ES2530900B1 - Procedure, system and software product to obtain at least one image of the retina of one eye - Google Patents
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Abstract
La presente invención Procedimiento, sistema y producto de programa informático para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo se refiere a un sistema (100) para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo (101), que comprende un sub-sistema (104) adaptado para reducir la magnitud del astigmatismo presente en al menos un haz de luz proveniente de la retina del ojo (101); un sub-sistema (106) adaptado para codificar el haz de luz proveniente de la retina del ojo (101); un sub-sistema (110) adaptado para convertir el haz de luz codificado en una imagen codificada; un sub-sistema (111) adaptado para decodificar la imagen codificada de la retina del ojo (101). La invención se refiere también a un procedimiento ya un producto de programa informático para obtener imágenes de la retina de un ojo.The present invention "Procedure, system and software product for obtaining at least one image of the retina of one eye" refers to a system (100) for obtaining at least one image of the retina of one eye (101), which it comprises a sub-system (104) adapted to reduce the magnitude of astigmatism present in at least one beam of light from the retina of the eye (101); a sub-system (106) adapted to encode the beam of light from the eye's retina (101); a sub-system (110) adapted to convert the encoded beam of light into an encoded image; a sub-system (111) adapted to decode the encoded image of the eye's retina (101). The invention also relates to a method and a computer program product for obtaining images of the retina of an eye.
Description
Procedimiento, sistema y producto de programa informático para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo Procedure, system and software product to obtain at least one image of the retina of one eye
SECTOR TÉCNICO DE LA INVENCIÓN TECHNICAL SECTOR OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo. Más concretamente, la invención se refiere a un procedimiento para obtener imágenes de alta resolución de la retina de un ojo, para cuya obtención se requiere superar la degradación inducida por las aberraciones ópticas de los haces de luz que emanan del ojo. The present invention relates to a method of obtaining at least one image of the retina of an eye. More specifically, the invention relates to a method for obtaining high resolution images of the retina of an eye, for which it is necessary to overcome the degradation induced by the optical aberrations of the light beams emanating from the eye.
La invención se refiere también a un sistema y a un producto de programa informático para obtener imágenes de la retina de un ojo, adecuados para llevar a cabo este procedimiento. The invention also relates to a system and a computer program product for obtaining images of the retina of an eye, suitable for carrying out this procedure.
La invención es aplicable a los sectores de instrumentación óptica, optoelectrónica, optometría y oftálmica. Más concretamente, es aplicable a aquellos sectores en los que se requiera superar la degradación inducida por las aberraciones ópticas de los haces de luz producidas por la propagación de la luz a través de un ojo, por ejemplo, humano. The invention is applicable to the optical, optoelectronic, optometry and ophthalmic instrumentation sectors. More specifically, it is applicable to those sectors in which it is required to overcome the degradation induced by the optical aberrations of the light beams produced by the propagation of light through an eye, for example, human.
La obtención de imágenes (por ejemplo, imágenes de alta resolución) de la retina de un ojo involucra técnicas que permiten la corrección de la degradación de la imagen inducida por las aberraciones presentes en un ojo, por ejemplo, humano. Estas aberraciones presentan una componente de bajo orden que se describen mediante polinomios de Zernike de hasta grado 2, y aberraciones de alto orden descritas mediante polinomios de Zernike de grado mayor que 2. Las aberraciones oculares presentan también variación temporal de forma que una corrección estática de las aberraciones proporcionaría imágenes de alta resolución únicamente en ciertos momentos. Obtaining images (eg, high resolution images) of the retina of an eye involves techniques that allow the correction of image degradation induced by aberrations present in an eye, for example, human. These aberrations have a low-order component that is described by Zernike polynomials of up to grade 2, and high-order aberrations described by Zernike polynomials of grade greater than 2. The ocular aberrations also have temporal variation so that a static correction of The aberrations would provide high resolution images only at certain times.
En la actualidad, son conocidas varias técnicas para la obtención de imágenes de alta resolución de la retina de un ojo. A continuación se describen las más relevantes. At present, several techniques for obtaining high resolution images of the retina of an eye are known. The most relevant are described below.
Una primera técnica es la que hace referencia a la “Óptica Adaptativa” [R. K. Tyson, Principles of Adaptive Optics (Academic, San Diego, Calif., 1991)]. Esta técnica puramente óptica consiste en usar ciertos dispositivos ópticos, tales como espejos deformables o moduladores espaciales de luz, que permiten introducir de forma controlada diferencias de camino óptico entre las distintas partes del frente de ondas con aberraciones, con el fin de conseguir a su salida un frente de ondas sin aberraciones. El camino óptico que hay que corregir se determina mediante el empleo de un sensor de frente de onda que permite medir la aberración para la posterior corrección de la misma mediante un dispositivo óptico determinado. Esta técnica se ha usado tanto en astronomía como para la obtención de imágenes de la retina y se ha incorporado tanto a retinógrafos como a oftalmoscopios confocales, y tomógrafos de coherencia óptica, entre otros sistemas oftálmicos. A pesar que ésta es una técnica exitosa para obtener imágenes de alta resolución de la retina de un ojo, presenta como principal inconveniente el hecho que se trata de una técnica costosa y de complejidad técnica elevada. A first technique refers to the "Adaptive Optics" [R. K. Tyson, Principles of Adaptive Optics (Academic, San Diego, Calif., 1991)]. This purely optical technique consists in using certain optical devices, such as deformable mirrors or spatial light modulators, which allow to introduce in a controlled way optical path differences between the different parts of the wavefront with aberrations, in order to get them out a wave front without aberrations. The optical path to be corrected is determined by the use of a wavefront sensor that allows the aberration to be measured for subsequent correction by a specific optical device. This technique has been used both in astronomy and to obtain images of the retina and has been incorporated into both retinographs and confocal ophthalmoscopes, and optical coherence tomographs, among other ophthalmic systems. Although this is a successful technique to obtain high-resolution images of the retina of an eye, the main drawback is the fact that it is an expensive technique and of high technical complexity.
Una segunda técnica empleada en la obtención de imágenes de alta resolución de la retina es la técnica de “Deconvolución Ciega” (en inglés, Blind Deconvolution) [V. Nourrit et al., “Blind deconvolution for high-resolution confocal scanning laser ophthalmoscopy” J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 7 (2005), p. 585]. Esta técnica puramente computacional parte de considerar que la imagen registrada es el resultado de la convolución de la respuesta de impulso del sistema con la imagen geométrica del objeto proporcionada por el sistema óptico empleado. Mediante algoritmos iterativos, genéticos o híbridos, esta técnica consigue encontrar la forma de la respuesta de impulso del sistema y obtener así una imagen sin degradación. Como es una técnica puramente computacional, es muy sensible a la relación señal/ruido de la imagen así como a las hipótesis sobre la formación de la imagen y los algoritmos de búsqueda de la imagen sin degradar implementados. El principal inconveniente de esta técnica se basa en el hecho que requiere de un algoritmo iterativo para corregir las imágenes, lo que supone una inversión en tiempo importante. A second technique used to obtain high-resolution images of the retina is the "Blind Deconvolution" technique (in English, Blind Deconvolution) [V. Nourrit et al., "Blind deconvolution for high-resolution confocal scanning laser ophthalmoscopy" J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 7 (2005), p. 585]. This purely computational technique starts from considering that the registered image is the result of the convolution of the impulse response of the system with the geometric image of the object provided by the optical system used. Using iterative, genetic or hybrid algorithms, this technique manages to find the shape of the impulse response of the system and thus obtain an image without degradation. As it is a purely computational technique, it is very sensitive to the signal-to-noise ratio of the image as well as to the hypotheses about the image formation and the image search algorithms without degrading implemented. The main drawback of this technique is based on the fact that it requires an iterative algorithm to correct the images, which implies an important time investment.
Existe también una tercera técnica conocida como “Deconvolución tras corrección parcial y medida de frente de onda” [J. Arines, “Partially compensated deconvolution from wavefront sensing images of the eye fundus”, Optics Communications, Volume 284, Issue 6, p. 15481552]. Esta técnica es una técnica híbrida, ya que tiene una parte óptica en la que con la intervención de una lámina de fase personalizada se corrigen las aberraciones estáticas del ojo del sujeto y mediante un sensor de frente de onda se mide la aberración dinámica residual. Esta información se usa para computar la respuesta de impulso del sistema en el instante en el que se adquiere la imagen retiniana que mediante procesos de deconvolución permite obtener una imagen de retina sin degradar. En este caso, esta técnica se encuentra entre las técnicas anteriormente descritas en términos de complejidad y de coste de materiales requeridos para su ejecución. There is also a third technique known as "Deconvolution after partial correction and wavefront measurement" [J. Arines, “Partially compensated deconvolution from wavefront sensing images of the eye fundus,” Optics Communications, Volume 284, Issue 6, p. 15481552]. This technique is a hybrid technique, since it has an optical part in which the static aberrations of the subject's eye are corrected with the intervention of a personalized phase sheet and residual dynamic aberration is measured by means of a wavefront sensor. This information is used to compute the impulse response of the system at the moment in which the retinal image is acquired, which by means of deconvolution processes allows obtaining a retina image without degrading. In this case, this technique is among the techniques described above in terms of complexity and cost of materials required for its execution.
Además, las dos últimas técnicas descritas “Deconvolución Ciega” y “Deconvolución tras corrección parcial y medida de frente de onda” (obviamente dos técnicas basadas en deconvolución) presentan también el inconveniente que se ven fuertemente afectadas por el ruido en las imágenes obtenidas de la retina de un ojo. In addition, the last two techniques described "Blind Deconvolution" and "Deconvolution after partial correction and wavefront measurement" (obviously two techniques based on deconvolution) also have the disadvantage that they are strongly affected by noise in the images obtained from the retina of one eye.
Otra técnica híbrida, que aún no ha sido probada para la obtención de imágenes de alta resolución de la retina de un sujeto es la “Codificación del Frente de Onda” (en inglés, Wavefront Coding) [E. R. Dowski and W. T. Cathey, "Extended depth of field through Wavefront Coding," Appl. Opt. 34, 1859-1866 (1995)]. Esta técnica se basa en modificar el frente de onda de tal forma que la función de transferencia óptica del sistema es sensiblemente más invariante a cambios en la forma del frente aberrado que sin su uso. Esta invariancia se manifiesta de manera que la imagen del objeto observado depende poco de las aberraciones presentes en el sistema y por tanto la misma respuesta de impulso del sistema permite restaurar degradaciones ocasionadas por frentes de onda muy distintos. Los sistemas de “Codificación del Frente de Onda” involucran: un sistema óptico, un elemento codificador de fase, un sistema de registro de la imagen, y un decodificador que se encarga de restaurar la imagen degradada. Another hybrid technique, which has not yet been tested for obtaining high-resolution images of the retina of a subject is the "Wavefront Coding" (in English, Wavefront Coding) [E. R. Dowski and W. T. Cathey, "Extended depth of field through Wavefront Coding," Appl. Opt. 34, 1859-1866 (1995)]. This technique is based on modifying the wavefront in such a way that the optical transfer function of the system is significantly more invariant to changes in the shape of the aberrated front than without its use. This invariance is manifested in such a way that the image of the observed object depends little on the aberrations present in the system and therefore the same impulse response of the system allows to restore degradations caused by very different wave fronts. The “Wavefront Coding” systems involve: an optical system, a phase coding element, an image recording system, and a decoder that is responsible for restoring the degraded image.
