视检查眼睛104的显微镜108。手术***100还包括手术控制台110，该手术控制台从相机106和/或显微镜108接收信息。举例来说，手术控制台110可以处理来自相机106的信息，以确定眼睛104上的一个或多个位置，光将被投射到该位置以用于目标照明。手术***100还包括用于将目标光102投射到眼睛104上的投影仪112。

相机106收集关于眼睛104的信息。例如，相机106可以收集眼睛104的一个或多个图像，在本文中可互换地称为图像数据。图像数据可以是实时图像数据。相机106将图像数据提供给手术控制台110以用于后续处理。相机106可以是任何类型的相机，包括但不限于CMOS和CCD单色或彩色相机、以及具有在可见光范围内的宽波长以及在近红外或在可见近红外范围内的特定波长的单色或彩色相机。进一步地，根据需要，相机106可以被专门定制为检测电磁波长或一个或多个特定电磁波长的限定光谱。在一些情况下，相机106可以配置为使用滤波器检测一个或多个电磁波长或电磁波长的光谱。相机106与手术控制台110通信。例如，在一些情况下，相机106可以经由有线或无线连接与手术控制台110进行信号通信。例如，由相机106收集的图像数据可以被发送到手术控制台110以进行进一步处理。在一些实施例中，可以针对低光级来优化相机106，比如在手术室可能是黑暗的玻璃体视网膜手术环境中。在一些实施例中，可以用人类视觉范围之外的光来照亮眼睛104，以避免打扰外科医生。在这样的情况下，相机106可以是能够检测在人的视觉范围之外的这种光的类型。相机106被定位并且聚焦以接收来自眼睛104的反射光114。在一些实施例中，相机106可以使用反射光114来对眼睛104成像并且将关于眼睛104的信息提供给手术控制台110。

显微镜108可以是能操作用于目视检查眼睛104的任何显微镜。在一些情况下，显微镜108可以是但不限于眼科手术显微镜或立体显微镜。比如外科医生或其他医学专业人员的用户可以在手术期间操作显微镜108，例如以更详细地看到眼睛104(或其一个或多个具体区域)。显微镜108也与手术控制台110通信。显微镜108可以经由有线或无线连接与手术控制台110进行信号通信。在一些情况下，显微镜108收集的信息被发送到手术控制台110以进行进一步处理。虽然未示出，但是显微镜108可以包括附加设备，包括但不限于光源。

手术控制台110包括一个或多个处理器116和一个或多个存储器装置118。处理器116可以是或包括微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或能操作用于从存储器装置118或与处理器116通信的其他源接收信息并且对所接收的信息执行一个或多个操作的任何其他可编程装置。处理器116还可以能操作用于基于其执行的操作来输出结果。在一些情况下，处理器116还可以是或包括专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑、或能操作用于处理电信号的任何其他装置或装置的组合中。

在图1的展示的示例中，存储器装置118在手术控制台110的内部。然而，在其他实现方式中，存储器装置118可以在手术控制台110的外部。存储器装置118可以是多个存储器装置。在又其他的实现方式中，存储器装置118可以包括在手术控制台110的内部和外部的一个或多个存储器装置。存储器装置118可以包括能操作用于接收、存储或取回数据的任何装置，包括但不限于电子存储器、磁存储器或光学存储器，无论是易失性的还是非易失性的。存储器装置118可以包括存储在其上的代码120。代码120可以包括可以由处理器116执行的指令。例如，可以使用任何编程语言来创建代码120，包括但不限于C++或任何其他编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言和数据库编程语言)。在一些情况下，代码120可以是这样的程序，当其被加载到处理器116中时，该程序使手术控制台110从相机106和显微镜108中的一个或多个接收信息，确定眼睛104上的需要照明的一个或多个位置，并且使(下面更详细描述的)投影仪112将光投射到一个或多个确定的位置上。

