ES2300193B1 - Procedimiento para la medida en vivo del alineamiento de los componentes opticos del ojo y dispositivo para la puesta en practica del mismo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la medida en vivo del
alineamiento de los componentes ópticos del ojo y dispositivo para
la puesta en práctica del mismo.
El procedimiento consiste en iluminar el ojo del
paciente con la cabeza debidamente estabilizada, mediante una
fuente de luz (1), mientras éste mira hacia un punto de fijación
(3), de manera que mediante una cámara (4-14) se
graban las imágenes de Purkinje (PI, PIII y PIV) reflejadas en el
ojo, para diferentes posiciones angulares conocidas y
preestablecidas. A partir de las imágenes tomadas y por
interpolación o extrapolación, se calcula la posición angular en la
que se superponen las imágenes de Purkinje PIII y PIV localizando
el eje óptico de la lente intraocular o cristalino. La distancia
del punto de solapamiento a la pupila de entrada proporciona el
valor de descentramiento de la lente/cristalino buscada.
Seguidamente se calcula el ángulo fisiológico que el ojo está
rotado a partir del desalineamiento entre la imagen de Purkinje PI
y el centro de la pupila. Por último se calcula el valor de la
inclinación de la lente a través de los valores de la posición
angular en la que se superponen las imágenes de Purkinje PIII y
PIV, el valor de descentramiento de la lente/cristalino y el ángulo
kappa.
Description
Procedimiento para la medida en vivo del
alineamiento de los componentes ópticos del ojo y dispositivo para
la puesta en práctica del mismo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento que ha sido especialmente concebido para medir el
alineamiento de las componentes ópticas del ojo humano, tales como
la rotación global del ojo, el descentramiento de la
lente/cristalino con respecto a la pupila y la inclinación de la
lente/cristalino con respecto al eje pupilar.
Es asimismo objeto de la invención proporcionar
un dispositivo que permita realizar el seguimiento de pacientes
implantados con lentes intraoculares así como permitir la detección
precoz de estrabismos o desviaciones anómalas de la mirada. El
dispositivo es asimismo válido para la realización de estudios
sobre la óptica del ojo en sujetos normales, así como en pacientes
con diversas patologías.
Así pues, la invención se sitúa en el ámbito de
la oftalmología y la óptica visual.
Desde los primeros tiempos de la óptica visual,
a finales del siglo XIX, los reflejos en las superficies oculares,
también conocidos como imágenes de Purkinje, han sido la principal
fuente de información para el estudio de la óptica ocular (radios de
curvatura, teorías de la acomodación, alineamiento de la óptica,
etc.).
En la actualidad las imágenes de Purkinje se
utilizan principalmente para el estudio del alineamiento de las
lentes implantadas en los ojos pseudofáquicos (córnea y lente
intraocular). En este contexto, se propuso un sistema de tres
ecuaciones lineales que relacionan los desplazamientos de las
imágenes de Purkinje con las variables de rotación ocular y
descentramiento e inclinación de la lente o cristalino. Diversos
autores han analizado y construido previamente sistemas basados en
este método. Este procedimiento requiere la determinación a
priori de nueve coeficientes que representan la variación en
posición de cada una de las imágenes de Purkinje (el reflejo en la
cornea y los dos reflejos provenientes de las dos caras de la lente)
con las causas que producen su desplazamiento (rotación ocular
global y descentramiento e inclinación de la lente). Este cálculo
se suele realizar a partir de diversos modelos de
ojo.
ojo.
Con el objeto de obtener una mejor
implementación clínica Guyton et al (1990) propusieron un
método alternativo que consistía en encontrar la posición de
superposición de los reflejos oculares provenientes de la lente o
cristalino. Para generar los reflejos se usaba una sencilla lámpara
de mano que se movía frente a la pupila del paciente mientras este
fijaba en el dedo del examinador. La separación angular entre la
posición de la luz y la del dedo cuando los reflejos estaban
alineados proporcionaba el valor de inclinación de la lente,
mientras que la distancia desde el punto de superposición al centro
de la pupila era una aproximación del valor del descentramiento de
la lente. Este método supuso una primera aproximación clínica al
problema, pero ignoraba diversas características fisiológicas del
ojo humano y resulta demasiado sobre-simplificado
para obtener resultados precisos. El ojo de por sí ya constituye un
sistema descentrado no axial, debido a la posición de la fóvea, con
tendencia temporal con respecto al eje óptico aproximado. Por tanto,
la inclinación respecto al eje visual que Guyton et al
medía, incluía ya un valor intrínseco y sistemático del ojo y que
no se correspondía con un mal posicionamiento quirúrgico, sino en
gran medida, a la propia fisiología del ojo.
