ES2250688T3

ES2250688T3 - Sistema destinado para medir el diametro de una camara anterior a partir de mediciones de un anillo limbico.

Info

Publication number: ES2250688T3
Application number: ES02756660T
Authority: ES
Inventors: Gregg D. Niven; Timothy N. Turner
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2006-04-16
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: DE60206510D1; ATE305750T1; US6830334B2; CA2454833C; CN1273074C; CA2454833A1; DE60206510T2; CN1561181A; JP2004536653A; WO2003011135A1; EP1411831A1; EP1411831B1; US20030020871A1

Abstract

Un sistema (10) para medir el diámetro del limbo de un ojo (12) que consta de: Una grabadora de imágenes (14) en un emplazamiento conocido, aparte del ojo, para registrar una imagen del limbo iluminado; Una primera fuente de iluminación (16) en un primer emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo; Una segunda fuente de iluminación (16¿) en un segundo emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo; Un dispositivo de conmutación (58) conectado a la primera y a la segunda fuentes de iluminación que active secuencialmente la primera y la segunda fuentes de iluminación, para que la grabadora de imágenes pueda registrar al menos una imagen iluminada por cada una de las fuentes de iluminación primera y segunda; y Un dispositivo informático (18) conectado a la grabadora de imágenes para determinar el diámetro del limbo a partir del limbo iluminado grabado, en el que el dispositivo informático combina al menos una imagen grabada iluminada por la primera fuente de iluminación y al menos una imagen grabada iluminada por la segunda fuente de iluminación para determinar el diámetro del limbo.

Description

Sistema destinado para medir el diametro de una cámara anterior a partir de mediciones de un anillo límbico.

I. Campo de la invención

La presente invención está relacionada con un sistema para la medición del diámetro de limbo a limbo de un ojo y, más concretamente, con un sistema que utiliza una iluminación de división por láser ocular para medir el diámetro del limbo y sacar el diámetro de la cámara anterior partiendo de dicho diámetro del limbo.

II. Descripción de la tecnología relacionada

La medición normal de un óptico profesional en lentes de ajuste o en la práctica de intervenciones quirúrgicas, como la queratomileusis in situ asistida por láser (LASIK) o la inserción de una lente intercórnea (ICL), sirve para medir el diámetro de la córnea o realizar la medición de limbo a limbo. El limbo es un enlace de la córnea del ojo y la esclerótica que se extiende en torno a la periferia de la córnea. Esta medición del diámetro del limbo se utiliza para determinar el diámetro del límite externo de la córnea y se utiliza con la cirugía LASIK o el ajuste de las lentes de contacto. Esta medición del diámetro del limbo también se utiliza para determinar el diámetro de la cámara interior interna o la medición de ángulo a ángulo, que es crítica para el adecuado ajuste de una ICL en el ojo de un paciente.

Se sabe que para obtener la medición del diámetro del limbo se utiliza lo que se denomina un disco de Holliday, o una escala que se mantiene junto al ojo del paciente, o un calibre que se mantiene junto al ojo del paciente. Ninguna de estas técnicas ofrece una medición precisa del diámetro del limbo.

Si el diámetro del limbo calculado es suficientemente mayor que el diámetro del limbo real, es posible que una ICL excesivamente grande se introduzca incorrectamente en el ojo del paciente, produciendo así presión en la red trabecular y en el canal de Schlemm. Dichos problemas podrían tener efectos adversos en el flujo acuoso natural del ojo o en la refracción tras el implante de la ICL. A la inversa, el resultado de un cálculo del limbo demasiado pequeño podría ser una lente excesivamente pequeña para el ojo del paciente, lo cual sería problemático porque la ICL podría desplazarse. Por lo tanto, es importante contar con un sistema fácil y preciso para la obtención del diámetro del limbo.

En US-A-6110110 se presenta un sistema para medir la presión en un recipiente con una superficie deformable por la presión. El sistema consta de:

: Un sistema emisor de haces luminosos que emite un haz de luz coherente que incide directamente en la superficie del recipiente sin que ésta se distorsione, cuyo resultado es un haz luminoso reflejado desde la superficie del recipiente;

: Un detector de haces luminosos separado en relación con el emisor para detectar el haz luminoso que se refleja desde la superficie del recipiente; y

: Un sistema procesador de señales que determina los cambios en la superficie deformable por la presión del recipiente, como una función de los cambios en la posición del haz de luz reflejado en el detector.

El sistema puede utilizarse para medir las distorsiones de la esclerótica, el limbo y la córnea, pudiendo obtenerse la medición del diámetro del limbo.

