ES2689680T3 - Método de procesamiento de imagen para determinar la profundidad de enfoque de un láser refractivo - Google Patents

Abstract

Sistema de láser que comprende un aparato de láser oftalmológico y un dispositivo de interfaz que se puede acoplar al aparato de láser y tiene un elemento de aplanamiento (30) que comprende una superficie frontal (36) y una superficie posterior (32), en donde el aparato de láser comprende: - ópticas que están adaptadas para enfocar el rayo láser, que tiene una forma predefinida, a través del elemento de aplanamiento en un punto de enfoque, caracterizado por que el aparato de láser comprende, además: - un elemento de detección que está adaptado para detectar una imagen superpuesta de una reflexión espuria, que se refleja desde la superficie frontal, con una reflexión estándar, que se refleja desde la superficie posterior, y - un procesador que está adaptado para eliminar filtrando numéricamente la reflexión espuria de la imagen superpuesta para producir una imagen filtrada que sea esencialmente idéntica a la reflexión estándar, y determinar una profundidad del punto de enfoque del rayo láser en función de la imagen filtrada.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

DESCRIPCIÓN

Método de procesamiento de imagen para determinar la profundidad de enfoque de un láser refractivo Antecedentes

Para los láseres de procesamiento de material, y en particular para los láseres utilizados en cirugía oftalmológica, es esencial determinar exactamente la profundidad del foco del rayo láser, con el fin de lograr una alta calidad y un corte preciso.

Los láseres refractivos son una clase particular de láser de procesamiento de materiales que se utilizan en la cirugía LASIK (queratomileusis in situ asistida por láser). La cirugía LASIK se realiza en tres etapas. Una primera etapa es crear un colgajo de tejido corneal. Una segunda etapa es volver a dar forma o remodelar la córnea por debajo del colgajo con el láser refractivo. En una etapa final, el colgajo se recoloca.

La córnea humana consta de cinco capas. La capa externa es el epitelio, una fina capa de tejido de crecimiento rápido y células fácilmente regeneradas, normalmente compuesta de alrededor de seis capas de células. A continuación, la capa de Bowman, que tiene un espesor de 8-14 gm, es una capa condensada de colágeno que protege el estroma. El estroma es una capa intermedia transparente, que consiste en fibras de colágeno dispuestas regularmente, junto con queratosis interconectados distribuidos de forma dispersa, que son células responsables de la reparación y el mantenimiento general. La membrana de Descemet es una delgada capa acelular de alrededor de 5-20 gm de espesor. Finalmente, el endotelio es una capa, de aproximadamente de 5 gm de espesor, de células ricas en mitocondrias.

El estroma es la capa más gruesa de la córnea, representando hasta el 90% del espesor corneal. Una remodelación o reformado del estroma durante la cirugía altera la capacidad de enfoque de la luz de la córnea, lo que da como resultado una corrección de la visión del paciente.

Durante la cirugía LASIK, para controlar la profundidad del foco del rayo láser de manera más exacta, se coloca un plano transparente y/o translúcido plano o curvo en contacto con la superficie externa del ojo. Este avión también se llama elemento de aplanamiento. El elemento de aplanamiento tiene una superficie frontal que normalmente se recubre con una capa que minimiza las reflexiones y una superficie posterior que está en contacto con el ojo.

Al cortar el colgajo, la profundidad del foco del láser se debe controlar con mucha precisión. El colgajo se corta a una profundidad de aproximadamente 80 gm a 500 gm, tal como aproximadamente 120 gm. El colgajo se crea normalmente muy cerca de la capa de Bowman para evitar el trauma provocado por tirar del colgajo, pero lo suficientemente lejos de la capa de Bowman para evitar romper la capa. Para permitir resultados uniformes y de alta calidad, la profundidad de enfoque del rayo láser se debe poder controlar con una precisión de unos pocos micrómetros.

En los sistemas de cirugía LASIK actuales, la profundidad del foco del láser, en relación con la superficie de la córnea del ojo, se calibra (o recalibra) antes del inicio de cada cirugía.

Para determinar la profundidad exacta del foco del rayo láser durante la calibración, la superficie posterior de un elemento de aplanamiento está en contacto con el ojo, y un rayo láser que tiene un patrón particular se dirige hacia el ojo. La profundidad exacta del foco del rayo láser en relación con la superficie posterior del elemento de aplanamiento se calcula en función del patrón de luz reflejada medido desde la superficie posterior del elemento de aplanamiento. Para garantizar que no haya reflexiones espurias de otras superficies que comprometerían la calidad de los cálculos, la superficie frontal del elemento de aplanamiento se recubre con un recubrimiento de minimización de la reflexión de alta transmisividad.

