相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年10月1日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/503,706的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

背景技術(shù)：

全球范圍內(nèi)，癌癥是主要的死亡原因之一。具體地，乳腺癌是婦女最常見(jiàn)的癌癥類型，其根據(jù)種族的不同是第一或第二主要死亡原因。

近年來(lái)，一種有前途的對(duì)乳腺癌腫瘤進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的方法涉及使用特殊標(biāo)記物。這些標(biāo)記物可以選擇性地結(jié)合癌細(xì)胞，并且在合適的光的激發(fā)下發(fā)出熒光(發(fā)光)，從而為外科醫(yī)生提供腫瘤及其邊緣的實(shí)時(shí)圖像。標(biāo)記物通常處于紅光或近紅外波長(zhǎng)范圍中，以避免在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的組織的自動(dòng)發(fā)出熒光，并且具有增加的穿透深度。然而，目前還沒(méi)有允許使用熒光標(biāo)記物對(duì)乳腺癌腫瘤進(jìn)行穩(wěn)定和快速的實(shí)時(shí)檢測(cè)的系統(tǒng)性解決方案。

同時(shí)，隨著時(shí)間推移，激光在醫(yī)院中的使用不斷增加。具體地，已經(jīng)在各種外科手術(shù)中探索了使用激光來(lái)切除腫瘤。激光可通過(guò)鉸接臂或特制光纖傳輸?shù)绞中g(shù)部位。然而，使用切除激光和同時(shí)的熒光檢測(cè)方案二者將需要操作兩個(gè)感光設(shè)備，這需要參考同一坐標(biāo)系，從而使外科手術(shù)復(fù)雜化并需要外科醫(yī)生更加靈巧。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，提供一種設(shè)備。該設(shè)備包括激發(fā)光源、切除光源和光束組合器。激發(fā)光源被配置成產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)被配置成響應(yīng)于接收到具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。切除光源被配置為產(chǎn)生切除光。切除光被配置成切除(ablate)組織。光束組合器光學(xué)地耦合到激發(fā)光源和切除光源。該設(shè)備還包括控制器。該控制器包括被編程為執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)。指令包括使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光并使切除光源產(chǎn)生切除光。

在第二方面，提供了一種方法。該方法包括使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)被配置成響應(yīng)于接收到具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。該方法還包括致使光束掃描器將激發(fā)光引向特定的組織位置。光束掃描器可操作為將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的任何一個(gè)。該方法還包括使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的圖像。相機(jī)被配置為檢測(cè)由熒光基團(tuán)發(fā)射的發(fā)射光。該方法還包括基于顯示在特定組織位置處的具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)熒光狀態(tài)使得切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器將切除光引向特定的組織位置。切除光源和激發(fā)光源光學(xué)地耦合到光束組合器，光束組合器光學(xué)地耦合到光束掃描器。

在第三方面，提供了一種方法。該方法包括基于相機(jī)的位置、光束掃描器的出口光圈的位置、和激發(fā)光相對(duì)于特定組織位置的角度而確定形貌圖。該方法還包括基于形貌圖確定到特定組織位置的焦距。該方法還包括使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)被配置成響應(yīng)于接收到具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。該方法還包括使光束掃描器將激發(fā)光引向特定的組織位置。光束掃描器可操作為將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的任何一個(gè)。該方法還包括使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的圖像。相機(jī)被配置為檢測(cè)由熒光基團(tuán)發(fā)射的發(fā)射光。該方法還包括基于顯示在特定組織位置處的具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。該方法另外包括響應(yīng)于熒光狀態(tài)，使得切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器至少基于到特定組織位置的焦距而將切除光引向特定組織位置。切除光源和激發(fā)光源光學(xué)地耦合到光束組合器，并且光束組合器光學(xué)地耦合到光束掃描器。

其它方面、實(shí)施例和實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將通過(guò)參考適當(dāng)?shù)母綀D閱讀以下詳細(xì)描述而變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1a示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的設(shè)備。