En la patente estadounidense US7260251, con título “Systems and methods for minimizing aberrating effects in imaging systems”, se describe un sistema que explota la técnica de “Codificación del Frente de Onda” para reducir el efecto de las aberraciones introducidas por un medio intermedio. Esta referencia presenta las siguientes limitaciones: In US Patent US7260251, entitled "Systems and methods for minimizing aberrating effects in imaging systems", a system is described that exploits the technique of "Wavefront Coding" to reduce the effect of aberrations introduced by an intermediate means. This reference has the following limitations:
la invención propuesta se limita a tratar aberraciones relacionadas con el enfoque introducidas por el medio intermedio; Propuesta the proposed invention is limited to treating aberrations related to the approach introduced by the intermediate means;
la función de transferencia óptica del sistema formador de imagen es sustancialmente invariante a aberraciones relacionadas con desenfoque; the optical transfer function of the image forming system is substantially invariant to aberrations related to blurring;
las aberraciones que consideran son: desenfoque, aberración esférica, astigmatismo, curvatura de campo, aberración cromática, desenfoque por desplazamiento entre elementos debidos a cambios de temperatura y presión, trifolio y coma; the aberrations they consider are: blur, spherical aberration, astigmatism, field curvature, chromatic aberration, blur due to displacement between elements due to changes in temperature and pressure, trifolium and coma;
el decodificador debe ser variante con el desplazamiento para poder tratar con aberraciones que incluyan coma; the decoder must be variant with the offset in order to deal with aberrations that include a comma;
el decodificador debe poder cambiar con el tiempo siempre que las aberraciones dependan del tiempo; the decoder must be able to change over time as long as the aberrations depend on the time;
emplea un sistema de óptica adaptativa para reducir las distorsiones ópticas. Esta invención no está pensada para ser usada con aberraciones de alto orden diferentes a las presentadas, o sea, coma y trifolio. uses an adaptive optics system to reduce optical distortions. This invention is not intended to be used with high-order aberrations other than those presented, that is, comma and trifolium.
En el documento de patente estadounidense US7583442, con título “Extended depth of field optical systems”, se presenta un sistema óptico con una profundidad de foco aumentada que usa para ello el concepto de “Codificación del Frente de Onda”. Básicamente, el documento describe un sistema y método para obtener un sistema óptico casi invariante a errores de desenfoque, el cual es caracterizado mediante una función de ambigüedad y una función de respuesta de impulso. Esta patente se centra únicamente en aberraciones del tipo de desenfoque. In US patent document US7583442, entitled "Extended depth of field optical systems", an optical system with an increased depth of focus is presented which uses the concept of "Wavefront Coding" for this purpose. Basically, the document describes a system and method for obtaining an optical system almost invariant to blur errors, which is characterized by an ambiguity function and an impulse response function. This patent focuses solely on aberrations of the blur type.
La patente estadounidense US7025454, con título “Extended depth of field optics for human vision”, presenta una invención que propone el uso de una lente de contacto o intraocular que codifica el frente con el fin de extender la profundidad de campo del ojo humano, considerando que la decodificación de la imagen la realiza el cerebro. Esta invención está limitada por considerar que la propuesta sirve para extender el rango de enfoque en personas con un rango de acomodación reducido. US patent US7025454, entitled "Extended depth of field optics for human vision", presents an invention that proposes the use of a contact or intraocular lens that encodes the forehead in order to extend the depth of field of the human eye, considering that the decoding of the image is done by the brain. This invention is limited by considering that the proposal serves to extend the focus range in people with a reduced accommodation range.
Finalmente, en el documento [E. R. Dowski and G. E. Johnson, "Wavefront coding: a modern method of achieving high-performance and/or low-cost imaging systems," Proc. SPIE 3779, 137-145 (1999)] se presenta el concepto de “Codificación del Frente de Onda” para extender la profundidad de foco de sistemas formadores de imagen. Básicamente, el documento pone como ejemplo un sistema de identificación de iris y otro de huella digital en los que el iris y el dedo están fuera del plano de enfoque y gracias a que el sistema usa la técnica de “Codificación del Frente de Onda” pueden obtener imágenes suficientemente buenas como para identificar a la persona. Finally, in the document [E. R. Dowski and G. E. Johnson, "Wavefront coding: a modern method of achieving high-performance and / or low-cost imaging systems," Proc. SPIE 3779, 137-145 (1999)] introduces the concept of “Wavefront Coding” to extend the depth of focus of imaging systems. Basically, the document gives as an example an iris identification system and a fingerprint identification system in which the iris and finger are out of focus and thanks to the system using the technique of "Wavefront Coding" can get images good enough to identify the person.
Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos procedimientos, productos de programa informático y sistemas para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo, que solucionen al menos alguno de los problemas antes mencionados. Es un objetivo de la presente invención satisfacer dicha necesidad. Therefore, there is a need for new procedures, computer program products and systems to obtain at least one image of the retina of an eye, which solve at least some of the aforementioned problems. It is an objective of the present invention to satisfy said need.
Este objetivo se consigue proporcionando un sistema para obtener al menos una imagen, por ejemplo de alta resolución, de la retina de un ojo, que comprende: This objective is achieved by providing a system to obtain at least one image, for example of high resolution, of the retina of an eye, comprising:
un sub-sistema adaptado para reducir la magnitud del astigmatismo presente en al menos un haz de luz proveniente de la retina del ojo; a sub-system adapted to reduce the magnitude of astigmatism present in at least one beam of light from the retina of the eye;
un sub-sistema adaptado para codificar el haz de luz proveniente de la retina del ojo; a sub-system adapted to encode the beam of light from the eye's retina;
un sub-sistema adaptado para convertir el haz de luz codificado en una imagen codificada; a sub-system adapted to convert the encoded beam of light into an encoded image;
un sub-sistema adaptado para decodificar la imagen codificada de la retina del ojo. a sub-system adapted to decode the encoded image of the eye's retina.
De este modo, con la provisión del sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo se consigue reducir la magnitud de las aberraciones presentes en el haz de luz proveniente del ojo y así utilizar un mismo sub-sistema de codificación y un mismo subsistema de decodificación para una gran variedad de haces de luz, con un gran rango de Thus, with the provision of the sub-system for reducing the magnitude of astigmatism, it is possible to reduce the magnitude of the aberrations present in the beam of light coming from the eye and thus use the same sub-system of coding and the same subsystem of decoding for a wide variety of light beams, with a wide range of
5 variación en cuanto a la magnitud de las aberraciones de astigmatismo. Así, se consigue una respuesta del sistema sustancialmente invariante a las aberraciones presentes en el haz de luz. 5 variation in the magnitude of astigmatism aberrations. Thus, a substantially invariant system response to the aberrations present in the light beam is achieved.
Sin la presencia del sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo, el subsistema de codificación debería introducir una codificación en el haz de luz proveniente del Without the presence of the astigmatism magnitude sub-system, the coding subsystem should introduce a coding into the beam of light coming from the
10 ojo que dependiera de la magnitud del mismo. Esta estrategia forzaría a medir o determinar teórica o numéricamente el sub-sistema de decodificación para cada una de las posibles codificaciones que se introdujeran en el haz de luz, y a almacenar todos los posibles subsistemas de decodificación para escoger en cada caso el correspondiente a la codificación empleada en un determinado momento. 10 eye that depended on the magnitude of it. This strategy would force to measure or determine theoretically or numerically the decoding sub-system for each of the possible encodings that were introduced in the light beam, and to store all possible decoding subsystems to choose in each case the one corresponding to the encoding used at a certain time.
15 El sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo (que puede ser de naturaleza óptica) presente en el haz de luz proveniente del ojo puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o una combinación de ellos): 15 The sub-system for reducing the magnitude of astigmatism (which may be of an optical nature) present in the beam of light from the eye may comprise at least one of the following elements (or a combination of them):
al menos una lente esferotórica; at least one spherical lens;
al menos una lente esferocilíndrica; at least one spherocylindrical lens;
20 al menos un espejo tórico; 20 at least one toric mirror;
al menos una pantalla de cristal líquido; at least one liquid crystal display;
al menos una lámina de fase; at least one phase sheet;
al menos un espejo deformable; at least one deformable mirror;
al menos un modulador espacial de luz. at least one spatial light modulator.
25 El sub-sistema de codificación del haz de luz (que puede ser también de naturaleza óptica) tiene como objetivo modificar la fase del haz de luz para que la función óptica de transferencia resultante de la combinación del sistema de la invención y las aberraciones presentes en el haz de luz sea sustancialmente invariante a estas aberraciones, o a las presentes en el propio sistema. Más concretamente, este sub-sistema es el responsable de The sub-system of encoding the light beam (which may also be of an optical nature) is intended to modify the phase of the light beam so that the optical transfer function resulting from the combination of the system of the invention and the aberrations present in the beam of light it is substantially invariant to these aberrations, or to those present in the system itself. More specifically, this sub-system is responsible for
30 la codificación de la imagen capturada de la retina a través de la codificación del haz de luz, durante cuya codificación la imagen es emborronada (a través del haz de luz) de forma tal que este emborronamiento es sustancialmente invariante a las aberraciones presentes en el haz de luz proveniente de la retina del ojo. Este sub-sistema de codificación del haz de luz puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o unas combinación de ellos): 30 the coding of the captured image of the retina through the coding of the light beam, during whose coding the image is blurred (through the light beam) such that this blurring is substantially invariant to the aberrations present in the beam of light coming from the retina of the eye. This light beam coding sub-system may comprise at least one of the following elements (or a combination thereof):
35 al menos un espejo deformable; 35 at least one deformable mirror;
al menos una pantalla de cristal líquido; at least one liquid crystal display;
al menos una lámina de fase; at least one phase sheet;
al menos un elemento dispersor; at least one dispersing element;
al menos una máscara de transmitancia variable; at least one variable transmittance mask;
40 al menos un sub-sistema de codificación de frente de onda (wavefront coding). 40 at least one wavefront coding sub-system.
