基于光学相干层析引导的显微外科手术系统及导航方法[0002]现代外科手术已经要求在精确定位手术靶点部位的同时，尽可能的降低对病人的生理创伤，实现微创化手术，从而克服过去粗狂的开放式手术遗留的手术创伤大、恢复期长等缺陷，把对于病人的身体和心理的伤害降到最低。图像引导的介入手术可以精确定位手术靶点、可在手术过程中实现监控导航等特点，具备创伤小、恢复快、疗效好等优点，是现代外科手术的一个重要的发展方向，并逐渐出现替代传统开放式手术的趋势。[0003]大部分的外科手术都涉及到深层的组织。传统的方法都是通过切割开表层的组织，然后再对深层组织进行相关的手术治疗。因此为了实现对外科手术的图像引导，保证手术的安全、有效地开展，必须要求结合一种能够实现对深层组织进行三维成像的影像学技术方法。目前超声、CT和磁共振成像这三种三维成像技术，已经成功的结合到外科手术系统中，实现了图像引导下的手术导航，并成功的运用到胸部、腹部和头颅等临床外科手术领域。 [0004]但是这三种成像方式的分辨率较低，其临床使用的仪器的分辨率都在毫米级别，因而只能够实现对精细程度要求不是很高的外科手术导航。目前以光学手术显微镜为基础的显微外科手术，例如眼科手术、神经外科手术等，其成像范围局限于二维(例如，χ-y平面)成像。尽管手术使用的光学手术显微镜的分辨率已经达到了几个微米量级，却一直没有分辨率能够匹配的三维(χ-y-z立体成像)成像技术的配合。此外，显微外科手术的手术区域很小，因此手术过程中振动、组织切割引起的变形等因素，会直接形成手术区域的形貌整体变形，所以像磁共振、CT等非实时成像技术不适用于显微外科的导航。正是由于上述问题，在显微外科手术领域，至今都没有能够实现对手术的图像导航。
[0005]本公开的目的至少部分地在于提供一种光学相干层析(OCT)引导的显微外科手术系统及导航方法，通过配合手术显微镜，在OCT的二维和三维图像引导下，实现显微外科手术导航。[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种显微外科手术系统，包括:物镜；手术显微镜单元，配置为经由物镜对手术区域进行二维成像；光学相干层析单元，配置为经由物镜对手术区域进行二维层析成像，其中根据手术显微镜单元的成像视场，来标定光学相干层析单元的成像视场；处理器，配置为基于手术显微镜单元的二维成像结果以及光学相干层析单元的二维层析成像结果，获得导航信息，所述导航信息包括关于需要进行手术的手术部位以及用于对手术部位进行手术的手术器械的位置的信息；以及输出单元，配置为输出导航信息来引导手术器械到达手术部位。[0007]物镜可以包括显微物镜。手术显微镜单元可以配置为经由物镜的旁轴区域进行成像，而光学相干层析单元可以配置为经由物镜的轴上区域进行成像。[0008]导航信息可以包括手术显微镜单元的二维成像图像、光学相干层析单元的二维层析成像图像以及根据二维层析成像图像获得的三维图像中至少之一。这种情况下，输出单元可以包括显示单元，配置为显示导航信息。处理器可以配置为在所显示的二维图像和/或三维图像上突出显示手术部位和/或手术器械。[0009]根据本公开的另一方面，提供了一种显微外科手术导航方法，包括:根据手术显微镜单元的成像视场，来标定光学相干层析单元的成像视场；经由物镜，通过手术显微镜单元对手术区域进行二维成像，并经由物镜，通过光学相干层析单元对手术区域进行二维层析成像；根据成像结果，获得导航信息，所述导航信息包括关于需要进行手术的手术部位以及用于对手术部位进行手术的手术器械的位置的信息；以及输出导航信息，以引导手术器械到达手术部位。
[0010]标定光学相干层析单元的成像视场可以包括:以手术显微镜单元的成像视场中心为坐标原点，并以光学相干层析单元的光学扫描线为x、y、z轴，建立统一的坐标系；记录光学相干层析单元的不同扫描电压驱动下光学相干层析单元的X、y扫描线在该坐标系中的位置，建立不同驱动电压与扫描位置之间的对应关系。
