BR112014015886B1 - sistema de laser, método para determinar uma profundidade de um ponto focal de um feixe de laser, e, dispositivo de armazenamento - Google Patents

Abstract

APARELHO OFTALMOLÓGICO A LASER, SISTEMA DE LASER COM O APARELHO OFTALMOLÓGICO A LASER, MÉTODO PARA DETERMINAR UMA PROFUNDIDADE DE UM PONTO FOCAL DE UM FEIXE DE LASER, PROGRAMA DE COMPUTADOR, E, DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE PROGRAMA OU PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR A presente invenção se refere a um aparelho de laser, sistema, e método para determinar uma profundidade de um ponto focal de um feixe de laser. Um dispositivo de interface pode ser acoplado ao aparelho de laser e tem um elemento de aplanação compreendendo uma superfície dianteira e uma superfície traseira. Um feixe de laser tendo um formato pré-definido é focado através do elemento de aplanação em um ponto focal. Uma imagem superposta de uma reflexão espúria, que é refletida a partir da superfície dianteira do elemento de aplanação, com uma reflexão padrão, que é refletida a partir da superfície traseira do elemento de aplanação, é detectada. A reflexão espúria é então filtrada da imagem superposta. Com base na reflexão padrão restante, a profundidade do ponto focal do feixe de laser pode ser determinada.

Description

Antecedentes

[0001] Para lasers de processamento de material, e em particular lasers usados na cirurgia oftalmológica, é essencial determinar a profundidade do foco do feixe de laser exatamente, de forma a obter um corte de alta qualidade e preciso.

[0002] Lasers refrativos são um tipo particular de laser de processamento de material que são usados na cirurgia de LASIK (laser assisted in-situ keratomileusis). A cirurgia de LASIK é realizada em três etapas. Uma primeira etapa é para criar uma aba de tecido da córnea. Uma segunda etapa é reconformação ou remodelação da córnea embaixo da aba com o laser refrativo. Em uma etapa final, a aba é reposicionada.

[0003] A córnea humana consiste de cinco camadas. A camada externa é o epitélio, uma fina camada de tecido de células de crescimento rápido e facilmente regeneradas, tipicamente composta de cerca de seis camadas de células. Em seguida, a camada de Bowman, que tem 8-14 pm de espessura, é uma camada condensada de colágeno que protege o estroma. O estroma é uma camada central transparente, consistindo de fibras de colágeno, regularmente arranjadas, juntamente com queratócidos interconectados, esparsamente distribuídos, que são células responsáveis pelo reparo geral e manutenção. A membrana de Descemet é uma fina camada acelular com espessura em torno de 5-20 pm. Finalmente, o endotélio é uma camada, aproximadamente de espessura de 5 pm, de células mitocondriais.

[0004] O estroma é a camada mais espessa da córnea, perfazendo até 90% da espessura da córnea. Uma remodelação ou reconformação do estroma durante cirurgia altera a capacidade de focagem de luz da córnea, o que resulta em uma correção para a visão do paciente.

[0005] Durante a cirurgia de LASIK, para controlar a profundidade do foco do feixe de laser mais exatamente, um plano chato ou encurvado transparente e/ou translúcido é colocado em contato com a superfície externa do olho. Este plano é também chamado de um elemento de aplanação. O elemento de aplanação tem uma superfície dianteira que é tipicamente revestida com uma camada minimizadora de reflexo, e uma superfície traseira que está em contato com o olho.

[0006] No corte da aba, a profundidade do foco do laser deve ser controlada muito precisamente. A aba é cortada até uma profundidade de aproximadamente 80 pm a 500 pm, tal como aproximadamente 120 pm. A aba é tipicamente criada muito perto à camada de Bowman para evitar trauma causado por puxamento de volta da aba, mas suficientemente longe da camada de Bowman para evitar o rompimento da camada. Para permitir resultados consistentes, de alta qualidade, a profundidade de foco do feixe de laser deve ser controlável dentro de uma precisão de poucos micrômetros.

[0007] Nos sistemas atuais de cirurgia de LASIK, a profundidade do foco do laser, em relação à superfície da córnea do olho, é calibrada (ou recalibrada) antes do início de cada cirurgia.

