ES2253951B1 - SYSTEM FOR THE DESIGN OF PERSONALIZED CORNEAL PHOTO-ABLATION PATTERNS, OBTAINED PATTERN AND LASER SURGERY SYSTEM FOR CORNEA CARVING. - Google Patents

SYSTEM FOR THE DESIGN OF PERSONALIZED CORNEAL PHOTO-ABLATION PATTERNS, OBTAINED PATTERN AND LASER SURGERY SYSTEM FOR CORNEA CARVING. Download PDF

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Abstract

Sistema para el diseño de patrones de foto-ablación corneal personalizados, patrón obtenido y sistema de cirugía láser para tallado de la cornea. Sistema (100) para el diseño de un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo (1) en estudio, que comprende un subsistema de datos (110) y un subsistema de procesamiento (120) conectados entre sí. El subsistema de datos comprende un módulo de topografía corneal (111), que genera una primera salida de datos; un módulo de aberrometría (112), que genera una segunda salida de datos; un módulo de biometría (113), que genera una cuarta salida de datos, transmitiéndose dichas primera, segunda y tercera salidas de datos al subsistema de procesamiento. Este comprende un módulo de modelización óptica (121), que genera una cuarta salida de datos consistente en un modelo óptico del ojo, y un módulo de generación de un patrón de ablación (122), que recibe la cuarta salida de datos y genera un patrón de ablación, de forma que dicho patrón de ablación es capaz de corregir simultáneamente aberraciones de segundo orden y superior de dicho ojo.System for the design of custom corneal photo-ablation patterns, obtained pattern and laser surgery system for carving the cornea. System (100) for the design of a custom corneal photo-ablation pattern for an eye (1) under study, comprising a data subsystem (110) and a processing subsystem (120) connected to each other. The data subsystem comprises a corneal topography module (111), which generates a first data output; an aberrometry module (112), which generates a second data output; a biometrics module (113), which generates a fourth data output, said first, second and third data outputs being transmitted to the processing subsystem. This comprises an optical modeling module (121), which generates a fourth data output consisting of an optical model of the eye, and a module for generating an ablation pattern (122), which receives the fourth data output and generates a ablation pattern, so that said ablation pattern is capable of simultaneously correcting second and upper order aberrations of said eye.

Description

Sistema para el diseño de patrones de foto-ablación corneal personalizados, patrón obtenido y sistema de cirugía láser para tallado de la córnea.System for the design of patterns custom corneal photo-ablation, pattern obtained and laser surgery system for carving the cornea.

Campo de la invenciónField of the Invention

La invención se sitúa fundamentalmente en los sectores de la optometría y la oftalmológica, y más concretamente en la aplicación del sistema de la invención en cirugía refractiva de córnea.The invention is essentially located in the sectors of optometry and ophthalmology, and more specifically in the application of the system of the invention in refractive surgery of cornea

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Tradicionalmente sólo existía el tratamiento para los errores refractivos de bajo orden, también llamados ametropías. La cirugía refractiva de córnea consiste en el tallado o ablación de tejido corneal para corregir estas ametropías. Recientemente han surgido nuevos sistemas para realizar patrones de ablación personalizados para corregir simultáneamente el error refractivo, desenfoque y astigmatismo y las aberraciones de orden superior, aunque por el momento los resultados no son del todo satisfactorios.Traditionally there was only the treatment for low order refractive errors, also called ametropias Corneal refractive surgery consists of carving or corneal tissue ablation to correct these ametropias. New systems have recently emerged to make patterns of custom ablation to simultaneously correct the error refractive, blur and astigmatism and order aberrations superior, although at the moment the results are not entirely satisfactory

Si el ojo fuera un sistema óptico ideal todos los rayos que parten de un objeto puntual situado en la línea de mirada focalizarían en un punto común situado en la retina. Sin embargo, esto no es así y cada rayo se tiende a desviar de su trayectoria ideal. Estas desviaciones del comportamiento ideal se denominan aberraciones ópticas. Cuanto menores son estas aberraciones, mejor es la calidad óptica y por lo tanto la calidad visual. Al analizar conjuntamente las aberraciones de todos los rayos que atraviesan la pupila, aparecen diferentes modos que se clasifican según su orden. Así las ametropías clásicas (miopía, hipermetropía y astigmatismo) son aberraciones de segundo orden que pueden corregirse mediante lentes convencionales o mediante técnicas quirúrgicas también convencionales. Las aberraciones de tercer orden y superior no tenían tratamiento hasta fechas muy recientes, ya que no pueden corregirse mediante procedimientos convencionales, y exigen tratamientos personalizados adaptados a corregir cada modo (coma, aberración esférica, etc.).If the eye were an ideal optical system all the rays that start from a specific object located in the line of look would focus on a common point located in the retina. Without However, this is not the case and each ray tends to deviate from its ideal trajectory. These deviations from ideal behavior are They call optical aberrations. How minor are these aberrations, the better the optical quality and therefore the quality visual. By jointly analyzing the aberrations of all rays that pass through the pupil, different modes appear that are Sort according to your order. Thus the classical ametropias (myopia, hyperopia and astigmatism) are second-order aberrations that can be corrected by conventional lenses or by also conventional surgical techniques. The aberrations of third order and higher had no treatment until very dates recent, since they cannot be corrected by procedures conventional, and require customized treatments adapted to Correct each mode (comma, spherical aberration, etc.).

Las aberraciones de orden mayor que dos están presentes en la mayoría de sujetos y pueden degradar la calidad de visión cuando exceden unos ciertos límites. Uno de los retos a los que se enfrenta actualmente la óptica fisiológica y la cirugía refractiva es determinar cuál es el impacto de estas aberraciones de orden superior en la calidad visual y por supuesto tratar de corregirlas.Aberrations of order greater than two are present in most subjects and can degrade the quality of vision when they exceed certain limits. One of the challenges to which is currently facing physiological optics and surgery Refractive is to determine what is the impact of these aberrations of superior order in visual quality and of course try to correct them

La cirugía refractiva de córnea pretende corregir el error refractivo del ojo mediante la modificación de la geometría de la cara anterior de la córnea. Sin embargo, los patrones de ablación utilizados en cirugía refractiva se han venido basando en conformar la córnea según sugieren los modos más tradicionales de corrección refractiva, esto es, las gafas y las lentes de contacto. Así se implantan patrones esféricos para corregir el error refractivo esférico y cilíndricos para corregir el astigmatismo. Las técnicas más extendidas se denominan PRK (Photorefractive Keratectomy) y LASIK (Laser In Situ Keratomileusis), ambas consistentes en la foto-ablación mediante láser de excímero de tejido corneal. Los patrones de ablación utilizados en cirugía refractiva convencional se calculan para corregir sólo las ametropías y además suponen que la córnea tiene forma esférica. Estos tratamientos no sólo no corrigen las aberraciones de orden tres y superior, sino que por lo general las incrementan notablemente, dando lugar a un empeoramiento de la calidad óptica en el paciente en ciertas circunstancias como por ejemplo la visión nocturna. Recientemente se han desarrollado diversas técnicas encaminadas a producir tratamientos "personalizados" en los que se intenta corregir no sólo las ametropías clásicas sino también las aberraciones de más alto
orden.
Corneal refractive surgery aims to correct the refractive error of the eye by modifying the geometry of the anterior aspect of the cornea. However, the ablation patterns used in refractive surgery have been based on shaping the cornea as suggested by the more traditional modes of refractive correction, that is, glasses and contact lenses. Thus spherical patterns are implanted to correct spherical and cylindrical refractive error to correct astigmatism. The most widespread techniques are called PRK (Photorefractive Keratectomy) and LASIK (Laser In Situ Keratomileusis), both consisting of photo-ablation using corneal tissue excimer laser. Ablation patterns used in conventional refractive surgery are calculated to correct only ametropias and also assume that the cornea is spherical in shape. These treatments not only do not correct aberrations of order three and higher, but generally increase them markedly, resulting in a worsening of the optical quality in the patient in certain circumstances such as night vision. Recently, various techniques have been developed to produce "personalized" treatments in which attempts are made to correct not only classical ametropias but also higher aberrations.
order.

Desde el punto de vista óptico, el ojo 1 humano (véase figura 1) puede considerarse un sistema compuesto por cuatro superficies, dos correspondientes a las cara anterior 2 y cara posterior 3 de la córnea y otras dos correspondientes a las cara anterior 4 y cara posterior 5 del cristalino 6, separadas todas ellas por medios de distinto índice de refracción. La cantidad de luz que llega a la retina 7 se regula mediante una membrana de diámetro variable, el iris 8, situado próximo a la cara anterior del cristalino. La retina es un tejido fotosensible que recoge la luz que incide sobre ella y la transforma en pequeñas señales que el nervio óptico envía al cerebro para su procesamiento.From the optical point of view, the human eye 1 (see figure 1) can be considered a system consisting of four surfaces, two corresponding to front face 2 and face posterior 3 of the cornea and two others corresponding to the face anterior 4 and posterior face 5 of lens 6, all separated they by means of different index of refraction. The amount of light that reaches the retina 7 is regulated by a membrane of variable diameter, iris 8, located near the anterior face of the lens. The retina is a photosensitive tissue that collects the light that falls on it and transforms it into small signals that The optic nerve sends to the brain for processing.

El ojo es además un sistema óptico descentrado, esto es, los centros de curvatura de estas cuatro superficies, que definirían el eje óptico 9 del ojo, no están alineados, no descansan en la misma recta, y además, la pupila se encuentra ligeramente desplazada transversalmente respecto a este eje, esto es, su centro no es un punto del eje óptico. Existe, por convenio, una mejor aproximación al eje óptico del ojo que viene dado por la dirección que produce la superposición de la primera y cuarta imágenes de Purkinje, siendo éstas las imágenes especulares correspondientes a cada una de las cuatro superficies del ojo. Además la visión en el ojo humano se realiza a través de la línea de mirada 10, definida como la dirección que une el punto de fijación 11 que el ojo observa con el centro 12 de la pupila. Esta dirección no coincide con el eje óptico, de hecho está separada por un valor que puede oscilar, dependiendo del ojo, entre 1.4º y 90º.The eye is also an offset optical system, that is, the centers of curvature of these four surfaces, which would define the optical axis 9 of the eye, they are not aligned, no they rest on the same line, and in addition, the pupil is slightly offset transversely with respect to this axis, this that is, its center is not a point on the optical axis. There is, by agreement, a better approach to the optical axis of the eye that is given by the direction that produces the superposition of the first and fourth Purkinje images, these being the mirror images corresponding to each of the four surfaces of the eye. In addition the vision in the human eye is done through the line of gaze 10, defined as the direction that joins the point of fixation 11 that the eye observes with the center 12 of the pupil. This direction does not match the optical axis, in fact it is separated by a value that can oscillate, depending on the eye, between 1.4º and 90º.

