ES2315171B1 - Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. - Google Patents
Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2315171B1 ES2315171B1 ES200701267A ES200701267A ES2315171B1 ES 2315171 B1 ES2315171 B1 ES 2315171B1 ES 200701267 A ES200701267 A ES 200701267A ES 200701267 A ES200701267 A ES 200701267A ES 2315171 B1 ES2315171 B1 ES 2315171B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- scattering
- image
- light
- retina
- quad
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 35
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 claims abstract description 25
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims abstract description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000004256 retinal image Effects 0.000 abstract description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 12
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 6
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 201000004673 mature cataract Diseases 0.000 description 2
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 2
- 206010007759 Cataract nuclear Diseases 0.000 description 1
- 206010027646 Miosis Diseases 0.000 description 1
- 208000029091 Refraction disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002350 accommodative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000004430 ametropia Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 208000029552 nuclear cataract Diseases 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001179 pupillary effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 208000014733 refractive error Diseases 0.000 description 1
- 235000020945 retinal Nutrition 0.000 description 1
- 150000003726 retinal derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/101—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for examining the tear film
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/117—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for examining the anterior chamber or the anterior chamber angle, e.g. gonioscopes
- A61B3/1173—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for examining the anterior chamber or the anterior chamber angle, e.g. gonioscopes for examining the eye lens
- A61B3/1176—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for examining the anterior chamber or the anterior chamber angle, e.g. gonioscopes for examining the eye lens for determining lens opacity, e.g. cataract
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/0016—Operational features thereof
- A61B3/0025—Operational features thereof characterised by electronic signal processing, e.g. eye models
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
Dispositivo y método para la medida de la
difusión (scatering) ocular basado en el registro y procesado de
imágenes retinianas.
Aparato (medidor del scattering en doble paso) y
método objetivo de medida del scattering ocular. El instrumento
utiliza como núcleo un sistema oftalmoscópico de doble paso que
incorpora sistemas para la corrección de las aberraciones de bajo
orden (desenfoque y astigmatismo). Permite registrar sobre una
cámara CCD imágenes del plano de la retina que en su parte exterior
contienen información acerca del scattering intraocular. A partir
de estas imágenes puede obtenerse el Indice Objetivo de Scattering
(OSI), obteniendo la relación entre la energía en la parte exterior
de la imagen respecto a la energía en la parte central o a partir
del área de la Función de Transferencia de Modulación (MTF) una vez
filtradas, las bajas frecuencias.
Description
Dispositivo y método para la medida de la
difusión (scattering) ocular basado en el registro y procesado de
imágenes retinianas.
La presente invención concierne en general a un
dispositivo y un método para la medida de la difusión (scattering)
de la luz en el globo o región ocular basado en el registro y
procesado de imágenes retinianas, producto del reflejo de un haz de
luz puntual proyectado en la retina de un paciente, y en particular
a un dispositivo y un método que posibilita la obtención y
procesado de unas imágenes libres de la influencia de aberraciones
de bajo orden.
La imagen retiniana del ojo humano puede
deteriorarse debido a tres causas: la difracción, las aberraciones
y la difusión ("scattering") intraocular. La difracción es una
propiedad de las ondas electromagnéticas que constituyen la luz y en
consecuencia va a estar presente siempre en la imagen retiniana. Su
efecto depende del tamaño de la pupila del ojo, siendo únicamente
considerable para pupilas pequeñas (del orden de 2 mm o inferiores)
que prácticamente no se dan nunca en condiciones habituales de
visión. La presencia de aberraciones y "scattering" en ojos de
sujetos jóvenes con condiciones visuales normales es baja, pero
aumenta considerablemente con la edad, la presencia de patologías
oculares y las intervenciones de cirugía refractiva (I. Ijspeert,
J.K., de Waard, P.W., van der Berg, T.J., de Jong, P.T. (1990). The
intraocular straylight function in 129 healthy volunteers:
dependence on angle, age and pigmentation. Vision Research,
30(5), 699-707, Brunette, I., Bueno, J.M.,
Parent, M., Hamam, H., Simonet, P. (2003). Monochromatic
aberrations as a function of age, from childhood to advanced age.
Investigative Ophthalmology & Visual Science, 44,
5438-5446). En particular el scattering intraocular
aumenta de manera muy notoria sobre los valores normales si ocurren
pérdidas de transparencia de los medios oculares, como por ejemplo
las que tienen lugar en el cristalino con el desarrollo de las
cataratas.
La contribución conjunta de las aberraciones
ópticas y el scattering intraocular afecta a la calidad de la
imagen retiniana. La técnica del doble paso (J. Santamaría, P.