De conformidad con la presente invención, se presenta un sistema para medir el diámetro del limbo de un ojo que consta de:

Una grabadora de imágenes en un emplazamiento conocido, aparte del ojo, para grabar una imagen del limbo iluminado;

Una primera fuente de iluminación en un primer emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo;

Una segunda fuente de iluminación en un segundo emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo;

Un dispositivo de conmutación conectado a la primera y la segunda fuentes de iluminación que active secuencialmente la primera y la segunda fuentes de iluminación, para que la grabadora de imágenes pueda grabar al menos una imagen iluminada por cada una de las fuentes de iluminación primera y segunda; y

Un dispositivo informático conectado a la grabadora de imágenes para determinar el diámetro del limbo a partir del limbo iluminado grabado, en el que el dispositivo informático combina al menos una imagen grabada iluminada por la primera fuente de iluminación y al menos una imagen grabada iluminada por la segunda fuente de iluminación para determinar el diámetro del limbo.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un esquema funcional de un sistema que no forma parte de la presente invención y se utiliza en el ojo de un paciente.

La Fig. 2 es un gráfico de proceso de una porción del sistema favorito de conformidad con la presente invención; y

La Fig. 3 es un esquema funcional de un sistema de conformidad con la presente invención.

Detallada descripción de las representaciones favoritas

A continuación describiremos un sistema para medir el diámetro del limbo de un ojo y determinar los diámetros del ángulo del iris.

Cuando se dirige un haz de luz a -o cerca de- la región anular del limbo que conecta la córnea con la esclerótica, puede verse, además de una dispersión local, un anillo de luz continua que emana del limbo. Este denominado anillo del limbo aparece con una iluminación visible y de infrarrojos y en un espectro monocromático (por ejemplo, láser o LED) y continuo (por ejemplo, haz dividido de luz blanca). El anillo del limbo iluminado que normalmente se produce debe verse con claridad cuando la iluminación incide directamente en la zona del limbo. El anillo del limbo también puede verse, pero como mucha menos claridad, mediante una iluminación indirecta del limbo a través de la dispersión del iris o la conducción óptica de la fibra córnea.

Se cree que cuando la luz incide en cualquier parte del limbo, entra en un anillo circular de fibras colágenas estromales. Dichas fibras colágenas actúan como un conducto luminoso y dirigen la luz incidente en torno a toda la circunferencia de la zona del limbo. De esta manera, la emanación anular de luz marca un anillo anatómico de fibras colágenas. Dichas fibras colágenas están directamente relacionadas con el ángulo del iris y el limbo. Este anillo de fibras del limbo, enterrado en la túnica fibrosa del ojo, fue anteriormente descubierto con una difracción de rayos x. Este anillo de fibras del limbo mantiene la forma del ojo internamente presurizado en la unión del limbo que conecta la córnea a la esclerótica.

Para determinar con precisión el diámetro del anillo del limbo, éste preferentemente deberá iluminarse con claridad utilizando el efecto del conducto luminoso anteriormente descrito. Es preferible reducir al mínimo la dispersión de la superficie externa y la iluminación indirecta a través de la córnea, el iris, o la cámara anterior. Por lo tanto, la iluminación del anillo del limbo se realiza preferentemente utilizando un haz estrecho que incida directamente en el limbo.

En la Fig. 1 vemos un sistema 10, que no forma parte de la presente invención, para medir el diámetro del limbo de un ojo 12. El sistema 10 incluye una grabadora de imágenes 14 que se coloca en un emplazamiento conocido, aparte del ojo 12, que graba una imagen de un limbo iluminado, al menos una primera fuente de iluminación 16, y un dispositivo informático 18. Un dispositivo de salida 19, una lente convergente 20, un espejo reflector 22 y un objetivo de fijación opcional 24 también se incluyen preferentemente en el sistema 10. Sería conveniente que el sistema 10 estuviera incorporado en un amplio sistema de medición ocular, como un sistema ORBSCAN™, de Bausch & Lomb, o que el sistema 10 fuera un sistema independiente portátil, como vemos en la Fig. 1.

El objetivo de fijación opcional 24 incluye una fuente luminosa de fijación 26, una abertura para orificios 28, y un divisor del haz 30, colaborando todos ellos para iluminar un pequeño punto de luz a lo largo de la línea 32 para facilitar la fijación del ojo a lo largo de la línea 32, que corresponde al eje de enfoque de una cámara 14.

