ES2331172B2 - Dispositivo portatil para la autovisualizacion de celulas sanguineas en la retina. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo portátil para la autovisualización
de células sanguíneas en la retina.
La invención propuesta en este documento es un
instrumento compacto, portátil y fácil de utilizar, que permite al
propio paciente evaluar en pocos segundos si existe riego sanguíneo
correcto en su retina y por tanto servir para autodetectar
patologías como retinopatías vasculares, la arterioesclerosis o la
retinopatía diabética entre otras.
Description
Dispositivo portátil para la autovisualización
de células sanguíneas en la retina.
Material y equipo eléctrico, electrónico y
óptico. Oftamología.
La Oftalmología ha experimentado un increíble
avance en las últimas décadas gracias a las aportaciones
tecnológicas que la revolución electrónica de finales del siglo XX
ha traído al campo de la instrumentación médica. Así, por ejemplo,
la miniaturización de todo tipo de dispositivos electrónicos de
medida y quirúrgicos ha permitido facilitar en gran medida la
detección e intervención de diversas patologías oculares.
Existen diversos instrumentos médicos en el
campo del tratamiento y detección de lesiones oculares basados en
la última tecnología electrónica [Paul L. Kaufman y Albert Alm
(editores), "Adler's Physiology of the Eye", tenth edition,
Mosby, Incorporated, 2002] como es la utilización de LEDs (Light
Emitting Diodes) es corriente en los medidores de campo visual,
o el empleo de sofisticados detectores fotoelectrónicos y circuitos
de control de tiempo real (RTC) en los aberrámetros. Aunque, sin
duda, la prueba más clara de este hecho sean los complejos
instrumentos para cirugía láser de la córnea, en los que se emplean
cámaras digitales, programas de control automático de la posición
ocular, y completos sistemas de procesamiento de datos, además del
propio láser de gran potencia.
Los trastornos oculares específicamente
relacionados con la retina son muy diversos. Al ser ésta la
responsable de la captación final de la intensidad lumínica
transportada por el resto de elementos ópticos presentes en el ojo,
y al estar situada en el fondo del ojo, el diagnóstico y
tratamiento de dichos trastornos es especialmente relevante y
delicado.
Las células de la retina se encuentran irrigadas
por multitud de capilares, a donde es transportada la sangre con
los nutrientes necesarios para dichas células. Las técnicas para la
visualización del fondo de ojo (oftalmoscopio directo, oftalmoscopio
indirecto, retinógrafo, angiógrafo, etc.), permiten ver la red
microvascular presente justo delante de la retina, las cuales no
entorpecen la visión normal del ojo dado su reducido tamaño.
Sin embargo, observar el flujo sanguíneo en esta
zona es-tarea imposible de forma directa, pues no
se puede acceder a estructuras intraoculares tan pequeñas sin dañar
el ojo.
También existen prototipos, diseñados con fines
divulgativos, que permiten observar las células sanguíneas en
retina gracias a la difracción que dichos corpúsculos producen
cuando se les ilumina con luz cuasi-monocrómatica de
una determinada longitud de onda centrada en la zona azul del
espectro visible. Sin embargo, dichos diseños no utilizan
dispositivos ópticos y electrónicos avanzados, poseen un tamaño y
peso demasiado grande, presentan un consumo de energía elevado y
disipan tanto calor que se hacen necesarios sistemas de ventilación
para evitar posibles daños a las personas que los manejan y
utilizan.
La invención propuesta en este documento es un
instrumento compacto, portátil y fácil de utilizar, que le permita
al propio paciente evaluar en pocos segundos si existe riego
sanguíneo correcto en su retina y por tanto servir para autodetectar
patologías como retinopatias vasculares, la arterioesclerosis o la
retinopatía diabética entre otras. Al mismo tiempo, el instrumento
objeto de la presente invención puede ser utilizado con fines
didácticos y educativos en las áreas de
Óptica-Optometría, Oftalmología y Salud Visual.