[0008] Para determinar a profundidade exata do foco do feixe de laser durante a calibração, a superfície traseira de um elemento de aplanação está em contato com o olho, e um feixe de laser tendo um padrão particular é dirigido para o olho. A profundidade exata do foco do feixe de laser em relação à superfície traseira do elemento de aplanação é calculada com base no padrão medido de luz refletida a partir da superfície traseira do elemento de aplanação. Para assegurar que não existam reflexões espúrias a partir de outras superfícies, que comprometeriam a qualidade dos cálculos, a superfície dianteira do elemento de aplanação é revestida com um revestimento minimizador de reflexão, de alta transmissividade.

Colocação do Problema

[0009] Todavia, um tal revestimento de alta transmissividade é muito caro, e, por conseguinte, seria desejável encontrar um método para determinar a profundidade exata do foco do feixe de laser que funcionasse até mesmo quando a superfície dianteira do elemento de aplanação não é revestida com uma camada altamente transmissiva, que minimiza a reflexão. Este problema é solucionado pela matéria das reivindicações independentes. Modalidades vantajosas são definidas pelas reivindicações dependentes.

Sumário da Invenção

[00010] Um primeiro aspecto de um aparelho oftalmológico a laser é descrito de acordo com a reivindicação 1. Um dispositivo de interface pode ser acoplado ao aparelho de laser e tem um elemento de aplanação que pode ser transparente ou/e translúcido a um feixe de laser produzido pelo aparelho de laser. O elemento de aplanação tem uma superfície dianteira e uma superfície traseira. O aparelho de laser compreende componentes ópticos que são adaptados para focar o feixe de laser, que tem um formato pré-definido, através do elemento de aplanação em um ponto focal. Além disso, o aparelho de laser compreende um elemento de detecção que é adaptado para detectar uma imagem superposta de uma reflexão espúria, que é refletida a partir da superfície dianteira, com uma reflexão padrão, que é refletida a partir da superfície traseira. O aparelho de laser também compreende um processador que é adaptado para filtrar numericamente a reflexão espúria a partir da imagem superposta, e determinar uma profundidade do ponto focal do feixe de laser com base na reflexão padrão restante.

[00011] O aparelho oftalmológico a laser de acordo com o primeiro aspecto permite que a profundidade do foco do feixe de laser seja determinada exatamente, até mesmo quando a superfície dianteira do elemento de aplanação é isento de um revestimento minimizador de reflexão.

[00012] Em uma modalidade de acordo com o primeiro aspecto, o aparelho oftalmológico a laser pode compreender adicionalmente uma máscara para cobrir pelo menos uma porção do feixe de laser. Neste caso, os componentes ópticos podem ser adaptados para focar o feixe de laser através da máscara de forma a produzir o formato pré-definido. De acordo com esta modalidade, uma máscara apropriada pode ser selecionada, que é adaptada para prover resultados exatos para determinar a profundidade do foco do feixe de laser.

[00013] Em uma outra modalidade de acordo com o primeiro aspecto, o processador para filtrar a reflexão espúria pode ser adaptado para convolucionar a imagem superposta com um padrão de referência pré- definido para produzir uma imagem auxiliar. O processador pode ser adaptado para, em seguida, avaliar a imagem auxiliar para identificar um ponto máximo tendo uma intensidade mais alta. Finalmente, o processador pode ser adaptado para reposicionar o padrão de referência com base em um local do ponto máximo, e multiplicar a imagem superposta com o padrão de referência reposicionado para produzir a reflexão padrão. De acordo com esta modalidade, o ponto central de uma reflexão padrão pode ser determinado, e com base nesta informação, uma reflexão espúria pode ser eliminada.

[00014] Em um refinamento da modalidade prévia, o padrão de referência pode compreender um ponto central, e o processador pode ser adaptado para reposicionar o padrão de referência de forma que o ponto central e o local do ponto máximo são superpostos. De acordo com esta modalidade, pontos, nos quais uma reflexão padrão pode ser posicionada, podem ser identificados, assegurando assim que nenhuma da reflexão padrão seja cancelada quando a reflexão espúria é eliminada.

[00015] Adicionalmente ou altemativamente, a convolução da imagem superposta com o padrão de referência pode ser realizada como uma multiplicação no domínio de frequência. Em um refinamento desta modalidade, o processador pode ser adaptado para aplicar uma transformada de Fourier à imagem superposta. O processador pode então ser adaptado para multiplicar a imagem transformada por Fourier superposta por uma transformada de Fourier do padrão de referência para produzir uma imagem auxiliar transformada. Finalmente, o processador pode ser adaptado para realizar uma transformada de Fourier reversa sobre a imagem auxiliar transformada para produzir a imagem auxiliar. Isto permite que o cálculo de uma imagem convolucionada superposta seja realizado mais rapidamente, pois a realização de uma convolução no domínio espacial pode ser muito computacionalmente cara.