Estando en funcionamiento, la fuente de iluminación 16 dirige un haz de luz a un primer emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes 14, para iluminar el limbo 34 a lo largo de la línea 36. La línea 36 representa la luz de la fuente de iluminación 16 que ha reflejado un espejo 22. A continuación, una grabadora de imágenes 14, preferentemente una videocámara con dispositivo acoplado por carga (CCD), graba el anillo del limbo iluminado 34. El ordenador 18, utilizando un análisis por imágenes, localiza la posición del limbo iluminado en un espacio tridimensional triangulando el haz de la luz que se dispersa en la superficie, grabado por la cámara 14. A continuación se calcula el diámetro del limbo partiendo de la imagen del anillo iluminado, basándose en la distancia conocida hasta el ojo. No pueden determinarse diámetros del limbo precisos en la zona de luz directamente incidente porque dicha luz directamente incidente de la fuente 16 inunda la cámara 14 en la zona del ojo inmediatamente contigua a la luz incidente. Por lo tanto, es preferible unir los diámetros del limbo a partir de al menos dos imágenes distintas. Como bien sabrá un entendido en la materia, el registro de distintas imágenes por ordenador 18 se facilita utilizando técnicas conocidas, como indicaciones del borde pupilar y la textura del iris.

La fuente de iluminación 16 puede proporcionar una iluminación visible o de infrarrojos, o puede utilizarse la luz láser roja preferida. La representación favorita de la fuente de iluminación 16 emplea una luz láser de diodos infrarrojos colimada en un haz cilíndrico estrecho o de división corta. Esto proporciona una fuente de iluminación que no molesta, es económica y ofrece un contraste superior para las imágenes del iris y la pupila. Como bien saben los entendidos en la materia, puede utilizarse cualquier fuente de iluminación 16 que ofrezca suficiente iluminación de la zona del limbo para que la cámara 14 y el ordenador 18 graben y detecten la zona del limbo.

La grabadora de imágenes, preferentemente una videocámara como la cámara CCD 14, enfoca el plano del limbo definido por la línea 32 y que tiene un estrecho haz de luz en un ángulo fijo de la cámara que ilumina el limbo en múltiples emplazamientos. El ángulo fijo de la fuente de iluminación 16 de la grabadora de imágenes 14 es preferentemente de unos 25º a unos 90º. Las múltiples iluminaciones se realizan preferentemente en serie, pudiendo conseguirse de diversas maneras. Un primer método es cuando el sistema 10 tiene un único haz fijo (representado por la línea 36), como vemos en la Fig. 1, y el haz fijo único se reposiciona a mano varias veces (dos como mínimo), para que la cámara 14 obtenga un número suficiente de imágenes como para definir el diámetro del limbo. Un sistema de conformidad con la presente invención incluye dos o más haces fijos, como se presenta y describe a continuación en relación con la Fig. 3, que toman imágenes en una rápida sucesión. Una tercera representación es cuando se construye una única fuente de iluminación, de manera que el haz que incide en el ojo del paciente gira y explora alrededor del limbo, y la cámara 14 graba las imágenes durante este proceso de exploración.

Como bien sabrán los entendidos en la materia, el ordenador 18 puede ser independiente, como un ordenador personal, o puede estar incluido en un instrumento unificado, a elección y como vemos en la Fig. 1. Es preferible que el ordenador 18 lleve un captador de imágenes 38 u otro dispositivo para digitalizar las imágenes de la cámara 14. El ordenador 18 incluye preferentemente una calculadora 42 del ángulo del iris y una calculadora 44 de la ICL descritas, que se desplaza por completo en sentido descendente.

Una vez que la cámara 14 ha grabado un número suficiente de imágenes del limbo iluminadas y digitalizadas en la memoria 40 del ordenador 18, el ordenador procesa las imágenes, como se describe a continuación en relación con la Fig. 2.

La Fig. 2 es un gráfico de proceso 44 que representa el software que expone la calculadora 42 del ángulo del iris y la calculadora 44 de la ICL del ojo de un paciente. Con éste, el médico puede ajustar la ICL con precisión y conseguir así unos resultados óptimos para el paciente.

El paso 48 de la Fig. 2 hace que la cámara 14 y el digitalizador 38 tomen múltiples y rápidas imágenes de la zona del limbo iluminada. Es preferible que dichas imágenes se tomen con la mayor rapidez posible, para reducir al mínimo los efectos del sistema 10 y el movimiento del ojo 12, consiguiendo de esta forma imágenes de máxima precisión.

