ES2267604T3 - Dispositivo para la queratectomia fotorrefractiva del ojo con centrado. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la queratectomía fotorrefractiva del ojo con: - un rayo láser UV (UV) para ablacionar partes de la córnea, - un rayo de luz de fijación (24) que tiene una longitud de onda en la banda visible y está dirigido hacia el ojo, - un aparato para determinar el punto (20), en el que el rayo de luz de fijación (24) pasa a través de la superficie anterior de la córnea (12), con - un rayo de luz de centrado (34), que está dirigido hacia el ojo en forma coaxial con el rayo de luz de fijación (24), tiene una longitud de onda diferente de la del rayo de luz de fijación y genera un reflejo de luz dispersa/Fresnel puntiforme sobre la superficie delantera de la córnea (12), y - unos medios (38, 36) para medir la posición del reflejo de luz dispersa/Fresnel puntiforme del rayo de luz de centrado (34) sobre la superficie anterior de la córnea (12).
Description
Dispositivo para la queratectomía
fotorrefractiva del ojo con centrado.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la queratectomía fotorrefractiva del ojo con un
rayo láser UV (UV) para ablacionar partes de la córnea y con un
rayo de luz fijo que tiene una longitud de onda en la banda visible
y está dirigido hacia el ojo.
En la queratectomía fotorrefractiva (PRK)
(inglés: photorefractive keratectomy) se corrige una deficiencia de
la vista del ojo humano conformando de nuevo la córnea parcialmente.
Un procedimiento especial de PRK que está adquiriendo actualmente
una considerable importancia es el LASIK. En el procedimiento LASIK
se corta una tapa ("flap") en la córnea y se abate dicha tapa.
A continuación, se dirige el rayo láser UV (usualmente un rayo
láser excímero con una longitud de onda de 193 nm) hacia las partes
de la córnea que están al descubiertas (dejadas libres por la tapa)
para quitar (ablacionar) allí material. Después de la ablación
deseada se cierra de nuevo la tapa y ésta cicatriza junto con la
córnea.
La presente invención se refiere en general a
PRK y, en particular, al procedimiento LASIK.
En la PRK o el LASIK, el perfil de ablación, es
decir, la distribución local del espesor de las zonas de la córnea
a ablacionar, depende del tipo de defecto de visión a corregir. En
la corrección de una miopía o de una hiperopía, el perfil de
ablación es simétrico en rotación; en la corrección del
astigmatismo, el perfil de ablación es asimétrico. Asimismo, en la
corrección de defectos de visión de orden superior (corrección de
frente de onda, corrección de aberración) se aplica esto último.
Sin embargo, para todas las correcciones antes
citadas, es necesario en general definir un eje con respecto al
cual se centre la ablación. La ablación correspondiente al perfil de
ablación se realiza según algoritmos conocidos por el experto, es
decir, la radiación UV se distribuye temporal y localmente sobre la
superficie de la córnea a modificar de forma correspondiente al
algoritmo. En este caso, el algoritmo necesita un eje que defina el
centro del perfil de ablación, es decir, el eje discurre a través de
la superficie de la córnea a tratar y el perfil de ablación se
representa con respecto al punto de intersección entre este eje y la
superficie de la córnea. Por tanto, se hace posible un centrado del
procedimiento PRK o LASIK, de lo cual se ocupa la presente
invención.
El centrado de intervenciones quirúrgicas en la
córnea se dificulta porque el ojo humano no es un sistema óptico
centrado, es decir, no hay ningún eje óptico común de la córnea, la
cámara anterior, el cristalino, el espacio del cuerpo vítreo y la
fóvea del ojo. H. UOZATO y G. L. GUYTON describen en general el
problema del centrado en intervenciones quirúrgicas en la córnea;
véase American Journal of Ophtalmology 103:261-275,
Marzo de 1987. Este estado de la técnica se supone como conocido en
lo que sigue. Allí se propone y explica el recurso de elegir el
punto medio de la pupila de entrada del ojo y no el denominado
"eje visual" para el centrado de intervenciones quirúrgicas en
la córnea. Se define una denominada línea de visión óptica ("line
of sight") que une el punto de fijación con el punto medio de la
pupila de entrada. La línea de visión antes definida ha de
entenderse, como se ha dicho, en un aspecto óptico y no geométrico.