Artal, J. Bescos, "Determination of the
point-spread function of human eyes using a hybrid
optical-digital method", J. Opt. Soc. Am. A, 4,
1109-1114 (1987)) basada en la proyección de un haz
de luz colimado en la retina del paciente, y el registro directo de
la luz reflejada en ésta, tras el doble paso de la luz por los
medios oculares permite obtener la medida objetiva de la
contribución de las aberraciones y el scattering a la calidad
óptica ocular (F. Díaz-Doutón, A. Benito, J. Pujol,
M. Arjona, J.L. Güell, P. Artal, "Comparison of the retinal image
quality obtained with a Hartmann-Shack sensor and a
double-pass instrument", Inv. Ophthal. Vis. Sci.,
47, 1710-1716 (2006)).
El conocimiento de la existencia de aberraciones
oculares se remonta a mediados del siglo XIX. Las aberraciones de
bajo orden (desenfoque y astigmatismo) pueden medirse utilizando
técnicas objetivas o subjetivas y pueden corregirse utilizando
lentes convencionales, lentes de contacto o intervenciones de
cirugía refractiva. Su impacto en la calidad visual es por lo tanto
muy bajo.
Para la medida de las aberraciones de medio y
alto orden (coma, esférica....) se han desarrollado diferentes
métodos subjetivos y objetivos. En la actualidad existen diversos
instrumentos basados en estas técnicas que son utilizados
clínicamente.
Respecto a la medida del scattering intraocular
no existe ningún método robusto ampliamente aceptado que permita su
medida objetiva en clínica.
Hasta la fecha, la mayoría de determinaciones
del scattering intraocular se han realizado 30 utilizando métodos
subjetivos de medida. Por ejemplo, la sensibilidad ante el
deslumbramiento puede ser cuantificada por medio de la luminancia de
fondo equivalente (Stiles, WS. (1939) Discussion on disability
glare at the 1939 CIE meeting in Scheveningen. Sekretariatsberichte
der Zehnten Tagung CIE, 1942; Band I: 183-201, Vos,
J. J. (2003). On the cause of disability glare and its dependence on
glare angle, age and ocular pigmentation. Clinical and Experimental
Optometry 2003; 86: 6: 363-370) técnica basada en
que el efecto de la luz difundida en la retina puede ser igualada
mediante una luminancia de fondo y que ha dado lugar a la propuesta
de una ecuación para su cuantificación por la CIE (Comisión
Internacional de l'Eclaraige).
El método de compensación directa está basado en
la presentación de una fuente deslumbrante anular con intensidad
oscilatoria y la compensación de su efecto en la fovea a través de
una fuente central de intensidad variable oscilante en contrafase
respecto a la de la fuente de deslumbramiento. En este método se
basa el straylight meter desarrollado por Van der Berg (Van den
Berg, T. J. T. P. and Ijspeert, J. K. (1992). Clinical assessment
of intraocular stray light. Applied Optics, 31,
3694-6).
El medidor de la agudeza visual ante
deslumbramiento (Holladay, J. T., Prager, T.,Trujillo, J., R. Ruiz.
(1986). Brightness acuity test and outdoor visual acuity in
cataract patients. Presented in part at the Symposium on Cataract,
IOL and Refractive Surgery, Los Angeles.) es utilizado para medir
la sensibilidad visual y el poder de discriminación ante fuentes de
deslumbramiento. Consiste en una semiesfera internamente iluminada
con un orificio en el medio. El paciente mantiene el instrumento
cerca del ojo y observa un test a través del orificio. Esto provee
de una fuente uniforme de deslumbramiento que puede ser utilizada
juntamente con cartas o tests de agudeza visual o sensibilidad al
contraste.
También se han utilizado métodos subjetivos que
se combinan con medidas de agudeza visual y sensibilidad al
contraste (J. Bailey, M. A. Bullimore (1991) A new test for the
evaluation of disability glare. Optometry and Vision Science 68,
911-917). Este tipo de medidas requiere la
participación activa del paciente y pueden depender de muchos
factores. En consecuencia son difíciles y engorrosas de aplicar en
la práctica clínica.
Por otra parte, el oftalmólogo suele utilizar la
lámpara de hendidura para la observación rutinaria de la catarata.
A partir de esta observación se ha desarrollado un método de
clasificación y análisis totalmente subjetivo (método LOCS III
(Lens Opacities Classification System) (Chylack, L.T.,
Wolf J.F., Singer DM, Leske, M. C, Bullimore, MA., Bailey I.L.,
Friend, J., McCarthy, D., Wu, S.Y. (J993) The Lens Opacities
Classification System III. Archives of Ophthalmology, 111,
831-836). El oftalmólogo debe estar
especializado en este tipo de clasificación y sus resultados pueden
diferir entre profesionales. Hemos de tener presente que la
cuantificación del grado de la catarata es de gran interés para
poder determinar el momento adecuado de realizar la intervención
quirúrgica.