Como se puede ver en la figura 2, se ha definido así el eje queratométrico 13, línea imaginaria que une el punto de fijación 11 con el centro de curvatura 14 de la córnea, respecto al cual se centran los mapas de topografía corneal.As you can see in figure 2, it has been defined thus the keratometric axis 13, imaginary line that joins the point of fixation 11 with the center of curvature 14 of the cornea, relative to the which corneal topography maps are centered.

El punto de intersección del eje óptico con la cara anterior de la córnea se denomina ápex, señalado en las figuras 1 y 2 como A; el punto de intersección del eje queratométrico con la cara anterior de la córnea se denomina vértice, señalado como V; el punto de intersección de la línea de mirada con la cara anterior de la córnea se denomina polo, señalado como P.The point of intersection of the optical axis with the anterior aspect of the cornea is called apex, indicated in the Figures 1 and 2 as A; the axis intersection point keratometric with the anterior aspect of the cornea is called vertex, designated as V; the point of intersection of the line of look with the anterior aspect of the cornea is called the pole, indicated as P.

Para llevar a cabo con éxito una intervención de cirugía refractiva es preciso que el cirujano conozca el comportamiento del ojo como sistema óptico completo, es decir, necesita establecer a partir de la información que le proporcionan los equipos de diagnosis clínica, el comportamiento del ojo y la calidad de la imagen que se forma en la retina. Es lo que se denomina un modelo óptico, una representación funcional del ojo como sistema óptico. A partir de los resultados de este modelo y del aspecto de su cornea se elaboran los perfiles de ablación que posteriormente se introducen en el láser que practica el tallado de la córnea. Una vez realizado este tallado la cornea adopta una nueva forma y modifica su potencia óptica, consiguiendo que la imagen se forme en la retina y además esté libre de las aberraciones que causan una mala visión.To successfully carry out an intervention of Refractive surgery is necessary for the surgeon to know the eye behavior as a complete optical system, that is, you need to establish from the information they provide clinical diagnostic equipment, eye behavior and Image quality that forms on the retina. It is what I know called an optical model, a functional representation of the eye as an optical system From the results of this model and the aspect of your cornea the ablation profiles that subsequently they are introduced into the laser that practices the carving of the cornea Once this carving is done, the cornea adopts a new form and modifies its optical power, getting the image is formed in the retina and is also free of aberrations that cause poor vision.

La información principal que se precisa para elaborar este modelo óptico sería, por orden de importancia, el aspecto de las superficies, la distancia que las separa y el índice de refracción de los medios internos. En cuanto a lo primero, la tecnología actual desafortunadamente sólo permite conocer el aspecto de las superficies que componen la córnea, caras anterior y posterior. La información se obtiene a través de unos equipos denominados topógrafos corneales o videoqueratoscopios, que proporcionan un mapa de elevación de la córnea respecto a un plano de referencia. Estos mapas de topografía corneal se presentan en forma numérica ofreciendo para cada coordenada X e Y del espacio un valor de elevación Z. En ellos se aprecian el aspecto y las deformaciones que presenta la córnea.The main information required for to elaborate this optical model would be, in order of importance, the appearance of the surfaces, the distance that separates them and the index of refraction of internal media. As for the first, the current technology unfortunately only allows to know the appearance of the surfaces that make up the cornea, anterior faces and later. The information is obtained through some equipment called corneal surveyors or videokeratoscopes, which provide a map of corneal elevation relative to a plane reference. These corneal topography maps are presented in numerical form offering for each X and Y coordinate of the space a elevation value Z. The appearance and appearance are appreciated in them. deformations that the cornea presents.

Cuando un paciente es sometido a un examen para obtener su topografía corneal debe fijar la vista sobre una luz que se sitúa frente al aparato. El instrumento de medida, que observa el ojo por la misma dirección en que incide esta luz, toma la imagen a través de la cual se genera el mapa de topografía justo cuando observa que la intensidad del reflejo producido por esta luz en la cara anterior de la córnea es máximo. Existen en el mercado topógrafos corneales que realizan varios exámenes consecutivos al paciente con el objetivo de generar a partir de ellos un mapa promedio que reduzca el error de medida. El procedimiento que utilizan para promediar es tomar como elevación Z para un punto de coordenadas X e Y la media aritmética de las elevaciones Z1, Z2,...ZN de los mapas individuales para las mismas coordenadas X e Y. Este procedimiento lleva a error pues los mapas individuales están referenciados respecto al eje queratométrico y este eje cambia de una medida a otra. Es evidente que este eje depende de la posición de la luz de fijación y así si el paciente repite el examen, aunque sea a los pocos segundos de haber finalizado el primero, el eje queratométrico habrá variado al hacerlo la posición relativa del ojo respecto al punto de fijación, produciendo un mapa de topografía centrado en otro punto ligeramente desplazado respecto al anterior. Por lo tanto esta técnica convencional
para obtener el mapa promediado de la topografía, no es satisfactorio puesto que lleva implícito un grado de error.
When a patient is subjected to an examination to obtain his corneal topography, he must fix his eyes on a light that is placed in front of the device. The measuring instrument, which observes the eye in the same direction in which this light strikes, takes the image through which the topography map is generated just when it observes that the intensity of the reflection produced by this light on the anterior face of The cornea is maximum. There are in the market corneal surveyors who perform several consecutive examinations to the patient with the objective of generating from them an average map that reduces the measurement error. The procedure they use to average is to take as Z elevation for an X and Y coordinate point the arithmetic mean of the Z1, Z2, ... ZN elevations of the individual maps for the same X and Y coordinates. This procedure leads to error since the individual maps are referenced with respect to the keratometric axis and this axis changes from one measure to another. It is evident that this axis depends on the position of the fixation light and so if the patient repeats the exam, even if it is a few seconds after the first one is finished, the keratometric axis will have varied by doing so the relative position of the eye with respect to the point of fixation, producing a topography map centered on another point slightly offset from the previous one. Therefore this conventional technique
to obtain the averaged map of the topography, it is not satisfactory since it implies a degree of error.

Igualmente ocurre con la aberrometría oftálmica, técnica que permite conocer el grado de aberraciones del ojo. En este caso el instrumento se alinea con la línea de mirada 10 (dirección del rayo que une el punto de fijación con el centro de la pupila) y las aberraciones se obtienen respecto a este eje y centradas con la pupila. En la topografía los datos se obtienen respecto al eje queratométrico.It also happens with ophthalmic aberrometry, technique that allows to know the degree of aberrations of the eye. In this case the instrument is aligned with the line of sight 10 (direction of the beam that joins the fixing point with the center of the pupil) and the aberrations are obtained with respect to this axis and centered with the pupil. In the topography the data is obtained with respect to the keratometric axis.

En estas ecuaciones o algoritmos el cirujano introduce los datos de refracción del paciente (cuánta miopía, hipermetropía o astigmatismo tiene) y en algunos, además, su mapa de topografía corneal. Los algoritmos de tallado han venido basándose en ecuaciones clásicas disponibles en la bibliografía, las llamadas ecuaciones de Munnerlyn, Munnerlyn, C. R., S. J. Koons, et al. (1988). “Photorefractive keratectomy: A technique for laser refractive surgery” Journal of Catarat Refractive Surgery 14: Appendix D, pero las nuevas técnicas de cirugía LASIK utilizan algoritmos basados en esas ecuaciones y en los mapas de topografía corneal.In these equations or algorithms the surgeon enters the refractive data of the patient (how much myopia, farsightedness or astigmatism he has) and in some, in addition, his corneal topography map. Carving algorithms have been based on classic equations available in the literature, the so-called equations of Munnerlyn, Munnerlyn, CR, SJ Koons, et al . (1988). " Photorefractive keratectomy: A technique for laser refractive surgery " Journal of Catarat Refractive Surgery 14: Appendix D, but the new LASIK surgery techniques use algorithms based on these equations and on corneal topography maps.

Para conocer a priori el aspecto que ha de tomar la cara anterior de la córnea para corregir los defectos en la visión es necesario obtener previamente un modelo óptico del ojo con el que simular su comportamiento. Este modelo óptico permite predecir cuál será la calidad de visión una vez la córnea ha sido tallada, y para ello es necesario que el modelo reproduzca con fidelidad el comportamiento del ojo antes de la operación. Los modelos ópticos clásicos son aproximados ya que los parámetros que los definen se obtienen como valor medio entre una gran población, así por ejemplo la córnea se considera una superficie esférica con radio de curvatura de 7,8 milímetros. En ellos no se contempla la particularidad de cada caso. Sirvieron en su día, y sirven en la actualidad, para conocer parámetros generales del ojo como la posición de los puntos cardinales o su comportamiento paraxial.To know a priori what the anterior aspect of the cornea should take to correct vision defects, it is necessary to previously obtain an optical model of the eye with which to simulate its behavior. This optical model allows to predict what the quality of vision will be once the cornea has been carved, and for this it is necessary that the model faithfully reproduces the behavior of the eye before the operation. The classic optical models are approximate since the parameters that define them are obtained as an average value among a large population, so for example the cornea is considered a spherical surface with a radius of curvature of 7.8 millimeters. They do not contemplate the particularity of each case. They served in their day, and currently serve, to know general parameters of the eye such as the position of the cardinal points or their paraxial behavior.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema para el diseño de patrones de foto-ablación corneal personalizados para un ojo en estudio, con el objeto de reducir al máximo los defectos en la visión y cuyo diseño esté gobernado por dos principios fundamentales: mínima reducción del tejido corneal y máxima calidad de la imagen retiniana. De esta forma se consigue obtener una máxima calidad de visión (igual o superior a la normal) y a la vez minimizar problemas posquirúrgicos que podría conllevar un excesivo debilitamiento mecánico de la córnea.It is an objective of the present invention provide a system for designing patterns of Custom corneal photo-ablation for one eye on study, in order to minimize defects in the vision and whose design is governed by two principles fundamental: minimum reduction of corneal tissue and maximum quality of the retinal image. This way you get a maximum vision quality (equal to or greater than normal) and at the same time minimize post-surgical problems that could lead to excessive mechanical weakening of the cornea.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de cirugía láser para el tallado de la córnea que no esté influido por la anteriormente comentada problemática, en el que se utilicen patrones de ablación y centrado óptimos.It is an objective of the present invention provide a laser surgery system for carving the cornea that is not influenced by the previously commented problematic, in which ablation and centering patterns are used optimal.