Por otro lado, el sub-sistema de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada, puede ser cualquier sistema de captación de radiación que proporcione imágenes retinianas. Así, por ejemplo, este sub-sistema puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o una combinación de ellos): On the other hand, the sub-system for converting the encoded beam of light, into an encoded image, can be any radiation capture system that provides retinal images. Thus, for example, this sub-system may comprise at least one of the following elements (or a combination of them):
5 al menos una cámara con objetivo; 5 at least one camera with lens;
al menos un oftalmoscopio; at least one ophthalmoscope;
al menos un retinógrafo; at least one retinograph;
al menos una cámara Scheimpflug; at least one Scheimpflug camera;
al menos un sistema de tomografía de coherencia óptica; at least one optical coherence tomography system;
10 al menos un sistema de microscopía confocal; 10 at least one confocal microscopy system;
al menos un sistema de imagen polarimétrica; at least one polarimetric imaging system;
al menos un sistema de angiografía; at least one angiography system;
al menos un sistema de retinografía monocromática; at least one monochromatic retinography system;
al menos un biomicroscopio; at least one biomicroscope;
15 al menos una lámpara de hendidura. 15 at least one slit lamp.
Por otro lado, el sub-sistema de decodificación de la imagen codificada puede comprender al menos un filtro de restauración, tal como un filtro de Wiener, y tiene como objetivo deshacer el emborronamiento generado por el sub-sistema de codificación del haz de luz, y las aberraciones presentes en el haz de luz. Este sub-sistema de decodificación depende en On the other hand, the decoding sub-system of the encoded image may comprise at least one restoration filter, such as a Wiener filter, and aims to undo the blurring generated by the sub-system of light beam coding, and the aberrations present in the beam of light. This decoding sub-system depends on
20 gran medida del sub-sistema de codificación y se determina mediante cálculo teórico, simulación óptica, o bien mediante la medida de respuesta de impulso del sistema. Básicamente, este sub-sistema de decodificación de la imagen codificada de la retina puede comprender un filtro de restauración, para cuya construcción se utiliza información referente al sub-sistema de codificación del haz de luz. 20 large extent of the coding sub-system and is determined by theoretical calculation, optical simulation, or by the impulse response measurement of the system. Basically, this decoding sub-system of the coded image of the retina can comprise a restoration filter, for whose construction information is used concerning the sub-system of encoding the light beam.
25 Según una realización de la invención, el sistema puede comprender un conjunto óptico dispuesto entre el ojo y un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de codificación del haz de luz, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz proveniente de la retina del ojo hacia el sub-sistema seleccionado. According to an embodiment of the invention, the system can comprise an optical assembly arranged between the eye and a sub-system selected from the astigmatism reduction sub-system and the light beam coding sub-system, this being adapted optical assembly to direct the beam of light from the retina of the eye to the selected sub-system.
30 En este punto es importante señalar que la disposición del sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo y del sub-sistema de codificación del haz de luz dentro del sistema puede ser variante, es decir, tanto puede estar dispuesto el sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo como una etapa previa al sub-sistema de codificación del haz de luz, como al revés. Por lo tanto, la disposición del conjunto óptico, si 30 At this point it is important to note that the arrangement of the sub-system for reducing the magnitude of astigmatism and the sub-system of coding the light beam within the system can be variant, that is, both the sub-system can be arranged of reduction of the magnitude of astigmatism as a stage prior to the sub-system of coding of the light beam, as the other way around. Therefore, the arrangement of the optical assembly, if
35 es requerido, será entre el ojo y el sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo en caso que éste esté dispuesto en el sistema como una etapa previa al subsistema de codificación del haz de luz, o será entre el ojo y el sub-sistema de codificación del haz de luz en caso que éste esté dispuesto en el sistema como una etapa previa al subsistema de reducción de la magnitud del astigmatismo. 35 is required, it will be between the eye and the sub-system of reduction of the magnitude of astigmatism in case it is arranged in the system as a stage prior to the light beam coding subsystem, or it will be between the eye and the sub -coding system of the light beam if it is arranged in the system as a stage prior to the subsystem of reduction of the magnitude of astigmatism.
40 Según otra realización, el sistema puede comprender un conjunto óptico dispuesto entre dos sub-sistemas, uno de los cuales es el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el otro es el sub-sistema de codificación del haz de luz, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz desde un sub-sistema hacia el otro sub-sistema. According to another embodiment, the system may comprise an optical assembly arranged between two sub-systems, one of which is the astigmatism reduction sub-system and the other is the light beam coding sub-system, this being adapted optical assembly to direct the beam of light from one sub-system to the other sub-system.
Tal como se ha comentado anteriormente, la disposición en el sistema de ambos subsistemas puede ser variante. Por esta razón, si el sub-sistema de reducción de la magnitud 5 del astigmatismo está dispuesto como una etapa previa al sub-sistema de codificación del haz de luz, este conjunto óptico, si es requerido, tendrá como objetivo dirigir el haz de luz desde el sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo hacia el sub-sistema de codificación del haz de luz. Por el contrario, si el sub-sistema de codificación del haz de luz está dispuesto como una etapa previa al sub-sistema de reducción de la magnitud del As previously mentioned, the arrangement in the system of both subsystems can be variant. For this reason, if the astigmatism magnitude 5 sub-system is arranged as a stage prior to the light beam coding sub-system, this optical set, if required, will aim to direct the light beam from the sub-system of reduction of the magnitude of astigmatism to the sub-system of coding the light beam. On the contrary, if the light beam coding sub-system is arranged as a stage prior to the magnitude reduction sub-system.
10 astigmatismo, este conjunto óptico tendrá como objetivo dirigir el haz de luz desde el subsistema de codificación del haz de luz hacia el sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo. 10 astigmatism, this optical assembly will aim to direct the light beam from the light beam coding subsystem to the sub-system of reducing the magnitude of astigmatism.
De acuerdo con aún otra realización, el sistema puede comprender un conjunto óptico dispuesto entre un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema de reducción del According to yet another embodiment, the system may comprise an optical assembly arranged between a sub-system selected from among the sub-reduction system of the
15 astigmatismo y el sub-sistema de codificación del haz de luz, y el sub-sistema de conversión, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz desde el subsistema seleccionado hacia el sub-sistema de conversión. 15 astigmatism and the light beam coding sub-system, and the conversion sub-system, this optical assembly being adapted to direct the light beam from the selected subsystem to the conversion sub-system.
Nuevamente, la disposición en el sistema del sub-sistema de reducción del astigmatismo y del sub-sistema de codificación del haz de luz marcará la disposición de este conjunto 20 óptico, si es que es requerido. Así, si el sub-sistema de reducción del astigmatismo está dispuesto como una etapa previa al sub-sistema de codificación del haz de luz, este conjunto óptico podrá estar dispuesto entre el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de conversión. Por el contrario, si el sub-sistema de codificación del haz de luz está dispuesto como una etapa previa al sub-sistema de reducción del astigmatismo, este Again, the arrangement in the system of the astigmatism reduction sub-system and the light beam coding sub-system will mark the arrangement of this optical assembly 20, if required. Thus, if the astigmatism reduction sub-system is arranged as a stage prior to the light beam coding sub-system, this optical assembly may be arranged between the light beam coding sub-system and the sub-system. Of conversation. On the contrary, if the light beam coding sub-system is arranged as a stage prior to the astigmatism reduction sub-system, this
25 conjunto óptico podrá estar dispuesto entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de conversión. The optical assembly may be arranged between the astigmatism reduction sub-system and the conversion sub-system.
Por otro lado, la invención puede comprender un sub-sistema (por ejemplo, de naturaleza óptica) adaptado para reducir las aberraciones de desenfoque presentes en el haz de luz proveniente de la retina del ojo, cuyo sub-sistema de reducción de las aberraciones de On the other hand, the invention may comprise a sub-system (for example, of an optical nature) adapted to reduce blur aberrations present in the beam of light coming from the eye's retina, whose sub-system of aberration reduction of
30 desenfoque puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o una combinación de ellos): 30 blur can comprise at least one of the following elements (or a combination of them):
al menos una lente esférica; at least one spherical lens;
al menos un espejo esférico; at least one spherical mirror;
al menos una pantalla de cristal líquido; at least one liquid crystal display;
35 al menos una lámina de fase; 35 at least one phase sheet;
al menos un sistema de Badal; at least one Badal system;
al menos un espejo deformable; at least one deformable mirror;
al menos una lente sintonizable; at least one tunable lens;
al menos un modulador espacial de luz; at least one spatial light modulator;
40 al menos una lente móvil. 40 at least one mobile lens.
La combinación del sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo y del subsistema de reducción de las aberraciones de desenfoque es adecuada para reducir aún más The combination of the astigmatism magnitude sub-system and the blur aberration reduction subsystem is adequate to further reduce
la magnitud de la aberración presente en el haz de luz y así poder utilizar un mismo subsistema de codificación del haz de luz y un mismo sub-sistema de decodificación de la imagen codificada, para una gran variedad de haces de luz con un gran rango de variación en cuanto a la magnitud de las aberraciones de astigmatismo y desenfoque. Sin la presencia 5 de estos dos sub-sistemas, el sub-sistema de codificación del haz de luz debería introducir una codificación en el haz incidente que dependiera de la magnitud del mismo. Esta estrategia forzaría a medir o a determinar teórica o numéricamente el sub-sistema de decodificación de la imagen codificada para cada una de las posibles codificaciones que se vayan a introducir en el haz de luz, y a almacenar todos los posibles sub-sistemas de the magnitude of the aberration present in the light beam and thus being able to use the same light beam coding subsystem and the same decoding sub-system of the encoded image, for a wide variety of light beams with a wide range of variation in the magnitude of astigmatism and blur aberrations. Without the presence of these two sub-systems, the light beam coding sub-system should introduce an encoding in the incident beam that depended on the magnitude of the same. This strategy would force to measure or to determine theoretically or numerically the decoding sub-system of the coded image for each of the possible encodings that are going to be introduced in the light beam, and to store all the possible sub-systems of
10 decodificación para escoger en cada caso el correspondiente a la codificación empleada en un determinado momento. 10 decoding to choose in each case the one corresponding to the coding used at a certain moment.