En los últimos años se han desarrollado algunos
métodos para determinar de forma objetiva el scattering
intraocular. Pero la mayoría de las técnicas y métodos objetivos
empleados son teóricos o experimentales pero no adecuados para su
adaptación al ambiente clínico debido principalmente a la necesidad
de restringir variables que afectan la medida. Es decir, las
condiciones sobre las que se realiza la medida no pueden ser
trasladadas a la práctica clínica al día de la fecha. Por ejemplo
podemos citar la medida de difusión dinámica de luz (Dynamic Light
Scattering) (Ansari, R. R., Datiles, M. (1999). Use of Dynamic
Light scattering and scheimpflug Imaging for the Early Detection of
Cataracts. Diabetes Technology and therapeutics, 1(2),
159-168, Datiles, M., Ansari, R. R., Reed, G. F.
(2002). A clinical study of the human lens with a dinamic light
scattering device, Exp. Eye Res., 74, 93-102) o las
imágenes de Scheimflug (Datiles, M., Magno, B., Friedlin, V.
(1995). Study of nuclear cataract progression using the national
Eye Institute Scheimpflug system, British Journal of Ophthalmology,
79, 527-534).
La técnica del Doble-Paso (DP)
basada en el registro de la imagen de un punto en la retina,
contiene información de las aberraciones y del scattering. La
contribución de las aberraciones esta localizada en la parte
central de la imagen, de forma que cuanto más aberrado es el ojo
mayor es esta parte central. El efecto del scattering se sitúa
básicamente en las zonas más externas de la imagen de forma que
cuanto mayor sea el scattering mayor será la imagen periférica.
Westheimer (Westheimer, G., Liang, J. (1994). Evaluating Diffusion
of Light in the Eye by Objective Means. Investigative Ophtalmology
and Visual Science, 35(5), 2652-2657,
Westheimer, G., Liang, J. (1995). Influence of ocular light scatter
on the eye's optical performance, J. Optical Society of America,
12(7), 1417-1424) combinó medidas subjetivas
y objetivas comprobando que el scattering intraocular aumenta con
la edad. En la parte objetiva utilizaron imágenes de
Doble-Paso y definieron un índice de difusión de la
luz. Sin embargo el método desarrollado no presentaba robustez como
para permitir su utilización en clínica. Uno de los principales
inconvenientes que presenta esta técnica es que la medida es
altamente dependiente de las aberraciones oculares. Esto se debe a
que las imágenes de doble paso son afectadas tanto por las
aberraciones oculares como por la difusión intraocular.
Recientemente se ha sugerido la utilización de
una técnica polarimétrica basada en la incorporación de un
polarímetro a un sistema de DP para la evaluación del scattering
(Bueno, J. (2002). Polarimetry in the human eye using an imaging
linear polariscope. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics.
4, 563-561, Bueno, J., Berrio, E., Artal, P.
(2003). Aberro-polariscope for the human eye, Optics
Letters, 28(14), 1209-1211). Esta técnica se
basa en el hecho de que la luz debida al scattering intraocular se
despolariza, mientras que la que forma la imagen en la retina
mantiene su polarización.
Por lo tanto evaluando el grado de
despolarización de la luz es posible evaluar el grado de scattering
intraocular. Sin embargo el bajo nivel de despolarización que
presenta la retina para la luz difundida hace que la aplicación del
método sea inviable en la práctica clínica.
Finalmente señalar que también se ha propuesto
utilizar el tamaño de los spots de las imágenes de
Hartmann-Shack para el análisis del scattering
intraocular (Applegate, R.A., Thibos, L.N. (2000) Localizad
measurement of scatter due to cataract. Investigative Ophthalmology
and Visual Sciences (suppl), 41, S3).
Todos los sistemas y métodos propuestos para la
evaluación objetiva del scattering intraocular han resultado poco
robustos no existiendo todavía ningún método eficaz para su
utilización en clínica. En este contexto es sin duda ventajoso
proponer un nuevo dispositivo y método para la medida del
scattering intraocular, que sea fácilmente adaptable a
instrumentación de tipo clínico. En efecto el nuevo dispositivo y
método presentados permite cuantificar objetivamente el grado de
scattering intraocular y clasificar el grado de desarrollo de una
catarata.
La presente invención se refiere a un aparato
(medidor del scattering en doble paso) y un método objetivo de
medida del scattering ocular. El método aquí presentado se basa en
la recuperación de la información del scattering intraocular que se
encuentra en la parte más exterior de las imágenes de doble paso.
En particular es objeto de la invención la cuantificación objetiva
del scattering intraocular mediante la determinación del Índice
Objetivo de Scattering (OSI). Este índice puede calcularse a partir
de la relación entre la energía presente en la parte externa de la
imagen y la parte central de la misma o pasando al espacio de
frecuencias determinando el área bajo la curva de la Función de
Transferencia de Modulación, una vez eliminada la contribución de
las bajas frecuencias que no aportan información del scattering
intraocular. El método presentado es robusto, totalmente objetivo y
el OSI puede ser utilizado para clasificar los pacientes con
cataratas y seleccionarlos para la cirugía.