[00016] Em uma outra modalidade do primeiro aspecto, o elemento de aplanação pode ser isento de um revestimento minimizador de reflexão.

[00017] Em qualquer das duas modalidades prévias, a superfície traseira do elemento de aplanação pode ser adaptada para ficar em contato com o olho que deve ser examinado. Isto permite que a distância entre os componentes ópticos e a superfície do olho seja mantida constante sobre o curso de um procedimento de determinação, assegurando assim que a profundidade do foco seja medida sempre corretamente.

[00018] Um segundo aspecto é um sistema de laser com o aparelho de laser de acordo com o primeiro aspecto ou uma das modalidades do primeiro aspecto. O sistema de laser compreende adicionalmente um dispositivo de interface que pode ser acoplado ao aparelho de laser e tem um elemento de aplanação que é transparente e/ou translúcido a um feixe de laser produzido pelo aparelho de laser. O elemento de aplanação compreende uma superfície dianteira e uma superfície traseira.

[00019] Um terceiro aspecto é um método para determinar uma profundidade de um ponto focal de um feixe de laser provido pelo aparelho de laser como descrito aqui. Em uma primeira etapa deste método, um feixe de laser, que tem um formato pré-definido, é focado através de um elemento de aplanação em um foco. O elemento de aplanação tem uma superfície dianteira e uma superfície traseira. O elemento de aplanação pode ser um elemento de aplanação transparente e/ou translúcido, isto é, ele pode ser transparente e/ou translúcido ao feixe de laser. Em uma segunda etapa, uma imagem superposta é detectada. A imagem superposta consiste de uma reflexão espúria, que é refletida a partir da superfície dianteira, superposta com uma reflexão padrão, que é refletida a partir da superfície traseira. Em uma terceira etapa, a reflexão espúria é numericamente filtrada a partir da imagem superposta. Em uma etapa final, uma profundidade do ponto focal do feixe de laser é determinada com base na reflexão padrão restante.

[00020] O método de acordo com o terceiro aspecto permite que a profundidade do foco do feixe de laser seja determinada exatamente, até mesmo quando a superfície dianteira do elemento de aplanação é isenta de um revestimento minimizador de reflexão.

[00021] Em uma modalidade de acordo com o terceiro aspecto, a etapa de filtrar a reflexão espúria pode compreender: convolucionar a imagem superposta com um padrão de referência pré-definido, para produzir uma imagem auxiliar; avaliar a imagem auxiliar, para identificar um ponto máximo tendo uma intensidade mais alta; reposicionar o padrão de referência com base em um local do ponto máximo; e multiplicar a imagem superposta com o padrão de referência reposicionado, para produzir a reflexão padrão. De acordo com esta modalidade, o ponto central de uma reflexão padrão pode ser determinado, e com base nesta informação, uma reflexão espúria pode ser eliminada.

[00022] De acordo com esta modalidade, a etapa de convolucionar pode compreender: aplicar uma transformada de Fourier à imagem superposta; multiplicar a imagem transformada por Fourier superposta por uma transformada de Fourier do padrão de referência, para produzir uma imagem auxiliar transformada; e realizar uma transformada de Fourier reversa sobre a imagem auxiliar transformada para produzir a imagem auxiliar. Isto permite que o cálculo de uma imagem convolucionada superposta seja realizado mais rapidamente, pois a realização de uma convolução no domínio espacial pode ser computacionalmente muito cara.

[00023] Um quarto aspecto é um programa de computador com porções de código de programa, que, quando carregado em um computador ou processador, ou quando roda em um computador ou processador, causa com que o computador ou processador execute qualquer dos aspectos de método descritos aqui.

[00024] O programa de computador pode ser armazenado em um dispositivo de armazenamento de programa ou produto de programa de computador.

[00025] No acima, a operação "Transformada de Fourier"se refere a qualquer transformada de Fourier discreta, tal como a Transformada de Fourier Rápida (FFT). Todavia, qualquer método computacional apropriado para transformação de um sinal espacial para o domínio de frequência pode ser usado em locais onde é feita referência à "transformada de Fourier".