Así, el haz de luz incidente en el sistema, es decir el proveniente de la retina del ojo, es parcialmente corregido en sus términos de astigmatismo y desenfoque mediante el subsistema de reducción de la magnitud del astigmatismo y el sub-sistema de reducción de las 15 aberraciones de desenfoque respectivamente, y codificado mediante el sub-sistema de codificación del haz de luz, para conseguir una respuesta del sistema de acuerdo con la invención sustancialmente invariante a las aberraciones presentes en el haz de luz. Este haz de luz es recogido mediante el sub-sistema de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada. La imagen codificada proporciona por este sub-sistema es Thus, the incident beam of light in the system, that is, the one coming from the retina of the eye, is partially corrected in terms of astigmatism and blurring by means of the subsystem of reduction of the magnitude of astigmatism and the sub-system of reduction of the 15 blur aberrations respectively, and encoded by the light beam coding sub-system, to achieve a response of the system according to the invention substantially invariant to the aberrations present in the light beam. This beam of light is collected by the sub-system of converting the encoded beam of light into an encoded image. The encoded image provided by this sub-system is
20 posteriormente decodificada por el sub-sistema de decodificación. 20 subsequently decoded by the decoding sub-system.
Por lo tanto, se consigue que el sub-sistema de decodificación, una vez caracterizado, sea independiente de las aberraciones presentes en el haz de luz proveniente de la retina y de las configuraciones del sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo y del subsistema de reducción de las aberraciones de desenfoque. Therefore, it is achieved that the decoding sub-system, once characterized, is independent of the aberrations present in the beam of light from the retina and the configurations of the sub-system of reduction of the magnitude of astigmatism and subsystem for reducing blur aberrations.
25 De acuerdo con una realización de la invención, el sistema puede comprender un conjunto óptico dispuesto entre el ojo y un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo, el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz proveniente de la retina de ojo hacia el sub-sistema seleccionado. According to an embodiment of the invention, the system may comprise an optical assembly arranged between the eye and a sub-system selected from the astigmatism reduction sub-system, the light beam coding sub-system and the sub-system for reducing blur aberrations, this optical assembly being adapted to direct the beam of light from the eye retina towards the selected sub-system.
30 La disposición de estos tres sub-sistemas (el sub-sistema de reducción del astigmatismo, el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque) dentro del sistema también puede ser variante, tal como sucedía con la combinación de únicamente dos sub-sistemas (el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de codificación del haz de luz). Así, de acuerdo con el 30 The arrangement of these three sub-systems (the astigmatism reduction sub-system, the light beam coding sub-system and the blur aberration reduction sub-system) within the system can also be variant, as was the case with the combination of only two sub-systems (the astigmatism reduction sub-system and the light beam coding sub-system). So, according to the
35 orden en el que estén dispuestos estos sub-sistemas dentro del sistema, este conjunto óptico, si es requerido, podría estar dispuesto entre: In order in which these sub-systems are arranged within the system, this optical assembly, if required, could be arranged between:
el ojo y el sub-sistema de reducción del astigmatismo; the eye and the astigmatism reduction sub-system;
el ojo y el sub-sistema de codificación del haz de luz; the eye and the light beam coding sub-system;
el ojo y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque. the eye and the sub-system for reducing blur aberrations.
40 Por otro lado, el sistema puede comprender también al menos un conjunto óptico dispuesto entre dos sub-sistemas seleccionados de entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo, el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz desde un sub-sistema hacia el otro sub-sistema. On the other hand, the system may also comprise at least one optical assembly arranged between two sub-systems selected from the astigmatism reduction sub-system, the light beam coding sub-system and the reduction sub-system of the blur aberrations, this optical assembly being adapted to direct the light beam from one sub-system to the other sub-system.
45 De este modo, y nuevamente dependiendo de la disposición de los sub-sistemas dentro del sistema, pueden darse multitud de combinaciones con este conjunto óptico. Así, por ejemplo, si el primer sub-sistema dispuesto dentro del sistema es el sub-sistema de reducción del astigmatismo, el conjunto óptico, si es requerido, podría estar dispuesto entre: 45 In this way, and again depending on the arrangement of the sub-systems within the system, many combinations with this optical assembly can occur. Thus, for example, if the first sub-system disposed within the system is the astigmatism reduction sub-system, the optical set, if required, could be arranged between:
el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de codificación del haz de luz; o the astigmatism reduction sub-system and the light beam coding sub-system; or
el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque. the astigmatism reduction sub-system and the blur aberration reduction system.
En el primero de los casos planteados también podría disponerse otro conjunto óptico (que puede tener una configuración diferente al conjunto óptico) entre el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, mientras que en el segundo de los casos planteados, podría disponerse este otro conjunto óptico entre el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque y el sub-sistema de codificación del haz de luz. In the first case, another optical set (which may have a different configuration to the optical set) could also be arranged between the light beam coding sub-system and the blur aberration reduction sub-system, while in the second of the cases raised, this other optical set could be arranged between the sub-system for reducing blur aberrations and the sub-system for coding the light beam.
En caso que el primer sub-sistema dispuesto dentro del sistema sea el sub-sistema de codificación del haz de luz, el conjunto óptico, si es requerido, podría estar dispuesto entre: In case the first sub-system arranged within the system is the light beam coding sub-system, the optical assembly, if required, could be arranged between:
el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción del astigmatismo; o the light beam coding sub-system and the astigmatism reduction sub-system; or
el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque. the sub-system for coding the light beam and the sub-system for reducing blur aberrations.
En el primero de los casos planteados también podría disponerse otro conjunto óptico (que puede tener una configuración diferente al conjunto óptico) entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, mientras que en el segundo de los casos planteados, podría disponerse este otro conjunto óptico entre el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque y el sub-sistema de reducción del astigmatismo. In the first of the cases presented, another optical set (which may have a different configuration to the optical set) could also be arranged between the astigmatism reduction sub-system and the blur aberration reduction sub-system, while in the second of the cases raised, this other optical set could be arranged between the sub-system for reducing blur aberrations and the sub-system for reducing astigmatism.
Finalmente, si el primer sub-sistema dispuesto dentro del sistema es el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, el conjunto óptico, si es requerido, podría estar dispuesto entre: Finally, if the first sub-system arranged within the system is the sub-system for reducing blur aberrations, the optical assembly, if required, could be arranged between:
el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque y el sub-sistema de codificación del haz de luz; o the sub-system for reducing blur aberrations and the sub-system for coding the light beam; or
el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque y el sub-sistema de reducción del astigmatismo. the sub-system for reducing blur aberrations and the sub-system for reducing astigmatism.
En el primero de los casos planteados también podría disponerse otro conjunto óptico (que puede tener una configuración diferente al conjunto óptico) entre el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción del astigmatismo, mientras que en el segundo de los casos planteados, podría disponerse este otro conjunto óptico entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de codificación del haz de luz. In the first case, another optical set (which may have a different configuration to the optical set) could also be arranged between the light beam coding sub-system and the astigmatism reduction sub-system, while in the second In the cases presented, this other optical set could be arranged between the astigmatism reduction sub-system and the light beam coding sub-system.
Además, el sistema puede comprender un conjunto óptico dispuesto entre un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo, el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque, y el sub-sistema de conversión, estando adaptado este conjunto óptico para dirigir el haz de luz desde el sub-sistema seleccionado hacia el sub-sistema de conversión. In addition, the system may comprise an optical assembly arranged between a sub-system selected from among the astigmatism reduction sub-system, the light beam coding sub-system and the blur aberration reduction sub-system, and the conversion sub-system, this optical assembly being adapted to direct the light beam from the selected sub-system to the conversion sub-system.
Nuevamente, dependiendo de la disposición de cada uno de los tres sub-sistemas dentro del sistema (es decir, dependiendo del sub-sistema que esté dispuesto como última etapa dentro del sistema general), podría disponerse el conjunto óptico, si es requerido, entre: Again, depending on the arrangement of each of the three sub-systems within the system (that is, depending on the sub-system that is arranged as the last stage within the general system), the optical assembly could be arranged, if required, between :
el sub-sistema de reducción del astigmatismo y el sub-sistema de conversión; the astigmatism reduction sub-system and the conversion sub-system;
el sub-sistema de codificación del haz de luz y el sub-sistema de conversión; the light beam coding sub-system and the conversion sub-system;
el sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque y el sub-sistema de conversión. the sub-system for reducing blur aberrations and the conversion sub-system.
El sistema de acuerdo con la invención puede comprender además un sub-sistema adaptado para iluminar la retina del ojo, siendo generado el haz de luz proveniente de la retina del ojo como respuesta a la acción de este sub-sistema de iluminación. El sub-sistema de iluminación puede comprender un sistema generador de un haz de luz o un sistema generador de fluorescencia. En ambos casos, el resultado final es la generación de un haz de luz procedente de la retina del ojo, que lo atraviesa, lo cual provoca que la imagen de la retina sea degradada por diferentes aberraciones presentes en el ojo, cuyas aberraciones pueden ser dinámicas y/o estáticas de bajo y/o alto orden. The system according to the invention can further comprise a sub-system adapted to illuminate the eye's retina, the light beam from the eye's retina being generated in response to the action of this lighting sub-system. The lighting sub-system may comprise a light beam generating system or a fluorescence generating system. In both cases, the final result is the generation of a beam of light from the eye's retina, which crosses it, which causes the image of the retina to be degraded by different aberrations present in the eye, whose aberrations can be dynamic and / or static of low and / or high order.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención proporciona un procedimiento para obtener al menos una imagen, por ejemplo de alta resolución, de la retina de un ojo, que comprende: According to a second aspect, the invention provides a method for obtaining at least one image, for example of high resolution, of the retina of an eye, comprising:
reducir la magnitud del astigmatismo presente en al menos un haz de luz proveniente de la retina del ojo; reduce the magnitude of astigmatism present in at least one beam of light from the eye's retina;
codificar el haz de luz proveniente de la retina del ojo; encode the beam of light from the eye's retina;
convertir el haz de luz codificado en una imagen codificada; convert the encoded beam of light into an encoded image;
decodificar la imagen codificada de la retina del ojo. decode the encoded image of the eye's retina.
Además, el procedimiento puede comprender reducir las aberraciones de desenfoque presentes en el haz de luz proveniente de la retina del ojo. In addition, the method may comprise reducing blur aberrations present in the beam of light from the eye's retina.
De este modo, el procedimiento para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo puede comprender recoger la luz procedente del ojo y aplicarle una corrección de astigmatismo y desenfoque para eliminar o reducir significativamente estas aberraciones producidas por el ojo; codificar el haz de luz resultante para obtener una imagen invariante a aberraciones; capturar la radiación resultante para convertirla en una imagen codificada; y decodificar la imagen codificada para obtener una imagen de la retina del ojo, sin aberraciones. Todo ello da como resultado la posibilidad de obtener imágenes de alta resolución de la retina de un ojo para distintos sujetos con errores refractivos muy dispares. Thus, the procedure for obtaining at least one image of the retina of an eye may comprise collecting light from the eye and applying a correction of astigmatism and blur to eliminate or significantly reduce these aberrations produced by the eye; encode the resulting beam of light to obtain an image invariant to aberrations; capture the resulting radiation to convert it into an encoded image; and decode the encoded image to obtain an image of the retina of the eye, without aberrations. All this results in the possibility of obtaining high resolution images of the retina of one eye for different subjects with very different refractive errors.