[0011]导航信息可以包括手术显微镜单元的二维成像图像、光学相干层析单元的二维层析成像图像以及根据二维层析成像图像获得的三维图像中至少之一。这种情况下，输出导航信息可以包括显示所述导航信息。该方法还可以包括在所显示的二维图像和/或三维图像上突出显示手术部位和/或手术器械。
[0012]该方法还可以包括 以固定的时间间隔进行y-z平面层析成像和x-z平面层析成像，根据前后两帧连续的y-z层析图像和χ-ζ层析图像，获得手术器械的当前位置。
[0013]根据本公开的实施例，基于OCT技术，引导图像的分辨率可以达到微米级别，克服了现有超声、CT、核磁共振等成像技术的分辨率缺陷，能够匹配光学显微外科手术所需要的分辨率需求，从而实现基于OCT引导的显微外科手术导航。
[0014]根据本公开的实施例，采用光学作为引导图像的成像媒介，不同于超声、核磁共振等需要额外的成像添加耗材(如超声乳液、同位素等)，因此降低了图像导航而带来的对患者身体的额外伤害。
[0015]根据本公开的实施例，可以对患者手术部位实现x-z、y-z和x-y三个平面的实时成像，并快速确定手术位置的三维(3D)坐标分布。结合每秒数帧的3D成像，实现了实时导航，因此有效地降低了由于手术位置形变带来的多种问题。



[0016]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0017]图1是示出了根据本公开实施例的显微外科手术系统的配置的示意方框图；
[0018]图2是示出了根据本公开实施例的显微外科手术系统的结构的详细视图；
[0019]图3是示出了光学相干层析(OCT)的基本原理的简化示意图；
[0020]图4是示出了根据本公开实施例的显微外科手术导航方法的流程图。
[0021]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的详细描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0022]图1是示出了根据本公开实施例的显微外科手术系统的配置的方框图。
[0023]如图1所示，该显微外科手术系统可以包括手术显微镜单元1、光学相干层析单元
2、物镜3、处理器4以及输出单元5。
[0024]手术显微镜单元I配置为对被进行手术的病人手术区域进行大视场的二维(例如，x-y平面)成像。手术显微镜单元I的成像视场可以用于标定光学相干层析单元2的成像视场。例如，手术显微镜单元I的照明光束可以经物镜3透射到达手术区域6，手术区域对照明光束进行反射后经物镜3传播回手术显微镜单元I。操作人员(例如，手术医生)的眼睛在手术显微镜单元I的出瞳位置即可观察到手术区域的大视场二维成像图像。另一方面，手术显微镜单元I也可以将探测到的成像信号转化成电信号，并输出到处理器4以进行处理。
[0025]光学相干层析(Optical Coherence Tomography, OCT)单兀2配置为对被进行手术的病人手术区域进行二维层析(例如，x-z平面)成像。例如，光学相干层析单元2的成像光束经物镜3透射到达手术区域6，手术区域6对成像光束进行反射后经物镜3传播回光学相干层析单元2。光学相干层析单元2可以将探测到的(干涉)信号转化成电信号，并输出到处理器4以进行处理。
[0026]如上所述，可以根据手术显微镜单元I的成像视场，来标定光学相干层析单元2的成像视场。例如，可以参考手术显微镜单元I得到的病人手术区域的大视场二维(例如，x-y平面)成像，将光学相干层析单元2的成像视场标定在手术显微镜单元I的成像视场中心。
[0027]在该实施例中，物镜3可以由手术显微镜单元I和光学相干层析单元2共享，用于同时对手术显微镜单元I和光学相干层析单元2的光束进行传播成像。物镜3可以包括显微物镜。
[0028]处理器4配置为对手术显微镜单元I和光学相干层析单元2输出的含有成像信息的电信号进行各种处理，例如，将它们转换为成像图像以适合输出单元5输出。具体地，处理器4可以采集手术显微镜单元I输出的电信号，得到手术区域的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像。另外，处理器4可以对光学相干层析单元2输出的电信号进行重构，得到手术区域的二维层析(例如，x-z平面)成像图像，并可以通过算法将二维层析成像图像序列进行拼接得到三维(x-y-z)立体成像。