El paciente seria el propio utilitario directo
del dispositivo, el cual es utilizado a modo de catalejo o
telescopio pues dispone de un ocular por el que mirar. El diseño
del mismo permite al propio paciente observar el movimiento de sus
células sanguíneas en el torrente sanguíneo que irriga la retina,
gracias a ladifracción de la luz que dichos corpúsculos
producen.
Nuestro diseño permite que el dispositivo tenga
un tamaño y peso muy reducidos, así como un consumo de potencia
eléctrica durante su utilización menor de 1 watio. Todo ello sin ir
en detrimento de la calidad de la imagen diagnóstica, por lo que se
trata de un instrumento sofisticado, avanzado, fácilmente
transportable, portátil y muy indicado para los fines descritos
anteriormente.
Figura 1.- Esquema del aparato propuesto.
Se presenta un esquema de la invención, donde
T representa un elemento hueco que aloja el resto de
componentes, L un LED, F un filtro interferencial,
O una lente ocular, C un circuito electrónico de
protección del LED/elemento que permite proteger el LED de
sobretensiones y X una fuente de alimentación eléctrica.
La presente invención se refiere al diseño de un
dispositivo opto-electrónico para la
autovisualización de las células sanguíneas presentes en la retina
del observador.
El dispositivo (Figura 1) comprende los
siguientes elementos:
- a)
- Un tubo cilíndrico hueco (T) en cuyo interior se alojará todos el dispositivo.
- b)
- Una fuente de luz (L) tipo LED (Light Emitting Diode) preferiblemente con fuerte emisión en la parte azul del espectro visible.
- c)
- Una fuente de alimentación eléctrica (X) de corriente continua.
- d)
- Un elemento (C), situado entre el LED y la fuente de alimentación (X), que permita proteger al LED de posibles sobretensiones, como por ejemplo un resistencia eléctrica o, preferiblemente, un circuito electrónico que realice esa función de protección.
- e)
- Un filtro interferencial (F) con transmitancia máxima situada en la parte azul del espectro visible, preferiblemente entre 400 nm y 440 nm de longitud de onda.
- f)
- Una lente ocular (O) de tipo convergente.
El modo de operación es el siguiente:
El observador o paciente, para utilizar el
dispositivo, mirará a través del ocular (O) provisto en un extremo
del tubo. Lo que observará en un primer momento será un fondo
iluminado homogéneo iluminado de color azul violáceo e
inmediatamente después -en condiciones normales- deberá comenzar a
observar pequeños corpúsculos negros y móviles sobre el fondo azul.
Estos corpúsculos no son sino la sombra difraccional producida en
cada instante por las células sanguíneas sobre la retina. El
movimiento de estas células de sangre está sincronizado con el ritmo
cardiaco, lo que puede comprobarse al tomarse el pulso de forma
simultánea. Analizando la velocidad del movimiento de los
corpúsculos visualizados en el dispositivo, y la cantidad de los
mismos en toda la imagen, se puede inferir si el riego sanguíneo en
retina es normal o no.
Al suministrar una corriente continua al LED, y
gracias al elemento de protección (C), la tensión que cae en el LED
nunca superará la tensión de ruptura de esta pequeña fuente de luz,
pues la resistencia absorberá cualquier posible exceso de tensión,
con lo cual protegemos el circuito. En estas circunstancias el LED
debe emitir luz de color azul.
Para poder visualizar de forma óptima los
glóbulos rojos en retina, es necesario que al observador le llegue
luz cuasi-monocromática, a ser posible con una
longitud de onda cercana a los 420 nm [2]. Para ello, se hace pasar
la luz del LED a través de un filtro interferencial cuyo pico de
transmitancia se encuentra en dicha longitud de onda.
Con el fin de facilitar la visión al observador
durante el experimento o sesión clínica, se introduce como último
elemento una lente ocular convergente, cuyo foco objeto coincidirá
con la posición del filtro interferencial. De esta forma, los rayos
de luz a la salida del ocular (los que llegan al observador)
formarán un haz colimado, y el observador apreciará, al mirar a
través de dicho ocular, un campo perfectamente homogéneo de color
azul violáceo. Es sobre este campo de luz donde el observador podrá
apreciar las células sanguíneas de su retina en movimiento.