[00026] O aparelho de laser, o sistema de laser, os correspondentes método e programa de computador, são descritos aqui com relação à oftalmologia. Todavia, é também concebível que o aparelho de laser, o sistema de laser, os correspondentes método e programa de computador sejam usados em diferentes campos técnicos, como a dermatologia ou o processamento de material.

Breve Descrição dos Desenhos

[00027] A invenção será explicada mais detalhadamente com base nas figuras anexas, que são sempre esquemáticas.

[00028] A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de um sistema compreendendo um aparelho de laser de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00029] A Figura 2 mostra um diagrama esquemático de uma porção do laser aparelho de acordo com a modalidade da Figura 1.

[00030] A Figura 3 mostra uma vista plana de uma máscara usada na modalidade de acordo com a Figura 2.

[00031] A Figura 4 mostra um diagrama esquemático de luz passando através de um elemento de aplanação de acordo com a modalidade da Figura 1.

[00032] A Figura 5 mostra um diagrama dos blocos das etapas de cálculo de um método de acordo com uma modalidade da invenção.

[00033] A Figura 6 mostra uma imagem filtrada, apropriada para calcular a profundidade do foco de um feixe de laser.

[00034] A Figura 7 mostra uma imagem consistindo de uma reflexão espúria superposta com uma reflexão padrão de acordo com a modalidade da Figura 5.

[00035] A Figura 8 mostra um padrão de referência de acordo com a modalidade da Figura 5.

[00036] A Figura 9 mostra a transformação de Fourier do padrão de referência da Figura 8.

[00037] A Figura 10 mostra o resultado de multiplicação do padrão de referência transformada por Fourier da Figura 9 com uma transformação de Fourier da imagem superposta da Figura 7.

[00038] A Figura 11 mostra uma transformada de Fourier reversa da imagem da Figura 10.

[00039] A Figura 12 mostra um padrão de referência reposicionado de acordo com a modalidade da Figura 5.

Descrição Detalhada

[00040] A Figura 1 mostra um sistema de laser 10 para focar um feixe de laser 14 em um ponto focal dentro de um olho 16.

[00041] O sistema de laser compreende uma fonte de laser 12. A fonte de laser 12 pode incluir, por exemplo, um oscilador de laser (por exemplo, oscilador de laser de estado sólido), um pré-amplificador, que aumenta a intensidade de pulso dos pulsos de laser emitidos pelo oscilador e simultaneamente estica-os temporalmente, um subsequente captador de pulso, que seleciona pulsos de laser individuais a partir dos pulsos de laser pré- amplificados do oscilador, a fim de abaixar a taxa de repetição para um grau desejado, um amplificador de potência, que amplifica os pulsos selecionados, ainda temporalmente estirados, para a energia de pulso necessária para a aplicação, e um compressor de pulso, que temporalmente comprime os pulsos emitidos a partir do amplificador de potência para a duração de pulso desejada para a aplicação.

[00042] A fonte de laser 12 gera um feixe de laser pulsado 14. A duração de pulso dos pulsos de radiação é escolhida ou para sinais de luz refletida, para finalidades de diagnóstico, ou para criar incisões no tecido da córnea de um olho 16 de um paciente a ser tratado. Os pulsos de radiação do feixe de laser 14 têm uma duração de pulso na faixa de nanossegundo, picossegundo, femtossegundo ou attossegundo.

[00043] O feixe de laser 14 gerado pela fonte de laser 12, além disso, tem uma taxa de repetição de pulso, tal como é desejada para a aplicação em questão. A taxa de repetição dos pulsos de radiação emitidos a partir do dispositivo de laser 10 e dirigida para sobre o olho 16 corresponde à taxa de repetição dos pulsos de radiação que são gerados na saída da fonte de laser 12. Altemativamente, se requerido por um predeterminado perfil de conformação para o olho 16, uma porção dos pulsos de radiação emitidos a partir da fonte de laser 12 é suprimida por meio de um comutador óptico 18 arranjado no trajeto de radiação do feixe de laser 14. Tais pulsos de radiação suprimidos consequentemente não chegam ao olho 16.

[00044] O comutador óptico 18, que é também chamado de um modulador de pulso, pode, por exemplo, assumir a forma de um modulador acústico-óptico ou um modulador eletro-óptico. Geralmente, o comutador óptico 18 pode conter elementos arbitrariamente opticamente ativos, que permitem uma rápida supressão de pulsos de laser individuais. O comutador óptico 18 pode conter, por exemplo, uma armadilha de feixe, que serve para absorver pulsos de radiação que devem ser suprimidos. O comutador óptico 18 pode defletir tais pulsos de radiação que devem ser suprimidos a partir do trajeto de feixe normal dos pulsos de radiação do feixe de laser 14 e dirigi-los para sobre a armadilha de feixe.