Es también importante destacar que recientes
investigaciones sobre las propiedades ópticas de la cornea y del
ojo en conjunto han resultado en nuevos diseños de lentes
intraoculares con superficies asféricas. El beneficio óptico a
alcanzar con estos implantes depende en gran medida del grado de
alineamiento que se obtenga tras la cirugía.
El método y dispositivo para la medida del
alineamiento de los componentes ópticos del ojo humano que la
invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la
problemática anteriormente expuesta, permitiendo medir de una
manera robusta, completa y fisiológicamente correcta las
características del alineamiento ocular.
Para ello, y de forma más concreta, el método
consiste en que al paciente, con la cabeza debidamente estabilizada
e inmovilizada, se le ilumine el ojo mediante una fuente de luz, ya
sea luz láser coherente polarizada o natural, iluminación
incoherente, por objeto extenso o puntual, de cualquier longitud de
onda o policromatía, mientras éste mira hacia un punto de
referencia, de manera que mediante una cámara se graban las imágenes
de Purkinje (PI, PIII y PIV) reflejadas en el ojo del paciente,
para diferentes posiciones angulares conocidas y preestablecidas
entre el punto de referencia y la fuente de iluminación respecto
del ojo del paciente.
A partir de las imágenes tomadas para los
diferentes ángulos y por interpolación o extrapolación, en función
de la patología del paciente, se calcula la posición angular en la
que se superponen las imágenes de Purkinje PIII y PIV o reflejos
que provienen del cristalino, localizando el eje óptico de la lente
intraocular o cristalino.
La distancia del punto de solapamiento a la
pupila de entrada proporciona el valor de descentramiento de la
lente/cristalino buscada.
Seguidamente se calcula el ángulo fisiológico
que el ojo está rotado debido a la posición no axial de la fóvea a
partir del desalineamiento entre el reflejo corneal o imagen de
Purkinje PI y el centro de la pupila, ángulo que en la literatura
de la óptica se denomina ángulo kappa.
Por último se calcula el valor de la inclinación
de la lente a través de los valores de la posición angular en la
que se superponen las imágenes de Purkinje PIII y PIV, el valor de
descentramiento de la lente/cristalino y el ángulo kappa.
Para llevar a cabo el procedimiento que se acaba
de describir, se ha previsto la utilización de un dispositivo
constituido a partir de una base, preferentemente móvil, en la que
se dispone una mentonera para la estabilización de la cabeza del
paciente, y frente a ésta una cámara para grabar las imágenes que
se forman por reflexión en la córnea y en las dos caras del
cristalino, las cuales serán analizadas con posterioridad mediante
el método descrito.
El dispositivo se complementa con una fuente de
luz, la cual se dispone para que la luz emitida por la misma incida
sobre el ojo del paciente, y al menos un punto de referencia para
la fijación de la vista del paciente, habiéndose previsto que el
dispositivo cuente con medios para variar la posición angular
relativa entre el punto de fijación y la fuente de luz con respecto
al ojo del paciente, posición relativa que en todo momento es
conocida, y mediante la cual se obtienen diferentes imágenes de
Purkinje.
De forma más concreta, se ha previsto que dicha
posición sea variable mediante la inclusión de varios puntos de
fijación de la vista del cliente cuyos ángulos están previamente
fijados, tales como testigos luminosos que se van encendiendo
secuencialmente según se van tomando de forma simultánea las
diferentes imágenes con la citada cámara, si bien el dispositivo
podría incorporar un único testigo luminoso dotado de medios de
regulación de su posición, o bien ser la fuente de iluminación la
que disponga de un sistema para su movilización mientras el
paciente permanece con la mirada fija en un punto, sin que ello
afecte a la esencialidad de la invención.
Por último se ha previsto que en sustitución de
la fuente de iluminación dotada de medios para su movilización se
dispongan múltiples fuentes de iluminación fijas convenientemente
distribuidas en diferentes posiciones preestablecidas respecto del
ojo del paciente.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva
de un dispositivo para la medida en vivo del alineamiento de los
componentes ópticos del ojo humano mediante el método propuesto,
realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra un esquema del ojo con los
ejes respecto de los cuales se describe el alineamiento de las
diversas superficies oculares.