Se trata de un sistema compuesto por diferentes módulos encargados de recoger información relativa al paciente y procesarla adecuadamente para obtener mediante simulación óptica y optimización numérica, el patrón óptimo de ablación corneal para la corrección personalizada, tanto de las ametropías convencionales, como de aberraciones de orden superior, minimizando simultáneamente el volumen de tejido corneal a ablacionar. Esta información se transmite a un sistema láser encargado de realizar el proceso de foto-ablación sobre la córnea.It is a system composed of different modules responsible for collecting patient information and process it properly to obtain by optical simulation and numerical optimization, the optimal corneal ablation pattern for Custom correction, both of conventional ametropias, as of higher order aberrations, simultaneously minimizing the volume of corneal tissue to ablate. This information is transmits to a laser system responsible for carrying out the process of photo-ablation on the cornea.

La presente invención se refiere a un sistema para el diseño de un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo en estudio, que comprende:The present invention relates to a system for the design of a photo-ablation pattern custom corneal for an eye under study, which includes:

- un subsistema de datos y- a data subsystem and

- un subsistema de procesamiento,- a processing subsystem,

que están conectados entre sí por medios de conexión.that are connected to each other by means of Connection.

Dichos medios de conexión pueden consistir por ejemplo, en una transmisión de datos serie o paralelo.Said connection means may consist of example, in a serial or parallel data transmission.

El subsistema de datos comprende:The data subsystem comprises:

- un módulo de topografía corneal, configurado para adquirir un mapa de topografía de la cara anterior de la cornea de dicho ojo, y que genera una primera salida de datos,- a corneal topography module, configured to acquire a topography map of the front face of the cornea of said eye, and that generates a first data output,

- un módulo de aberrometría, configurado para obtener las aberraciones de dicho ojo, y que genera una segunda salida de datos, y- an aberrometry module, configured to get the aberrations of that eye, and that generates a second data output, and

transmitiéndose dichas primera y segunda salidas de datos desde el subsistema de datos al subsistema de procesamiento a través de los medios de conexión.transmitting said first and second data outputs from the data subsystem to the subsystem of processing through the means of Connection.

A su vez, el subsistema de procesamiento comprende:In turn, the processing subsystem understands:

- un módulo de modelización óptica, que recibe dichas primera y segunda salidas de datos, y genera una tercera salida de datos consistente en un modelo óptico de dicho ojo, y- an optical modeling module, which receives said first and second data outputs, and generates a third data output consisting of an optical model of said eye, and

- un módulo de generación de un patrón de ablación, que recibe la tercera salida de datos procedente del módulo de modelización óptica, y genera un patrón de ablación,- a module for generating a pattern of ablation, which receives the third data output from the optical modeling module, and generates an ablation pattern,

de forma que dicho patrón de ablación generado por este sistema es capaz de corregir simultáneamente aberraciones de segundo orden y superior de dicho ojo.so that said pattern of Ablation generated by this system is able to correct simultaneously second order and higher aberrations of said eye.

Dicha primera salida de datos preferiblemente incluye las cotas de elevación de cada punto de la superficie cornea) respecto a un plano de referencia.Said first data output preferably includes the elevation dimensions of each surface point cornea) with respect to a reference plane.

También preferiblemente, dicha segunda salida de datos incluye datos aberrométricos de dicho ojo, descritos en términos de coeficientes de Zernike.Also preferably, said second outlet of data includes aberrometric data of said eye, described in Zernike coefficient terms.

Preferiblemente, el subsistema de datos comprendePreferably, the data subsystem understands

- un módulo de biometría, configurado para obtener los datos de biometría de dicho ojo, y que genera una cuarta salida de datos,- a biometrics module, configured to get the biometrics data from that eye, and that generates a fourth data output,

transmitiéndose dicha cuarta salida de datos al módulo de modelización óptica a través de los medios de conexión.said fourth output being transmitted of data to the optical modeling module through the means of Connection.

Dicha cuarta salida de datos preferiblemente incluye datos de espesores de cámara anterior, cámara posterior, cristalino y córnea de dicho ojo.Said fourth data output preferably includes thickness data from anterior chamber, posterior chamber, lens and cornea of said eye.

Preferiblemente, el módulo de modelización óptica comprende:Preferably, the modeling module optics comprises:

- medios para sustituir en un modelo esquemático genérico de un ojo cualquiera, unos primeros elementos de dicho modelo con los datos procedentes de dicha primera salida de datos,- means to replace in a schematic model generic of any eye, first elements of said model with the data coming from said first output of data,

- medios para ajustar en dicho modelo unos segundos elementos para reproducir el comportamiento óptico de primer orden, utilizando para ello datos de la refracción subjetiva manifiesta obtenidos por métodos convencionales,- means for adjusting said model about second elements to reproduce the optical behavior of first order, using subjective refraction data manifest obtained by conventional methods,

- medios para obtener datos de aberraciones de dicho modelo en el que han modificado dichos primeros y segundos elementos.- means for obtaining aberration data from said model in which they have modified said first and second elements.

- medios de comparación de estas aberraciones con la segunda salida de datos generada por el modulo de aberrometría.- means of comparison of these aberrations with the second data output generated by the module aberrometry

En caso de que el subsistema de datos comprenda el módulo de biometría, preferiblemente el módulo de modelización óptica comprendeIn case the data subsystem understands the biometrics module, preferably the modeling module optics comprises

- medios para sustituir en un modelo esquemático genérico de un ojo cualquiera, unos terceros primeros elementos de dicho modelo con los datos procedentes de dicha tercera salida de datos, y- means to replace in a schematic model generic of any one eye, a first third elements of said model with the data coming from said third output of data, and

- medios para obtener datos de aberraciones del modelo en el que han modificado dichos primeros, segundos y terceros elementos.- means for obtaining aberration data from model in which they have modified said first, second and third elements.

De acuerdo con una realización preferida del sistema de la invención, el módulo de modelización óptica comprendeAccording to a preferred embodiment of the system of the invention, the optical modeling module understands

- medios de determinación de la orientación del eje óptico de la córnea a partir de dicho mapa de topografía de la cara anterior de la cornea de dicho ojo.- means for determining the orientation of the optical axis of the cornea from said topography map of the anterior face of the cornea of said eye.

Asimismo, el módulo de generación de un patrón de ablación comprende de forma preferenteAlso, the pattern generation module of ablation preferably comprises

- medios de parametrización matemática de la anterior de la córnea.- means of mathematical parameterization of the anterior cornea.

La invención también se refiere a un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo en estudio generado mediante un sistema según ha sido descrito anteriormente.The invention also relates to a pattern of custom corneal photo-ablation for one eye on study generated by a system as described previously.

La invención también se refiere a un sistema de cirugía láser para el tallado de la córnea que incluyeThe invention also relates to a system of laser surgery for corneal carving that includes

- un sistema para el diseño de un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo en estudio según se ha descrito anteriormente, y- a system for the design of a pattern of custom corneal photo-ablation for one eye on study as described above, and

- un módulo de tallado conectado al módulo de generación de un patrón de ablación, que recibe como entrada dicho patrón de ablación personalizado, y que incluye una unidad láser configurada para implementar dicho patrón de ablación en dicho ojo.- a carving module connected to the module generation of an ablation pattern, which receives as input said custom ablation pattern, and that includes a laser unit configured to implement said ablation pattern in said eye.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.

La Figura 1 muestra un esquema de un ojo humano.Figure 1 shows an outline of an eye human.

La Figura 2 muestra la geometría de un mapa de topografía corneal.Figure 2 shows the geometry of a map of corneal topography.

La Figura 3 muestra un diagrama de bloques de los subsistemas que componen el sistema de cirugía de la invención, de acuerdo con una realización preferida del mismo.Figure 3 shows a block diagram of the subsystems that make up the surgery system of the invention, according to a preferred embodiment thereof.

La Figura 4 muestra la profundidad de ablación en vértice según se utilice el criterio K1 o el K2 para el procedimiento de optimización del módulo de generación del patrón de ablación.Figure 4 shows the depth of ablation at the vertex according to the criteria K1 or K2 is used for the pattern generation module optimization procedure of ablation.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo del procedimiento del módulo de generación de patrones.Figure 5 shows a flow chart of the Pattern generation module procedure.

La Figura 6 muestra el volumen de ablación personalizado limitado a la zona óptica, sin incluir la zona de transición.Figure 6 shows the volume of ablation custom limited to the optical zone, not including the zone transition.

La Figura 7 muestra el volumen de ablación tras la aplicación de las zonas de transición.Figure 7 shows the volume of ablation after the application of transition zones.

Descripción de una realización preferida de la invenciónDescription of a preferred embodiment of the invention

El sistema de cirugía láser 200 objeto de la invención consta de un sistema 100 para el diseño de un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo 1 en estudio, y de un módulo de tallado 210.The laser surgery system 200 object of the invention consists of a system 100 for the design of a pattern of custom corneal photo-ablation for 1 eye in  study, and a carving module 210.