El punto de fijación corresponde al rayo de luz de fijación
anteriormente citado, es decir, es cualquier punto que mire el
paciente. H. UOZATO et al. (véase más arriba) proponen el
punto de intersección de la línea de visión mencionada con la
superficie anterior de la córnea como centro para la intervención
quirúrgica en la córnea. La presente invención parte de este estado
de la técnica, es decir, se elige el punto de penetración de la
"line of sight" (línea de visión) a través de la superficie
anterior corneal como el centro de la corrección refractiva. En el
procedimiento LASIK el término "superficie anterior corneal"
ha de entenderse en el sentido de que la superficie descubierta de
la córnea (que puede estar, por ejemplo, en el estroma) forma el
punto de penetración citado.
Teóricamente, para la determinación del citado
punto de penetración podría procederse como sigue: La línea de
visión ("line of sight") une el punto de fijación y la fóvea.
La luz de fijación forma sobre la superficie anterior de la córnea
un reflejo (es decir, se refleja), el denominado reflejo de luz
dispersa/Fresnel. Por tanto, este reflejo de luz dispersa/Fresnel
parte del punto de penetración y, en consecuencia, hace posible la
determinación de su posición. El reflejo de luz dispersa/Fresnel no
debe confundirse con la imagen de Purkinje-Sanson
(véase el estado de la técnica citado al principio). Por tanto, con
este procedimiento podría elegirse el reflejo de luz
dispersa/Fresnel del haz de luz de fijación como marcación del
centro de ablación. No obstante, la imagen del reflejo de luz
dispersa/Fresnel es extremadamente débil en su luminosidad y además
es sobreirradiada por la imagen de Pukinje-Sanson,
de modo que la medición según este procedimiento sería
extraordinariamente difícil.
El documento WO 95/27453 describe el uso de un
rayo láser infrarrojo que se dirige hacia la córnea en forma
coaxial al rayo de ablación propiamente dicho (el rayo láser
excímero). Antes de cada impulso de ablación se determina la
posición del reflejo de este rayo IR en la superficie anterior de la
córnea con una denominada cámara de seguimiento del ojo
(eye-tracking). Por medio de una evaluación de
imagen se realiza una comparación entre una posición nominal y una
posición real de este reflejo con relación a un punto de referencia
del seguimiento del ojo. Si la posición real determinada difiere de
la posición nominal, se intenta compensar esta diferencia a través
de un medio de ajuste (el escáner). Si no se consigue esto, no se
realiza ninguna liberación del impulso de ablación. En este estado
de la técnica, no se realiza ninguna localización del punto en el
que entra el rayo de luz de fijación a través de la superficie
delantera de la córnea. Por tanto, en este estado de la técnica,
tampoco puede elegirse este punto como centro para la siguiente
corrección refractiva de la córnea.
Los documentos WO 95/28879 y WO 95/28989
describen procedimientos para determinar la posición del ojo por
medio de cuatro diodos IR que se reflejan con diferente intensidad
en una superficie límite óptica situada junto al ojo o dentro de
éste. Sobre la base de las intensidades reflejadas medidas de la
radiación, se realiza un cálculo de la posición del ojo.
El documento EP 0 770 370 A2 revela un
dispositivo para retirar tejido de la córnea por medio de un rayo
láser en el dominio de infrarrojos. Para conseguir que un paciente
no mueva el ojo a tratar, se utiliza un rayo de luz de fijación. La
fijación del rayo de luz de fijación por el paciente debe garantizar
de modo que el ojo se posicione o permanezca posicionado
correctamente. Para determinar la posición actual del ojo, se
utiliza un seguidor del ojo (eye-tracker) que
determina la posición del ojo con ayuda de la posición del limbo.