圖1b示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的設(shè)備。

圖1c示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的設(shè)備。

圖2示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的設(shè)備的示意性框圖。

圖3示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的方法。

圖4示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的方法。

圖5示出了根據(jù)一示例實(shí)施例的形貌映射方案。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中，參考形成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖。在附圖中，相似的符號(hào)通常標(biāo)識(shí)相似的組件，除非另有說(shuō)明。在詳細(xì)描述中，附圖和權(quán)利要求中描述的說(shuō)明性實(shí)施例并不是限制性的。在不脫離本文呈現(xiàn)的主題的范圍的情況下，可以使用其它實(shí)施例，并且可以進(jìn)行其它改變。應(yīng)理解，本公開(kāi)的各方面，如本文中一般性描述并且在附圖中示出的，可以以各種不同的構(gòu)造進(jìn)行布置、取代、組合、分離和設(shè)計(jì)，所有這些都明確地被包含在本文中。

此外，雖然本文所公開(kāi)的實(shí)施方案提及在活體人體上使用或與之結(jié)合使用，但是應(yīng)理解，本文所公開(kāi)的方法、系統(tǒng)和設(shè)備可用于需要選擇性地切除組織的任何環(huán)境中。環(huán)境可以包括任何生物或非生物體或其一部分。環(huán)境可能包括非人體組織。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本文公開(kāi)的實(shí)施例可以通常應(yīng)用于在許多不同情況下響應(yīng)于熒光狀態(tài)的確定而選擇性地切除組織。此外，雖然本公開(kāi)描述了在體內(nèi)使用的實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，在體外的應(yīng)用也是可能的。

總覽

在一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備和用于其使用的設(shè)備和方法可以包括一醫(yī)療裝置，該裝置可以利用來(lái)自激發(fā)光源的激發(fā)光照亮組織位置。響應(yīng)于在組織位置處檢測(cè)到具有發(fā)射波長(zhǎng)的光(例如來(lái)自熒光基團(tuán))，該醫(yī)療設(shè)備可以使得切除光源產(chǎn)生切除光，以便切除該組織位置處的組織。在一些實(shí)施例中，該設(shè)備和用于其使用的方法可有助于改善特定組織(如癌癥組織)的選擇性去除。

激發(fā)光源可以被配置為產(chǎn)生具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的激發(fā)光。此外，熒光基團(tuán)可以被配置為響應(yīng)于接收和/或吸收激發(fā)光而發(fā)出發(fā)射光。激發(fā)光源可以是激光器(例如hene激光器)或發(fā)光二極管(led)。

切除光源可以是中紅外波長(zhǎng)激光器，例如二氧化碳(co2)或氬離子激光器。在本公開(kāi)的情況中考慮配置為通過(guò)切除來(lái)去除組織的其它光源和/或激光器。

切除光源和激發(fā)光源可以光學(xué)地耦合到光束組合器。光束組合器可以包括二向色性(dichroic)材料，其被配置為反射切除光或激發(fā)光中的任一種而透射另一種光。光束組合器可以采取其它形式。例如，光束組合器可以包括光纖y耦合器或被配置為組合兩束光的其它器件。

光束掃描器可以光學(xué)地耦合到光束組合器。光束掃描器可以被配置為將激發(fā)光和切除光引向一個(gè)或多個(gè)組織位置。例如，光束掃描器可以包括x-y鏡式電流計(jì)或可操作為將激發(fā)光和切除光引向多個(gè)組織位置中的任何一個(gè)的其它設(shè)備。

相機(jī)可以被配置為拍攝由激發(fā)光照射的至少一個(gè)特定組織位置的圖像。此外，相機(jī)可以被配置為檢測(cè)具有發(fā)射波長(zhǎng)的光。換句話說(shuō)，相機(jī)能夠檢測(cè)來(lái)自熒光基團(tuán)或來(lái)自另一個(gè)光源的發(fā)射光。

該設(shè)備可以包括控制器，其被配置為控制醫(yī)療設(shè)備的上述部件中的一些或全部。具體地，控制器可以被配置為使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光，使得光束掃描器將激發(fā)光引向特定的組織位置，并且使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的一個(gè)或多個(gè)圖像。此外，控制器可以被配置為基于顯示在特定組織位置處具有發(fā)射波長(zhǎng)的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。響應(yīng)于熒光狀態(tài)，控制器還可以使切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器將切除光引向特定的組織位置。