El sistema 100 a su vez está formado por dos subsistemas: subsistema de datos 110 y subsistema de procesamiento 120. El subsistema de datos 110, consta a su vez de tres módulos, el primero denominado módulo de topografía corneal 111 es el responsable de adquirir un mapa de topografía de la cara anterior de la córnea. Este módulo compuesto por un sistema de adquisición y procesamiento de la información genera como salida un fichero ASCII que contiene las cotas de elevación de cada punto de la superficie corneal con respecto a un plano de referencia. El espaciado entre puntos podrá ser seleccionado por el operador estableciéndose como valores por defecto un diámetro de 10 mm para la zona topografiada con una resolución de 0.1 mm. Esto generará una matriz de salida de 101 filas y 101 columnas, en donde las columnas indicarán coordenadas horizontales (X en coordenadas cartesianas) y las filas coordenadas verticales (Y en coordenadas cartesianas). Esta información se transmite al módulo de modelización óptica 121 incluido en el subsistema de procesamiento 120 bien mediante conexión directa serie o paralelo bien mediante unidades de soporte de información como puede ser un disco flexible o compacto. El módulo de aberrometría 112 del subsistema de datos consta de un aberrómetro con el que se obtienen las aberraciones totales del ojo del paciente. El aberrómetro puede estar basado en cualquiera de las técnicas disponibles en el mercado para tal fin, método de Hartmann-Shack (HS) o Laser Ray Tracing (LRT). En cualquiera de los casos el módulo generará una salida, nuevamente un fichero ASCII, que contendrá los datos aberrométricos del ojo 1 del paciente descritos en términos de coeficientes de Zernike. Se indica en el fichero los datos correspondientes al tamaño de la pupila con el que se ha realizado el examen, refracción manifiesta y estado acomodativo (en este caso indicar si se ha paralizado la acomodación con alguna sustancia específica). La base de polinomios de Zernike utilizada para expresar las aberraciones deberá seguir el formato recomendado por el comité de la Optical Society of America ("Standards for Reporting the Optical Aberrations of Eyes"). En caso contrario deberá indicarse el formato seguido y realizar en el subsistema de procesamiento la transformación necesaria. El tercer módulo de este primer subsistema es el módulo biométrico 113 por suministrar los datos de biometría del paciente. Estos datos corresponden a los espesores de la córnea, cámara anterior (distancia entre cara posterior de la córnea y anterior del cristalino), cámara posterior (distancia entre cara posterior de cristalino y retina) y espesor del cristalino. Para ello se dispone de un biómetro por ultrasonidos que toma diez medidas y realiza sobre ellas una estadística para transmitir al módulo de procesamiento un valor con su error correspondiente de estas magnitudes. La salida de este módulo será un fichero ASCII que contenga los espesores de cámara anterior, cámara posterior, cristalino y córnea.The system 100 in turn consists of two Subsystems: 110 data subsystem and processing subsystem 120. Data subsystem 110, in turn consists of three modules, the first one called corneal topography module 111 is the responsible for acquiring a topography map of the front face of the cornea This module consists of an acquisition system and information processing generates an ASCII file as output which contains the elevation dimensions of each surface point corneal with respect to a reference plane. The spacing between points may be selected by the operator by establishing as default values a diameter of 10 mm for the surveyed area with a resolution of 0.1 mm. This will generate an output matrix of 101 rows and 101 columns, where the columns will indicate horizontal coordinates (X in Cartesian coordinates) and rows vertical coordinates (and in Cartesian coordinates). This information is transmitted to the optical modeling module 121 included in processing subsystem 120 either by direct serial or parallel connection either via support units of information such as a flexible or compact disk. He aberrometry module 112 of the data subsystem consists of a aberrometer with which the total aberrations of the eye are obtained of the patient. The aberrometer can be based on any of the techniques available in the market for this purpose, method of Hartmann-Shack (HS) or Laser Ray Tracing (LRT). In In either case the module will generate an output, again a ASCII file, which will contain the aberrometric data of eye 1 of the patient described in terms of Zernike coefficients. Be indicates in the file the data corresponding to the size of the pupil with whom the test was performed, manifest refraction and accommodative status (in this case indicate if the accommodation with some specific substance). The polynomial base of Zernike used to express aberrations should follow the format recommended by the Optical Society of America ("Standards for Reporting the Optical Aberrations of Eyes "). Otherwise, the format followed must be indicated and perform the transformation in the processing subsystem necessary. The third module of this first subsystem is the module biometric 113 for providing the biometrics data of the patient. These data correspond to the thicknesses of the cornea, chamber anterior (distance between posterior aspect of cornea and anterior of the lens), rear camera (distance between the back of lens and retina) and lens thickness. This is available of an ultrasound biometer that takes ten measurements and performs on them a statistic to transmit to the module of processing a value with its corresponding error of these magnitudes The output of this module will be an ASCII file that contain the thicknesses of the anterior chamber, posterior chamber, crystalline and cornea.

La información recogida por los tres módulos del primer subsistema se transfiere al subsistema de procesamiento 120 que toma estos datos como entrada y genera como salida un fichero ASCII con el volumen de ablación óptimo para el paciente bajo estudio. Este subsistema se divide en dos módulos con distinta funcionalidad: el primero se denomina módulo de modelización óptica 121 y tiene por objeto realizar un modelo óptico del ojo a tratar que permita simular con la máxima fidelidad posible su geometría, funcionamiento y calidad óptica. La salida de este módulo será un modelo óptico del ojo del paciente, esto es el conjunto de radios, espesores, índices de refracción de los elementos que componen el ojo particularizados para el paciente, parámetros del sistema como el punto de fijación, descentramiento pupilar, orientación espacial de la córnea, estado acomodativo, tamaño pupilar, y simulación de su calidad visual mediante la generación de mapas simulados de aberraciones, diagramas de impactos, o cualquier otra función que dé cuenta de la calidad óptica. Esta salida, que servirá de entrada para el módulo de generación de patrones de ablación 122, parte del mismo subsistema de procesamiento. El patrón de ablación personalizado se obtiene tras un proceso de optimización basado en dos principios fundamentales: minimización del volumen de ablación (máximo ahorro corneal) y optimización de la calidad de imagen retiniana (mínimo error de dispersión en el diagrama de impactos).The information collected by the three modules of the first subsystem is transferred to processing subsystem 120 which takes this data as input and generates as output a file ASCII with the optimal ablation volume for the low patient study. This subsystem is divided into two modules with different Functionality: the first is called the optical modeling module 121 and aims to make an optical model of the eye to be treated that allows you to simulate your geometry as closely as possible, Performance and optical quality. The output of this module will be a optical model of the patient's eye, this is the set of spokes, thicknesses, refractive indexes of the elements that make up the particularized eye for the patient, system parameters such as the fixation point, pupil runout, spatial orientation of the cornea, accommodative state, pupil size, and simulation of its visual quality by generating simulated maps of aberrations, impact diagrams, or any other function that gives  Optical quality account. This exit, which will serve as input for the ablation pattern generation module 122, part of the Same processing subsystem. The ablation pattern custom is obtained after an optimization process based on two fundamental principles: minimization of the volume of ablation (maximum corneal savings) and image quality optimization retinal (minimum dispersion error in the diagram of impacts).

A continuación se describen de forma exhaustiva los procedimientos que rigen el funcionamiento de los dos módulos del subsistema de procesamiento:The following are exhaustively described. the procedures that govern the operation of the two modules of the processing subsystem:

Módulo de modelización óptica 121Optical modeling module 121

A diferencia de los modelos clásicos de ojo esquemático, en los que se representaba el ojo mediante unos parámetros obtenidos como media entre una gran población, las nuevas técnicas de diagnosis clínica permiten elaborar modelos personalizados en donde los parámetros que definen el ojo como instrumento óptico se corresponden con los datos reales del paciente. Los pasos a seguir para desarrollar un modelo óptico personalizado son:Unlike classic eye models schematic, in which the eye was represented by parameters obtained on average among a large population, the New clinical diagnostic techniques allow models to be developed custom where the parameters that define the eye as optical instrument correspond to the actual data of the patient. The steps to follow to develop an optical model Custom are:

a) Partir de un modelo esquemático genérico, "no personalizado", del ojo.a) Starting from a generic schematic model, "not personalized", from the eye.

b) Introducir los datos procedentes de los módulos del subsistema de datos correspondientes a topografía corneal y biometría.b) Enter the data from the modules of the data subsystem corresponding to topography corneal and biometrics.

c) Ajustar elementos genéricos para reproducir el comportamiento óptico de primer orden, es decir la refracción manifiesta.c) Adjust generic elements to reproduce the first order optical behavior, that is the refraction manifest.

d) Verificar que la calidad óptica, es decir las aberraciones que predice el modelo se ajustan suficientemente a las medidas aberrométricas reales, comparándolas con la salida del módulo de aberrometría del primer subsistema.d) Verify that the optical quality, that is the aberrations predicted by the model conform sufficiently to the real aberrometric measurements, comparing them with the output of the aberrometry module of the first subsystem.

Para que el diseño del patrón de ablación tenga éxito es necesario partir del mejor modelo óptico posible. Por ello, sólo si el ajuste está dentro de unas tolerancias prefijadas se acepta el modelo, en caso contrario debe rechazarse y adoptar una estrategia basada exclusivamente en la topografía corneal.For the ablation pattern design to have Success is necessary from the best possible optical model. By this, only if the adjustment is within predetermined tolerances the model is accepted, otherwise it must be rejected and adopt a  strategy based exclusively on corneal topography.