Para iluminar mejor las zonas a observar por el seguidor del ojo,
se utiliza un rayo de iluminación. El rayo de iluminación es
dirigido hacia el ojo de tal modo que las reflexiones del rayo de
iluminación en el ojo no se registran (no pueden ser registradas)
por el seguidor del ojo. Tampoco se prevé determinar el lugar en el
que el rayo de luz de fijación entra en el ojo ni determinar la
posición de una reflexión del rayo de iluminación sobre el ojo.
La invención se basa en el problema de
proporcionar un dispositivo y un procedimiento con los que sea
posible de manera fiable un centrado durante la queratectomía
fotorrefractiva, en particular LASIK.
Según la invención, esto se alcanza con un
dispositivo conforme a la reivindicación 1, en el que además del
rayo láser UV para la ablación en la córnea y el rayo de luz de
fijación, que debe estar situado en la banda visible para el
paciente, está previsto un rayo de luz de centrado que discurre
coaxial con el rayo de luz de fijación, que tiene una longitud de
onda diferente de la del rayo de luz de fijación y que genera un
reflejo puntiforme sobre la superficie anterior de la córnea,
estando previstos medios para medir el reflejo de luz
dispersa/Fresnel del rayo de luz de centrado sobre la superficie
anterior de la córnea.
En el procedimiento LASIK ha de entenderse por
"superficie anterior de la córnea" la superficie descubierta
de la córnea después de abatir la tapa (solapa).
Dado que para el rayo de luz de centrado se
elige una longitud de onda distinta de la del rayo de luz de
fijación, es posible separar ambos rayos uno de otro y
discriminarlos durante la medición del reflejo, de modo que la luz
de fijación no perturbe ya la medición.
Preferentemente, el rayo de luz de centrado
tiene una longitud de onda en el dominio de infrarrojos, en
particular en el intervalo de 800 a 1.100 nm.
Una configuración especialmente preferida de la
invención prevé que se utilice una cámara para medir la posición
del reflejo de luz dispersa/Fresnel de la luz de centrado. Una
cámara de este tipo está prevista frecuentemente ya por otros
motivos para la queratectomía fotorrefractiva del ojo, en particular
en dispositivos para el denominado seguimiento del ojo. La técnica
del seguimiento del ojo se describe, por ejemplo, en el documento
DE 197 02 335 C1, suponiéndose en lo que sigue este estado de la
técnica también como conocido. Según esta técnica, en el
"seguimiento del ojo" se procede como sigue: En la PRK, en
particular en el LASIK, importa que se conozca con exactitud la
posición relativa del rayo láser de ablación y del ojo. En la
fijación óptica, que se utiliza también preferentemente en la
presente invención, se obliga al paciente a mirar exactamente hacia
el punto definido por un rayo de luz de fijación, para que el ojo
ocupe siempre la misma posición durante toda la operación
quirúrgica. No obstante, esto no es conseguido en general por el
paciente y, en cualquier caso, no lo es en fiabilidad suficiente,
por lo que se producen movimientos del ojo que podrían perjudicar
masivamente el proceso de ablación completo. Durante el
"seguimiento del ojo" se determinan los movimientos del ojo
para controlar (reajustar) a continuación el rayo láser utilizado
para la ablación en correspondencia con los movimientos del ojo. El
estado de la técnica anteriormente citado describe la forma en que
durante el "seguimiento del ojo" se toman y procesan en
sucesión rápida imágenes del ojo por medio de una cámara (cámara de
estado sólido, CCD). A partir de sucesivas imágenes puede
determinarse una variación de la posición del ojo y se registra
entonces el rayo láser de ablación con dispositivos de guiado de
rayo adecuados (por ejemplo, un escáner galvanométrico) de forma
correspondiente al movimiento del ojo. El estado citado de la
técnica enseña también que, para determinar un movimiento de la
córnea, hay que establecer el centro de la pupila y detectar su
movimiento. En esta evaluación fotográfica se ilumina en general el
ojo con radiación IR y se toma con la cámara la imagen del ojo, en
particular del iris con la pupila, se fotografía para su evaluación.