El instrumento utiliza como núcleo un sistema
oftalmoscópico de doble paso. Para poder determinar el scattering
intraocular a partir de la imagen de doble paso registrada es
necesario que ésta esté libre de aberraciones de bajo orden
(desenfoque, astigmatismo). Por lo tanto el instrumento debe
incorporar sistemas que permitan su corrección.
Con las aberraciones corregidas el instrumento
permite el registro de una imagen del plano de la retina. A partir
de esta imagen se calcula el OSI, parámetro relacionado
directamente con el scattering intraocular.
Un primer aspecto de la invención se refiere a
un dispositivo para la medida del scattering intraocular a partir
del registro de una imagen retiniana libre de aberraciones,
determinado un parámetro índice objetivo de scattering,
caracterizado porque comprende:
- -
- Primeros medios para generar la imagen de un punto de luz en la retina;
- -
- Primeros medios para corregir las aberraciones de bajo orden (desenfoque y astigmatismo) del ojo.
- -
- Primeros medios de registro para registrar una imagen del plano de la retina.
Los medios para generar la imagen de un punto de
luz en la retina pueden comprender: una fuente de luz puntual; un
sistema colimador; un diafragma circular que realizará la función
de pupila de entrada del sistema, y un test de fijación. La
existencia del test de fijación permite un mayor confort para el
paciente y en consecuencia puede facilitar las medidas.
La fuente de luz puntual puede obtenerse
mediante un láser o un diodo electroluminiscente filtrado
espacialmente o acoplado a una fibra óptica.
Los medios para corregir las aberraciones del
ojo pueden contener:
Un sistema para permitir una corrección de foco
variando la distancia entre la primera lente y la segunda lente de
forma manual y de forma automática.
Un sistema para permitir la corrección de
astigmatismo basado en la combinación de dos lentes esfero tóricas
que puedan girar de forma manual y de forma automática.
Los medios de registro pueden comprender
detectores de imagen para registrar una imagen del piano de la
retina.
El dispositivo de la invención puede además
comprender diafragma cuyo diámetro pueda variarse de forma manual o
automática y que este conjugado con la pupila real del ojo de forma
que actúe como pupila de salida efectiva del sistema.
El dispositivo de la invención puede además
comprender una pluralidad de separadores de haz, una pluralidad de
espejos y una pluralidad de laminas polarizadoras.
El dispositivo de la invención puede además
comprender un sistema para visualizar la pupila del sujeto
compuesto por un sistema de iluminación y un sistema de registro
constituido por un detector de imagen.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a
un método para medir la difusión intraocular (scattering) mediante
el dispositivo de la invención.
Con el instrumento de esta invención, a partir
del registro de una imagen del plano de la retina corregida de
desenfoque y astigmatismo es posible determinar el OSI que permite
cuantificar el nivel de scattering intraocular del ojo en todo tipo
de aplicaciones de interés en oftalmología como la evaluación del
grado de cataratas, del grado de opacificación de la cápsula
posterior o del grado de scattering después de cirugía
refractiva.
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 conjunto de figuras en donde, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1. Esquema general del dispositivo para
la medida de la difusión (scattering) intraocular.
Figura 2. Imagen retiniana obtenida con un
sistema de doble paso en la que se muestra la zona que contiene
información de aberraciones y la zona que contiene información del
scattering intraocular.
Figura 3. Imagen del plano de la retina para
diferentes grados de catarata. a) ojo joven normal b) ojo con
precatarata c) ojo con catarata madura.
La invención que aquí se describe, se refiere a
un aparato (medidor del scattering en doble paso) y un método
objetivo de medida del scattering ocular. Este método permite la
cuantificación del scattering intraocular a partir de imágenes de
doble paso libres de aberraciones, de forma robusta pudiendo ser
utilizado en la práctica clínica. Aporta solución a un problema
pendiente y difiere de los métodos conocidos en el estado de la
técnica.
En la figura 1 se muestra un diagrama
esquemático del dispositivo de la presente invención. La luz
procedente de un diodo láser acoplado a una fibra óptica (1) (u otro
tipo cualquiera de fuente de luz adecuada, en lugar de utilizar la
fibra óptica el láser puede ser filtrado espacialmente), se refleja
en un espejo (2), se colima con una lente convergente (3), pasa a
través de un diafragma (4) y de un divisor de haz (5) antes de
reflejarse en un divisor de haz giratorio (6). En la invención
descrita la lente colimadora tiene una focal de 100 mm pero puede
utilizarse cualquier otro valor, teniendo en cuenta que este valor
influirá en el tamaño de la fuente puntual sobre la retina. El
divisor de haz giratorio (6) permite realizar un pequeño escaneo de
la posición en que se forma la imagen alrededor de la fovea
permitiendo la eliminación del ruido speckle presente en las
imágenes debido a la reflexión de luz coherente en la retina. En
caso de utilizar como fuente de luz un diodo electroluminiscente no
sería necesaria la utilización del espejo giratorio siempre que la
imagen no presentara ruido speckle.