控制器可以包括具有處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)?？刂破饕部梢圆扇∑渌问?。例如，控制器可以包括分布式計(jì)算系統(tǒng)或基于云的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。替換地或另外地，控制器可以是移動(dòng)設(shè)備?？刂破骺梢园ū慌渲脼榭刂圃O(shè)備的上述元件的軟件，諸如硬件驅(qū)動(dòng)器和/或應(yīng)用程序編程接口。控制器可以使用無(wú)線通信與設(shè)備的一些或所有其它元件進(jìn)行通信和/或控制。

設(shè)備實(shí)例

圖1a示出根據(jù)一實(shí)施例的設(shè)備100。設(shè)備100可以包括激發(fā)光源102。激發(fā)光源102可以被配置為產(chǎn)生激發(fā)光104。激發(fā)光源102可以包括激光器，諸如氦氖(hene)激光器?；蛘?，激發(fā)光源102可以是被配置為激發(fā)熒光基團(tuán)(fluorophore)的熒光特性的氙燈或汞燈、發(fā)光二極管或者其它光源。換句話說(shuō)，激發(fā)光源102可以產(chǎn)生激發(fā)光104，激發(fā)光104可以繼而包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。激發(fā)光104可以包括但不限于波長(zhǎng)范圍在380納米和1.4微米之間的光。

熒光基團(tuán)可以吸收特定波長(zhǎng)的光并且以更長(zhǎng)的發(fā)射波長(zhǎng)再次發(fā)射光，以作為發(fā)射光。如本文所述，熒光基團(tuán)可以具有紅光至近紅外波長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng)，但是其它激發(fā)波長(zhǎng)也是可以的。熒光基團(tuán)可以具有在可見(jiàn)光譜到近紅外光譜中的相應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)，但其它發(fā)射波長(zhǎng)也是可以的。熒光基團(tuán)分子的一些實(shí)例包括細(xì)胞/組織染料，其活性劑可包括小分子、蛋白質(zhì)或量子點(diǎn)。一些實(shí)施方案可以涉及共振能量轉(zhuǎn)移(fret)，其中，第一熒光基團(tuán)(例如供體染料)的激發(fā)電子被傳遞到第二熒光基團(tuán)(例如受體染料)，這會(huì)導(dǎo)致降低的熒光。熒光基團(tuán)可結(jié)合到組織140中。另外或者可選地，多于一個(gè)的熒光基團(tuán)可以被結(jié)合到組織140中，和/或另外的熒光基團(tuán)可以被結(jié)合到身體的其它部分中，例如周圍組織、骨骼、體腔等中。熒光基團(tuán)的其它組合也可以的，且在本文中被考慮。

雖然本發(fā)明具體涉及使用熒光基團(tuán)來(lái)指示是否切除特定的組織位置，但也可以利用其它類型的發(fā)光特性來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目的。例如，可以與本文公開(kāi)的方法和設(shè)備相關(guān)聯(lián)地利用組織和各種生物標(biāo)志物的化學(xué)發(fā)光和磷光。

設(shè)備100還包括切除光源106。切除光源106可以是被配置為產(chǎn)生包括中紅外波長(zhǎng)的切除光108的激光器，例如二氧化碳(co2)激光器?；蛘?，切除光源106可以是另外類型的光源。切除光108可以被配置為切除組織。也就是說(shuō)，可以配置和/或調(diào)整切除光108的功率、占空比、重復(fù)率、光譜特性和焦點(diǎn)以便去除組織。切除光108可以包括但不限于1.4微米和12微米之間的波長(zhǎng)范圍。

光束組合器110可以光學(xué)地耦合至激發(fā)光源102和切除光源106。光束組合器110可以包括二向色光束棱鏡/組合器?；蛘?，光束組合器110可以包括光纖y耦合器或以共線方式組合兩個(gè)光源的其它方法。光束組合器110可以可選地將組合光112引向光束掃描器120。圖1a示出了組合光112包括激發(fā)光104和切除光108。然而，在一些實(shí)施例中，組合光112可進(jìn)一步表示或者激發(fā)光104或者切除光108。也就是說(shuō)，組合光112用于示出激發(fā)光104和切除光108的基本上共線的路徑。一些實(shí)施例包括在不同時(shí)間產(chǎn)生光的光源。附加地或替代地，實(shí)施例可以包括針對(duì)給定占空比或操作周期的至少一些部分而同時(shí)產(chǎn)生光的光源。