Esta radiación IR con la que se ilumina el ojo para el fin
anteriormente citado, puede utilizarse junto con la presente
invención y no se menciona ni se describe especialmente a
continuación. Cuando el rayo de luz de centrado tiene también
longitudes de onda en la banda de IR, los rayos IR reflejados por el
ojo pueden ser desviados y separados de reflexiones de otras
longitudes de onda por medio de espejos parcialmente transparentes
adecuados, de modo que por medio de la cámara y de un ordenador
conectado a ella puedan determinarse tanto la posición de la
pupila, en particular de su punto medio geométrico, como también la
posición del reflejo de luz dispersa/Fresnel. Por tanto, es posible
establecer una correlación entre el centro de ablación a buscar y
el centro geométrico de la pupila, es decir, formar aproximadamente
el vector del centro geométrico de la pupila al reflejo citado y,
partiendo de este vector, definir a continuación durante la ablación
el centro de ablación para la realización del algoritmo de
ablación. La exactitud de la medida con respecto al vector puede
mejorarse entonces, por ejemplo, formando un valor medio de varias
mediciones individuales. Asimismo, es posible determinar el vector
para diferentes diámetros de pupila y realizar entonces una
promediación.
A continuación se explica con más detalle un
ejemplo de forma de realización de la invención con ayuda del
dibujo, en el que:
la figura 1 muestra esquemáticamente, un
dispositivo para la queratectomía fotorrefractiva del ojo; y
las figuras 2 y 3 muestran detalles de
determinadas imágenes o reflejos de un ojo, como los que aparecen en
un dispositivo según la figura 1.
El ojo 10 mostrado esquemáticamente en la figura
1 tiene una córnea 12, un iris 14, un cristalino 16 y una pupila
18.
Una fuente de luz de fijación 22 conocida como
tal emite un rayo de luz de fijación 24 que atraviesa en el lugar
20 la superficie anterior de la córnea 12. La longitud de onda del
rayo de luz de fijación 24 es tal que es visible para el paciente,
es decir, se encuentra, por ejemplo, en la zona verde del espectro.
Como fuente de luz de fijación 22 se utiliza usualmente un diodo.
El rayo de luz de fijación 24 es estacionario y el paciente está
obligado a fijarse en la fuente de luz de fijación, que aparece ante
él con una configuración puntiforme.
Un láser excímero Ex emite el rayo de ablación
propiamente dicho, es decir, el rayo con el que se conforma de
nuevo la córnea 12. Este rayo de ablación UV (por ejemplo, 193 nm)
se desvía por medio de un espejo UV-S y se conduce
según un algoritmo de ablación sobre la córnea 12, de modo que se
retira el perfil de ablación deseado. Por tanto, el rayo de
ablación no es estacionario. Los medios para mover ("escanear")
el rayo de ablación son conocidos como tales y no se representan
con detalle en la figura.
El rayo de fijación de luz 24 pasa por la córnea
y la pupila 18 y se reproduce como imagen sobre la fóvea. Por
tanto, se le designa también como "línea de visión" ("line of
sight"). En consecuencia, esta línea de visión une por el lado
del objeto el punto de fijación (es decir, el punto de la fuente de
luz de fijación 22) con el centro de la pupila de entrada. La
"pupila de entrada" es la imagen virtual de la pupila real que
ve un observador al mirar el ojo.