De acuerdo con una realización, el procedimiento puede comprender también iluminar la retina del ojo, siendo generado el haz de luz proveniente de la retina del ojo como respuesta a esta acción. According to one embodiment, the method may also include illuminating the retina of the eye, the beam of light from the retina of the eye being generated in response to this action.
De acuerdo con otro aspecto, la invención proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones de programa para provocar que un sistema de computación realice el procedimiento para obtener al menos una imagen (por ejemplo, en alta resolución) de la retina de un ojo, según se ha descrito anteriormente. According to another aspect, the invention provides a computer program product comprising program instructions to cause a computer system to perform the procedure to obtain at least one image (for example, in high resolution) of the retina of an eye, as described above.
Dicho programa informático puede estar almacenado en unos medios de almacenamiento físico, tales como unos medios de grabación, una memoria de ordenador, o una memoria de solo lectura, o puede ser portado por una onda portadora, tal como eléctrica u óptica. Said computer program may be stored in physical storage media, such as recording media, a computer memory, or a read-only memory, or it may be carried by a carrier wave, such as electrical or optical.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Los signos numéricos relativos a los dibujos y colocados entre paréntesis en una reivindicación, son solamente para intentar aumentar la comprensión de la reivindicación, y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la protección de la reivindicación. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas. Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be derived partly from the description and partly from the practice of the invention. The examples and drawings are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. The numerical signs relating to the drawings and placed in parentheses in a claim are only intended to increase the understanding of the claim, and should not be construed as limiting the scope of protection of the claim. In addition, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein.
Otros objetos, ventajas y características de realizaciones de la invención se pondrán de manifiesto para el experto en la materia a partir de la descripción, o se pueden aprender con la práctica de la invención. Other objects, advantages and features of embodiments of the invention will be apparent to the person skilled in the art from the description, or can be learned with the practice of the invention.
A continuación se describirán realizaciones particulares de la presente invención a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: Particular embodiments of the present invention will now be described by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de una posible realización de un sistema para obtener imágenes de la retina de un ojo, de acuerdo con la invención; Figure 1 shows a block diagram of a possible embodiment of a system for obtaining images of the retina of an eye, according to the invention;
La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de una posible realización del sub-sistema de reducción del astigmatismo que puede estar comprendido en el sistema de la Figura 1; Figure 2 shows a schematic diagram of a possible embodiment of the astigmatism reduction sub-system that may be comprised in the system of Figure 1;
La Figura 3 muestra un interferograma de la fase generada por una realización del subsistema de codificación del haz de luz proveniente de la retina de un ojo, pudiendo estar comprendido este sub-sistema en el sistema de la Figura 1; Figure 3 shows an interferogram of the phase generated by an embodiment of the light beam coding subsystem from the retina of an eye, this sub-system may be comprised in the system of Figure 1;
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de una posible realización del sub-sistema de reducción de las aberraciones de desenfoque presentes en el haz de luz, pudiendo estar comprendido este sub-sistema en el sistema mostrado en la Figura 1; Figure 4 shows a schematic diagram of a possible embodiment of the sub-system of reduction of blur aberrations present in the light beam, this sub-system may be comprised in the system shown in Figure 1;
La Figura 5 muestra un diagrama esquemático de una posible realización de un sistema de acuerdo con la invención, en el que el sub-sistema de conversión es un retinógrafo; Figure 5 shows a schematic diagram of a possible embodiment of a system according to the invention, in which the conversion sub-system is a retinograph;
La Figura 6 muestra un diagrama esquemático de una posible realización de un sistema para obtener imágenes de la retina de un ojo, de acuerdo con la invención; Figure 6 shows a schematic diagram of a possible embodiment of a system for obtaining images of the retina of an eye, according to the invention;
La Figura 7 muestra una serie de imágenes de la respuesta de impulso del sistema cuando se disponen en su entrada diferentes ojos con diferentes errores refractivos (aberraciones); Figure 7 shows a series of images of the impulse response of the system when different eyes with different refractive errors (aberrations) are arranged at its input;
La Figura 8 muestra diferentes imágenes que representan la variación temporal de la respuesta de impulso de un ojo con aberraciones, las correspondientes imágenes de la retina del ojo degradadas por las aberraciones del ojo, y las correspondientes imágenes proporcionadas por una posible realización del sistema de acuerdo con la invención; Figure 8 shows different images representing the temporal variation of the impulse response of an eye with aberrations, the corresponding images of the eye retina degraded by the aberrations of the eye, and the corresponding images provided by a possible embodiment of the system according with the invention;
La Figura 9 muestra diferentes imágenes que representan la respuesta de impulso de diferentes aberraciones oculares, la imagen degradada por las aberraciones, y la imagen proporcionada por una posible realización del sistema de acuerdo con la invención, para tres aberraciones oculares distintas. Figure 9 shows different images representing the impulse response of different ocular aberrations, the image degraded by the aberrations, and the image provided by a possible embodiment of the system according to the invention, for three different ocular aberrations.
A continuación se realizará la descripción de una posible realización preferida de la invención, en la que, tal como puede verse en la Figura 1, el sistema 100 para obtener imágenes en alta resolución de la retina de un ojo 101 de, por ejemplo, un sujeto puede comprender un primer conjunto óptico 103 que tiene como objetivo capturar al menos un haz de luz H que emana del ojo 101, siendo este haz de luz H el resultado de iluminar el ojo mediante un sub-sistema 102 de iluminación. La iluminación del ojo puede conseguirse, por ejemplo, por fluorescencia o a partir de la generación de un haz de luz dirigido hacia la retina del ojo. El haz de luz H que proviene de la retina del ojo (y a partir del cual se obtendrá su imagen) presenta una degradación de la imagen de la retina debida a aberraciones presentes en el ojo, generándose esta degradación cuando el haz de luz H atraviesa el ojo. Estas aberraciones del ojo pueden ser estáticas y/o dinámicas, de bajo y/o de alto orden, y deben ser corregidas. The description of a possible preferred embodiment of the invention will now be carried out, in which, as can be seen in Figure 1, the system 100 for obtaining high-resolution images of the retina of an eye 101 of, for example, a The subject may comprise a first optical assembly 103 which aims to capture at least one beam of light H emanating from the eye 101, this beam of light H being the result of illuminating the eye through a lighting sub-system 102. The illumination of the eye can be achieved, for example, by fluorescence or from the generation of a beam of light directed towards the retina of the eye. The beam of light H that comes from the retina of the eye (and from which its image will be obtained) presents a degradation of the image of the retina due to aberrations present in the eye, this degradation being generated when the beam of light H crosses the eye. These aberrations of the eye can be static and / or dynamic, of low and / or high order, and must be corrected.
El sistema 100 puede comprender además, como primera herramienta para reducir la degradación de la imagen de la retina descrita, un sub-sistema 104 (que puede ser de naturaleza óptica) adaptado para reducir la magnitud del astigmatismo presente en el haz de luz H proveniente de la retina y que se genera en el haz de luz H al atravesar el ojo 101. Este haz de luz H llega a este sub-sistema por la acción del primer conjunto óptico 103, que dirige el haz de luz que captura proveniente de la retina del ojo hacia el sub-sistema de reducción de la magnitud del astigmatismo. Más concretamente, en la presente realización, el conjunto óptico 103 conjuga el plano de la pupila del ojo 101 con un plano en el que se sitúa el sub-sistema 104 de reducción de la magnitud del astigmatismo presente en el frente de ondas. En este punto es importante destacar que la modificación de la fase en el plano de la pupila conlleva la codificación de la imagen de la retina. The system 100 can also comprise, as the first tool to reduce the degradation of the image of the described retina, a sub-system 104 (which can be of an optical nature) adapted to reduce the magnitude of the astigmatism present in the light beam H from of the retina and that is generated in the beam of light H when passing through the eye 101. This beam of light H reaches this sub-system by the action of the first optical assembly 103, which directs the beam of light that it captures coming from the retina of the eye towards the sub-system of reduction of the magnitude of astigmatism. More specifically, in the present embodiment, the optical assembly 103 conjugates the plane of the pupil of the eye 101 with a plane in which the sub-system 104 for reducing the magnitude of the astigmatism present in the wavefront is located. At this point it is important to note that the modification of the phase in the plane of the pupil involves the coding of the image of the retina.
Además, el sistema 100 puede comprender también un segundo conjunto óptico 105 adaptado para dirigir el haz de luz proveniente del sub-sistema 104 de reducción del astigmatismo, hacia un sub-sistema 106 de codificación del haz de luz, el cual también puede ser de naturaleza óptica. En este caso, este segundo conjunto óptico 105 conjuga el plano de la imagen de la pupila del ojo 101 con el plano donde se encuentra el sub-sistema 106 de codificación del haz de luz, encargado de codificar el frente de onda para aumentar sensiblemente la insensibilidad de la función de transferencia óptica (OTF) frente a variaciones en el frente de onda. In addition, the system 100 may also comprise a second optical assembly 105 adapted to direct the light beam from the astigmatism reduction sub-system 104, towards a light beam coding sub-system 106, which may also be of optical nature In this case, this second optical assembly 105 conjugates the image plane of the pupil of the eye 101 with the plane where the light beam coding sub-system 106 is located, responsible for coding the wavefront to significantly increase the insensitivity of the optical transfer function (OTF) against variations in the wavefront.
Por otro lado, el sistema puede comprender también un tercer conjunto óptico 107 adaptado para dirigir el haz de luz H proveniente del sub-sistema 106 de codificación del haz de luz, hacia un sub-sistema 108 (que puede ser de naturaleza óptica) de reducción de las aberraciones de desenfoque (como segunda herramienta para reducir la degradación de la imagen de la retina debida a aberraciones presentes en el ojo, tal como se ha comentado anteriormente) presentes también en el haz de luz H al atravesar el ojo. Más concretamente este tercer conjunto óptico 107 tiene como objetivo conjugar el plano imagen de la pupila del ojo con el sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque presentes en el frente de onda. On the other hand, the system may also comprise a third optical assembly 107 adapted to direct the light beam H from the light beam coding sub-system 106, to a sub-system 108 (which may be of an optical nature) of reduction of blur aberrations (as a second tool to reduce the degradation of the image of the retina due to aberrations present in the eye, as discussed above) also present in the beam of light H when passing through the eye. More specifically, this third optical assembly 107 aims to combine the image plane of the pupil of the eye with the sub-system 108 for reducing blur aberrations present in the wavefront.