La figura 3.- Muestra una serie de imágenes
tomadas a lo largo del procedimiento, correspondientes a un sujeto
con una lente intraocular implantada, y a partir de las cuales es
posible determinar los parámetros de rotación global del ojo,
descentramiento de la lente con respecto a la pupila y la
inclinación de la lente con respecto al eje pupilar.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como el método que la invención propone parte de la
inmovilización y estabilización de la cabeza del paciente, al cual
se procede seguidamente a iluminar el ojo (1) objeto de estudio
mediante una fuente de luz (2) que, como ya se ha dicho con
anterioridad puede ser luz láser coherente polarizada o natural,
iluminación incoherente, por objeto extenso o puntual, de cualquier
longitud de onda o policromatia, de manera que durante dicha
iluminación el paciente mantenga su mirada fija en un punto de
fijación (3), a la vez que, de forma simultánea y mediante el
concurso de una cámara (4) enfrentada a dicho ojo (1) se capturen
los reflejos producidos por dicha fuente de luz (2) sobre el ojo,
reflejos conocidos como imágenes de Purkinje I (5), III (6) y IV
(7).
El citado proceso se repite para diferentes
posiciones angulares conocidas y preestablecidas entre el punto de
referencia (3) y la fuente de iluminación (2) respecto del ojo del
paciente, preferentemente en un número de nueve.
Mediante las imágenes capturadas (8) para los
diferentes ángulos relativos entre el punto de fijación (3) y la
fuente de iluminación se calcula por interpolación o extrapolación,
en función de la patología del paciente, la posición angular en la
que se superponen las imágenes de Purkinje PIII (6) y PIV (7) o
reflejos que provienen del cristalino, localizando el eje óptico (9)
de la lente intraocular o cristalino.
La distancia del punto de solapamiento a la
pupila de entrada proporciona el valor de descentramiento de la
lente/cristalino buscada.
A continuación se calcula el ángulo fisiológico
(10) que el ojo está rotado debido a la posición no axial de la
fóvea (11) a partir del desalineamiento entre el reflejo corneal o
imagen de Purkinje PI (5) y el centro de la pupila.
Finalmente el valor de la inclinación de la
lente se determina a través de los valores de la posición angular
en la que se superponen las imágenes de Purkinje PIII (6) y PIV
(7), el valor de descentramiento de la lente/cristalino y el ángulo
fisiológico (10) que el ojo está rotado.
Para la puesta en práctica del procedimiento se
ha previsto un dispositivo constituido a partir de una mesa o base
(12), preferentemente móvil, en uno de cuyos extremos incorpora una
mentonera (13) para la estabilización de la cabeza del paciente, de
manera que frente a ésta se disponen una cámara (4),
preferentemente dotada de un objetivo telecéntrico (14), sobre cuya
periferia se dispone una fuente de iluminación (2) materializada en
una matriz semicircular de diodos (15) de luz infrarroja, de manera
que éstos se encuentran alineados con el extremo del objetivo
telecéntrico (14) a través de los que se graban los reflejos
oculares producidos por dicha fuente.
Esta disposición semicircular permite una rápida
y unívoca identificación de la cuarta imagen de Purkinje (7) al
estar esta invertida con respecto a las demás.
Sobre la base (12) se dispone asimismo una placa
de circuito impreso (16) sobre la que se establecen nueve diodos
led luminosos que se corresponden con los diferentes puntos de
fijación (3), los cuales se van encendiendo secuencialmente para
que el paciente se fije en ellos mientras la cámara (4) captura las
diferentes imágenes (8) correspondientes a diferentes ángulos
relativos entre la luz proyectada y la línea principal de la mirada
(17), ángulos que previamente han sido predeterminados.
El paciente fija su mirada en los distintos
puntos de fijación (3) a través de un divisor de haz (18) y un
espejo (19), si bien es posible realizar esta operación con otros
elementos ópticos.
En un segundo ejemplo de realización práctica de
la invención se ha previsto que en vez de incorporar una placa de
circuito impreso (16) con múltiples puntos de fijación (3), el
dispositivo únicamente incorpore un único punto de fijación dotado
de medios para la regulación de su posición, o bien que sea la
fuente de iluminación (2) la que disponga de un sistema para su
movilización mientras el paciente permanece con la mirada fija en un
punto.