[0029]此外，处理器4可以基于手术显微镜单元I的二维成像结果以及光学相干层析单元2的二维层析成像结果，获得导航信息。在此，导航信息可以是指关于需要进行手术的手术部位的位置以及用来对手术部位进行手术的手术器械(例如，手术刀)的位置的信息。例如，导航信息可以包括手术部位的确切位置信息以及手术器械的确切位置信息，或者手术器械相对于手术部位的相位位置信息。处理器4可以实现为模拟控制电路或数字计算机。
[0030] 导航信息可以包括直观的图像信息，例如通过手术显微镜单元I获得的二维成像图像和/或通过光学相干层析单元2获得的二维层析图像和/或三维图像，这些图像中直观地显示手术部位和手术器械。操作人员可以根据这种直观显示，特别是三维图像的显示，来移动手术器械到手术部位。导航信息也可以包括手术部位的位置坐标和手术器械的位置坐标。这些位置坐标例如可以由处理器4对成像图像进行图像识别来获得，和/或由操作人员向处理器4输入，如下面进一步详细所述。此外，导航信息也可以包括语音信息，例如，弓丨导操作人员如何移动手术器械(例如，“向前”、“向后”、“向左”、“向右”、“向下”、“向上”等)的语音。这种语音信息可以由处理器4根据手术部位的位置和手术器械的位置来获得。
[0031]输出单兀5可以用于向外部以视频和/或音频的方式输出导航信息。例如,输出单元5可以包括显示装置，例如液晶显示(LCD)装置、发光二极管(LED)显示装置、有机发光二极管(OLED)显示装置等。在这种情况下，显示装置可以在其上显示导航信息，例如手术部位的确切位置以及手术器械的确切位置，从而引导手术器械进入手术部位。另外，显示装置也可以显示手术区域的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像，二维(例如，x-z平面)层析成像图像和三维立体图像中至少之一，并且可以将手术部位以及手术器械标示在所显示的图像中。例如，这种标示可以包括突出显示(例如，高亮或以其他颜色显示)，添加指示标记(例如，十字形或星形)等。
[0032]另外，输出单元5附加地或者替代地可以包括音频输出装置，例如扬声器。音频输出装置可以根据导航信息，输出音频如“向前”、“向后”、“向左”、“向右”、“向下” “向上”等，以引导手术器械进入手术部位。
[0033]根据本公开的实施例，该系统还可以包括输入装置，例如鼠标、键盘等，用以向系统特别是处理器4输入命令、数据等。例如，输入装置可以包括触摸板。该触摸板可以结合到显示装置形式的输出单元5 (从而输出单元5实现为触摸屏的形式)。
[0034]操作人员可以通过在触摸屏上显示的图像，例如由手术显微镜单元I获得的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像以及由光学相干层析单元2获得的二维(例如，χ-ζ平面)层析成像图像，上触摸手术部位，来向处理器4输入关于手术部位的位置信息。例如，操作人员可以在手术显微镜单元I的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像中触摸手术部位在该二维平面上的位置如(Xl，yi)。处理器4根据该触摸，可以调用光学相干层析单元2在该位置处的二维层析图像，例如在X1-Z平面上的二维层析图像，并在输出单元5上显示。操作人员可以在该二维层析图像中通过触摸来指定手术部分在该位置(Xl，yi)处的深度Z1,由此输入手术部位的三维坐标(X1, Y1, Z1)。
[0035]尽管在此以单一位置为例来进行说明，但是需要指出的是，手术部位不限于单个点，而是可以包括一定的区域。操作人员可以指定该区域的位置。或者，操作人员可以指定该区域中一个或多个点的位置。