A continuación el haz de luz se refleja en los
espejos (7, 9, 10) en el filtro dicroico 12 y pasa a través de las
lentes 8 y 11. Los espejos (9) y (10) están montados sobre un
soporte móvil formando un sistema que permite la corrección de la
ametropía esférica del paciente, denominado corrector de foco (13).
Está basado en la variación de camino óptico entre la primera lente
(8) y la segunda (11). La corrección de foco puede hacerse de forma
manual o automatizada. En este último caso el soporte móvil ha de
estar acoplado a un motor que puede estar controlado por el
ordenador. Finalmente el haz pasa a través de dos lentes
cilíndricas (14 y 15) que pueden girar entre ellas y que permiten la
neutralización del astigmatismo, para entrar en el ojo (16). En esta
invención las focales de las lentes 8 y 11 son de 100 mm pero puede
utilizarse otro valor. Las lentes cilíndricas 14 y 15 tienen unas
potencias de 1,5 Dioptrías, permitiendo la neutralización de
astigmatismos hasta 3 Dioptrías. El haz de entrada tiene un
diámetro de 2 mm, limitado por una apertura circular fija (4). La
elección de este valor se ha hecho en base a entrar en el ojo con
un haz muy estrecho. Se podrían escoger otros valores. También
podría sustituirse la apertura circular por un diafragma que
permitiera cambiar, manual o automáticamente, el tamaño del haz
incidente sobre el ojo (16). Si la fuente de iluminación utilizada
emite un haz colimado, el sistema prescindiría de la fibra óptica o
el filtrado espacial y la lente colimadora.
El sistema en cuestión utiliza luz procedente de
un diodo láser (1) de longitud de onda correspondiente al
infrarrojo cercano (780 nm). Sin embargo, se podría utilizar
cualquier otra longitud de onda del espectro visible (entre 360 y
780 nm), ya sea procedente de una fuente coherente como un láser o
similar, o de cualquier otro tipo de fuente, sin necesidad de que
sea monocromática.
La óptica ocular hace que la luz que incide
sobre el ojo (16) converja sobre la retina y se forme la imagen de
un punto luminoso. Parte de la luz que llega a la retina es
absorbida y parte es reflejada de vuelta. Una cámara CCD (17)
registra dicha luz. Como objetivo para esta cámara se utiliza una
lente (18) de focal 100 mm, pero podría tomarse otro valor,
teniendo en cuenta que influirá sobre el tamaño de la imagen en la
cámara. El plano de la CCD está conjugado con el plano de la
retina. Dicha cámara integra la energía que le llega durante el
tiempo de exposición. Cualquier cámara o dispositivo de registro de
imágenes que pueda integrar en un tiempo definido, por software o
por hardware, la luz que le llega puede servir como sistema de
registro.
En el camino de salida el haz pasa a través de
las dos lentes (14 y 15) que neutralizan el astigmatismo, a través
del sistema corrector de foco (13), se refleja en el espejo 7 y en
el espejo giratorio (6), pasa a través del divisor de haz (5) y a
través de una apertura circular (19) antes de formar la imagen
sobre la cámara CCD (17). La apertura circular (19) debe situarse
de forma que sea conjugada con la pupila del ojo y en consecuencia
actuará como pupila de salida efectiva del sistema siempre que su
diámetro sea inferior al de la pupila del ojo. Para ello, el
diámetro de esta apertura circular puede variarse de forma manual o
automática. En la invención descrita puede variarse entre 2 mm y 7
mm.
Para poder observar y alinear la pupila del
paciente con el haz de entrada se utiliza un sistema auxiliar de
control pupilar formado por un espejo (20) y una cámara CCD (21).
El objetivo (22) forma la imagen de la pupila en la cámara. En la
invención aquí descrita la focal utilizada para el objetivo ha sido
de 10 mm pero puede cambiarse por cualquier otra, teniendo en
cuenta que cambiarán las dimensiones y que esta focal determina el
tamaño de la imagen de la pupila que registrará la cámara. Si esta
imagen se digitaliza y utilizando un algoritmo que a partir de los
niveles de gris de la imagen sea capaz de reconocer la región
correspondiente a la pupila puede medirse el tamaño de ésta. Para
poder visualizar esta imagen el dispositivo incorpora una fuente de
infrarrojo (23). El sistema utiliza unos diodos emisores de luz
(LED) infrarrojos de longitud de onda 900 nm. Sin embargo, se
podría utilizar cualquier otro tipo de fuente o cualquier otra
longitud de onda siempre que correspondiera al infrarrojo para que
no influya en el tamaño de la pupila del paciente.