在操作中，手术控制台110从相机106接收关于眼睛104的信息(例如，图像数据)。处理器116处理由手术控制台110从相机106接收的关于眼睛104的信息。在一些实现方式中，相机106可以包括单独的处理器，并且相机106的处理器可以处理相机106获得的图像数据。经处理的图像数据可以被传输到手术控制台110。在一些情况下，处理器116可以接收用户输入122。用户输入122可以是从输入装置(比如键盘、鼠标、触控屏或用户通过其输入信息的其他输入装置)接收的信息。处理器116处理从相机106、用户输入122或一个或多个其他源中的一个或多个接收的信息，以确定眼睛104上要被投射光的一个或多个位置，可互换地称为所需光投射。

处理器116确定的所需光投射被发送到投影仪112。投影仪112将光102投射到眼睛104上。在一些情况下，所需光投射可以是目标照明的形式，以照亮眼睛104上的一个或多个区域。在一些情况下，所需光投射可以是投射到眼睛表面的特定位置上的数字、文本或其他符号的形式。在又其他实现方式中，所需光投射可以既包括目标照明又包括符号投射，并且投影仪112可以能操作用于同时将两种类型的目标照明投射在眼睛104上。

根据其他实现方式，相机106、显微镜108和投影仪112可以是独立于手术控制台(比如手术控制台110)操作的独立照明***。在这样的实现方式中，相机106、显微镜108和投影仪112中的一个或多个可以包括类似于上述处理器116和存储器装置118的处理器和存储器。类似于代码120的代码可以被存储在存储器中并且由处理器执行，以使照明***如上所述的操作。例如，也如上所述，照明***可以以类似的方式操作以识别要用目标光照亮的眼睛的一个或多个区域，并且使投影仪112将目标照明投射到眼睛上。在一些实现方式中，这样的照明***可以连接至手术控制台，例如手术控制台110，而在其他实现方式中，照明***可以不与手术控制台联接。

投影仪112包括能够产生可见的目标且非治疗光102的任何光源。例如，光源可以包括但不限于发光二极管、有机发光二极管和激光源，这些光源可以是单色的或在红绿蓝颜色的空间中，以及其他适用的类型。可以将来自投影仪的目标光102投射到眼睛104的离散位置上，以使例如插管(例如，插管照明)的物体可视化。因此，光102可以是投射到眼睛表面的特定、离散区域上的光的离散区域的形式，以便突显眼睛表面的或眼睛表面上的特定区域或特征。也就是说，光102是眼睛表面的目标照明，而不是广泛的照明。当在玻璃体视网膜手术期间在黑暗的手术室中进行光102的投射时，光的投射可以尤其适用。在一些情况下，投影仪112提供的光102可以是或包括在术野内的覆盖物。在又其他情况下，投影仪112提供的光102可以是或包括眼睛的一个或多个特定区域的选择性照明，比如瞳孔被遮蔽或以其他方式没有被照亮照明。这种类型的选择性照明可以特别适用于青光眼手术。

图2展示了另一个示例手术***100，该手术***能操作用于将目标光102投射到眼睛104上。在所展示的实施例中，手术***100包括相机106、显微镜108、手术控制台110和投影仪112。相机106以图像日期的形式收集关于眼睛104的信息。如图2所示，相机106安装至显微镜108上。在其他实现方式中，相机106可以被集成到显微镜108中。例如，相机106可以例如通过半透明分束器被包括在显微镜108的光路上。相机106可以以任何期望的方式安装至显微镜108上。例如，可以使用紧固件、粘合剂等将相机106安装至显微镜108上。在所展示的实施例中，相机106通过显微镜108接收反射光114。相机106收集的信息通过通信线200发送至手术控制台110，该通信线将相机106通信地联接至手术控制台110。如前所述，手术控制台110包括处理器116和包括代码120的存储器装置118。处理器116、存储器装置118和代码120的描述适用于图2所示的实施例并且不再重复。

处理器116确定的所需光投射被发送至投影仪112，以将光102投射到眼睛104上。在一些实施例中，投影仪112可以安装至显微镜108上。投影仪112可以以任何期望的方式安装至显微镜108上。例如，可以通过使用紧固件、粘合剂等将投影仪112附接至显微镜108或以其他方式联接至显微镜。虽然在一些实现方式中，投影仪112可以安装至显微镜108上，但是本披露的范围不限于此。相反，在其他实现方式中，相机106、投影仪112或两者可以与显微镜108分开设置。