El sistema 100 de acuerdo con la presente realización preferida puede comprender además un cuarto conjunto óptico 109 adaptado para dirigir el haz de luz H proveniente del subsistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque, hacia un sub-sistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada. Más concretamente, este cuarto conjunto óptico 109 tiene como objetivo dirigir el haz de luz H con el frente de onda modificado por los sub-sistemas y conjuntos ópticos descritos anteriormente, hacia el subsistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada. The system 100 according to the present preferred embodiment may further comprise a fourth optical assembly 109 adapted to direct the light beam H from the blurring aberration subsystem 108, to a sub-system 110 for converting the light beam encoded, in an encoded image. More specifically, this fourth optical assembly 109 aims to direct the light beam H with the wavefront modified by the optical sub-systems and assemblies described above, toward the coded light beam conversion subsystem 110, in an encoded image .
Finalmente, el sistema puede comprender un sub-sistema 111 de decodificación de la imagen codificada de la retina del ojo, para decodificar computacionalmente la imagen codificada. Finally, the system may comprise a sub-system 111 for decoding the encoded image of the eye's retina, to computationally decode the encoded image.
Por consiguiente, el sistema 100 para obtener una imagen en alta resolución de la retina de un ojo puede comprender los siguientes elementos: Accordingly, the system 100 for obtaining a high resolution image of the retina of an eye may comprise the following elements:
el primer conjunto óptico 103 adaptado para capturar al menos un haz de luz H que emana del ojo 101 y dirigirlo hacia el sub-sistema 104 de reducción de la magnitud de astigmatismo presente en el haz de luz H; the first optical assembly 103 adapted to capture at least one beam of light H emanating from the eye 101 and directing it towards the sub-system 104 for reducing the amount of astigmatism present in the beam of light H;
el sub-sistema 104 de reducción de la magnitud de astigmatismo; sub-system 104 for reducing the magnitude of astigmatism;
el segundo conjunto óptico 105 adaptado para dirigir el haz de luz H proveniente del sub-sistema 104 de reducción del astigmatismo, hacia el sub-sistema 106 de codificación del haz de luz; the second optical assembly 105 adapted to direct the light beam H from the astigmatism reduction sub-system 104, to the light beam coding sub-system 106;
el sub-sistema 106 de codificación del haz de luz; the light beam coding sub-system 106;
el tercer conjunto óptico 107 adaptado para dirigir el haz de luz proveniente del subsistema 106 de codificación del haz de luz H, hacia el sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque; the third optical assembly 107 adapted to direct the light beam from the light beam coding subsystem 106, towards the sub-system 108 for reducing blur aberrations;
el sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque; sub-system 108 for reducing blur aberrations;
el cuarto conjunto óptico 109 adaptado para dirigir el haz de luz H proveniente del sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque, hacia el subsistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada; the fourth optical assembly 109 adapted to direct the light beam H from the sub-system 108 for reducing blur aberrations, towards the subsystem 110 for converting the coded light beam, into a coded image;
el sub-sistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada; the sub-system 110 for converting the encoded beam of light into an encoded image;
el sub-sistema 111 de decodificación de la imagen codificada de la retina del ojo. the sub-system 111 for decoding the encoded image of the eye's retina.
En este punto, es importante destacar que la presencia de los conjuntos ópticos 103, 105, 107, 109 no siempre es necesaria. Así, en una posible realización, el sistema puede no comprender ningún de los conjuntos ópticos descritos, en otra realización puede comprender al menos uno de los conjuntos ópticos descritos, mientras que en otra posible realización el sistema puede comprender la totalidad de los conjuntos ópticos descritos. At this point, it is important to note that the presence of optical assemblies 103, 105, 107, 109 is not always necessary. Thus, in one possible embodiment, the system may not comprise any of the described optical assemblies, in another embodiment it may comprise at least one of the described optical assemblies, while in another possible embodiment the system may comprise all of the described optical assemblies. .
Del mismo modo, también es importante destacar que la presencia en el sistema 100 del sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque no siempre es necesaria, aunque su presencia mejora ostensiblemente el rendimiento del sistema al reducir aún más la degradación de la imagen de la retina producida por las aberraciones presentes en el ojo, e incluso en el propio sistema. Similarly, it is also important to note that the presence in the system 100 of the sub-system 108 for reducing blur aberrations is not always necessary, although its presence significantly improves the performance of the system by further reducing image degradation. of the retina produced by the aberrations present in the eye, and even in the system itself.
El sub-sistema 104 de reducción de la magnitud del astigmatismo puede presentar cualquier configuración adecuada para conseguir el objetivo dentro del sistema 100. Así, por ejemplo, este sub-sistema 104 puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o una combinación de ellos), los cuales se describen a modo de ejemplo no limitativo: The sub-system 104 for reducing the magnitude of astigmatism may have any suitable configuration to achieve the objective within the system 100. Thus, for example, this sub-system 104 may comprise at least one of the following elements (or a combination of them), which are described by way of non-limiting example:
al menos una lente esferotórica; at least one spherical lens;
al menos una lente esferocilíndrica; at least one spherocylindrical lens;
al menos un espejo tórico; at least one toric mirror;
al menos una pantalla de cristal líquido; al menos una lámina de fase; al menos un espejo deformable; al menos un modulador espacial de luz. at least one liquid crystal display; at least one phase sheet; at least one deformable mirror; at least one spatial light modulator.
5 La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de una posible realización de un sub-sistema 104 de reducción de la magnitud del astigmatismo. En esta posible realización, el subsistema puede comprender un par de lentes esferotóricas 200 201 montadas en dos soportes (no mostrados) que pueden rotar solidariamente y de forma individual, así como desplazarse longitudinal y transversalmente. Con la rotación de una lente respecto a la otra 5 Figure 2 shows a schematic diagram of a possible embodiment of a sub-system 104 for reducing the magnitude of astigmatism. In this possible embodiment, the subsystem can comprise a pair of spherical lenses 200 201 mounted on two supports (not shown) that can rotate in solidarity and individually, as well as move longitudinally and transversely. With the rotation of one lens with respect to the other
10 se generan distintas magnitudes de astigmatismo, mientras que con la rotación del conjunto 10 different magnitudes of astigmatism are generated, while with the rotation of the set
se orienta el astigmatismo generado al ángulo que convenga. El sub-sistema 106 de codificación del haz de luz H puede presentar también cualquier configuración adecuada para conseguir su objetivo dentro del sistema 100. Así, por ejemplo, este sub-sistema 106 puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o unas the astigmatism generated is oriented to the angle that suits. The light beam coding sub-system 106 may also have any suitable configuration to achieve its objective within the system 100. Thus, for example, this sub-system 106 may comprise at least one of the following elements (or some
15 combinación de ellos), los cuales se describen a modo de ejemplo no limitativo: al menos un espejo deformable; al menos una pantalla de cristal líquido; al menos una lámina de fase; al menos un elemento dispersor; 15 combination of them), which are described by way of non-limiting example: at least one deformable mirror; at least one liquid crystal display; at least one phase sheet; at least one dispersing element;
20 al menos una máscara de transmitancia variable; al menos un sub-sistema de codificación de frente de onda (wavefront coding). La Figura 3 muestra un ejemplo del interferograma de la fase generada por una posible realización particular del sub-sistema 106 de codificación del haz de luz. La fase generada, a modo de ejemplo, se corresponde con la expresión: 20 at least one variable transmittance mask; at least one wavefront coding sub-system. Figure 3 shows an example of the phase interferogram generated by a possible particular embodiment of the light beam coding sub-system 106. The generated phase, by way of example, corresponds to the expression:
2 222 22
25 17x 3 y 3 3xy yx 25 17x 3 y 3 3xy yx
Por otro lado, el sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque puede presentar también cualquier configuración adecuada para conseguir su objetivo dentro del sistema 100. Así, por ejemplo, este sub-sistema 108 puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o unas combinación de ellos), los cuales se describen a modo de On the other hand, the sub-system 108 for reducing blur aberrations can also have any suitable configuration to achieve its objective within the system 100. Thus, for example, this sub-system 108 can comprise at least one of the following elements (or a combination of them), which are described by way of
30 ejemplo no limitativo: al menos una lente esférica; al menos un espejo esférico; al menos una pantalla de cristal líquido; al menos una lámina de fase; 30 non-limiting example: at least one spherical lens; at least one spherical mirror; at least one liquid crystal display; at least one phase sheet;
35 al menos un sistema de Badal; 35 at least one Badal system;
5 5
10 10
15 fifteen
20 twenty
25 25
30 30
al menos un espejo deformable; at least one deformable mirror;
al menos una lente sintonizable; at least one tunable lens;
al menos un modulador espacial de luz; at least one spatial light modulator;
al menos una lente móvil. En la Figura 4 se muestra una posible realización de un sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque. La realización, a modo de ejemplo, representa un sistema Badal en el que al menos un haz de luz H se hace pasar por un espejo 400, una lente 401, una lente 404, y un juego de dos espejos 402 y 403 que se mueven solidariamente alejándose o acercándose al par de lentes 401 y 404 con el fin de modificar la vergencia del haz de luz H proveniente de la retina del ojo a la salida de la lente 404 respecto a la que presentaba a la entrada de la lente 401. at least one mobile lens. A possible embodiment of a sub-system 108 for reducing blur aberrations is shown in Figure 4. The embodiment, by way of example, represents a Badal system in which at least one beam of light H is passed through a mirror 400, a lens 401, a lens 404, and a set of two mirrors 402 and 403 that move in solidarity moving away or approaching the pair of lenses 401 and 404 in order to modify the vergence of the beam of light H coming from the retina of the eye at the exit of the lens 404 with respect to that presented at the entrance of the lens 401.