El lugar 20 en el que el rayo de luz de fijación
24 penetra en la superficie anterior de la córnea 12, se elige como
centro para la ablación, es decir, el perfil de ablación según el
cual se guía ("escanea") el rayo de ablación UV a través de la
córnea 12, se centra sobre el punto 20 en el que el rayo de luz de
fijación 24 penetra en la superficie anterior descubierta de la
córnea 12. En el procedimiento LASIK la superficie anterior de la
córnea es en este sentido la superficie descubierta después de
abatir la denominada tapa (solapa). Para determinar el punto de
penetración 20 en la córnea 12, se utiliza una fuente de luz de
centrado 32 que, en el ejemplo de realización representado, emite
un rayo láser en el dominio de infrarrojos. Este rayo de luz de
centrado 34 se dirige a la córnea 12 a través de un espejo
parcialmente transparente 26 en forma coaxial con el rayo de luz de
fijación 24. En la figura están dibujados yuxtapuestos y paralelos
el rayo de luz de fijación 24 y el rayo de luz de centrado 34, pero
éstos discurren realmente coaxiales, es decir, sobre un eje central
común. Esto significa que el rayo de luz de centrado 34 estacionario
durante la operación entra también en el punto de penetración 20 a
través de la superficie anterior de la córnea 12. En el ejemplo de
realización, el rayo de luz de centrado 34 tiene una longitud de
onda en la banda de infrarrojos, por ejemplo en el intervalo
comprendido entre 800 y 1.100 nm. Es importante que el rayo de luz
de centrado 34 tenga una longitud de onda que sea diferente de la
longitud de onda del rayo de luz de fijación 24, de modo que los
reflejos e imágenes generados por ambos rayos puedan ser
discriminado unos de otros, es decir, debido a las diferentes
longitudes de onda sea posible medir un reflejo del rayo de luz de
centrado 34 sobre la superficie anterior de la córnea 12 sin
perturbaciones por parte del rayo de luz de fijación. En
consecuencia, se mide el punto de penetración 20 midiendo el
reflejo de luz dispersa/Fresnel del rayo de luz de centrado sobre la
superficie anterior de la córnea. Sirve para esto un espejo
parcialmente transparente 28 que dirige sobre una cámara 36 el
reflejo de luz dispersa/Fresnel 34' del rayo de luz de centrado. En
el ejemplo de realización representado, la cámara 36 es también,
por otros motivos, parte del dispositivo, a saber, como la
denominada "cámara de seguimiento del ojo" (véase el documento
DE 197 02 335 y el estado de la técnica citado en él).
Por tanto, el uso de un rayo de luz de centrado
especial 34 para la determinación del punto de penetración 20 de la
radiación estacionaria sobre la superficie anterior de la córnea
tiene la ventaja, en comparación con el uso del rayo de luz de
fijación 24, de que puede evaluarse un reflejo de luz relativamente
intensa y no sobreirradiado por otras imágenes por medio de la
cámara 36 y de un ordenador de evaluación 38 pospuesto. Asimismo,
el reflejo de luz dispersa/Fresnel de la propia luz de fijación es
sobreirradiado por la imagen de Purkinje-Sanson, de
modo que este reflejo es difícil de evaluar.