[0036]处理器4可以根据操作人员的触摸输入，将手术部位的位置信息转换到统一的坐标系中。另外，处理器4还可以根据手术部位的位置信息，在输出单元5上所显示的二维图像和/或三维图像上突出显示手术部位(例如，通过以不同颜色显示或者加亮显示)。
[0037]根据本公开的其他实施例，处理器4也可以通过对由手术显微镜单元I获得的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像以及由光学相干层析单元2获得的二维(例如，x-z平面)层析成像图像进行图像识别，来获得手术部位的位置信息。例如，手术部位可以由于病变从而与周围组织在成像图像中具有不同显示，并因此可以容易地识别。或者，在手术前例如可以向手术部位注入特定的标定物质(例如，容易吸收光或者容易反射光的物质)，以便于在随后识别手术部位。
[0038]根据本公开的其他实施例，处理器4也可以通过对由手术显微镜单元I获得的大视场二维(例如，x-y平面)成像图像以及由光学相干层析单元2获得的二维(例如，x-z平面)层析成像图像进行图像识别，来获得手术器械的位置信息。例如，手术器械通常由金属制成，从而与人体组织具有不同的光学性质，并因此可以容易地在成像图像中识别出来。或者，可以在手术器械上制造或者另外附上特定结构或图案，以便于识别。另外，处理器4还可以根据手术器械的位置信息，在输出单元5上所显示的二维图像和/或三维图像上突出显示手术器械(例如，通过以不同颜色显示或者加亮显示)。
[0039]图2是示出了根据本公开实施例的显微外科手术系统的结构的详细视图。
[0040]如图2所示，在手术显微镜单元(例如，参照图1描述的手术显微镜单元I)中，照明光源101出射的发散光束，经过准直透镜102准直为平行光束，并由反射镜103反射，反射后的光束经过物镜3的旁轴区域聚焦照明手术区域6。手术区域6对入射光具有反射作用，反射光携带着手术区域的光强信息，从物镜3的旁轴区域出射，经反射镜104反射后进入变焦物镜105。变焦物镜105为不同焦距的物镜组合，可以实现不同放大倍率的对手术区域显微成像。变焦物镜105将成像光束聚焦后出射，经屋脊棱镜106实现偶数次反射后出射，并经中继透镜107传播出射，经转像棱镜108实现倒像和光路折叠后，最终经目镜109聚焦后到达分光镜110，分光镜110对成像光束进行分光:一部分进入人眼入瞳111，观察者可以直接通过肉眼对手术部位进行观察；另一部分到达面阵探测器112对光强信号进行探测。
[0041]面阵探测器112 将接收到的成像光强信号转换为电信号，输出给处理器(例如，参考图1描述的处理器4)以供进一步处理。例如，处理器可以将电信号重构成图像信号，并可以输出给输出单兀(例如，参考图1描述的输出单兀5)输出。
[0042]在光学相干层析单元(例如，参考图1描述的光学相干层析单元2)中，扫频激光器201发射出的光束经环形器202后出射，经耦合器203分成两路:一路为参考臂，由耦合器203出射的参考光束经光纤准直器204准直为平行光束后，依次经反射镜205和中性滤波片206后到达反射镜207，反射镜207对该参考光束进行反射，反射的参考光束依次经中性滤波片206、反射镜205以及光纤准直器204传播回f禹合器203 ;另一路称为样品臂，由率禹合器203出射的样品光束经偏振控制器208调制后出射，经准直器209准直为平行光束，再经过X轴扫描振镜210和y轴扫描振镜211实现扫描后出射，最后经物镜3的轴上区域聚焦到达手术区域6，手术区域6对样品光束具有反射作用，反射后的样品光束携带着手术部位6的光强信息，从物镜3的轴上区域出射，依次经I轴扫描振镜211、X轴扫描振镜210、准直器209和偏振控制器208传播回耦合器203。参考臂反射回的参考光束和样品臂反射回的样品光束经耦合器203干涉耦合后出射，一部分进入环形器202后出射进入平衡探测器212，一部分直接进入平衡探测器212，平衡探测器212对干涉信号进行平衡探测。
[0043]平衡探测器212将接收到的干涉信号进行转换得到电信号，输出给处理器(例如，参考图1描述的处理器4)以供进一步处理。例如，处理器可以将电信号重构成手术部位的层析成像图像信号，并可以输出给输出单元(例如，参考图1描述的输出单元5)输出。