Por lo que respecta al sub-sistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada, obviamente también puede presentar cualquier configuración adecuada para conseguir su objetivo dentro del sistema 100. Así, por ejemplo, este sub-sistema 110 puede comprender al menos uno de los siguientes elementos (o unas combinación de ellos), los cuales se describen a modo de ejemplo no limitativo: With regard to the sub-system 110 for converting the encoded beam of light, into an encoded image, obviously it can also present any suitable configuration to achieve its objective within the system 100. Thus, for example, this sub-system 110 may comprise at least one of the following elements (or a combination thereof), which are described by way of non-limiting example:
al menos una cámara con objetivo; at least one camera with lens;
al menos un oftalmoscopio; at least one ophthalmoscope;
al menos un retinógrafo; at least one retinograph;
al menos una cámara Scheimpflug; at least one Scheimpflug camera;
al menos un sistema de tomografía de coherencia óptica; at least one optical coherence tomography system;
al menos un sistema de microscopía confocal; at least one confocal microscopy system;
al menos un sistema de imagen polarimétrica; at least one polarimetric imaging system;
al menos un sistema de angiografía; at least one angiography system;
al menos un sistema de retinografía monocromática; at least one monochromatic retinography system;
al menos un biomicroscopio; at least one biomicroscope;
al menos una lámpara de hendidura. Finalmente, una posible realización del sub-sistema 111 de decodificación de la imagen codificada puede implementarse mediante un filtro de Wiener: at least one slit lamp. Finally, a possible embodiment of the encoded sub-system 111 of the encoded image can be implemented by a Wiener filter:
* * I *H dec (OH )H dec * * I * H dec (OH) H dec
i dec FFT FFT
2
2
H dec H decH dec H dec
donde idec es la imagen decodificada, iFFT es la transformada de Fourier, I es el espectro de la imagen codificada, Hdec es la transformada de Fourier del decodificador, H es la transformada de Fourier de la respuesta de impulso del conjunto sistema óptico-ojo, O es la transformada de Fourier de la imagen geométrica del objeto observado, es el parámetro de regularización del filtro de Wiener. De la ecuación anterior se desprende que cuanto más semejante sea H a Hdec mejor será la decodificación y por tanto la imagen será de mayor resolución espacial. where idec is the decoded image, iFFT is the Fourier transform, I is the spectrum of the encoded image, Hdec is the Fourier transform of the decoder, H is the Fourier transform of the impulse response of the optical-eye system set, Or is the Fourier transform of the geometric image of the observed object, is the regularization parameter of the Wiener filter. It follows from the previous equation that the more similar H to Hdec is, the better the decoding will be and therefore the image will be of greater spatial resolution.
La Figura 5 muestra, a modo de ejemplo, una posible realización del sistema 100 de la invención que comprende un sub-sistema 501 (que puede corresponderse con el subsistema 104 de la Figura 1) de reducción de la magnitud del astigmatismo, un sub-sistema 502 (que puede corresponderse con el sub-sistema 106 de la Figura 1) de codificación del haz de luz H, y un retinógrafo 500. Más concretamente, el sub-sistema 501 de reducción de la magnitud del astigmatismo y el sub-sistema 502 de codificación del haz de luz se integran en el retinógrafo 500, de manera que estos sub-sistemas 501, 502 se encargan de reducir la magnitud del astigmatismo del frente incidente (es decir, del haz de luz proveniente de la retina) en el retinógrafo y de la codificación del frente resultante para aumentar sensiblemente la insensibilidad de la función de transferencia óptica a variaciones en el frente de onda, mientras que el retinógrafo 500 (que a su vez es un sub-sistema 110 de conversión del haz de luz codificado, en una imagen codificada, es decir, se trata de un sistema de captación de radiación) comprende también un sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque. La radiación capturada por el retinógrafo 500 es, a modo de ejemplo, decodificada mediante un filtro de Wiener 503 (que se corresponde con el subsistema 111 de decodificación de la imagen codificada). Figure 5 shows, by way of example, a possible embodiment of the system 100 of the invention comprising a sub-system 501 (which may correspond to the subsystem 104 of Figure 1) for reducing the magnitude of astigmatism, a sub- system 502 (which may correspond to sub-system 106 of Figure 1) for coding the light beam H, and a retinograph 500. More specifically, sub-system 501 for reducing the magnitude of astigmatism and the sub-system 502 encoding the light beam are integrated into the retinograph 500, so that these sub-systems 501, 502 are responsible for reducing the magnitude of the astigmatism of the incident front (i.e., the beam of light coming from the retina) in the retinograph and the resulting front coding to significantly increase the insensitivity of the optical transfer function to variations in the wavefront, while the retinograph 500 (which in turn is a sub-system 110 of conversion of the ha z of coded light, in an encoded image, that is, it is a radiation collection system) also comprises a sub-system 108 for reducing blur aberrations. The radiation captured by the retinograph 500 is, by way of example, decoded by a Wiener filter 503 (corresponding to the decoding subsystem 111 of the encoded image).
En la Figura 6 se muestra, a modo de ejemplo, una posible realización preferida del sistema 100 para obtener una imagen en alta resolución de la retina de un ojo, de acuerdo con la invención. En esta realización preferida, al menos un haz de luz H que emana del ojo (ya sea por fluorescencia o porque se “excita” la retina mediante al menos un haz de luz adecuado, en ambos casos por parte del sub-sistema de 102 de iluminación de la retina) se dirige hacia un espejo 601 (que puede corresponderse con el primer conjunto óptico 103 de la Figura 1), el cual redirige el haz de luz H hacia un sub-sistema 600 (que se corresponde con el sub-sistema 108 de reducción de las aberraciones de desenfoque de la Figura 1) de reducción de las aberraciones de desenfoque, que en esta realización consiste en un sistema Badal formado por los elementos 602, 603, 604, 605. El haz de luz H proveniente de este sub-sistema 600 de reducción de las aberraciones de desenfoque se propaga hasta llegar a un sub-sistema 606 de reducción de la magnitud de astigmatismo, que en esta posible realización consiste en un conjunto de lentes esferotóricas que pueden rotar independientemente para reducir la magnitud del astigmatismo del frente que incide sobre él. El haz de luz H, tras pasar por el sub-sistema 606 de reducción de la magnitud de astigmatismo llega directamente a un sub-sistema 607 de codificación del haz de luz H, que en esta realización particular y a modo de ejemplo consiste en una lámina de fase que introduce una fase cubica de 17 micrómetros pico-valle. Tras pasar por este sub-sistema 607, el haz de luz H atraviesa un diafragma 608 y un par de lentes situadas foco a foco (609 y 611) entre las que se coloca un diafragma de campo 610. El par de lentes 609, 611 conjugan el plano donde está situado el sub-sistema 607 de codificación del haz de luz con la lente focalizadora 612, que hace imagen sobre el sub-sistema 613 de captura de radiación (que puede corresponderse con el sub-sistema 110 de conversión de la Figura 1) que en esta realización particular es una cámara CCD. Posteriormente la imagen es decodificada mediante, y a modo de ejemplo, un filtro de Wiener 614 (que puede corresponderse con el sub-sistema 111 de decodificación de la imagen codificada, de la Figura 1). Figure 6 shows, by way of example, a possible preferred embodiment of the system 100 for obtaining a high resolution image of the retina of an eye, according to the invention. In this preferred embodiment, at least one beam of light H emanating from the eye (either by fluorescence or because the retina is "excited" by at least one suitable beam of light, in both cases by the sub-system of 102 illumination of the retina) is directed towards a mirror 601 (which may correspond to the first optical assembly 103 of Figure 1), which redirects the beam of light H towards a sub-system 600 (corresponding to the sub-system 108 for reducing the blur aberrations of Figure 1) for reducing the blur aberrations, which in this embodiment consists of a Badal system formed by the elements 602, 603, 604, 605. The beam of light H from this sub-system 600 for reducing blur aberrations is propagated until reaching a sub-system 606 for reducing the magnitude of astigmatism, which in this possible embodiment consists of a set of spherical lenses that can rotate independently to reduce the magnitude of the astigmatism of the front that affects it. The light beam H, after passing through the sub-system 606 for reducing the magnitude of astigmatism, arrives directly at a sub-system 607 encoding the light beam H, which in this particular and exemplary embodiment consists of a sheet phase that introduces a cubic phase of 17 micrometers peak-valley. After passing through this sub-system 607, the light beam H crosses a diaphragm 608 and a pair of lenses located focus to focus (609 and 611) between which a field diaphragm 610 is placed. The pair of lenses 609, 611 they conjugate the plane where the light beam coding sub-system 607 is located with the focusing lens 612, which image on the radiation capture sub-system 613 (which may correspond to the conversion sub-system 110 Figure 1) that in this particular embodiment is a CCD camera. Subsequently, the image is decoded by, and by way of example, a Wiener 614 filter (which may correspond to the decoding sub-system 111 of the encoded image, of Figure 1).
La Figura 7 pretende demostrar la importancia que tiene que el sistema de acuerdo con la invención comprenda el sub-sistema de reducción de la magnitud de astigmatismo y el subsistema de reducción de la magnitud del desenfoque presentes en el frente de onda. En la figura 7a se muestran una serie de imágenes de la respuesta de impulso del conjunto sistema óptico-ojo cuando a la entrada se colocan diferentes ojos con distintos errores refractivos. Figure 7 is intended to demonstrate the importance of the system according to the invention comprising the sub-system for reducing the magnitude of astigmatism and the subsystem for reducing the magnitude of the blur present in the wavefront. A series of images of the impulse response of the optical-eye system assembly are shown in Figure 7a when different eyes with different refractive errors are placed at the input.
Más concretamente, la Figura 7a1 esfera 0.32esf -1.40 cil; la Figura 7a2 -1.97 esf -1.40 cil; la Figura 7a3 +0.60 esf-4.42 cil; la Figura 7a4 –‘.36 esf-0.38 cil. More specifically, Figure 7a1 sphere 0.32esf -1.40 cil; Figure 7a2 -1.97 sf -1.40 cyl; Figure 7a3 +0.60 esf-4.42 cil; Figure 7a4 - ‘. 36 esf-0.38 cil.
En la figura 7b se muestra el decodificador (que se corresponde en este caso con la respuesta de impulso del sistema cuando estos sub-sistemas no alteran el frente de ondas) que se emplea para decodificar la imagen y obtener por tanto la imagen de alta resolución. Se puede observar que la semejanza entre la respuesta de impulso del conjunto sistema óptico-ojo y el decodificador depende de la magnitud del desenfoque y astigmatismo. De esta manera, se hace necesario disponer de estos sub-sistemas con el fin de reducir esta magnitud y mantenerla dentro de unos límites en los que la respuesta de impulso y el decodificador son semejantes. Garantizar esta semejanza es importante para conseguir una buena decodificación de la imagen. Figure 7b shows the decoder (which corresponds in this case to the impulse response of the system when these sub-systems do not alter the wavefront) that is used to decode the image and thus obtain the high resolution image . It can be seen that the similarity between the impulse response of the optical-eye system set and the decoder depends on the magnitude of the blur and astigmatism. In this way, it becomes necessary to have these sub-systems in order to reduce this magnitude and keep it within limits in which the impulse response and the decoder are similar. Ensuring this similarity is important to achieve a good decoding of the image.