如圖所示，可選的光束掃描器120將入射光126引向特定的組織位置150。入射光126可以包括激發(fā)光104和/或切除光108。此外，光束掃描器120具有偏轉(zhuǎn)范圍122，在該偏轉(zhuǎn)范圍122內(nèi)，其可以將入射光126引向多個(gè)組織位置152中的任一個(gè)。如上所述，入射光126用于示出激發(fā)光104和切除光108的基本上共線的路徑，并且并不暗示這兩個(gè)光源必須同時(shí)地產(chǎn)生光，但是在一些實(shí)施例中可以考慮這種情況。光束掃描器120可以包括雙電流計(jì)，其可操作為使激發(fā)光104和切除光108在偏轉(zhuǎn)范圍122內(nèi)偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)范圍122可以包括具有多個(gè)組織位置152的組織區(qū)域。

設(shè)備100可以可選地包括被配置為檢測(cè)至少具有發(fā)射波長(zhǎng)的光的相機(jī)130。相機(jī)130可以包括視場(chǎng)132。相機(jī)130的視場(chǎng)132至少包括特定的組織位置150，并且可以包含所述多個(gè)組織位置152的所有部分或一部分以及其它組織位置?；蛘?，視場(chǎng)132可以或多或少地包括偏轉(zhuǎn)范圍122。相機(jī)130可以是電荷耦合設(shè)備(ccd)相機(jī)或被配置為拍攝視場(chǎng)132的圖像的其它類型的相機(jī)，以便識(shí)別以發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)出發(fā)射光的熒光基團(tuán)和/或有助于確定視野132的形貌。相機(jī)130可被配置為僅在發(fā)射波長(zhǎng)附近檢測(cè)光?；蛘?，相機(jī)130可以被配置為檢測(cè)包括了發(fā)射波長(zhǎng)的相對(duì)寬的波長(zhǎng)譜內(nèi)的光。

圖1b示出了類似于設(shè)備100的設(shè)備160，但其進(jìn)一步包括光束傳輸系統(tǒng)114。光束傳輸系統(tǒng)114可以光學(xué)地耦合至光束組合器110和光束掃描器120。光束傳輸系統(tǒng)114可以包括鉸接臂，其具有配置成將組合光112引導(dǎo)到光束掃描器120的光學(xué)器件。例如，鉸接臂可以包括能將來(lái)自鉸接臂的輸入部(例如可接收光的(多個(gè))光纖耦合器)的光引導(dǎo)到鉸接臂的輸出部(例如在組織位置處或附近)的反射鏡和/或其它光學(xué)部件?；蛘?，光束傳輸系統(tǒng)114可以包括光纖。在一些實(shí)施例中，光纖可以包括配置成使得激發(fā)光104和切除光108二者透射的藍(lán)寶石或其它材料。光纖可以是多模光纖。

圖1c示出了類似于設(shè)備100的設(shè)備170，但其進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)124。光學(xué)系統(tǒng)124可以光學(xué)地耦合到光束掃描儀120和/或設(shè)備170的其它元件。光學(xué)系統(tǒng)124可以包括諸如透鏡和出口光圈的元件。光學(xué)系統(tǒng)124的其它元件是可能存在的。透鏡可以包括f-theta透鏡，其可以被配置為施加場(chǎng)校正，以恢復(fù)平的場(chǎng)狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，透鏡可以包括對(duì)激發(fā)波長(zhǎng)和切除波長(zhǎng)的光都是基本上透光的光學(xué)材料。例如，透鏡可以包括硒化鋅(znse)。透鏡可以包括附加的或替代的光學(xué)材料。

圖2示出了根據(jù)一實(shí)施例的設(shè)備200的示意性框圖。設(shè)備200的元件可以與參考圖1a-c所述和所示的設(shè)備100的元件相似或相同?？刂破?10可以包括處理器220和存儲(chǔ)器230。存儲(chǔ)器230可以本征非瞬時(shí)的?？刂破?10可以包括移動(dòng)設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)或其它計(jì)算設(shè)備?？刂破?10可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)不需要是同位的，而是可以是分布式的，例如作為云服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的一部分。