A continuación, el paso 50 hace que el ordenador 18 analice el escenario de las imágenes. Dicho análisis conlleva varios pasos, incluido el emplazamiento de la imagen dividida directa, el anillo de iluminación del limbo, el objetivo de fijación y el límite pupilar. El emplazamiento de estas porciones de imágenes se realiza preferentemente con la precisión de pixels más próxima, lo que permitirá la medición del diámetro del limbo con una exactitud de 0,1 mm. La parte siguiente del Paso 50 incluye una detección precisa mediante técnicas conocidas, preferentemente con una exactitud de sub-pixels, de los bordes de la imagen dividida directa. A continuación se triangula la imagen dividida directa detectada en tres espacios tridimensionales (espacio 3), detectándose con precisión los bordes exteriores del anillo del limbo. Ahora se define el borde como un punto de semiumbral cercano al gradiente máximo con iluminación dispersa posterior. Y el Paso final 42 termina con el emplazamiento preciso de un centroide del objetivo de fijación 24 que se proyecta en el ojo, como hemos descrito

\hbox{anteriormente.}

A continuación, el Paso 52 determina la figura del limbo, que se define como la zona anular entre los bordes detectados del Paso 50 del anillo del limbo proyectado en el mejor plano del limbo. El mejor plano del limbo se determina mediante técnicas conocidas. Acto seguido, se registran las imágenes y las mediciones en un sistema coordinado común para eliminar el movimiento del instrumento y del ojo entre las múltiples imágenes. A continuación se determina el mejor plano del limbo del espacio 3 a partir de las mediciones divididas trianguladas del Paso 50. Acto seguido, se proyectan los bordes del limbo en el mejor plano del limbo. Y, finalmente, los distintos bordes del limbo se integran a partir de las distintas imágenes derivadas del Paso 48 y el Paso 50.

A continuación, el paso 54 determina el diámetro del ángulo del iris e incluye una calculadora 42 del ángulo del iris. Es preferible calcular este diámetro del ángulo del iris interpolando dicho diámetro a partir del diámetro del anillo del limbo medido. La precisión de la interpolación aumentará a medida que se vaya realizando una investigación anatómica sobre distintas poblaciones, para determinar empíricamente la relación entre el diámetro del anillo del limbo y el diámetro del ángulo del iris. Por ejemplo, un diámetro de una figura típica del limbo se extenderá desde unos 10,4 mm hasta unos 13,2 mm. Así pues, un diámetro del limbo de 11 mm probablemente dará como resultado un diámetro del ángulo del iris aproximadamente un milímetro mayor o, en el ejemplo específico, 12 mm. Esto entra dentro de la figura del limbo definida por sus bordes interno y externo. Se cree que el diámetro del ángulo del iris puede precisarse entre 0,1 y 0,2 mm, en el que la mayoría de las variaciones proceden de diferencias anatómicas. Las mediciones anatómicas directas pueden derivar de exploraciones B de precisión geométrica del segmento anterior, utilizando tecnologías ópticas o de ultrasonidos (por ejemplo, biomicroscopio de ultrasonidos (UBM), o tomografía de coherencia óptica (OCT), así como otras tecnologías. Las exploraciones B son secciones de 2 D construidas a partir de exploraciones A. Las exploraciones A presentan una amplitud frente a una profundidad de dispersión a través de la duración del tiempo del eco (UBM) o una vía de interferencias (OCT). Para generar exploraciones B geométricamente precisas a partir de las exploraciones A originales, debe tenerse en cuenta la geometría de las mediciones, además de la velocidad de la onda diagnóstica para trasladar las mediciones temporales o la longitud de la vía a una profundidad de exploración A, produciéndose la refracción de la onda (acústica u óptica) con interconexiones medias.

El paso 56 determina el tamaño de la ICL e incluye una calculadora 44 de la ICL. El tamaño de la ICL se calcula preferentemente basándose en el diámetro del ángulo del iris determinado. A continuación, el tamaño de la ICL se presenta al usuario en la pantalla 19 conectada al sistema 10.

La Fig. 3 es una representación conforme a la presente invención. La Fig. 3 representa, en concreto, un sistema similar al arriba indicado con referencia a la Fig. 1, salvo en que la representación de la Fig. 3 incluye una fuente de iluminación 16' adicional y un espejo reflector 22', así como una fuente de conmutación 58 para conmutar secuencialmente las fuentes de iluminación 16 y 16' con el fin de obtener las múltiples imágenes del limbo requeridas. Por añadidura, la Fig. 3 presenta el uso de un filtro de luz 60 que filtra las frecuencias luminosas indeseables, proporcionando así un limbo grabado con una imagen de contraste óptima.