En la Figura 8 se muestra el comportamiento temporal del sistema. En la fila superior se presenta la evolución temporal de la respuesta de impulso de un ojo con aberraciones. En la fila central se muestra la imagen de la retina degradada por las aberraciones. En la fila inferior se muestran las imágenes decodificadas o restauradas proporcionadas por una posible realización del sistema de acuerdo con la invención. Se puede apreciar que el sistema propuesto puede proporcionar imágenes de alta resolución en tiempo real sin necesidad de cambiar el decodificador a pesar de que cambien las aberraciones presentes en el ojo del paciente. Las imágenes de la retina presentadas subtienden un ángulo de 1.27º. The temporary behavior of the system is shown in Figure 8. The temporal evolution of the impulse response of an eye with aberrations is presented in the upper row. The image of the retina degraded by aberrations is shown in the middle row. Decoded or restored images provided by a possible embodiment of the system according to the invention are shown in the bottom row. It can be seen that the proposed system can provide high resolution images in real time without changing the decoder even though the aberrations present in the patient's eye change. The images of the retina presented subtend an angle of 1.27º.
En la Figura 9 se muestra la respuesta de impulso asociada a tres aberraciones oculares distintas, las imágenes del fondo de ojo degradadas por dichas aberraciones y las imágenes que proporciona el sistema propuesto. En los tres casos se emplea el mismo decodificador. Las imágenes de fondo de ojo presentadas subtienden un ángulo de 4.75º. Figure 9 shows the impulse response associated with three different ocular aberrations, the fundus images degraded by said aberrations and the images provided by the proposed system. In all three cases the same decoder is used. The presented fundus images subtend an angle of 4.75º.
A pesar de que se han descrito aquí sólo algunas realizaciones y ejemplos particulares de la invención, el experto en la materia comprenderá que son posibles otras realizaciones alternativas y/o usos de la invención, así como modificaciones obvias y elementos equivalentes. Además, la presente invención abarca todas las posibles combinaciones de las realizaciones concretas que se han descrito. Los signos numéricos relativos a los dibujos y colocados entre paréntesis en una reivindicación son solamente para intentar aumentar la comprensión de la reivindicación, y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la protección de la reivindicación. El alcance de la presente invención no debe limitarse a realizaciones concretas, sino que debe ser determinado únicamente por una lectura apropiada de las reivindicaciones adjuntas. Although only some particular embodiments and examples of the invention have been described herein, the person skilled in the art will understand that other alternative embodiments and / or uses of the invention are possible, as well as obvious modifications and equivalent elements. In addition, the present invention encompasses all possible combinations of the specific embodiments that have been described. The numerical signs relating to the drawings and placed in parentheses in a claim are only intended to increase the understanding of the claim, and should not be construed as limiting the scope of the claim's protection. The scope of the present invention should not be limited to specific embodiments, but should be determined only by an appropriate reading of the appended claims.
A pesar también de que las realizaciones descritas de la invención con referencia a los dibujos comprenden sistemas de computación y procesos realizados en sistemas de computación, la invención también se extiende a programas de ordenador, más particularmente a programas de ordenador en o sobre unos medios portadores, adaptados para poner la invención en práctica. El programa de ordenador puede estar en forma de código fuente, de código objeto o en un código intermedio entre código fuente y código objeto, tal como en forma parcialmente compilada, o en cualquier otra forma adecuada para usar en la implementación de los procesos de acuerdo con la invención. El medio portador puede ser cualquier entidad o dispositivo capaz de portar el programa. Although also the described embodiments of the invention with reference to the drawings comprise computer systems and processes performed in computer systems, the invention also extends to computer programs, more particularly to computer programs in or on carrier media. , adapted to put the invention into practice. The computer program may be in the form of source code, object code or intermediate code between source code and object code, such as partially compiled form, or in any other form suitable for use in the implementation of the agreement processes. with the invention The carrier medium can be any entity or device capable of carrying the program.
Por ejemplo, el medio portador puede comprender un medio de almacenamiento, tal como una ROM, por ejemplo un o una ROM semiconductora, o un medio de grabación magnético, por ejemplo un floppy disc o un disco duro. Además, el medio portador puede ser un medio portador transmisible tal como una señal eléctrica u óptica que puede transmitirse vía cable eléctrico u óptico o mediante radio u otros medios. For example, the carrier medium may comprise a storage medium, such as a ROM, for example one or a semiconductor ROM, or a magnetic recording medium, for example a floppy disc or a hard disk. In addition, the carrier means may be a transmissible carrier medium such as an electrical or optical signal that can be transmitted via electrical or optical cable or by radio or other means.
Cuando el programa de ordenador está contenido en una señal que puede transmitirse directamente mediante un cable u otro dispositivo o medio, el medio portador puede estar constituido por dicho cable u otro dispositivo o medio. When the computer program is contained in a signal that can be transmitted directly by means of a cable or other device or medium, the carrier means may be constituted by said cable or other device or medium.
Alternativamente, el medio portador puede ser un circuito integrado en el que está encapsulado (embedded) el programa de ordenador, estando adaptado dicho circuito integrado para realizar, o para usarse en la realización de, los procesos relevantes. Alternatively, the carrier means can be an integrated circuit in which the computer program is encapsulated (embedded), said integrated circuit being adapted to perform, or to be used in the realization of, the relevant processes.
Claims (16)
- 25 6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende un conjunto óptico (103) dispuesto entre el ojo (101) y un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema de reducción del astigmatismo (104; 606), el sub-sistema (106; 607) de codificación del haz de luz (H) y el sub-sistema (108; 600) de reducción de las aberraciones de desenfoque, estando dispuesto este conjunto óptico (103) para dirigir el haz de luz (H) proveniente de la retina de ojo (101) hacia el sub-sistema seleccionado. System according to claim 5, characterized in that it comprises an optical assembly (103) disposed between the eye (101) and a sub-system selected from the astigmatism reduction sub-system (104; 606), the sub- light beam coding system (106; 607) and sub-system (108; 600) for reducing blur aberrations, this optical assembly (103) being arranged to direct the light beam (H) from the eye retina (101) to the selected sub-system.
- 30 7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque comprende al menos un conjunto óptico (105, 107) dispuesto entre dos sub-sistemas seleccionados de entre el sub-sistema (104; 606) de reducción del astigmatismo, el sub-sistema (106; 607) de codificación del haz de luz (H) y el subsistema (108; 600) de reducción de las aberraciones de desenfoque, estando dispuesto este conjunto óptico (105, 107) para dirigir el haz de luz desde un sub-sistema hacia el otro sub-sistema. System according to any one of claims 5 or 6, characterized in that it comprises at least one optical assembly (105, 107) disposed between two sub-systems selected from the sub-system (104; 606) for reducing astigmatism, the sub-system (106; 607) for coding the light beam (H) and the subsystem (108; 600) for reducing blur aberrations, this optical assembly (105, 107) being arranged to direct the light beam from one sub-system to the other sub-system.
- 35 8. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque comprende un conjunto óptico (109) dispuesto entre un sub-sistema seleccionado de entre el sub-sistema (104; 606) de reducción del astigmatismo, el sub-sistema (106; 607) de codificación del haz de luz (H) y el sub-sistema (108; 600) de reducción de las aberraciones de desenfoque, y el sub-sistema (110; 613) de conversión, estando dispuesto este conjunto óptico (109) para dirigir el haz de luz (H) desde el sub-sistema seleccionado hacia el subSystem according to any one of claims 5 to 7, characterized in that it comprises an optical assembly (109) arranged between a sub-system selected from among the sub-system (104; 606) for reducing astigmatism, the sub-system (106; 607) encoding the light beam (H) and the sub-system (108; 600) for reducing blur aberrations, and the conversion sub-system (110; 613), this optical assembly being arranged (109) to direct the beam of light (H) from the selected sub-system to the sub
- 10. 10.
- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende un subsistema (102) de para iluminación de la retina del ojo (101), siendo generado el haz de luz (H) proveniente de la retina del ojo (101) como respuesta a la acción del sub-sistema (102) de iluminación. System according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a subsystem (102) for lighting the retina of the eye (101), the light beam (H) coming from the retina of the eye (101) being generated as response to the action of the lighting sub-system (102).
- 11. eleven.
- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el sub-sistema (104; 606) de reducción del astigmatismo comprende al menos uno de los siguientes elementos: al menos una lente esferotórica; al menos una lente esferocilíndrica; al menos un espejo tórico; al menos una pantalla de cristal líquido; al menos una lámina de fase; System according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the astigmatism reduction sub-system (104; 606) comprises at least one of the following elements: at least one spherical lens; at least one spherocylindrical lens; at least one toric mirror; at least one liquid crystal display; at least one phase sheet;
- 12. 12.
- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el sub-sistema (106; 607) de codificación del haz de luz (H) comprende al menos uno de los siguientes elementos: al menos un espejo deformable; al menos una pantalla de cristal líquido; al menos una lámina de fase; al menos un elemento dispersor; System according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the sub-system (106; 607) for coding the light beam (H) comprises at least one of the following elements: at least one deformable mirror; at least one liquid crystal display; at least one phase sheet; at least one dispersing element;
- 13. 13.
- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el sub-sistema (110; 613) de conversión comprende al menos uno de los siguientes elementos: al menos una cámara con objetivo; al menos un oftalmoscopio; al menos un retinógrafo; al menos una cámara Scheimpflug; al menos un sistema de tomografía de coherencia óptica; al menos un sistema de microscopía confocal; System according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the conversion sub-system (110; 613) comprises at least one of the following elements: at least one objective camera; at least one ophthalmoscope; at least one retinograph; at least one Scheimpflug camera; at least one optical coherence tomography system; at least one confocal microscopy system;
al menos un sistema de imagen polarimétrica;
al menos un sistema de angiografía;
at least one polarimetric imaging system;
at least one angiography system;
- 14. 14.
- Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el sub-sistema (111; 614) de decodificación de la imagen codificada comprende al menos un filtro de restauración. System according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the decoding sub-system (111; 614) comprises at least one restoration filter.
- 15. fifteen.
- Procedimiento para obtener al menos una imagen de la retina de un ojo (101), caracterizado porque comprende: Procedure for obtaining at least one image of the retina of one eye (101), characterized in that it comprises:
- 16. 16.
- Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende: Method according to claim 15, characterized in that it comprises:
- 17. 17.
- Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado porque comprende: Method according to any one of claims 15 or 16, characterized in that it comprises:
- 18. 18.
- Producto de programa informático caracterizado porque comprende instrucciones de programa para provocar que un sistema de computación realice el procedimiento para obtener al menos una imagen en alta resolución de la retina de un ojo (101), según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17. Computer program product characterized in that it comprises program instructions to cause a computer system to perform the procedure to obtain at least one high resolution image of the retina of an eye (101), according to any one of claims 15 to 17.
- 19. 19.
- Producto de programa informático según la reivindicación 18, caracterizado porque está almacenado en unos medios de almacenamiento. Computer program product according to claim 18, characterized in that it is stored in storage media.
- 20. twenty.
- Producto de programa informático según la reivindicación 18, caracterizado porque es portado por una onda portadora. Computer program product according to claim 18, characterized in that it is carried by a carrier wave.
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