程序指令可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器230中，并且可以由處理器220執(zhí)行。這樣的程序指令可以包括執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)參考圖3和4所示和所示的方法要素的指令。即，程序指令可以包括導(dǎo)致激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)被配置成響應(yīng)于接收到具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。程序指令可以包括導(dǎo)致光束掃描器將激發(fā)光引向特定的組織位置。光束掃描器可操作為將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的任何一個(gè)。程序指令還可以包括導(dǎo)致相機(jī)至少拍攝特定的組織位置。相機(jī)被配置為檢測(cè)由熒光基團(tuán)發(fā)出的發(fā)射光。程序指令還可以包括基于在特定組織位置處指示具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。程序指令可以另外包括響應(yīng)于熒光狀態(tài)而使得切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器將切除光引向特定的組織位置。切除光源和激發(fā)光源光學(xué)地耦合到光束組合器。光束組合器光學(xué)地耦合到光束掃描器。其它程序指令可以執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)本文別處描述的動(dòng)作。

設(shè)備200還可以包括激發(fā)光源250、切除光源260、光束掃描器270、相機(jī)280和可選的可控光學(xué)器件290。控制器210可以能夠與設(shè)備200的每個(gè)其它元件經(jīng)由通信總線進(jìn)行通信。替換地或另外地，控制器210可以經(jīng)由直接有線和/或無(wú)線通信鏈路與設(shè)備200的其它元件中的一個(gè)或多個(gè)通信。

如本文所述，控制器210可以控制和/或調(diào)整與設(shè)備200中的一個(gè)或多個(gè)其它元件相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。例如，控制器210可以使激發(fā)光源250產(chǎn)生激發(fā)光。此外，控制器210可以使光束掃描器270將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的特定組織位置?？刂破?10還可以使相機(jī)280拍攝至少包括特定組織位置的視場(chǎng)圖像。在一些實(shí)施例中，控制器210可以控制相機(jī)280的其它方面。例如，控制器210可調(diào)節(jié)相機(jī)280的快門(mén)速度或積分時(shí)間、靈敏度(例如iso)、光圈、白平衡或其它方面。

控制器210可以確定圖像顯示在特定組織位置處的具有熒光基團(tuán)的發(fā)射波長(zhǎng)的光。例如，控制器210可以分析圖像。分析可以指示具有預(yù)期發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光大于預(yù)定閾值(例如最小強(qiáng)度)。在這種條件下，控制器210可以確定熒光狀態(tài)。

響應(yīng)于確定的熒光狀態(tài)，控制器210可以使得切除光源260產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器270將切除光引向特定的組織位置。

控制器210還可以可選地調(diào)整或控制各種可控光學(xué)器件290?？煽毓鈱W(xué)器件290可以包括被配置為在設(shè)備200中對(duì)于光進(jìn)行聚焦、引導(dǎo)、轉(zhuǎn)向、調(diào)整、反射或衰減/吸收的光學(xué)部件。例如，控制器210可以控制透鏡，以獲得在特定組織位置處的激發(fā)光和/或切除光的最佳或合適的聚焦?？刂破?10也可以控制設(shè)備200的其它元件。例如，控制器210可以調(diào)節(jié)與設(shè)備200相關(guān)聯(lián)的中密度濾波器、頻譜濾波器、快門(mén)、光圈、光束止檔器等。

控制器210可以被配置為基于相機(jī)的位置、出口光圈的位置以及激發(fā)光相對(duì)于被激發(fā)光照射的特定組織位置的角度來(lái)確定至少特定組織位置的形貌圖(topographicalmap)。也就是說(shuō)，控制器210可以利用激發(fā)光源250照亮特定的組織位置，并且使用相機(jī)280拍攝圖像。所拍攝的圖像可以包括特定的組織位置。由于出口光圈和相機(jī)280的相應(yīng)位置以及激發(fā)光相對(duì)于特定組織位置的角度是已知的，所以可以計(jì)算相對(duì)于特定組織位置的焦距(例如到目標(biāo)的距離)位置。在一些實(shí)施例中，可以使用三角測(cè)量方法來(lái)確定至特定組織位置的焦距或距離。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)可以使用其它算法或方法。

控制器210還可以被配置為在切除光源產(chǎn)生切除光的同時(shí)使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的第二圖像，并且基于第二圖像來(lái)控制切除光源。更多的圖像也是可能的。在一個(gè)實(shí)施例中，特定組織位置可以在向特定組織位置提供切除光的之后或同時(shí)被成像。在一些實(shí)施例中，可以在組織切除之前和期間拍攝多個(gè)圖像。這樣的后續(xù)成像可以幫助用戶移除期望的組織，同時(shí)減少手術(shù)切緣或不期望的組織去除。