[00045] Outros componentes ópticos que são arranjados no trajeto de feixe do feixe de laser 14 incluem um controlador z 22 e um controlador x-y 24. O controlador z 22 controla o local longitudinal do ponto focal do feixe de laser 14; o controlador x-y 24, por outro lado, controla o local transversal do ponto focal. Um quadro de coordenadas que representa as direções x-y-z na região do olho 16 foi desenhado na figura 1 para a finalidade de ilustração. Neste contexto, o termo 'longitudinal' se refere à direção de propagação de feixe, a qual é convencionalmente designada como a direção z. Similarmente, 'transversal' se refere a uma direção transversal à direção de propagação do feixe de laser 14, a qual é convencionalmente designada como o plano x-y.

[00046] Para obter uma deflexão transversal do feixe de laser 14, o controlador x-y 24 pode incluir, por exemplo, um par de espelhos exploradores, atuados galvanometricamente, que são capazes de se inclinar em torno de eixos mutuamente perpendiculares. O controlador z 22 pode conter, por exemplo, uma lente longitudinalmente ajustável ou uma lente de capacidade refrativa variável ou um espelho deformável, com o qual a divergência do feixe de laser 14, e consequentemente a posição z do foco de feixe, pode ser controlada. Um tal espelho ou lente ajustável pode ser contido em um expansor de feixe, que expande o feixe de laser 14 emitido a partir da fonte de laser 12. O expansor de feixe pode, por exemplo, ser configurado como um telescópio de Galileu.

[00047] O aparelho de laser de uma primeira modalidade compreende uma objetiva de focagem, também referida como componentes ópticos 26, arranjada no trajeto de feixe do feixe de laser 14. Os componentes ópticos 26 servem para focar o feixe de laser 14 para sobre um desejado local sobre ou no olho 16, em particular dentro da córnea. Os componentes ópticos de focagem 26 podem ser uma objetiva f-teta.

[00048] O comutador óptico 18, o controlador z 22, o controlador x-y 24 e a objetiva de focagem 26 não precisam ser arranjados na ordem representada na figura 1. Por exemplo, o comutador óptico 18 pode, sem perda de generalidade, ser arranjado no trajeto de feixe a jusante do controlador z 22. Se desejado, o controlador x-y 24 e o controlador z 22 podem ser combinados para formar uma única unidade estrutural. A ordem e o agrupamento dos componentes mostrados na figura 1 não devem ser entendidos de maneira alguma como restritivos.

[00049] No lado da saída do feixe da objetiva de focagem 26, um elemento de aplanação 30 constitui uma interface de encosto para a córnea do olho 16. O elemento de aplanação 30 é transparente ou/e pelo menos translúcido à radiação laser. Em sua superfície traseira 32, voltada na direção para o olho, o elemento de aplanação 30 inclui uma face de encosto para a córnea do olho 16. Em seu lado superior, oposto à superfície do olho, o elemento de aplanação 30 inclui uma superfície dianteira 36, que é isenta de qualquer revestimento minimizador de reflexão. No caso de exemplo mostrado, a superfície traseira 32 é realizada como uma superfície plana. A superfície traseira 32 nivela a córnea quando o elemento de aplanação 30 é colocado em contato com o olho 16 com pressão apropriada ou quando a córnea é aspirada para sobre a superfície traseira 32 por vácuo. Como mostrado na figura 1, o olho 16 está se suportando contra a superfície traseira plana 32 do elemento de aplanação 30.

[00050] O elemento de aplanação 30, o qual, no caso de projeto paralelo ao plano, é ordinariamente projetado como a placa de aplanação, é provido na extremidade mais estreita de uma luva de suporte se alargando conicamente 34. A conexão entre o elemento de aplanação 30 e a luva de suporte 34 pode ser permanente, por exemplo, em virtude de ligação por adesão, ou ela pode ser destacável, por exemplo, em virtude de um acoplamento por parafuso. É também concebível usar uma única parte óptica moldada por injeção, que funciona tanto como a luva de suporte 34 quanto o elemento de aplanação 30. De uma maneira não representada em detalhe, a luva de suporte 34 tem estruturas de acoplamento em sua extremidade de luva mais larga, que, no desenho, é a extremidade superior. As estruturas de acoplamento são apropriadas para o acoplamento da luva de suporte 34 sobre a objetiva de focagem 26.