El mapa de elevación de la cara anterior de la córnea, proporcionado por el módulo de topografía corneal, será esencial para personalizar el modelo. La cara anterior de la córnea es el elemento del ojo con mayor poder refractor. De las sesenta dioptrías de potencia total del ojo aporta cerca de cuarenta y ocho, por lo que es decisivo conocer su topografía para simular fielmente el comportamiento del ojo. El mapa de elevación es una superficie z = z(x,y) donde z se toma respecto de un plano de referencia, que se introduce en el modelo como una matriz de muestras discretas z_{i,j} donde los índices corresponden a posiciones equiespaciadas en los ejes cartesianos X e Y. Esta información está contenida en el fichero procedente del módulo de topografía corneal del primer subsistema.The elevation map of the anterior face of the cornea, provided by the corneal topography module, will be Essential to customize the model. The anterior aspect of the cornea It is the element of the eye with the greatest refracting power. Of the sixties Total power diopter of the eye provides about forty-eight, so it is decisive to know your topography to simulate faithfully eye behavior The elevation map is a surface z = z (x, y) where z is taken from a reference plane, which is introduced into the model as an array of discrete samples z_ {i, j} where the indices correspond to equally spaced positions in the X and Y Cartesian axes. This information is contained in the file from the corneal topography module of the first subsystem.

Como se ha indicado anteriormente, se construye el modelo sustituyendo los elementos del modelo genérico con todos los datos personales del paciente de los que se dispone, manteniendo los datos genéricos cuando no se disponga de aquellos. El módulo de modelización óptica situará cada elemento en la posición y orientación adecuadas y realizará los ajustes que se describen a continuación:As indicated above, it is built the model replacing the elements of the generic model with all the personal data of the patient available, maintaining the generic data when those are not available. The optical modeling module will place each element in the proper position and orientation and will make the adjustments that are described below:

1.- Obtención del eje óptico: Cuando un paciente es sometido a un examen para obtener su topografía corneal debe fijar la vista sobre una luz que se sitúa frente al aparato. El instrumento de medida, que observa el ojo por la misma dirección en que incide esta luz, toma la imagen a través de la cual se genera el mapa de topografía justo cuando observa que la intensidad del reflejo producido por esta luz en la cara anterior de la córnea es máximo. Respecto al eje queratométrico se centran los mapas de topografía corneal. De esta forma si el mapa de topografía se exporta como una matriz de datos, el elemento central que marca el origen de coordenadas corresponderá al vértice V, o punto de intersección del eje queratométrico y la cara anterior de la córnea. Si estos datos se introducen en una herramienta de diseño óptico, en donde todas las referencias angulares se refieren al eje óptico del sistema es necesario girar los datos de topografía una magnitud tal que reproduzca el comportamiento real. El método que se detalla a continuación pretende determinar la orientación del eje óptico de la córnea a partir de los datos de su topografía. El método es igualmente aplicable a cualquier superficie óptica de la que se dispongan datos de topografía de toda su extensión o simplemente de una zona de la misma y se desee conocer a partir de ellos su eje óptico. Es un método aplicable tanto a la optometría como a la metrología óptica.1.- Obtaining the optical axis : When a patient is subjected to an examination to obtain his corneal topography, he must fix his sight on a light that is placed in front of the apparatus. The measuring instrument, which observes the eye in the same direction in which this light strikes, takes the image through which the topography map is generated just when it observes that the intensity of the reflection produced by this light on the anterior face of The cornea is maximum. Regarding the keratometric axis, the corneal topography maps are centered. Thus, if the topography map is exported as a data matrix, the central element that marks the origin of coordinates will correspond to vertex V, or point of intersection of the keratometric axis and the anterior face of the cornea. If this data is entered into an optical design tool, where all the angular references refer to the optical axis of the system, it is necessary to rotate the topography data to a magnitude that reproduces the actual behavior. The method detailed below is intended to determine the orientation of the optical axis of the cornea from the data of its topography. The method is equally applicable to any optical surface of which topography data of its entire length or simply of an area thereof are available and its optical axis is to be known from them. It is a method applicable to both optometry and optical metrology.

La determinación del eje óptico de la superficie comprende la transformación de los datos de la topografía de la superficie para ajustarla a una representación paramétrica adaptada a la forma de la superficie, y a partir de esta representación determinar su eje óptico definido por coordenadas X0, Y0, Z0 y, correspondientes al punto de corte del eje óptico con dicha superficie y ángulos \alpha, \beta, \gamma que determinan su orientación espacial.The determination of the optical axis of the surface includes the transformation of the topography data of the surface to fit an adapted parametric representation to the shape of the surface, and from this representation determine its optical axis defined by coordinates X0, Y0, Z0 and, corresponding to the cut-off point of the optical axis with said surface and angles?,?,? that determine its Spatial Orientation.

La representación paramétrica consiste en un modelo de superficie genérico definido por una superficie regular de segundo grado, es decir una cuádrica general, más una deformación arbitraria de dicha superficie regular expresada mediante una expansión polinómica. El punto de corte del eje óptico con la superficie y la orientación del eje óptico, se obtienen aplicando una transformación que reduce la ecuación de la superficie de segundo grado a su forma canónica, mediante la cual se traslada y gira la superficie de forma que su eje óptico coincida con el eje de coordenadas (Z), quedando así la superficie alineada y centrada ópticamente, es decir referenciada respecto al eje óptico.The parametric representation consists of a generic surface model defined by a regular surface second grade, that is to say a general quadric, plus a arbitrary deformation of said expressed regular surface through a polynomial expansion. The cut-off point of the optical axis with the surface and orientation of the optical axis, they are obtained applying a transformation that reduces the equation of the second degree surface to its canonical form, whereby move and rotate the surface so that its optical axis matches with the coordinate axis (Z), thus aligning the surface and optically centered, i.e. referenced with respect to the axis optical.

La deformación arbitraria se puede describir como un desarrollo en una base de polinomios. Para superficies con forma circular se puede utilizar la base de polinomios ortonormales de Zernike, o los polinomios de Chebyshev de segunda clase para superficies rectangulares. La superficie S(x,y,z) puede descomponerse por tanto, en una superficie de segundo grado g(x,y,z) y un conjunto de polinomios que representan la deformación de S respecto a g,Arbitrary deformation can be described. as a development in a polynomial base. For surfaces with circular shape you can use the base of orthonormal polynomials from Zernike, or second-class Chebyshev polynomials for rectangular surfaces The surface S (x, y, z) can decompose therefore on a second degree surface g (x, y, z) and a set of polynomials that represent the deformation of S with respect to g,

S(x,y,z)=g(x,y,z)+\sum\limits_{n} c_{n}P_{n}S (x, y, z) = g (x, y, z) + \ sum \ limits_ {n} c_ {n} P_ {n}

donde P_{n} es el polinomio de orden n de la base de polinomios ortonormales y c_{n} su coeficiente correspondiente.where P_ {n} is the polynomial of order n of the base of orthonormal polynomials and c_ {n} its coefficient correspondent.

La superficie de segundo grado g(x,y,z) en \Re^{3} es una expresión de la formaThe second degree surface g (x, y, z) in \ Re3 is an expression of the form

g(x,y,z) = a_{11} x^{2} + a_{22}y^{2} + a_{33}z^{2} + a_{12}xy + a_{13}xz + a_{23}yz + a_{1}x + a_{2}y + a_{3}z + a = 0g (x, y, z) = a_ {11} x2 + a_ {22} y2 {+} + a_ {33} z2 + a_ {12} xy + a_ {13} xz + a_ {23} yz + a_ {1} x + a_ {2} and + a_ {3} z + a = 0

despejando z se puede expresar la ecuación anterior comoclearing z you can express the previous equation how

z = f(x, y)z = f (x, Y)

Se utiliza el método de mínimos cuadrados para ajustar el conjunto de datos derivados de la topografía a la ecuación anterior y obtener así el valor de los coeficientes a_{ij}.The least squares method is used to adjust the set of data derived from the topography to the previous equation and thus obtain the value of the coefficients a_ {ij}.

Si la matriz original tiene m x n elementos se trata de hallar el conjunto de coeficientes a_{ij} que minimizan la función error cuadrático medio, RMS.If the original matrix has m x n elements, try to find the set of coefficients a_ {ij} that minimize the mean square error function, RMS.

RMS = \sqrt{\frac{\sum\limits_{m}\sum\limits_{n}(T(m, n) - f (x(m, n), y(m, n))^{2}}{m\cdot n}}RMS = \ sqrt {\ frac {\ sum \ limits_ {m} \ sum \ limits_ {n} (T (m, n) - f (x (m, n), y (m, n)) 2} {m \ cdot n}}

donde las funciones x(m,n) y y(m,n) relacionan las coordenadas cartesianas de un punto con sus coordenadas matriciales.where the functions x (m, n) y and (m, n) relate the Cartesian coordinates of a point with its coordinates Matrixes

Los términos de orden dos de la ecuación general determinan una forma cuadrática A, en \Re^{3}, cuya matriz esThe terms of order two of the general equation determine a quadratic form A, in \ Re3, whose matrix is

1one

Si se escribe X = (x,y,z) y se llama L(X) = a_{1}x + a_{2}y + a_{3}z a la parte lineal, se puede reducir la ecuación general aIf you write X = (x, y, z) and it is called L (X) = a_ {1} x + a_ {2} and + a_ {3} z to the linear part, can be reduced the general equation to

X\cdot A\cdotX' + L(X) + a = 0X \ cdot A \ cdotX '+ L (X) + a = 0

Puesto que X\cdot A \cdot X' es una forma cuadrática en el espacio euclídeo , \Re^{3} puede reducirse, en una base ortonormal {\vec{u}_{1}, \vec{u}_{2}, \vec{u}_{3}} a una suma de cuadradosSince X \ cdot A \ cdot X 'is a form quadratic in the Euclidean space, \ Re3 can be reduced, by an orthonormal base {\ vec {u} _ {1}, \ vec {u} _ {2}, \ vec {u} _ {}} a a sum of squares