方法示例

圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的方法300。方法300包括可以以任何順序執(zhí)行的框圖。此外，可以在本公開(kāi)的預(yù)期范圍內(nèi)向方法300添加或減去各種框圖。方法300可以對(duì)應(yīng)于使用設(shè)備100或設(shè)備200執(zhí)行的步驟，如參考圖1a-c和圖2所示和所述的。

框圖302包括使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光可以包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)可以被配置為響應(yīng)于接收到具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。

框圖304包括使得光束掃描器將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的特定組織位置。

框圖306包括使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的圖像。相機(jī)被配置為檢測(cè)由熒光基團(tuán)發(fā)出的發(fā)射光。

框圖308包括基于指示特定組織位置處的具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。確定熒光狀態(tài)可以包括拍攝圖像的圖像分析。圖像分析可以包括但不限于光譜分析、顏色映射、顏色識(shí)別、顏色匹配或其它圖像分析方法。在一些實(shí)施例中，可以使用閾值來(lái)指示例如發(fā)射波長(zhǎng)下的最小光強(qiáng)或最小照度。該閾值可以用于圖像內(nèi)的特定像素、圖像區(qū)域或像素集合。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)根據(jù)圖像分析圖像中的一組像素指示高于閾值的發(fā)射波長(zhǎng)下的平均強(qiáng)度時(shí)，則可以確定熒光狀態(tài)。確定熒光狀態(tài)的其它方法是可行的，并且在本文范圍內(nèi)被考慮。一些實(shí)施例可以包括基于指示來(lái)自希望被去除的特定細(xì)胞或組織區(qū)域的發(fā)射光圖像而確定熒光狀態(tài)。例如，可以將一個(gè)或多個(gè)熒光基團(tuán)引入組織中。該一個(gè)或多個(gè)熒光基團(tuán)可以結(jié)合、關(guān)聯(lián)或以其它方式與特定細(xì)胞或組織并置。如本文所考慮的，來(lái)自一個(gè)或多個(gè)熒光基團(tuán)的發(fā)射可指示待去除和/或切除的特定的細(xì)胞或組織。

框圖310包括響應(yīng)于熒光狀態(tài)而使切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器將切除光引向特定的組織位置。切除光源和激發(fā)光源光學(xué)地耦合到光束組合器，并且光束組合器光學(xué)地耦合到光束掃描器。如上所述，光束掃描器可以包括雙電流計(jì)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮其它類型的光束掃描器。例如，配置成對(duì)激發(fā)光和切除光進(jìn)行引導(dǎo)的另一光束轉(zhuǎn)向設(shè)備也是可以的。

可選地，該方法可以包括使得相機(jī)在切除光源產(chǎn)生切除光的同時(shí)拍攝第二圖像。在一些實(shí)施例中，在確定熒光狀態(tài)之后，相機(jī)可拍攝一個(gè)或多個(gè)后續(xù)圖像?？梢栽谇谐庠串a(chǎn)生切除光的同時(shí)拍攝后續(xù)圖像。在這種情況下，后續(xù)圖像可用于確定當(dāng)前的熒光狀態(tài)。換句話說(shuō)，后續(xù)圖像可以包括對(duì)特定組織位置處存在或不存在熒光的進(jìn)一步的指示。利用這樣的信息，控制器、處理器或其它設(shè)備可使得切除光源繼續(xù)產(chǎn)生切除光，例如，在后續(xù)圖像中顯示熒光的情況下。此外，在后續(xù)圖像沒(méi)有顯示熒光或以低于預(yù)定閾值的強(qiáng)度顯示熒光的情況下，控制器、處理器或其它設(shè)備可使得切除光源停止產(chǎn)生或減少切除光。

圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的方法400。方法400包括可以以任何順序執(zhí)行的框圖。此外，可以在本公開(kāi)的預(yù)期范圍內(nèi)向方法400添加或減少各種框圖。方法400可以對(duì)應(yīng)于使用設(shè)備100或設(shè)備200的部分或全部元件所執(zhí)行的步驟，如參考圖1a-c和圖2所示和所述的。