Para facilitar la fijación del paciente se
utiliza un test de fijación (24) que consiste en una letra cuyo
tamaño corresponda a una agudeza visual 20/20. Este objeto es
colimado mediante la lente (25) de forma que está situado en el
infinito al igual que la luz proveniente del láser (1). La luz
proveniente del test de fijación, después de reflejarse en un
espejo (26), pasa por el divisor de haz (6), se refleja en el espejo
(7) y se introduce en el sistema corrector de foco y el sistema
corrector de astigmatismo para que el paciente pueda verlo nítido.
A partir del divisor de haz (6) sigue el mismo camino que la luz
proveniente del láser (1) hasta llegar a la retina del paciente. El
sistema puede trabajar igual si no dispone del test de fijación.
Sin embargo disponer de dicho test ayuda sobre todo a evitar
efectos acomodativos y movimientos oculares no deseados.
Las imágenes retinianas obtenidas en general
tienen información correspondiente a las aberraciones en la zona
central de la imagen y al scattering intraocular en la zona
exterior como se esquematiza en la figura 2. No obstante en el caso
del dispositivo de la invención el efecto de las aberraciones esta
minimizado. En la Figura 3 se presentan a modo de ejemplo imágenes
retinianas correspondientes a diferentes grados de catarata.
Concretamente se muestra la imagen de un ojo
joven normal (Figura 3a), un ojo con precatarata (Figura 3b) y un
ojo con catarata madura (Figura 3c).
La imagen retiniana obtenida con un sistema de
doble paso, contiene información de las aberraciones en la parte
central de la imagen e información del scattering intraocular en la
parte exterior de la imagen (Figura 2). Las imágenes obtenidas con
el aparato propuesto están libres de aberraciones de bajo orden
(desenfoque y astigmatismo) de forma que se consigue que la energía
que llega a la parte exterior de la imagen sea solo debida al
scattering intraocular.
El Índice Objetivo de Scattering (OSI) se
calcula como la relación entre la energía que hay en un área
exterior de la imagen (E_{ext}) y la energía de la parte central
de la imagen (E_{c}) de acuerdo con la expresión (1)
(1)OSI =
\frac{E_{ext}}{E_{c}}
Para la invención que aquí se presenta como área
exterior se ha considerado una corona circular y para la zona
central un círculo alrededor del máximo de la imagen. Los valores
del radio de la corona circular y del circulo pueden ser
cualesquiera que reflejen bien la relación de energía entre la
parte externa y central de la imagen. Para tener una referencia
libre de scattering es posible calcular el OSI para una imagen
generada a partir de los datos de aberración del ojo que pueden ser
obtenidos por ejemplo realizando la medida con un sensor de
Hartmann-Shack para la medida de aberraciones
oculares. Esta imagen únicamente está afectada por las aberraciones
y en consecuencia no presenta ninguna información del scattering.
En este caso el OSI puede obtenerse, por ejemplo, como resta del
OSI de la imagen de doble paso y el OSI de la imagen de
aberración.
Otra posibilidad para calcular el Índice
Objetivo de Scattering es hacerlo en el espacio de frecuencias a
partir de la información contenida en la Función de Transferencia de
Modulación (MTF). Para ello se obtiene el perfil radial de la MTF y
para minimizar los efectos de la información que pueda contener el
fondo de la imagen que puede ser debida a otros factores como
reflexiones y back-scattering se realiza una
normalización de la función eliminando las frecuencias mas bajas.
El área bajo la curva de MTF normalizada puede ser computada como
el OSI. En la presente invención se ha realizado la normalización
eliminando la información de las dos primeras frecuencias, pero este
número puede ser otro siempre que se eliminen los factores que no
corresponden al scattering intraocular. Para tener una referencia
libre de scattering es posible calcular el OSI para la MTF de una
imagen generada a partir de los datos de aberración del ojo que
pueden ser obtenidos por ejemplo realizando la medida con un sensor
de Hartmann-Shack para la medida de aberraciones
oculares. Esta MTF únicamente esta afectada por las aberraciones y
en consecuencia no presenta ninguna información del scattering. En
este caso el OSI puede obtenerse, por ejemplo, como resta del OSI
de la MTF de doble paso y el OSI de la MTF de aberración.
Claims (10)
1. Dispositivo de medida de la difusión
intraocular (scattering) determinando un parámetro Indice Objetivo
de Scatterinig (OSI) caracterizado porque comprende:
- \quad
- Primeros medios para generar la imagen de un punto de luz en la retina;
- \quad
- Primeros medios para corregir las aberraciones de bajo orden (desenfoque y astigmatismo) del ojo.
- \quad
- Primeros medios de registro para registrar una imagen del plano de la retina.
2. El dispositivo de la reivindicación 1,
caracterizado porque
Los medios para generar la imagen de un punto de
luz en la retina comprenden:
- \quad
- Una fuente de luz puntual (1).