\lambda_{1}x^{2}_{1} + \lambda_{2}y^{2}_{1} + \lambda_{3}z^{2}_{1}λ 1 x 2 1 + λ 2 and 2 1 + λ 3 z 2 1

donde \lambda_{1}, \lambda_{2}, \lambda_{3} son los autovalores de la matriz A(\lambda_{1} \in \Re). La matriz del cambio de base es ortogonal ya que transforma la base canónica de \Re^{3} en una base ortonormal. Los vectores unitarios {\vec{u}_{1}, \vec{u}_{2}, \vec{u}_{3}} contienen las direcciones de los ejes en la nueva base, y una de ellas la correspondiente al eje óptico de la superficie. En esta nueva base la ecuación general se reduce a:where \ lambda_ {1}, \ lambda_ {2}, \ lambda_ {3} are the eigenvalues of the matrix A (\ lambda_ {1} \ in \ Re). The matrix of the base change it is orthogonal since it transforms the canonical base of \ Re3 into an orthonormal basis. The unit vectors {\ vec {u} 1, \ vec {u} _ {2}, \ vec {u} _ {}} contain the addresses of the axes in the new base, and one of them corresponding to the optical axis of the surface. In this new base the general equation is reduced to:

\lambda_{1}x^{2}_{1} + \lambda_{2}y^{2}_{1} + \lambda_{3}z^{2}_{1} + b_{1}x_{1} + b_{2}y_{1} + b_{3}z_{1} + b = 0 λ 1 x 2 1 + λ 2 and 2 1 + λ 3 z 2 1 + b 1 x 1 + b_ {2} y_ {1} + b_ {z} {1} + b = 0

El caso más general, en el que todos los \lambda_{1} son distintos de cero, se obtiene completando cuadrados:The most general case, in which all \ lambda_ {1} are nonzero, it is obtained by completing squares:

22

Aplicando la traslaciónApplying the translation

x_{2} = x_{1} + \frac{b_{1}}{2\lambda_{1}};

\hskip1cm
y_{2} = y_{1} + \frac{b_{2}}{2\lambda_{2}};
\hskip1cm
z_{2} = z_{1} + \frac{b_{3}}{2\lambda_{3}} x_ {2} = x_ {1} + \ frac {b_ {1}} {2 \ lambda_ {1}};
 \ hskip1cm 
y_ {2} = y_ {1} + \ frac {b_ {2}} {2 \ lambda_ {2}};
 \ hskip1cm 
z_ {2} = z_ {1} + \ frac {b_ {3}} {2 \ lambda_ {3}}

cónica se reduce a la forma \lambda_{1}x^{2}_{2} + \lambda_{2}y^{2}_{2} + \lambda_{3}z^{2}_{2} = Cconical is reduced to the shape λ 1 x 2 2 + λ 2 and 2 2 + λ 3 z 2 2 = C

Esta es la forma canónica de la superficie con centro, donde el centro se define como aquel punto C_{0} = (x_{0}, y_{0}, z_{0}) tal que si (x_{0} + a_{0}, y_{0} + b_{0}, z_{0} + c_{0}) es un punto de la superficie, su simétrico respecto a C_{0}, esto es, (x_{0} - a_{0}, y_{0} - b_{0}, z_{0} - c_{0}), está también en la superficie.This is the canonical shape of the surface with center, where the center is defined as that point C_ {0} = (x_ {0}, y_ {0}, z_ {0}) such that (x_ {0} + a_ {0}, y_ {0} + b_ {0}, z_ {0} + c_ {0}) is a point on the surface, its symmetric about C_ {0}, that is, (x_ {0} - a_ {0}, y_ {0} - b_ {0}, z_ {0} - c_ {0}), is also on the surface.

Los semiejes de la superficie son:The surface axes are:

a = \sqrt{\frac{C}{|\lambda_{1}|}},

\hskip1cm
b = \sqrt{\frac{C}{|\lambda_{2}|}},
\hskip1cm
c = \sqrt{\frac{C}{|\lambda_{3}|}},a = \ sqrt {\ frac {C} {| \ lambda_ {1} |}},
 \ hskip1cm 
b = \ sqrt {\ frac {C} {| \ lambda_ {2} |}},
 \ hskip1cm 
c = \ sqrt {\ frac {C} {| \ lambda_ {3} |}},

El módulo de modelización óptica permite generar topografías promediadas de la cara anterior de la córnea a partir de al menos dos mapas de topografía individuales de la superficie, una vez alineados y centrados ópticamente en el espacio, es decir referenciados respecto al eje óptico obtenido por el método anteriormente descrito. El mapa topográfico promedio de la superficie se obtiene como media aritmética de las diversas topografías individuales. En este caso el módulo de topografía corneal deberá generar tantos ficheros ASCII como mapas de topografía se hayan efectuado sobre el ojo del paciente.The optical modeling module allows generating averaged topographies of the anterior aspect of the cornea from of at least two individual topography maps of the surface, once aligned and optically focused on space, that is referenced with respect to the optical axis obtained by the method previously described. The average topographic map of the surface is obtained as arithmetic mean of the various individual topographies. In this case the topography module corneal must generate as many ASCII files as maps of topography have been performed on the patient's eye.

2.- Ajuste del estado refractivo del paciente. El modelo ajusta el estado refractivo del paciente utilizando los datos de refracción subjetiva manifiesta, esfera y cilindro obtenidos por métodos convencionales. El procedimiento consiste en simular exactamente el proceso de emetropización que usa el optometrista introduciendo una lente correctora en el modelo óptico que corrija dicha refracción manifiesta. Dado que el sistema ojo más lente correctora debe de dar una imagen enfocada y sin astigmatismo, se modifica el radio de curvatura de la cara posterior del cristalino hasta enfocar la imagen en la retina y minimizar el astigmatismo. Este último proceso eliminará el error refractivo en el modelo debido a desenfoque y astigmatismo pero no tendrá ningún efecto correctivo sobre las aberraciones de orden superior que permanecen inalteradas.2.- Adjustment of the refractive state of the patient . The model adjusts the refractive state of the patient using the data of subjective subjective refraction, sphere and cylinder obtained by conventional methods. The procedure consists in simulating exactly the emmetropization process used by the optometrist by introducing a corrective lens in the optical model that corrects this manifest refraction. Since the eye system plus corrective lens should give a focused image and without astigmatism, the radius of curvature of the posterior face of the lens is modified until the image is focused on the retina and minimizing astigmatism. This last process will eliminate the refractive error in the model due to blurring and astigmatism but will not have any corrective effect on higher order aberrations that remain unchanged.

3.- Ajuste de las aberraciones y validación del modelo. El último paso en la etapa de modelización es comparar las aberraciones ópticas del modelo con los datos de aberrometría procedentes del módulo de aberrometría del primer subsistema. Aquí caben diversas estrategias, según el grado de complejidad que se quiera abordar. En cualquier caso, es necesario establecer una métrica y unas tolerancias que permitan valorar la fidelidad alcanzada con el modelo. El procedimiento consistirá en calcular el error cuadrático medio (rms) entre el frente de onda predicho por el modelo y el medido en un aberrómetro. Dado que pueden existir errores tanto de medida como de modelado en la posición de la pupila, es conveniente realizar un registro de ambos frentes de onda, desplazando uno sobre otro hasta obtener el mínimo rms. La tolerancia para validar el modelo se establecerá en términos del error rms relativo del error entre los frentes de onda predicho y medido, frente al rms medido en el paciente en tantos por cien (por ejemplo 10%). El modelo será más fiel cuanto menor sea este error relativo. Si la discrepancia o error rms entre el frente de onda predicho y medido es superior a la tolerancia el modelo debe descartarse.3.- Adjustment of the aberrations and validation of the model . The last step in the modeling stage is to compare the optical aberrations of the model with the aberrometry data from the aberrometry module of the first subsystem. Various strategies fit here, depending on the degree of complexity you want to address. In any case, it is necessary to establish a metric and tolerances that allow to assess the fidelity achieved with the model. The procedure will consist in calculating the mean square error (rms) between the wavefront predicted by the model and the one measured in an aberrometer. Since both measurement and modeling errors may exist in the pupil position, it is convenient to record both wave fronts, moving one over the other until the minimum rms is obtained. The tolerance to validate the model will be established in terms of the relative rms error of the error between the predicted and measured wave fronts, versus the rms measured in the patient in so many percent (for example 10%). The model will be more faithful the smaller this relative error. If the discrepancy or rms error between the predicted and measured wavefront is greater than the tolerance, the model must be discarded.

Módulo de generación de patrones de ablación 122Ablation Pattern Generation Module 122

El módulo de generación de patrones de ablación contiene el procedimiento para el diseño optimizado del patrón de ablación personalizado, basado en el anterior modelo óptico del ojo a tratar. Se entenderá como patrón de ablación óptimo, aquel que dé lugar a una córnea que a su vez produzca valores mínimos tanto de las ametropías (miopía, hipermetropía y astigmatismo) como de las aberraciones de orden superior, con un mínimo volumen de ablación (mínimo daño al tejido corneal).The ablation pattern generation module Contains the procedure for optimized pattern design custom ablation, based on the previous optical model of the eye to treat The optimum ablation pattern shall be understood as the one that gives place to a cornea that in turn produces minimum values of both ametropics (myopia, farsightedness and astigmatism) as of the higher order aberrations, with a minimum volume of ablation (minimal damage to corneal tissue).

Este procedimiento consiste en un proceso de optimización, y como tal es importante reducir en lo posible la dimensionalidad del problema, acotando el número de parámetros libres a optimizar. Para ello el primer paso es parametrizar la cara anterior de la córnea dando lugar a una descripción realista con el mínimo número de parámetros: ésta se consigue descomponiendo la superficie en una componente regular, una cónica de revolución alrededor del eje óptico, Z, y de una componente que dé cuenta de las posibles irregularidades, una serie de polinomios de Zernike:This procedure consists of a process of optimization, and as such it is important to reduce as much as possible the dimensionality of the problem, limiting the number of parameters Free to optimize. For this, the first step is to parameterize the face  anterior cornea leading to a realistic description with the minimum number of parameters: this is achieved by breaking down the surface in a regular component, a conical of revolution around the optical axis, Z, and a component that accounts for the possible irregularities, a series of polynomials of Zernike:

z = \frac{c(x^{2} + y^{2})}{1 + \sqrt{1 - (1 + \delta) \ c^{2} \ (x^{2} + y^{2})}} + \sum\limits_{n}c_{n}Z_{n}z = \ frac {c (x2 + y2)} {1 + \ sqrt {1 - (1 + \ delta) \ c2} \ (x2 + y2)} + \ sum \ limits_ {n} c_ {n} Z_ {n}

donde z representa la elevación de la córnea real respecto al plano de referencia, c es la curvatura en el vértice, \delta la constante de conicidad, y c_{n} y Z_{n} los coeficientes y polinomios de Zernike respectivamente.where z represents the elevation of the real cornea with respect to the reference plane, c is the curvature in the vertex, δ the conicity constant, and c_ {n} and Z_ {n} Zernike coefficients and polynomials respectively.