框圖402包括基于相機(jī)的位置、光束掃描器的出口光圈的位置、以及激發(fā)光相對(duì)于多個(gè)組織位置中的特定組織位置的角度來(lái)確定形貌圖。

框圖404包括基于形貌圖確定到特定組織位置的焦距。

框圖406包括使激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光可以包括具有與熒光基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。熒光基團(tuán)可以被配置為響應(yīng)于接收到的具有激發(fā)波長(zhǎng)的光而發(fā)出具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光。

框圖408包括使得光束掃描器將激發(fā)光引向多個(gè)組織位置中的特定組織位置。

框圖410包括使相機(jī)拍攝至少特定組織位置的圖像。相機(jī)被配置為檢測(cè)由熒光基團(tuán)發(fā)出的發(fā)射光。

框圖412包括基于顯示在特定組織位置處的具有發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)射光的圖像來(lái)確定熒光狀態(tài)。

框圖414包括響應(yīng)于熒光狀態(tài)使切除光源產(chǎn)生切除光，并使得光束掃描器至少基于到特定組織位置的焦距而將切除光引向特定組織位置。切除光源和激發(fā)光源光學(xué)地耦合到光束組合器，并且光束組合器光學(xué)地耦合到光束掃描器。

形貌圖實(shí)例

圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的形貌映射方案500。形貌映射方案500可以包括與本文別處描述的相似或相同的要素。例如，形貌繪制方案500可以包括參照?qǐng)D1a-c和圖2所示和描述的設(shè)備100和設(shè)備200中的要素。此外，形貌映射方案500可以涉及來(lái)自本文描述的方法的各種框圖，例如，方法400的框圖402、404和414。

形貌繪制方案500可以包括光束掃描器520、相機(jī)530和組織540。光束掃描器520可以操作為在掃描范圍522內(nèi)將入射光526引向多個(gè)組織位置552中的任一個(gè)。入射光526可以包括如上所述并相對(duì)圖1a-c示出的激發(fā)光和/或切除光。入射光526可以相對(duì)于軸向的光束掃描器參考線554形成入射角556。相機(jī)530可以被配置為在視場(chǎng)532內(nèi)拍攝特定組織位置550的圖像。另外，可以在軸向的相機(jī)參考線535和線537之間提供圖像角533，所述線537在相機(jī)光圈531和特定組織位置550之間。此外，相對(duì)于光束掃描器529的出口光圈521的諸如相機(jī)光圈531的位置的相機(jī)530的位置可以得知。通過(guò)得知入射角556和相機(jī)530相對(duì)于出口光圈521的位置，可以使用三角測(cè)量方法確定至目標(biāo)的距離或焦距。

附加地或替代地，三角測(cè)量方法可以通過(guò)得知兩點(diǎn)之間的距離以及兩點(diǎn)和第三點(diǎn)之間的連線之間的相應(yīng)角度來(lái)執(zhí)行。換句話說(shuō)，三角測(cè)量方法也可以在出口光圈521和相機(jī)光圈531之間的距離是已知的、并且入射角556和圖像角533是已知的情況下進(jìn)行。執(zhí)行三角測(cè)量方法以產(chǎn)生至少特定組織位置的形貌圖的其它方式也是可行的。

在一些實(shí)施例中，可以提供其它方法或確定組織區(qū)域或多個(gè)組織位置540的形貌圖。形貌圖可以用于確定例如至特定組織位置的距離。到特定組織位置的距離可以表示焦距?；趤?lái)自形貌圖的信息，諸如控制器210的控制器可以用于調(diào)整或以其它方式控制設(shè)備100和設(shè)備200的其它元件。例如，基于到特定組織位置的焦距，控制器210可以被配置為如上所述地調(diào)節(jié)激發(fā)光源和/或切除光源的焦點(diǎn)。

附圖中所示的具體布置不應(yīng)視為是限制性的。應(yīng)當(dāng)理解，其它實(shí)施例可以包括給定圖中所示的每個(gè)元件中的更多或更少的元件。此外，可以組合或省略所示出元件中的一些。另外，示意實(shí)施例可以包括未在圖中示出的元件。

雖然已經(jīng)公開(kāi)了各種示例和實(shí)施例，但其它示例和實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。各種公開(kāi)的示例和實(shí)施例是出于說(shuō)明的目的，而不是限制性的，真正范圍和精神由所附權(quán)利要求書(shū)指出。