- \quad
- Un sistema colimador (3).
- \quad
- Un diafragma circular que realizará la función de pupila de entrada del sistema (4)
- \quad
- Un test de fijación (24), con un sistema colimador (25) que facilita la medida.
3. El dispositivo de la reivindicación 2,
caracterizado porque el sistema para generar la imagen de un
punto de luz en la retina, contiene todos los elementos ópticos
necesarios para hacer llegar la luz al ojo (16).
4. El dispositivo de la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios para corregir la aberración
de desenfoque contienen:
Un sistema para permitir una corrección de foco
(13) variando la distancia entre la primera lente (8) y la segunda
lente (11) de forma manual y de forma automática.
5. El dispositivo de la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios para corregir la aberración
de astigmatismo contienen:
Un sistema basado en el la combinación de dos
lentes cilíndricas (14, 15) que puedan girar de forma manual y de
forma automática.
6. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones 4, 5 caracterizado porque los medios de
registro (17) comprenden detectores de imagen con su objetivo (18)
para registrar una imagen del plano de la retina.
7. El dispositivo de la reivindicación 6
caracterizado porque además comprende una pluralidad de
separadores de haz (5,6,12), una pluralidad de espejos
(2,7,9,10,12,20,26) y láminas polarizadoras.
8. El dispositivo de la reivindicación 6
caracterizado porque además comprende tres separadores de
haz (5, 6,12) y siete espejos (2,7,9,10,12,20,26).
9. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones 2-8 caracterizado porque
además comprende un sistema para visualizar la pupila del sujeto
compuesto por un sistema de iluminación (23) y un sistema de
registro constituido por un detector de imagen (21) y su objetivo
(22).
10. Un método para determinar la difusión
(scattering) intraocular mediante el dispositivo de cualquiera de
las reivindicaciones 1-9.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200701267A ES2315171B1 (es) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. |
| EP08761555.5A EP2147633B1 (en) | 2007-05-04 | 2008-05-05 | System and method for measuring light diffusion in the eyeball or eye region, by recording and processing retinal images |
| PCT/ES2008/000310 WO2008135618A1 (es) | 2007-05-04 | 2008-05-05 | Sistema y método para la medida de la difusión de la luz en el globo o región ocular basado en el registro y procesado de imágenes retinianas |
| US12/598,834 US8488851B2 (en) | 2007-05-04 | 2008-05-05 | System and method for measuring light scattering in the eyeball or eye region by recording and processing retinal images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200701267A ES2315171B1 (es) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2315171A1 ES2315171A1 (es) | 2009-03-16 |
| ES2315171B1 true ES2315171B1 (es) | 2010-01-08 |
Family
ID=39943153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200701267A Active ES2315171B1 (es) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8488851B2 (es) |
| EP (1) | EP2147633B1 (es) |
| ES (1) | ES2315171B1 (es) |
| WO (1) | WO2008135618A1 (es) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10709610B2 (en) * | 2006-01-20 | 2020-07-14 | Lensar, Inc. | Laser methods and systems for addressing conditions of the lens |
| US9248047B2 (en) * | 2006-01-23 | 2016-02-02 | Ziemer Holding Ag | System for protecting tissue in the treatment of eyes |
| US8909327B1 (en) | 2010-06-23 | 2014-12-09 | Allergan, Inc. | Instrument and method for diagnosing dry eye in a patient |
| ES2391192B2 (es) * | 2011-04-28 | 2013-06-18 | Universidad De Murcia | Procedimiento y sistema para la medida de la difusión intraocular. |
| ES2441669B2 (es) | 2012-05-04 | 2015-05-20 | Universitat Politècnica De Catalunya | Método para la detección de pérdidas de función visual |
| WO2015183124A1 (ru) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Александр Иванович МЯГКИХ | Способ проверки остроты зрения |
| ES2558257A1 (es) * | 2014-07-31 | 2016-02-02 | Universitat Politècnica De Catalunya | Método, sistema y programa de ordenador para la medida de la difusión de la luz en el globo o región ocular |
| JP6231958B2 (ja) * | 2014-08-20 | 2017-11-15 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光画像計測装置 |
| US10909164B2 (en) * | 2015-04-02 | 2021-02-02 | Essilor International | Method for updating an index of a person |
| ES2629169B1 (es) * | 2016-02-05 | 2018-05-11 | Universitat Politécnica de Catalunya | Método y programa de ordenador para analizar la difusión ocular |
| ES2635064B1 (es) * | 2016-02-29 | 2018-08-16 | Universidad De Murcia | Instrumento para obtener imágenes del ojo y método asociado |