Tras testear el dispositivo con algunos sujetos,
hemos comprobado que en todos los casos la visualización de las
células sanguíneas era inmediata, cómoda y eficaz.
Las dimensiones y disposición de los elementos
que componen el aparato permiten construir un sistema reducido que
lo hacen portátil, compacto y susceptible de ser construido a nivel
industrial. Las ventajas de nuestra propuesta frente a otros
dispositivos similares radican en su reducida emisión térmica, casi
nulo consumo de energía, poco peso y tamaño.
Además, los elementos que componen nuestra
invención son de coste reducido, y la sustitución o reparación de
dichos elementos es sencilla y barata. La disposición de los
componentes en el tuba permite un diseño final robusto y resistente,
que no presenta riesgo alguno para el observador de descarga
eléctrica o quemadura por altas temperaturas.
Los mejores resultados se consiguen ajustando el
sistema con los siguientes parámetros:
- \bullet
- Voltaje de entrada: 12 V DC.
- \bullet
- Resistencia de protección del LED: 1 k\Omega.
- \bullet
- Longitud de onda de pico del LED: 420 nm.
- \bullet
- Luminosidad del LED: 1000 mcd para una corriente de 12 mA.
- \bullet
- Tipo de LED: encapsulado tipo Radial, 30º de apertura del haz.
- \bullet
- Longitud de onda del filtro interferencial: 420 nm.
- \bullet
- Distancia del LED al filtro interferencial: 3 cm.
- \bullet
- Distancia del filtro interferencial al ocular (distancia focal del ocular): 4 cm.
- \bullet
- Distancia del ocular al ojo del observador: 3 cm.
- \bullet
- Diámetro exterior del tubo hueco: 3 cm.
- \bullet
- Diámetro interior del tubo hueco: 2.7 cm
\vskip1.000000\baselineskip
Con estos elementos y sus parámetros se
configura el aparato mostrado en la Figura 1, que comprende:
- a)
- Un tubo cilíndrico hueco para alojar todo el dispositivo.
- b)
- Una fuente de luz tipo LED (Light Emitting Diode) preferiblemente con fuerte emisión en la parte azul del espectro visible.
- c)
- Un transformador AC/DC que sirva de fuente de alimentación de corriente continua para el LED.
- d)
- Una resistencia eléctrica situada entre el LED y el transformador y en serie con ambos, para proteger el LED de posibles sobretensiones.
- e)
- Un filtro interferencial con transmitancia máxima situada en la parte azul del espectro visible, preferiblemente 420 nm de longitud de onda.
- f)
- Una lente ocular de tipo convergente con una potencia óptima de +25D.
Claims (7)
1. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, que comprende los siguientes
elementos:
- a)
- Un elemento hueco que permita alojar el resto de componentes.
- b)
- Una fuente de luz tipo LED (Light Emitting Diode).
- c)
- Un elemento que permita proteger el LED de posibles sobretensiones.
- d)
- Un filtro interferencial azul colocado en la zona de emisión de luz del LED del punto b).
- e)
- Una lente ocular de tipo convergente.
- f)
- Una fuente de alimentación eléctrica.
2. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la longitud de onda de máxima emisión
del LED y de máxima transmitancia del filtro interferencial
sea
420 nm.
420 nm.
3. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de protección eléctrica del
LED sea una resistencia de 1 k\Omega.
4. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de protección eléctrica del
LED sea un circuito electrónico diseñado al efecto.
5. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la lente ocular convergente tenga una
potencia de +25D.
6. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fuente de alimentación de corriente
continua sea un transformador AC/DC de tensión de salida 12 V.
7. Aparato para la autovisualización de las
células sanguíneas en retina, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fuente de alimentación de corriente
continua sea un conjunto de baterías o pilas cuya tensión de salida
sean 12 V.
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| LACOMBE F et al. "{}Direct measurements of blood cells density and velocity in retinal micro vessels"{}, Proceedings of the SPIE, 09.02.2006, vol. n$^{o}$ 6138, n$^{o}$ 1, páginas 6138M 1 - 11. * |
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