在所展示的实施例中，手术***100可以进一步包括手术器械202。在一些实现方式中，手术器械202可以是或包括用于手术的器械，包括但不限于眼科内照明器、玻璃体切除术探针、镊子、剪刀、倒冲、软尖插管、图片、刮刀、或其他手术器械。手术器械202经由连接线204联接至手术控制台110。在一些实现方式中，连接线204可以向手术器械202提供功率；手术控制台110与手术器械202之间数据通信；用于连通流体的通道，以使流体流向或流出手术器械202(例如，用于冲洗、抽吸或为手术器械202的流体马达提供动力)；或这些中的任意的组合。

现在参考图3，现在将描述手术器械202与来自投影仪112的目标光102的投射一起使用的示例。如图所示，插管300设置在眼睛104中。插管300可以包括但不限于套管针插管和输注插管。插管300提供进入眼睛104的通路。例如，插管300可以为手术器械202提供进入眼睛104的通路。

如前所述，手术室环境302可以变暗，例如，使得手术室环境302中的环境光不会干扰通过显微镜108的可视化。在处于这样黑暗状态的手术室环境302下，用户可能发现将手术器械202***插管300之一中是困难的。结果，投影仪112可以被配置为将可见的目标光102仅投射到插管300的近端304上。利用这种类型的目标照明，光102形成限定的光点，这些光点投射到仅涵盖插管300的近端304的眼睛表面上。在其他情况下，由光102形成的光点投射到涵盖插管300的近端304的眼睛表面上和紧紧围绕近端304的一小部分眼睛表面上。可以根据例如用户的偏好来选择由光102形成的可见光点的大小。在光102投射到插管300的近端304上以形成目标照明区域的情况下，即使在黑暗的手术室环境302中，也可以看到插管300，将眼睛表面的其他部分排除，例如使得外科医生可以定位插管300并且将手术器械202***其中。

图4是展示了光投射的示例方法400的流程图。在402，将患者定位以进行手术。在404，收集来自眼睛104的信息。例如，可以使用比如上面在图1至图3的背景下描述的相机106的相机来从眼睛104收集信息。从眼睛接收的信息可以是图像数据的形式。图像数据可以由相机接收并且由处理器分析，该处理器执行能操作用于检测眼睛上需要照明的一个或多个位置的程序。经处理的图像数据可以指示在眼睛上或在眼睛中设置手术装置的一个或多个位置。例如，从眼睛接收的信息一旦被处理，就可以包括设置在眼睛中的插管(比如插管300)的位置信息。在406，至少部分地基于从眼睛接收的信息来确定要投射光的一个或多个位置。例如，处理器、例如在图1至图3的背景下描述的处理器116可以操作用于处理从眼睛接收的信息，以确定要将光投射到眼睛上的一个或多个位置。在408，比如上述光102的光被投射到眼睛104上。例如，投影仪，比如在图1至图3的背景下描述的投影仪112，可以操作用于将光投射到眼睛上。投影仪投射的光既可以用于照明，也可以用于投射符号或其他信息，或者两者。

图5展示了在其上没有进行照明或投射的示例眼睛104。在图5中，眼睛104被定位并且准备进行手术。如图所示，在手术过程中，窥器500被定位成将眼睛104保持在打开位置。

图6展示了光投射到眼睛104上的示例。特别地，图6示出了切口标记600形式的光投射。如图所示，切口标记600是投射到眼睛表面上的可见光弧形式的离散照明区域。在所展示的示例中，将切口标记器600放置在沿投射到眼睛104上的未填充的圆604或窄环的圆周的位置处。在一些情况下，整个圆604可以被投射到眼睛104上。切口标记600还可以用与圆604可区分开的方式(例如，通过图示)投射到眼睛104上。在其他实现方式中，可以省略切口标记600，并且例如，外科医生可以选择要在眼睛104中沿圆604的圆周的一个或多个位置处制作一个或多个切口的位置。在一些情况下，圆604可以不投射到眼睛104上。相反，在一些情况下，可以将没有圆604的切口标记600投射到眼睛104上。尽管展示了多个切口标记600，但是在一些实现方式中，可以投射单个切口标记600。