Hemos presentado y descrito un sistema para medir el diámetro del limbo, y consideramos la posibilidad de realizar diversas modificaciones y variaciones de la presente invención a la luz de las descripciones expuestas, sin salirse del campo de acción de la invención tal y como se define en las reivindicaciones. Por ejemplo, pueden utilizarse diversas grabadoras de imágenes. Además, el sistema 10 podría llevar un foco fijo y, por lo tanto, todo el sistema 10 desplazarse en relación al ojo 12 hasta conseguir una iluminación del ojo enfocado.

Claims

1. Un sistema (10) para medir el diámetro del limbo de un ojo (12) que consta de:

Una grabadora de imágenes (14) en un emplazamiento conocido, aparte del ojo, para registrar una imagen del limbo iluminado;

Una primera fuente de iluminación (16) en un primer emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo;

Una segunda fuente de iluminación (16') en un segundo emplazamiento conocido en relación con la grabadora de imágenes para iluminar el limbo;

Un dispositivo de conmutación (58) conectado a la primera y a la segunda fuentes de iluminación que active secuencialmente la primera y la segunda fuentes de iluminación, para que la grabadora de imágenes pueda registrar al menos una imagen iluminada por cada una de las fuentes de iluminación primera y segunda; y

Un dispositivo informático (18) conectado a la grabadora de imágenes para determinar el diámetro del limbo a partir del limbo iluminado grabado, en el que el dispositivo informático combina al menos una imagen grabada iluminada por la primera fuente de iluminación y al menos una imagen grabada iluminada por la segunda fuente de iluminación para determinar el diámetro del limbo.

2. Un sistema de la Reivindicación 1 en el que la grabadora de imágenes es una videocámara.

3. El sistema de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 2, en el que la fuente de iluminación es una fuente visible o de infrarrojos.

4. El sistema, tal y como se reivindica en la Reivindicación 3, en el que la fuente de iluminación es un láser rojo.

5. El sistema de la Reivindicación 3, en el que la fuente de iluminación es una luz láser de diodos infrarrojos colimada en un haz cilíndrico estrecho o de división corta.

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo informático incluye además una calculadora del diámetro del ángulo del iris para calcular el diámetro del ángulo del iris del ojo a partir del diámetro del limbo determinado.

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo informático incluye una calculadora de la lente intracórnea (ICL) para calcular el tamaño adecuado de una ICL para el ojo, a partir del diámetro del limbo determinado.

8. Un sistema de medición ocular, como se reivindica en la Reivindicación 1, en el que:

la grabadora de imágenes consta de una cámara para grabar una imagen iluminada del limbo del ojo, que se encuentra en un emplazamiento conocido del mismo;

la primera y la segunda fuentes de iluminación constan de una primera y una segunda lámparas de láser en el primer y el segundo emplazamientos conocidos en relación con la cámara para iluminar el limbo;

el dispositivo de conmutación consta de un conmutador conectado a las lámparas para activar alternativamente la primera y la segunda lámparas, para que la cámara grabe una imagen del limbo iluminado por la primera y la segunda lámparas; y

el dispositivo informático lleva una captadora de imágenes conectada a la cámara y un conmutador para digitalizar las imágenes del limbo iluminado y calcular el diámetro del limbo, y el tamaño de una o más lentes del diámetro del ángulo del iris e intercórneas del ojo que se está midiendo.

9. El sistema de la Reivindicación 8 incluye además un dispositivo de salida para visualizar la imagen grabada, el diámetro del limbo calculado y el tamaño de una o más lentes del diámetro del ángulo del iris e intercórneas.

10. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además un objetivo de fijación asociado a la cámara para dar al ojo el objetivo de referencia, evitándose así un movimiento no deseado del ojo.

11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema tiene un foco fijo y, por lo tanto, se desplaza en relación al ojo hasta conseguir una iluminación enfocada del limbo.

12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la grabadora de imágenes se sitúa a lo largo del eje óptico del ojo.

13. El sistema de la Reivindicación 1 o la Reivindicación 8, en el que la grabadora de imágenes incluye un filtro de luz para filtrar las frecuencias luminosas no deseadas, haciendo así que el limbo grabado tenga una imagen de contraste óptima.

14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que éste determina el diámetro del limbo mediante una triangulación.

15. El sistema de la Reivindicación 8, en el que las lámparas divisoras por láser están situadas en un ángulo de 25 a 90º de la cámara.