La cámara 36 y el ordenador 38, en el que se
introducen los valores de medición de la cámara, forman un
denominado sistema de seguimiento del ojo (véase el estado de la
técnica anteriormente citado). Se ilumina para ello el ojo con
radiación independiente, por ejemplo radiación IR (no mostrada) y,
por ejemplo, se mide la pupila 18 por medio de su borde para
determinar, en particular, el centro geométrico de la pupila (el
denominado "centro de gravedad de la pupila"). Además, el
sistema de la cámara 36 y el ordenador 38 acota ahora la posición
del reflejo de luz dispersa/Fresnel del rayo de luz de centrado 34
sobre la superficie anterior de la córnea 12, es decir, en el lugar
del punto de penetración 20. Por tanto, la cámara 36 es sensible a
IR en el ejemplo de realización representado. Preferentemente, el
sistema de la cámara 36 y el ordenador 38 determina la posición
relativa entre el punto de penetración 20 y el centro geométrico
("centro de gravedad") de la pupila 18. Esto se explica en las
figuras 2 y 3:
La figura 2 muestra el iris 14 y la pupila 18
del ojo en vista en planta esquemática. La imagen virtual 40 de la
fuente de luz (aquí 22 y/o 32, según la longitud de onda medida) se
indica en la literatura como la "primera imagen de
Purkinje-Sanson". El centro geométrico de la
pupila 18 es el punto de intersección de los dos ejes 46 y 48. La
figura 2 muestra también el reflejo de luz dispersa/Fresnel del rayo
de luz de centrado 34 sobre la superficie anterior de la córnea 12,
es decir, el punto de penetración 20. La figura 3 muestra también,
en representación un poco ampliada, este punto de penetración 20
medido como anteriormente se ha descrito, así como el punto medio
geométrico 42 de la pupila 18 y el vector 44 que une el punto medio
geométrico 42 de la pupila y el punto de penetración 20. En caso de
movimientos (no deseados) del ojo, el sistema de seguimiento del
ojo constituido por la cámara 36 y el ordenador 38 determina de una
forma en sí conocida la respectiva posición del ojo, es decir, su
desviación con respecto a la posición normal deseada según la figura
1 y se reajusta también de manera correspondiente el rayo de
ablación UV, es decir, se adapta a la posición real del ojo
correspondiente al perfil de ablación. El vector 44 prefija el
centro para la ablación y fija este centro con respecto al punto
medio geométrico de la pupila (= centro de gravedad de la pupila),
el cual, de todos modos, es determinado por el sistema de
seguimiento del ojo de una forma en sí conocida.
Para mejorar la precisión de medición es posible
calcular el vector 44 por formación del valor medio de una
pluralidad de mediciones individuales. Asimismo, se puede determinar
el vector en caso de diferentes diámetros de pupila para realizar
de nuevo con él una formación de valor medio.
Claims (5)
1. Dispositivo para la queratectomía
fotorrefractiva del ojo con:
- -
- un rayo láser UV (UV) para ablacionar partes de la córnea,
- -
- un rayo de luz de fijación (24) que tiene una longitud de onda en la banda visible y está dirigido hacia el ojo,
- -
- un aparato para determinar el punto (20), en el que el rayo de luz de fijación (24) pasa a través de la superficie anterior de la córnea (12), con
- -
- un rayo de luz de centrado (34), que está dirigido hacia el ojo en forma coaxial con el rayo de luz de fijación (24), tiene una longitud de onda diferente de la del rayo de luz de fijación y genera un reflejo de luz dispersa/Fresnel puntiforme sobre la superficie delantera de la córnea (12), y
- -
- unos medios (38, 36) para medir la posición del reflejo de luz dispersa/Fresnel puntiforme del rayo de luz de centrado (34) sobre la superficie anterior de la córnea (12).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el rayo de luz de centrado (34) tiene una longitud de onda en la
banda de infrarrojos IR.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que el rayo de luz de centrado (34) tiene una longitud de onda en el
intervalo comprendido entre 800 y 1.100 nm.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que los medios para medir la posición (20) del
reflejo de luz dispersa/Fresnel del rayo de luz de centrado (34)
presentan una cámara (36).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que la cámara (36) está conectada a un ordenador (38) que, a partir
de los datos de medición, determina el centro geométrico (42) de la
pupila y la posición (20) del reflejo de luz dispersa/Fresnel del
rayo de luz de centrado (34) sobre la superficie anterior de la
córnea.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19962107A DE19962107A1 (de) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Vorrichtung für die photorefraktive Keratektomie des Auges mit Zentrierung |
| DE19962107 | 1999-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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