可以将切口标记600放置在眼睛104上，以指示与要在切口标记600处形成的切口606的瞳孔602的期望间隔。通过示例方式，切口标记600可以指示眼睛上的一个或多个位置(例如，巩膜上的一个或多个位置)，在该位置处可以制作切口以***插管300，例如在图3中所示。然后，外科医生可以继续沿切口标记600制作一个或多个切口606。

图7展示了投射到眼睛104上的切口标记600的另一示例实施例。图7展示了三个投射的切口标记600，每个切口标记由照亮眼睛表面的指定位置的目标光束形成，而排除了眼睛表面的其他区域。三个投射的切口标记600位于眼睛104上的分开位置。切口标记600指定放置要***眼睛104中的插管300(例如，图3)的位置以提供进入眼睛104内部的通路。然后，外科医生可以继续沿切口标记600制作一个或多个切口606。

图8展示了光投射到眼睛104上的又一个示例。如图8所示，光102被投射到眼睛104上以照亮眼睛104的表面上的一个或多个离散区域、或者照亮***到眼睛104中或以其他方式存在于眼睛上的一个或多个物体。在所展示的示例中，示出了***到眼睛104中的插管300。如图所示，光102可以以环绕瞳孔602并照亮插管300的光102的环800(由圆形虚线指示)的形式投射到眼睛104上。因此，图8展示了其中用光102照亮眼睛104的区域的示例，该区域包含多个特征，例如，多个插管300。图9展示了光投射的另一个示例，其中照明的多个离散实例被投射到眼睛104上。图9示出了不同的照明区域，每个照明区域都指向单个特征，例如，插管300。代替以环绕瞳孔102的环800的形式投射光，如图8所示，光102投射到眼睛104上的每个插管300处。即，光102可以投射到眼睛104上的离散照明区900，每个照明区900对应于插管300存在的位置。因此，光102可以被投射到眼睛104上以选择性地照亮每个插管300。如图9所示，光102在每个插管300处形成照明区900。可见光的照明区900允许用户容易地识别被照明区900照亮的眼睛表面的区域。

图10展示了光投射到眼睛104上的另一个示例。如图10所示，目标光102可以以期望的形状(例如，以弧的形式)投射到眼睛104上，例如以指示白内障手术中的一个或多个切口位置1000a、1000b和1000c。一个或多个切口位置1000a、1000b和1000c的投射的大小可以不同，例如以反映要制作的切口的不同大小。切口位置1000a可以代表主切口，而切口位置1000b和1000c可以代表穿刺。如图10所示，光投射的光102可以指定眼睛上的不同的位置，并且光投射可以具有不同的大小和形状。在特定展示的示例中，指示切口位置1000a的光投射的大小大于指示切口位置1000b或1000c的光投射的大小。进一步地，限定切口位置1000a、1000b和1000c的每个光投射是弧的形式。然而，本披露的范围不限于此。在其他情况下，投射的光可以具有或包括其他几何形状、符号或其他指示符。图11展示了光102投射到眼睛104上的另一个示例，例如，用于白内障手术中。图11展示了一个或多个切口位置10000a、1000b和1000c。切口位置1000b和1000c可以是指示要制作的切口的范围的小弧形区段或框的形式，而切口位置1000a则标记有类似于图10所示的弧形形状。如上所讨论的，光102提供一个或多个可见的指示符并且本质上是非治疗性的。

图12展示了光投射到眼睛104上的另一个示例。在一些程序中，例如白内障手术，可能需要将复曲面轴投射到眼睛104上，例如在复曲面人工晶状体(IOL)植入中，使得植入的人工晶状体在眼睛内正确定向以提供正确的视觉矫正。图12示出了光投射，其中光102以复曲面轴标记1200的形式投射到眼睛104上。复曲面轴标记1200指示眼睛104上的复曲面轴，以允许用户(例如外科医生)可视化眼睛104的复曲面轴。在某些实施例中，复曲面轴标记1200可以放置在角膜1204的边缘1202处，如图12所示。复曲面轴标记1200可以为外科医生提供复曲面轴的视觉表示。在所展示的示例中，复曲面标记1200呈填充圆的形式。然而，本披露的范围不限于此，并且复曲面轴标记1200可以是任何期望的形状、字符、符号或其他指示。