[00051] O sistema de laser 10 também compreende um elemento de detecção 42, tal como uma câmera, que é adaptada para obter imagens e transferir as ditas imagens para um computador de controle 38.

[00052] A fonte de laser 12, o comutador óptico 18, o elemento de detecção 42, e os dois exploradores 22, 24, são controlados por um computador de controle 38 que opera de acordo com um programa de controle armazenado em uma memória. Um programa de controle contém instruções (código de programa) que são executadas por um computador de controle 38 de forma a determinar e controlar o local do foco de feixe do feixe de laser 14 na córnea, na lente ou em outro local do olho 16 se suportando contra um elemento de contato 30.

[00053] O sistema de laser 10 pode também compreender um módulo de interface (não mostrado) conectado a um computador de controle 38, para permitir a um usuário alimentar comandos a um computador de controle 38. O módulo de interface pode compreender uma tela ou monitor para permitir ao usuário visualizar informação de estado acerca dos componentes do sistema de laser 10, e/ou visualizar os dados obtidos pelo elemento de detecção 42.

[00054] Na figura 2, uma porção de sistema de laser 10 que forma o aparelho de laser é mostrada em maior detalhe. No trajeto do feixe de laser 14 entre a objetiva de focagem 26 e o elemento de aplanação 30, uma máscara 40 é provida. A máscara 40 é formada de um material que é opaco à luz do feixe de laser 14. A máscara 40 é dimensionada de forma a cobrir substancialmente o feixe de laser inteiro 14. Uma máscara quadrada 40 é mostrada, mas outros formatos convexos são possíveis, como um polígono regular ou irregular ou um círculo.

[00055] Uma vista plana da máscara 40 é mostrada na figura 3. A máscara 40 tem uma abertura central 43 e uma ou mais aberturas externas 44, as aberturas 43, 44 sendo adaptadas para deixar a luz passar através a partir do feixe de laser 14. As aberturas externas 44 são, cada, espaçadas por uma distância igual D a partir da abertura central 43. A distância D é inferior à metade do diâmetro do feixe de laser 14, de forma que luz a partir da borda externa do feixe de laser 14 passa através das aberturas externas 44. As aberturas externas 44 podem ser distribuídas uniformemente em torno de uma circunferência imaginária centralizada na abertura central 43, mas distribuições não uniformes das aberturas externas 44 em torno da circunferência imaginária são também possíveis.

[00056] A Figura 4 ilustra as propriedades transmissivas/reflexivas do elemento de aplanação 30 quando um feixe de luz 14 é dirigido na direção para o mesmo. Quando a luz atinge a superfície dianteira 36 do elemento de aplanação 30, a maioria da luz continua na mesma direção, mas uma porção da luz é refletida de volta, formando uma reflexão espúria 14b.

[00057] A técnica conhecida provê um revestimento minimizador de reflexão sobre a superfície dianteira 36 do elemento de aplanação 30, de forma a suprimir a reflexão espúria 14b. Todavia, na presente modalidade, a superfície dianteira 36 é isenta de um revestimento minimizador de reflexão, e, por conseguinte, luz incidente sobre a superfície dianteira 36 resulta em uma reflexão espúria 14b.

[00058] A luz restante no feixe de laser 14 passa então através do elemento de aplanação 30, e atinge a superfície traseira 32 do elemento de aplanação. Aqui, novamente, uma porção da luz é refletida de volta, formando uma reflexão padrão 14a.

[00059] A luz refletida a partir da reflexão padrão 14a e da reflexão espúria 14b é coletada pelo elemento de detecção 42 na forma de uma imagem de saída.

[00060] Nos sistemas conhecidos, devido à provisão de um revestimento minimizador de reflexão sobre a superfície traseira 36, a imagem de saída consistiu de somente uma reflexão padrão 14a. Se for usada a máscara 40 mostrada na figura 3, uma reflexão similar à imagem mostrada na figura 6 seria produzida, consistindo de um ponto claro central reapresentando a reflexão padrão 14a de luz que passou através da abertura central 43, e quatro pontos claros externos, representando as reflexões padrão 14a de luz que passou através das aberturas externas 44. Com base na distância entre o ponto central e os pontos externos, a profundidade do foco do feixe de laser 14 pode ser calculada.