Por último se ha previsto una última solución
equivalente, en la que únicamente se dispone de un punto de
fijación, incorporando múltiples fuentes de iluminación fijas
convenientemente distribuidas en diferentes posiciones
preestablecidas respecto del ojo del paciente.
Claims (7)
1. Procedimiento para la medida en vivo del
alineamiento de los componentes ópticos del ojo humano, tales como
la rotación global del ojo, el descentramiento de la
lente/cristalino con respecto a la pupila y la inclinación de la
lente/cristalino con respecto al eje pupilar caracterizado
porque comprende las siguientes fases operativas:
- -
- Estabilizar la cabeza del paciente.
- -
- Iluminar el ojo mediante una fuente de luz (2), ya sea luz láser coherente polarizada o natural, iluminación incoherente, por objeto extenso o puntual, de cualquier longitud de onda o policromatía, mientras éste mira hacia un punto de referencia, de manera que mediante una cámara (4-14) se graban las imágenes que se forman por reflexión en la córnea y en las dos caras del cristalino, (imágenes de Purkinje PI (5), PIII (6) y PIV(7)), para diferentes posiciones angulares conocidas y preestablecidas entre el punto de referencia (3) y la fuente de iluminación (2) respecto del ojo del paciente.
- -
- A partir de las imágenes tomadas para los diferentes ángulos y por interpolación o extrapolación, se calcula la posición angular en la que se superponen las imágenes de Purkinje PIII (6)y PIV (7) o reflejos que provienen del cristalino, localizando el eje óptico de la lente intraocular o cristalino.
- -
- Cálculo del valor de descentramiento de la lente/cristalino a partir de la distancia del punto de solapamiento a la pupila de entrada.
- -
- Cálculo el ángulo fisiológico (10) que el ojo está rotado (ángulo kappa) debido a la posición no axial de la fóvea (11) a partir del desalineamiento entre el reflejo corneal o imagen de Purkinje PI (5) y el centro de la pupila.
- -
- Cálculo el valor de la inclinación de la lente a través de los valores de la posición angular en la que se superponen las imágenes de Purkinje PIII (6) y PIV (7), el valor de descentramiento de la lente/cristalino y el ángulo kappa.
2. Dispositivo para la puesta en práctica del
procedimiento de la reivindicación 1ª, caracterizado porque
comprende una base (12) sobre la que se dispone una mentonera (13)
para la estabilización de la cabeza del paciente, y frente a ésta
una cámara (4) para grabar las imágenes que se forman por reflexión
en la córnea y en las dos caras del cristalino mediante el empleo de
una fuente de luz (incorporando asimismo al menos un punto de
fijación (3) para la fijación de la vista del paciente, habiéndose
previsto que el dispositivo cuente con medios para variar la
posición angular relativa entre el punto de fijación (3) y la
fuente de luz (2) con respecto al ojo del paciente, entre distintas
posiciones preestablecidas.
3. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque la fuente de iluminación (2) se
materializa en una matriz semicircular de diodos (15) de luz
infrarroja, mientras que los puntos de fijación se materializan en
una pluralidad de diodos led (3), preferentemente en número de
nueve, distribuidos sobre una placa de circuito impreso (16) cuya
iluminación se activa selectivamente.
4. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque la citada cámara (4) incorpora un
objetivo telecéntrico (14) sobre cuya extremidad libre se dispone
la matriz semicircular de diodos (15) de luz infrarroja.
5. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque la base (12) incorpora un divisor de
haz (18) y un espejo (19) frente a la fuente de iluminación (2)
para que el paciente pueda fijar la mirada en los puntos de
fijación (3).
6. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque opcionalmente el punto de fijación (3)
puede ser único, en cuyo caso éste o la fuente de iluminación (2)
dispondrán de medios de regulación de su posicionamiento.
7. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque opcionalmente el punto de fijación (3)
puede ser único, incorporando el dispositivo múltiples fuentes de
iluminación fijas convenientemente distribuidas en diferentes
posiciones preestablecidas.
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| ES200601816A ES2300193B1 (es) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Procedimiento para la medida en vivo del alineamiento de los componentes opticos del ojo y dispositivo para la puesta en practica del mismo. |
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