图13展示了包括复曲面轴标记1200的覆盖物600的另一示例实施例。在图13的示例中，复曲面轴标记1200沿角膜1204和瞳孔602成一直线延伸，以将复曲面轴的视觉表示提供给外科医生。虽然图13将复曲面轴标记1200示出为虚线，复曲面轴标记1200可以具有其他形式，例如实线。图14展示了以复曲面轴标记1200的形式投射到眼睛104上的另一示例实施例的光102。然而，在图14的示例中，复曲面轴标记1200成一直线延伸穿过角膜1204，但是复曲面轴标记1200没有投射到瞳孔602上。

图15展示了光投射到眼睛104上的另一个示例。在图15的实施例中，光102以环形形式投射到眼睛104上以提供选择性照明。在例如青光眼手术的某些程序中，可能希望照明眼睛104的某些部分而不照明其他部分。如图15所示，眼睛104的巩膜1500的一部分被照明而不照明瞳孔602。如所展示的，光102可以以光102的环800的形式投射。光102的环800可以照明眼睛104而不照明瞳孔602。

图16展示了光投射到眼睛104上的另一个示例。在一些手序中，臂如青光眼手术，可能期望在巩膜1600上制作切口并且形成巩膜瓣1602。在图16的实施例中，光102以切口标记600的形式投射到眼睛104上。切口标记600限定巩膜瓣标记1604。为了制作巩膜瓣1602，外科医生可以沿着巩膜瓣标记1604进行切割。

图17是可以用于检测眼睛上的一个或多个特征以进行照明的示例方法1700的流程图。在手术过程中，手术室内的环境光或由光源提供的光可以提供成像光以照亮术野，比如患者的眼睛。术野的反射成像光可以被比如上述相机106的相机接收。在1702，相机可以捕获眼睛的图像。特别地，相机可以捕获图像的帧以形成视频。每个图像帧可以被转发到图像处理器，该图像处理器可以类似于本文中描述的类型的处理器，例如处理器116，以进行处理和分析。在一些情况下，图像处理器可以与包括在手术控制台110中的处理器116分开。在其他情况中，处理器116可以作为图像处理器操作，并且可以包括代码，无论形成代码120的一部分还是形成单独的代码，以使处理器116处理和分析每个图像帧。因此，在一些情况下，在图像处理器上运行的代码(比如代码120)可以提供指令以使图像处理器处理和分析所接收的图像帧。

在1704，图像处理器可以对图像帧执行对比度和特征增强处理。例如，图像处理器可以接收红-绿-蓝(RGB)格式的图像帧。在1704，图像处理器可以将RGB格式的图像帧转换为色调-饱和度-明度(HSV)空间；HSL(色调，饱和度，亮度)空间；或Lab色彩空间。在本文描述的示例中讨论了HSV空间。然而，HSV空间仅用作一种可能的红绿蓝(RGB)颜色模型示例，并且应当理解，也可以使用其他颜色空间模型。在1706，在图像帧已经被增强以显现对比度和特征之后，图像处理器可以确定眼睛或设置在眼睛上或延伸到眼睛中的物品的特征的一阶估计掩模。例如，特征可以是眼睛的瞳孔、插管的端部或其他特征。在一些情况下，可以基于特征的预定颜色、特征的形状或其他预定特性来识别特征。在预定颜色的背景中，图像处理器126可以将标准应用于HSV图像帧的色调和饱和度通道，这些标准将特征与背景分离，从而显现并估计特征的图像。

在1708，图像处理器可以从图像帧中提取特征的图像。例如，图像处理器可以实现小斑点检测过程以检测图像帧中的特征的边界。小斑点可以是图像帧的其中移些属性(比如颜色和亮度)近似恒定的区域。图像处理器可以在图像帧中搜索近似恒定属性的区域以检测小斑点。因此，图像处理器可以找到特征的边界，例如***到眼睛中的插管的近端，并从图像帧中提取特征。