[0044]在此需要指出的是，尽管图2示出了手术显微镜单元和光学相干层析单元的具体配置，但是本公开不限于此。本领域技术人员能够想到手术显微镜单元和光学相干层析单元的多种其他不同配置。图2中示出的光学部件仅仅是示例性的，本领域技术人员可以为具体目的而设置/替换/去除相应的光学部件。例如，为了配置光路的目的，可以增加/去除一个或多个反射镜、棱镜等。
[0045]图3是示出了光学相干层析(OCT)的基本原理的简化示意图。
[0046]如图3所示，可以根据OCT的扫描线建立坐标系x-y-z。具体地，例如，OCT可以沿两个方向(X、y)扫描，并且在扫描时可以获得深度(Z)信息。图3中还示出了被扫描物体T (例如，需要进行手术的组织等)。在此需要指出的是，只是为了图示的方便，将该物体T示出六面体形状。另外，该物体在如上所述建立的x-y-z坐标系中的位置不限于图示位置，而可以是任意位置。
[0047]根据一示例，例如当固定OCT的y扫描线(例如，固定在坐标如Y1或y2)且沿x方向扫描时，可以获得x-z平面(例如，X-Zl或X-Z2)的层析图像。通过获得不同y处的x-z平面层析图像，可以一系列的二维(X-Z平面)图像。通过串接这些二维图像，可以获得物体T的三维(x-y-z)图像。本领域存在多种方法来从二维层析图像获得三维立体图像。
[0048]类似地，也可以扫描获得y-ζ平面的层析图像。
[0049]图4是示出了根据本公开实施例的显微外科手术导航方法的流程图。这种方法例如可以通过以上参考图1和/或2所述的显微外科手术系统来执行。
[0050]该方法开始于401。例如，医生和病人准备就绪，并且启动显微外科手术系统。
[0051]然后，该方法 前进到402。在402，可以确定手术显微镜单元与光学相干层析单元的统一系统坐标系。例如，如上所述，可以根据手术显微镜单元的成像视场中心，标定光学相干层析单元的成像视场。
[0052]具体地，手术显微镜单元对手术区域的大视场成像中心可以构成系统坐标原点，光学相干层析单元的光学扫描线可以构成系统x-y-z坐标轴(例如，可以参见图3)，由此构成统一的系统坐标系。
[0053]光学相干层析单元的χ-y扫描视场可以手术显微镜单元的成像视场的中心为中心，记录不同扫描电压驱动下的x-y扫描线在该坐标系中的位置，建立不同驱动电压与扫描位置之间的对应关系，并在存储单元(未示出)中保存其对应关系。例如，这种对应关系可以查找表(LUT)的形式存储。该LUT可以记录具体的(x，y)扫描电压与相应扫描线在该坐标系中的位置之间的对应关系。
[0054]然后，该方法前进到403。在403，对手术区域成像，获取二维成像图像，例如手术显微镜单元的大视场二维(例如，χ-y平面)成像图像以及光学相干层析单元的二维(例如，χ-ζ平面)层析图像，并且还可以根据二维层析图像获得三维(x-y-z)成像图像。这些图像中的一些或全部可以通过输出单元(例如，显示器)来输出(例如，显示)。
[0055]具体地，手术显微镜单元可以对手术区域实现大视场二维(例如，χ-y平面)成像，并可以通过处理器将手术区域的二维成像图像实时输出给输出单元以输出。
[0056]光学相干层析单元可以根据402中标定的视场对应关系，对手术区域进行二维(例如，x-z平面)层析成像，并将探测到的干涉信号输出给处理器处理。
[0057]处理器可以对光学相干层析单元输出的成像干涉信号进行重构得到二维层析成像图像，并可以根据二维层析成像图像序列通过算法得到三维(x-y-z)立体成像，并可以将二维层析成像图像和/或三维立体成像图像输出到输出单元以输出。[0058]然后，该方法前进到405。在405，光学相干层析单元对手术导航。
[0059]例如， 光学相干层析单元可以对手术区域，进行二维层析成像。为减少光学相干层析单元的扫描，可以将光学相干层析单元的扫描范围限制在手术部位或其周围，尤其是限制在手术器械的位置周围。由此得到当前的二维层析成像图像和/或三维立体成像图像，这些图像中包含手术器械的整体或部分。于是，可以根据这些图像，确定手术器械的实时位置，尤其是深度位置。处理器可以将二维层析成像图像和/或三维立体成像图像输出到输出单元以输出。由于这种操作，输出单元上的输出可以表现为手术器械向着手术部位前进的动态图像。