Con la córnea parametrizada y el modelo óptico desarrollado, se pretende encontrar una nueva forma de la cara anterior de la córnea z'(x,y) que produzca mínimos errores refractivos, tanto de bajo (ametropías) como de alto (aberraciones) orden. Dado que el procedimiento quirúrgico consistirá en la ablación, es decir, en la eliminación de tejido corneal, necesariamente se tiene que cumplir que la ablación sea positiva:With the parameterized cornea and the optical model developed, it is intended to find a new face shape anterior cornea z '(x, y) that produces minimal errors refractive, both low (ametropia) and high (aberrations) order. Since the surgical procedure will consist of ablation, that is, in the removal of corneal tissue, the ablation must necessarily be fulfilled positive:

\Deltaz(x,y) = z(x,y) – z'(x,y) \geq 0Δz (x, y) = z (x, y) - z '(x, y) \ geq 0

El primer paso en la optimización es el clásico en diseño óptico. Se elige una serie de parámetros variables en el modelo, y se procede a modificarlos para encontrar el mínimo de la función de mérito. En este caso las variables serán los parámetros que definen la forma de la córnea: la curvatura c, la conicidad \delta y los coeficientes de Zernike c_{n}. También es importante en este caso considerar el espesor final de la córnea. La función de mérito debe presentar un valor cero para un ojo sin defecto visual alguno. El proceso de optimización llevará a reducir el valor de esta función de mérito hasta encontrar su valor mínimo. Como esta función está definida en función de los parámetros designados como variables y teniendo en cuenta criterios de optimización que se describirán, el resultado es un nuevo aspecto de la córnea que satisface esos requisitos. La salida se presenta en forma de fichero ASCII como mapa de elevación de la cara anterior de la córnea, esto es, una matriz cuyos elementos indican la cota elevación de un punto de la córnea respecto a un plano de referencia.The first step in optimization is the classic in optical design. A series of variable parameters is chosen in the model, and proceed to modify them to find the minimum of the merit function In this case the variables will be the parameters that define the shape of the cornea: the curvature c, the conicity δ and the Zernike coefficients c_ {n}. It is also important in this case consider the final thickness of the cornea. The merit function must present a zero value for an eye without visual defect The optimization process will lead to reduce the value of this merit function until its minimum value is found. How this function is defined based on the parameters designated as variables and taking into account criteria of optimization to be described, the result is a new aspect of the cornea that satisfies those requirements. The output is presented in ASCII file form as elevation map of the front face of the cornea, that is, a matrix whose elements indicate the dimension elevation of a point of the cornea with respect to a plane of reference.

Hay que tener en cuenta que la optimización óptica puede producir un ojo teórico libre de defectos, pero hay que considerar que el volumen de ablación debe ser positivo y lo menor posible. Por lo tanto hay que encontrar un compromiso entre los criterios de optimización que se aplican:Keep in mind that optimization optics can produce a theoretical eye free of defects, but there are to consider that the volume of ablation should be positive and what as small as possible Therefore you have to find a compromise between the optimization criteria that apply:

K1.K1.
Minimizar el tamaño de la imagen, esto es, encontrar el conjunto de variables que produzcan un diagrama de impactos con una desviación cuadrática media (rms) con respecto a su centro lo menor posible. Es decir que los rayos procedentes de una fuente puntual luminosa se dispersen lo menos posible al impactar en la retina. Minimize the size of the image , that is, find the set of variables that produce an impact diagram with a mean square deviation (rms) with respect to its center as small as possible. That is to say, the rays coming from a luminous point source disperse as little as possible when hitting the retina.

K2.K2
Minimizar el volumen de ablación. Dentro de las posibles soluciones, elegir aquella en la que la diferencia entre el volumen de la córnea original y la córnea final sea mínimo. Este criterio conducirá a una solución que premia el ahorro de tejido corneal, tal y como establecen los principios de la cirugía refractiva. Minimize the volume of ablation . Among the possible solutions, choose the one in which the difference between the volume of the original cornea and the final cornea is minimal. This criterion will lead to a solution that rewards the saving of corneal tissue, as established by the principles of refractive surgery.

Estos dos criterios pueden llegar a ser contradictorios, de manera que es necesario llegar a un compromiso como se ilustra en la figura 5. Pero aquí es necesario añadir otro factor que es decisivo y puede modificar, al menos en parte, la solución encontrada al aplicar los dos criterios anteriores. Se trata de la zona de transición:These two criteria can be contradictory, so it is necessary to reach a compromise as illustrated in Figure 5. But here it is necessary to add another factor that is decisive and can modify, at least in part, the solution found when applying The two previous criteria. It is about the transition zone :

En cirugía refractiva es necesario establecer la zona óptica sobre la que se va a practicar la ablación. Generalmente es una zona circular que viene definida por su diámetro. Son habituales zonas ópticas entre 6 y 7 mm y a ellas se limita el proceso de foto-ablación puramente correctivo. Ahora bien, aunque ésta sea la zona que se ha determinado como ópticamente activa, es preciso ablacionar una zona de transición entre el límite de la zona óptica y un diámetro exterior situado entre los 9 y 10 mm que evite la discontinuidad que se produce entre la región ablacionada y el exterior de la córnea. La zona de transición puede convertirse en zona ópticamente activa cuando la pupila se dilate y supere a la zona óptica. En este caso los rayos que pasen por ella sufrirán una gran dispersión respecto a los que atraviesan el centro de la córnea y contribuirán de forma notable a elevar las aberraciones de alto orden y empeorar la calidad de visión. Para evitar este riesgo el cirujano podría definir una zona óptica de mayor diámetro, generando por contra mayor profundidad de ablación en el vértice y por consiguiente mayor volumen de ablación. Es evidente por tanto, que existe una solución de compromiso entre el tamaño de la zona óptica y la profundidad de ablación en el vértice.In refractive surgery it is necessary to establish the optical zone on which the ablation will be performed. It is generally a circular zone that is defined by its diameter. Optical zones between 6 and 7 mm are common and they are limits the photo-ablation process purely corrective. Now, although this is the area that has been determined as optically active, an area must be ablated transition between the limit of the optical zone and a diameter exterior located between 9 and 10 mm to avoid discontinuity that occurs between the ablated region and the outside of the cornea. The transition zone can become optically zone active when the pupil dilates and exceeds the optical zone. In in this case the rays that pass through it will suffer a great dispersion regarding those that cross the center of the cornea and will contribute notably to raise high order aberrations and get worse The quality of vision. To avoid this risk the surgeon could define an optical zone of greater diameter, generating by counter greater depth of ablation at the vertex and therefore higher volume of ablation. It is evident therefore that there is a compromise solution between the size of the optical zone and the depth of ablation at the vertex.

Una vez especificados los diámetros de las zonas óptica y de transición, se va variando la profundidad de ablación en el vértice \Deltaz_{0}, obteniéndose para cada valor de \Deltaz_{0} el resto del patrón \Deltaz(x,y) de ablación que da el mínimo error rms en la imagen. De esta forma se obtiene la gráfica de la figura 4 donde puede observarse cómo las dos líneas k1 y k2, que corresponden con los criterios K1 y K2, respectivamente, se cruzan en un punto. En ella el cirujano observa cómo mejora la calidad de visión (rms) a medida que aumenta la profundidad de ablación, hasta alcanzar un valor constante, región en la que la ablación sobrepasa la zona óptica. En esta figura 4 también se muestra cómo aumenta el volumen de ablación con la profundidad de ablación, así como la línea de ablación clásica A_{c}. Esta ablación clásica (según expresión de Munnerlyn) siempre genera patrones con una profundidad de ablación en vértice superior a la que sugieren los patrones personalizados.Once the zone diameters have been specified optical and transition, the ablation depth is varied at the vertex \ Deltaz_ {0}, obtaining for each value of \ Deltaz_ {0} the rest of the pattern \ Deltaz (x, y) of ablation that gives the minimum rms error in the image. This way you get the graph of figure 4 where you can see how the two lines k1 and k2, which correspond to criteria K1 and K2, respectively, they cross at one point. In it the surgeon observes how vision quality (rms) improves as the depth of ablation, until reaching a constant value, region in which the ablation exceeds the optical zone. In this figure 4 it also shows how the volume of ablation increases with the ablation depth as well as the classical ablation line A_ {c}. This classical ablation (according to Munnerlyn's expression) always generates patterns with a vertex ablation depth higher than suggested by custom patterns.

En la figura 4, la zona sombreada muestra la región sugerida para fijar el patrón de ablación. La mejor solución corresponderá al punto de mínima profundidad de ablación en el vértice que produzca el menor error RMS del frente de ondas. En este sentido conviene establecer un criterio de calidad visual en términos de RMS que permita asociarlo con un ojo emétrope. El operador puede fijar este valor que se denomina umbral y que por defecto toma el valor de 0,5 micras.In Figure 4, the shaded area shows the Suggested region to set the ablation pattern. The best solution will correspond to the point of minimum ablation depth in the vertex that produces the least RMS error of the wavefront. In this  sense it is convenient to establish a criterion of visual quality in RMS terms that allow you to associate it with an emmetropic eye. He operator can set this value called threshold and that by default takes the value of 0.5 microns.

Una vez establecido el patrón de ablación óptimo el módulo calcula la transición que garantice un comportamiento suave entre el final de la zona óptica y un radio exterior de la córnea que por defecto se establece en 9,5 mm.Once the optimal ablation pattern is established the module calculates the transition that guarantees a behavior smooth between the end of the optical zone and an outside radius of the Cornea that is set to 9.5 mm by default.