在1710，图像处理器可以分析从图像帧提取的特征的形状和取向。基于预定的图案和颜色，图像处理器可以确定特征在图像帧中的取向。

在1712，一旦特征被识别，比如本文中所描述类型的处理器的处理器(例如，处理器116)引导比如投影仪112的投影仪，以相对于特征的方式朝向特征或朝向眼睛上投射照明。例如，在检测到的特征是插管的近端的情况下，处理器可以引导投影仪，以将照明区形式的照明投射到插管的近端上，该照明非常接近插管的近端形状。在其他情况下，处理器可以引导投影仪将识别切口标记、复曲面轴标记或其他类型的标记或照明区的照明投射到眼睛上。

尽管方法1700展示了检测眼睛上的一个或多个特征以进行照明的示例过程，但是检测眼睛上的一个或多个特征以进行照明的其他方法可以包括更少、额外和/或不同的操作布置。例如，可以省略分析特征的形状和取向的步骤。

认为，根据前面的描述，本披露的操作和构造将是显而易见的。虽然以上示出或描述的设备和方法已被表征为优选的，但是在不脱离所附权利要求所限定的本披露的精神和范围的情况下，可以在其中进行多种不同的改变和修改。

Claims (8)

1.一种用于将照明投射到眼睛上的手术***，所述手术***包括：

显微镜；

相机，所述相机通信地联接至手术控制台，所述相机能操作用于收集所述眼睛的图像数据；以及

所述手术控制台，所述手术控制台通信地联接至所述相机，所述手术控制台能操作用于接收所述图像数据，所述手术控制台包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器包括可由所述处理器执行的代码，并且所述处理器能操作用于：

以由所述代码定义的方式处理所述图像数据，以识别***到所述眼睛中的一个或多个插管；并且

确定待被照亮的所述眼睛表面的一个或多个离散区域，其中，所述一个或多个离散区域基于所接收到的图像数据涵盖所述一个或多个插管，但不包括所述眼睛表面的其余部分；

投影仪，所述投影仪通信地联接至所述手术控制台，并且能操作用于接收期望光投影并将可见的非治疗光投射到眼睛的表面上，

其中，所投射的光具有一个或多个离散光投射的形式并且指向所述眼睛表面的所述一个或多个离散区域，以选择性地照亮所述一个或多个插管中的每个，以在所述一个或多个插管处形成符合所述插管的形状的照明区。

2.如权利要求1所述的手术***，其中，所述眼睛的图像数据对应于可通过所述显微镜看到的图像。

3.如权利要求1所述的手术***，其中，所述相机安装至所述显微镜上，并且其中，所述投影仪安装至所述显微镜上。

4.如权利要求1所述的手术***，其中，所述投射的光包括切口标记、复曲面轴或复曲面轴标记。

5.一种将光投射到眼睛上的方法，所述方法包括：

使用相机收集眼睛的图像数据；

使用处理器处理所述图像数据，以识别***到所述眼睛中的一个或多个插管；

确定要用投射的可见的非治疗光照亮的所述眼睛表面的一个或多个离散区域，其中，所述一个或多个离散区域基于所接收到的图像数据涵盖所述一个或多个插管，但不包括所述眼睛表面的其余部分；以及

使用投影仪将所述可见的非治疗光投射到所述眼睛的所述一个或多个离散区域上，以选择性地照亮所述一个或多个插管中的每个，以在所述一个或多个插管处形成符合所述插管的形状的照明区。

6.如权利要求5所述的方法，进一步包括接收用户输入，并且其中，还基于所接收的用户输入来确定要用投射的可见的非治疗光照亮的所述眼睛表面上的所述一个或多个离散区域。

7.如权利要求5所述的方法，其中，使用投影仪将所述可见的非治疗光投射到所述眼睛表面上的所述一个或多个离散区域上包括在黑暗的手术室环境中投射所述可见的非治疗光。

8.如权利要求5所述的方法，进一步包括将手术器械***到所述一个或多个插管中的至少一个中，同时将所述光投射到所述一个或多个插管上。