| ES2688742B2 (es) * | 2017-05-05 | 2019-07-25 | Univ Catalunya Politecnica | Método para determinar la dinámica de la película lagrimal y productos de programa de ordenador del mismo |
| US11911106B2 (en) * | 2019-07-05 | 2024-02-27 | Korea Photonics Technology Institute | Device and method for reducing eye opacity |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA46833C2 (uk) * | 1998-10-07 | 2002-06-17 | Інститут Біомедичної Техніки Та Технологій Академії Технологічних Наук України | Вимірювач абераційної рефракції ока |
| US6561648B2 (en) * | 2001-05-23 | 2003-05-13 | David E. Thomas | System and method for reconstruction of aberrated wavefronts |
| RU2268637C2 (ru) * | 2004-03-22 | 2006-01-27 | Андрей Викторович Ларичев | Аберрометр с системой тестирования остроты зрения (варианты), устройство и способ его настройки |
| ES2265225B1 (es) * | 2004-06-15 | 2008-01-01 | Universidad De Murcia | Dispositivo y metodo para medida de difusion (scattering) en sistemas opticos. |
| WO2007035334A2 (en) * | 2005-09-19 | 2007-03-29 | Advanced Vision Engineering, Inc. | Methods and apparatus for comprehensive vision diagnosis |
| EP2520220A1 (en) * | 2006-02-14 | 2012-11-07 | Shui T. Lai | Subjective refraction method and device for correcting low and higher order aberrations |
-
2007
- 2007-05-04 ES ES200701267A patent/ES2315171B1/es active Active
-
2008
- 2008-05-05 WO PCT/ES2008/000310 patent/WO2008135618A1/es active Application Filing
- 2008-05-05 EP EP08761555.5A patent/EP2147633B1/en active Active
- 2008-05-05 US US12/598,834 patent/US8488851B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2147633A4 (en) | 2014-04-30 |
| US20100195876A1 (en) | 2010-08-05 |
| US8488851B2 (en) | 2013-07-16 |
| ES2315171A1 (es) | 2009-03-16 |
| EP2147633A1 (en) | 2010-01-27 |
| EP2147633B1 (en) | 2021-07-07 |
| WO2008135618A1 (es) | 2008-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2315171B1 (es) | Dispositivo y metodo para la medida de la difusion (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imagenes retinianas. | |
| Delori et al. | Quantitative measurements of autofluorescence with the scanning laser ophthalmoscope | |
| Aramberri et al. | Dual versus single Scheimpflug camera for anterior segment analysis: precision and agreement | |
| Díaz-Doutón et al. | Comparison of the retinal image quality with a Hartmann-Shack wavefront sensor and a double-pass instrument | |
| ES2390397T3 (es) | Perfil corneal personalizado | |
| Win-Hall et al. | Objective accommodation measurements in prepresbyopic eyes using an autorefractor and an aberrometer | |
| Jinabhai et al. | Forward light scatter and contrast sensitivity in keratoconic patients | |
| López-Miguel et al. | Precision of higher-order aberration measurements with a new Placido-disk topographer and Hartmann-Shack wavefront sensor | |
| AU2018317474B2 (en) | Systems and methods for brillouin spectroscopy and imaging of tissues | |
| CN110367925B (zh) | 主客观一体式诊断性验光装置及验光方法 | |
| Otero et al. | Repeatability of aberrometric measurements with a new instrument for vision analysis based on adaptive optics | |
| WO2005122875A1 (es) | Dispositivo y método para medida de difusión (scattering) en sistemas ópticos | |
| Schultz et al. | Comparability of an image-guided system with other instruments in measuring corneal keratometry and astigmatism | |
| Sinha et al. | iTrace–A ray tracing aberrometer | |
| ES2663338T3 (es) | Sistema y método de caracterización de la calidad óptica y del rango pseudoacomodativo de medios multifocales utilizados para la corrección de defectos visuales | |
| ES2634453T3 (es) | Procedimiento y sistema de medición de difusión intraocular | |
| DK2856930T3 (en) | PROCEDURE FOR PERFORMING OPTICAL QUALITY ANALYSIS OF IMAGES OF THE STRAIN | |
| JP6795360B2 (ja) | 眼科レンズ測定装置 | |
| Schramm et al. | A modified Hartmann–Shack aberrometer for measuring stray light in the anterior segment of the human eye | |
| Santos Vives | Novel system for measuring the scattering of the cornea and the lens | |
| ES2688769B2 (es) | Método para medir la difusión intraocular que afecta a diferentes medios oculares del ojo y productos de programa de ordenador del mismo | |
| Abdi et al. | Measuring the agreement of keratometry readings of four devices in eyes with keratoconus | |
| Osuagwu | Limitations in peripheral optics measurement of the eye | |
| Lee | Refraction and Glasses Exam | |
| Durkee et al. | Combined Wavefront-Based Refraction and Anterior Segment Optical Coherence Tomography for Dynamic Accommodation Biometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090316 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2315171B1 Country of ref document: ES |