En las figuras 6 y 7 se muestra el volumen de ablación personalizado limitado a la zona óptica, sin incluir la zona de transición y el volumen de ablación tras la aplicación de las zonas de transición, respectivamente.Figures 6 and 7 show the volume of custom ablation limited to the optical zone, not including the transition zone and ablation volume after application of the transition zones, respectively.

El procedimiento de optimización que sigue el módulo de generación de patrones se muestra de forma esquematizada en el diagrama de flujo mostrado en la figura 5.The optimization procedure that follows the pattern generation module is shown schematically in the flow chart shown in figure 5.

Con la cuarta salida de datos del módulo de modelización óptica como entrada (Input) y la cara anterior de la córnea parametrizada (paso s1), se establece un zona óptica (paso s2) sobre la que se va a realizar la ablación; como se muestra en el paso s3, se procede a modificar los datos d_{i} correspondientes el espesor de la córnea. Mediante el proceso de optimización se establece una nueva córnea (paso s4), con los correspondientes parámetros modificados (R', K' y \sumC_{j}'). Se establece una zona de transición (paso s5) entre el límite de la zona óptica ZO y un radio exterior Rext que evite la discontinuidad que se produce entre la región ablacionada y el exterior de la córnea. Se establecerá la nueva córnea teniendo en cuenta tanto la zona ablacionada como la zona de transición (paso s6), y se calcula (paso s7) la correspondiente desviación cuadrática media (rms) (criterio K1), el volumen de ablación (criterio K2). Dentro de las posibles soluciones, se elige aquella en la que la diferencia entre el volumen de la córnea original y la córnea final sea mínimo, y se establece (paso s8) un punto de la curva de compromiso del patrón de foto-ablación. A continuación se evalúa si son necesarios más puntos (paso s9); de ser así, se repite el procedimiento de optimización hasta tener el suficiente número de puntos para establecer el patrón de de foto-ablación corneal personalizado al ojo en estudio. El conjunto de la córnea ablacionada con su región de transición para la profundidad de ablación seleccionada constituye la salida del modulo de generación del patrón de ablación 122. La salida puede darse en un fichero ASCII de la misma forma que se presentan los mapas de elevación de la córnea, pero esta vez indicando profundidad de ablación para cada punto en vez de elevación respecto a un plano de referencia. La resolución de este volumen de ablación o el espaciado entre puntos cuya ablación se indica es un parámetro configurable que el operador seleccionará en función del tamaño del disparo del láser. Esta información se transfiere al módulo de tallado 210.With the fourth data output of the optical modeling module as input (Input) and the front face of the parameterized cornea (step s1), an optical zone (step s2) is established on which the ablation is to be performed; As shown in step s3, the corresponding d_ {i} data of the cornea thickness is modified. Through the optimization process a new cornea is established (step s4), with the corresponding modified parameters (R ', K' and \ sumC_ {j} '). A transition zone (step s5) is established between the limit of the optical zone ZO and an external radius Rext that avoids the discontinuity that occurs between the ablated region and the exterior of the cornea. The new cornea will be established taking into account both the ablated zone and the transition zone (step s6), and the corresponding mean square deviation (rms) (criterion K1), the ablation volume (criterion K2) is calculated (step s7 ). . Among the possible solutions, one is chosen in which the difference between the volume of the original cornea and the final cornea is minimal, and a point of the commitment curve of the photo-ablation pattern is established (step s8). Next, it is evaluated if more points are necessary (step s9); if so, the optimization procedure is repeated until there are enough points to establish the custom corneal photo-ablation pattern to the eye under study. The set of the cornea ablated with its transition region for the selected ablation depth constitutes the output of the generation module of the ablation pattern 122. The output can be given in an ASCII file in the same way as the elevation maps of the cornea, but this time indicating depth of ablation for each point instead of elevation with respect to a reference plane. The resolution of this ablation volume or the spacing between points whose ablation is indicated is a configurable parameter that the operator will select based on the size of the laser shot. This information is transferred to the carving module 210.

Este módulo de tallado 210 está compuesto por la unidad láser encargada de implementar el patrón de ablación obtenido en el módulo anterior. Esta unidad toma como entrada el fichero numérico que contiene los datos correspondientes al volumen de ablación en cada punto de coordenadas (x,y) de la córnea del paciente incorporándolo a sus algoritmos de tallado.This carving module 210 is composed of the laser unit responsible for implementing the ablation pattern obtained in the previous module. This unit takes as input the numerical file containing the data corresponding to the volume of ablation at each coordinate point (x, y) of the cornea of the patient incorporating it into his carving algorithms.

Claims (9)

1. Sistema (100) para el diseño de un patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo (1) en estudio, que comprende:1. System (100) for the design of a pattern of custom corneal photo-ablation for one eye (1) under study, which includes: - un subsistema de datos (110) y- a data subsystem (110) and - un subsistema de procesamiento (120),- a processing subsystem (120), conectados entre sí por medios de conexión,connected to each other by means of Connection, caracterizado porque el subsistema de datos comprende: characterized in that the data subsystem comprises: - un módulo de topografía corneal (111), configurado para adquirir un mapa de topografía de la cara anterior 2 de la cornea de dicho ojo, y que genera una primera salida de datos,- a corneal topography module (111), configured to acquire a topography map of the front face 2 of the cornea of said eye, and that generates a first output of data, - un módulo de aberrometría (112), configurado para obtener las aberraciones de dicho ojo, y que genera una segunda salida de datos,- an aberrometry module (112), configured to obtain the aberrations of said eye, and that generates a second data output, - un módulo de biometría (113), configurado para obtener los datos de biometría de dicho ojo, y que genera una cuarta salida de datos, y- a biometrics module (113), configured to get the biometrics data from that eye, and that generates a fourth data output, and transmitiéndose dichas primera, segunda y tercera salidas de datos desde el subsistema de datos al subsistema de procesamiento a través de los medios de conexión,transmitting said first, second and third data outputs from the data subsystem to processing subsystem through the means of Connection, y porque el subsistema de procesamiento comprende:and because the processing subsystem understands: - un módulo de modelización óptica (121), que recibe dichas primera, segunda y tercera salidas de datos, y genera una cuarta salida de datos consistente en un modelo óptico de dicho ojo, y- an optical modeling module (121), which receives said first, second and third data outputs, and generates a fourth data output consisting of an optical model of said eye, and - un módulo de generación de un patrón de ablación (122), que recibe la cuarta salida de datos procedente del módulo de modelización óptica, y genera un patrón de ablación,- a module for generating a pattern of ablation (122), which receives the fourth data output from the optical modeling module, and generates an ablation pattern, de forma que dicho patrón de ablación generado por este sistema es capaz de corregir simultáneamente aberraciones de segundo orden y superior de dicho ojo.so that said pattern of Ablation generated by this system is able to correct simultaneously second order and higher aberrations of said eye. 2. Sistema según cualquiera la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de modelización óptica (121) comprende:2. System according to claim 1, characterized in that the optical modeling module (121) comprises: - medios para sustituir en un modelo esquemático genérico de un ojo cualquiera, unos primeros elementos de dicho modelo con los datos procedentes de dichas primera y tercera salida de datos,- means to replace in a schematic model generic of any eye, first elements of said model with the data coming from said first and third output of data, - medios para ajustar en dicho modelo unos segundos elementos para reproducir el comportamiento óptico de primer orden, utilizando para ello datos de refracción subjetiva manifiesta obtenidos por métodos convencionales,- means for adjusting said model about second elements to reproduce the optical behavior of first order, using subjective refractive data manifest obtained by conventional methods, - medios para obtener datos de aberraciones de dicho modelo en el que han modificado dichos primeros y segundos elementos, y- means for obtaining aberration data from said model in which they have modified said first and second elements, and - medios de comparación de estas aberraciones con la segunda salida de datos generada por el modulo de aberrometría (113).- means of comparison of these aberrations with the second data output generated by the module aberrometry (113). 3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha primera salida de datos incluye las cotas de elevación de cada punto de la superficie corneal respecto a un plano de referencia.3. System according to any of the preceding claims, characterized in that said first data output includes the elevation dimensions of each point of the corneal surface with respect to a reference plane. 4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha segunda salida de datos incluye datos aberrométricos de dicho ojo, descritos en términos de coeficientes de Zernike.System according to any of the preceding claims, characterized in that said second data output includes aberrometric data of said eye, described in terms of Zernike coefficients. 5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha cuarta salida de datos incluye datos de espesores de cámara anterior, cámara posterior, cristalino y córnea de dicho ojo.5. System according to any of the preceding claims, characterized in that said fourth data output includes data of anterior chamber, posterior chamber, crystalline and cornea thicknesses of said eye. 6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de modelización óptica (121) comprende:6. System according to any of the preceding claims, characterized in that the optical modeling module (121) comprises: - medios de determinación de la orientación del eje óptico (9) de la córnea a partir de dicho mapa de topografía de la cara anterior de la cornea de dicho ojo.- means for determining the orientation of the optical axis (9) of the cornea from said topography map of the anterior aspect of the cornea of said eye.
         \newpage\ newpage
      
7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de generación de un patrón de ablación (122) comprendeSystem according to any of the preceding claims, characterized in that the module for generating an ablation pattern (122) comprises - medios de parametrización matemática de la anterior de la córnea.- means of mathematical parameterization of the anterior cornea. 8. Patrón de foto-ablación corneal personalizado para un ojo en estudio generado mediante un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1-78. Photo-ablation pattern custom corneal for an eye under study generated by a system according to any of the claims 1-7 9. Sistema (200) de cirugía láser para el tallado de la córnea que incluye9. Laser surgery system (200) for carved cornea that includes - un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1-7- a system (100) according to any of the claims 1-7 - un módulo de tallado (210) conectado al módulo de generación de un patrón de ablación, que recibe como entrada dicho patrón de ablación personalizado, y que incluye una unidad láser configurada para implementar dicho patrón de ablación en dicho ojo.- a carving module (210) connected to the module generating an ablation pattern, which receives as input said custom ablation pattern, and that includes a unit laser configured to implement said ablation pattern in said eye
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