[00061] Na presente modalidade, uma reflexão como mostrada na figura 7 é produzida quando se usa a máscara 40 mostrada na figura 3. A imagem consiste de uma reflexão padrão 14a superposta com uma reflexão espúria 14b. Os pontos na reflexão espúria 14b têm uma configuração similar aos pontos na reflexão padrão 14a, a configuração sendo determinada pelas aberturas 43, 44 da máscara 40. Todavia, os pontos na reflexão espúria 14b têm uma intensidade mais baixa do que os pontos na reflexão padrão 14a. Os pontos da reflexão espúria 14b são, além disso, mais amplamente dispersados do que os pontos da reflexão padrão 14a. Finalmente, a reflexão espúria 14b pode ser incompleta, com somente alguns dos pontos externos registrando a imagem.

[00062] A fim de calcular a profundidade do foco do feixe de laser 14, a imagem superposta da Figura 7 deve, por conseguinte, ser filtrada, e a reflexão espúria 14b removida, de forma que a profundidade do foco do feixe de laser 14 possa ser calculada com base na reflexão padrão 14a.

[00063] A Figura 5 ilustra as etapas para filtrar a imagem superposta, como a imagem mostrada na figura 7, de acordo com uma modalidade.

[00064] Em uma primeira etapa, um padrão de referência 54 é determinado com base no padrão da máscara 40. Como mostrado na figura 8, o padrão de referência 54 consiste da superposição dos locais dos pontos produzidos em todas possíveis profundidades de foco do feixe de laser 14, como parte da reflexão padrão 14a de uma máscara particular 40. Uma transformada de Fourier é realizada sobre o padrão de referência 54 para produzir um padrão de referência transformado 56, como mostrado na figura 9.

[00065] A determinação do padrão de referência 54 e o cálculo do padrão de referência transformado 56 podem ser realizados somente uma vez quando, antes do sistema 10 ser colocado em uso, e o padrão de referência transformado 56 puder ser armazenado em uma memória de um computador de controle 38. Desta maneira, essas operações não precisam ser repetidas durante cada operação de filtragem; entretanto, o padrão de referência transformado 56 correspondente à máscara 40 pode simplesmente ser recuperado a partir da memória.

[00066] As operações da primeira etapa podem ser realizadas por um computador de controle 38, ou elas podem ser realizadas em um processador externo, e os resultados carregados na memória de um computador de controle 38. As etapas restantes são realizadas por um computador de controle 38.

[00067] Em uma segunda etapa, que pode ser realizada antes, depois, ou em paralelo com a primeira etapa, a imagem superposta 50 mostrada na figura 7 é transformada por Fourier para produzir uma imagem superposta transformada 52.

[00068] Em uma terceira etapa, a imagem superposta transformada 52 é multiplicada com o padrão de referência transformado 56 para produzir uma imagem auxiliar transformada 58, como mostrado na figura 10.

[00069] Em uma quarta etapa, a imagem auxiliar transformada 58 é sujeita a uma transformada de Fourier reversa, para produzir uma outra imagem auxiliar 60, como mostrado na figura 11. A imagem auxiliar 60 representa a convolução da imagem superposta 50 com o padrão de referência 54.

[00070] Em uma quinta etapa, a imagem auxiliar 60 é explorada para identificar um ponto de intensidade mais alta, indicado por uma seta na figura 11.0 ponto de intensidade mais alta, é o ponto mais claro ou brilhante na imagem auxiliar 60, e corresponde ao local de um centro da reflexão padrão 14a.

[00071] Em uma sexta etapa, o padrão de referência 54 da Figura 8 é reposicionado, de forma que o ponto central do padrão de referência 54 coincide com o local do ponto de intensidade mais alta identificado na imagem auxiliar 60 da Figura 11.0 padrão de referência reposicionado 62 é mostrado na figura 12.

[00072] Finalmente, em uma sétima etapa, a imagem superposta 50 da Figura 7 é multiplicada com o padrão de referência reposicionado 62 da Figura 12, para produzir uma imagem filtrada 64, como mostrado na figura 6. A imagem filtrada 64 é essencialmente idêntica à reflexão padrão 14a produzida pela máscara 40, e é substancialmente isenta de quaisquer reflexões espúrias 14b. A imagem filtrada 64 pode então ser avaliada usando algoritmos conhecidos para determinar a profundidade do foco de feixe de laser 14.