[0060]然后，该方法前进到406。在406，判断手术器械是否到达手术部位；如果没有到达，则前进到405 ;否则，前进到407。
[0061]例如，操作人员可以根据403中输出的图像以及405中输出的图像，来判断手术器械是否到达手术部位。
[0062]在407，光学相干层析单元完成定位导航，手术在手术部位开展。
[0063]在上述实施例中，由操作人员通过眼睛观察所显示的图像(或者，“导航信息”)，来人为判断手术器械是否到达手术部位。但是，本公开不限于此。
[0064]根据一示例，该方法可选地包括404。在404，可以根据在403所获取的成像图像，确定手术部位的预计位置坐标t (x, y, z)。
[0065]具体地，可以如上所述，例如通过用户输入或者图像识别，确定需要开展手术部位的预计位置坐标t(x，y，z)。通常，手术部位并不是单个点，而是一定的区域。因此，预计位置坐标t(x，y，z)可以覆盖一定的范围，或者可以是该范围中优选的一部分或一些点。例如，该预计位置坐标t(x，y, z)可以由操作人员来输入(例如，上述触摸输入)处理器，并且处理器可以将输入转换到建立的统一坐标系中。
[0066]另外，可以如上所述，例如通过用户输入或者图像识别，确定手术器械的初始位置坐标tjx，y, O)(在此，为方便描述，假定手术器械初始置于组织表面，从而深度为O ;当然，本公开不限于此)。例如，可以根据手术显微镜单元得到的二维(例如，x-y平面)成像图像，确定手术器械的初始位置坐标tjxj，O)。根据一实施例，操作人员(例如，手术医生)可以通过例如在手术显微镜单元的出瞳处进行观察，将手术器械放置在手术部位的范围内。即，手术器械的初始位置坐标hUy，O)中“X”和“y”已经基本上分别对应于手术部位的预计位置坐标t(x，y, z)中的“x”和“y”，从而在后继过程中基本上只需要将手术器械向下切入组织。
[0067]处理器可以将手术器械的初始坐标tjx，y, O)和需要开展手术的部位的预计位置坐标t(x，y, z)标记到光学相干层析单元得到的三维(x-y-z)立体成像图像上，并输出到输出单兀以输出。
[0068]在这种情况下，在405的导航过程中，可以根据二维层析成像结果，并结合例如图像识别，来确定手术器械的当前坐St1U1, Y1, Z1) 0处理器可以将手术器械的当前坐标^(XljY17Z1)标记到光学相干层析单元得到的三维(x-y-z)立体成像图像上，并输出到输出单兀以输出。
[0069]根据一示例，可以将光学相干层析单元的X扫描振镜驱动电压置零，实现y-ζ平面的层析成像，并通过处理器重构出层析成像图像。紧接着，将光学相干层析单元的I扫描振镜驱动电压置零，实现x-z平面的层析成像，并通过处理器重构出层析成像图像。例如，可以使显微镜单元的中心视场位于大致手术部位的准确位置。另外，通过上述标定，可以保证OCT单元的x-y视场与显微镜中心视场对应。于是，无论是X扫描振镜，还是y扫描振镜的电压置零，都可以处于手术区域位置，也就是手术器械的位置。两种成像方式可以固定的时间间隔开展。该时间间隔例如可以选择为使得实现每秒数帧的采样速率，从而实现基本上实时的成像。根据前后两帧连续的y-z和x-z图像，计算出目前的手术器械坐标位置h (Xl，y1，zt)。
[0070]在如上所述确定预计位置坐标t (X，y, z)和手术器械的当前坐标L (X1, Y1, Z1)的情况下，在406，可以由处理器例如可以通过比较来判断当前位置坐标& (Xl，y1； Z1)是否与预计位置坐标t(x，y，z)重合。另外，处理器还可以根据这种比较来在输出单元上输出导航路径，或者以音频方式输出导航信息。
[0071]以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。