Claims (13)

1. Sistema de laser compreendendo um aparelho oftalmológico a laser e um dispositivo de interface que pode ser acoplado ao aparelho de laser e tem um elemento de aplanação (30) compreendendo uma superfície dianteira (36) e uma superfície traseira (32), em que o aparelho de laser compreende: - componentes ópticos que são adaptados para focar o feixe de laser, que tem um formato pré-definido, através do elemento de aplanação em um ponto focal, caracterizadopelo fato de que o aparelho de laser compreende ainda: - um elemento de detecção que é adaptado para detectar uma imagem superposta de uma reflexão espúria, que é refletida a partir da superfície dianteira, com uma reflexão padrão, que é refletida a partir da superfície traseira, e - um processador que é adaptado para filtrar numericamente a reflexão espúria a partir da imagem superposta para produzir uma imagem filtrada sendo essencialmente idêntica à reflexão padrão, e determinar uma profundidade do ponto focal do feixe de laser com base na reflexão padrão restante.

2. Sistema de laser de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o aparelho de laser compreende adicionalmente uma máscara para cobrir pelo menos uma porção do feixe de laser, e em que os componentes ópticos são adaptados para focar o feixe de laser através da máscara de forma a produzir o formato pré-definido.

3. Sistema de laser de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o processador para filtrar a reflexão espúria é adaptado para: - convolucionar a imagem superposta com um padrão de referência pré-definido para produzir uma imagem auxiliar, - avaliar a imagem auxiliar para identificar um ponto máximo tendo uma intensidade mais alta, - reposicionar o padrão de referência com base em um local do ponto máximo, e - multiplicar a imagem superposta com o padrão de referência reposicionado para produzir a reflexão padrão.

4. Sistema de laser de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o padrão de referência compreende um ponto central, e em que o processador é adaptado para reposicionar o padrão de referência de forma que o ponto central e o local do ponto máximo são superpostos.

5. Sistema de laser de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a convolução da imagem superposta com o padrão de referência é realizada como uma multiplicação no domínio de frequência.

6. Sistema de laser de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o processador é adaptado para: - aplicar uma transformada de Fourier à imagem superposta, - multiplicar a imagem superposta transformada por Fourier por uma transformada de Fourier do padrão de referência para produzir uma imagem auxiliar transformada, e - realizar uma transformada de Fourier reversa sobre a imagem auxiliar transformada para produzir a imagem auxiliar.

7. Sistema de laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de aplanação é isento de um revestimento minimizador de reflexão.

8. Sistema de laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a superfície traseira do elemento de aplanação é adaptada para ficar em contato com um olho que deve ser examinado.

9. Sistema de laser de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de aplanação é transparente ou/e translúcido a um feixe de laser produzido pelo aparelho de laser.

10. Método para determinar uma profundidade de um ponto focal de um feixe de laser provido por um aparelho oftalmológico a laser, o método caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: - focar um feixe de laser, que tem um formato pré-definido, através de um elemento de aplanação em um foco, em que o elemento de aplanação tem uma superfície dianteira e uma superfície traseira; - detectar uma imagem superposta de uma reflexão espúria, que é refletida a partir da superfície dianteira, com uma reflexão padrão, que é refletida a partir da superfície traseira; - filtrar numericamente a reflexão espúria a partir da imagem superposta para produzir uma imagem filtrada sendo essencialmente idêntica à reflexão padrão; e - determinar uma profundidade do ponto focal do feixe de laser com base na reflexão padrão restante.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma etapa de filtrar a reflexão espúria compreende: - convolucionar a imagem superposta com um padrão de referência pré-definido, para produzir uma imagem auxiliar, - avaliar a imagem auxiliar, para identificar um ponto máximo tendo uma intensidade mais alta, - reposicionar o padrão de referência com base em um local do ponto máximo, e - multiplicação a imagem superposta com o padrão de referência reposicionado, para produzir a reflexão padrão.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de convolucionar compreende: - aplicar uma transformada de Fourier à imagem superposta, - multiplicar a imagem transformada por Fourier superposta por uma transformada de Fourier do padrão de referência, para produzir uma imagem auxiliar transformada, e - realizar uma transformada de Fourier reversa sobre a imagem auxiliar transformada para produzir a imagem auxiliar.

13. Dispositivo de armazenamento, caracterizadopelo fato de compreende porções de instruções legíveis por computador que, quando carregadas em um computador ou processador, ou quando roda em um computador ou processador, faz com que o computador ou processador execute o método como definido em uma das reivindicações 10 a 12.

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