Planteamiento del problema

Sin embargo, dicho recubrimiento de alta transmisividad es bastante caro, y por lo tanto sería deseable encontrar un método para determinar la profundidad exacta del foco del rayo láser que funcione incluso cuando la superficie frontal del elemento de aplanamiento no está recubierta con una capa de minimización de la reflexión altamente transmisiva. Este problema se resuelve mediante el objeto de estudio de las reivindicaciones independientes. Las formas de realización ventajosas están definidas por las reivindicaciones dependientes.

Resumen de la invención

Un primer aspecto de un aparato de láser oftalmológico se describe de acuerdo con la reivindicación 1. Un dispositivo de interfaz se puede acoplar al aparato de láser y tiene un elemento de aplanamiento que puede ser transparente y/o translúcido a un rayo láser producido por el aparato de láser. El elemento de aplanamiento tiene una superficie frontal y una superficie posterior. El aparato de láser comprende ópticas que están adaptadas para enfocar el rayo láser, que tienen una forma predefinida, a través del elemento de aplanamiento en un punto de enfoque. Además, el aparato de láser comprende un elemento de detección que está adaptado para detectar una imagen superpuesta de una reflexión espuria, que se refleja desde la superficie frontal, con una reflexión estándar,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

que se refleja desde la superficie posterior. El aparato de láser también comprende un procesador que está adaptado para eliminar filtrando numéricamente la reflexión espuria de la imagen superpuesta, y determinar una profundidad del punto de enfoque del rayo láser en función de la reflexión estándar restante.

El aparato de láser oftalmológico de acuerdo con el primer aspecto permite que se determine la profundidad del foco del rayo láser exactamente, incluso cuando la superficie frontal del elemento de aplanamiento está libre de un recubrimiento de minimización de la reflexión.

En una forma de realización de acuerdo con el primer aspecto, el aparato de láser oftalmológico puede comprender además una máscara para cubrir al menos una parte del rayo láser. En este caso, la óptica se puede adaptar para enfocar el rayo láser a través de la máscara con el fin de producir la forma predefinida. De acuerdo con esta forma de realización, se puede seleccionar una máscara adecuada que esté adaptada para proporcionar resultados exactos para determinar la profundidad del foco del rayo láser.

En una forma de realización adicional de acuerdo con el primer aspecto, el procesador para filtrar la reflexión espuria se puede adaptar para convolucionar la imagen superpuesta con un patrón de referencia predefinido para producir una imagen auxiliar. El procesador se puede adaptar para evaluar a continuación la imagen auxiliar para identificar un punto máximo que tenga la intensidad más alta. Finalmente, el procesador se puede adaptar para recolocar el patrón de referencia en función de una ubicación del punto máximo, y multiplicar la imagen superpuesta con el patrón de referencia recolocado para producir la reflexión estándar. De acuerdo con esta forma de realización, se puede determinar el punto central de una reflexión estándar, y en base a esta información, se puede eliminar una reflexión espuria.

En un refinamiento de la forma de realización anterior, el patrón de referencia puede comprender un punto central, y el procesador se puede adaptar para recolocar el patrón de referencia de manera que el punto central y la ubicación del punto máximo se superpongan. De acuerdo con esta forma de realización, se pueden identificar los puntos en los que se puede ubicar una reflexión estándar, asegurando por lo tanto que ninguna de las reflexiones estándar se cancele cuando se elimina la reflexión espuria.

Adicional o alternativamente, la convolución de la imagen superpuesta con el patrón de referencia se puede realizar como una multiplicación en el dominio de la frecuencia. En un refinamiento de esta forma de realización, el procesador se puede adaptar para aplicar una transformada de Fourier a la imagen superpuesta. El procesador puede entonces adaptarse para multiplicar la imagen superpuesta transformada de Fourier con una transformada de Fourier del patrón de referencia para producir una imagen auxiliar transformada. Finalmente, el procesador se puede adaptar para realizar una transformada de Fourier inversa en la imagen auxiliar transformada para producir la imagen auxiliar. Esto permite que el cálculo de la imagen superpuesta convolucionada se realice más rápidamente, ya que realizar una convolución en el dominio espacial puede ser muy costoso desde el punto de vista informático.

En una forma de realización adicional del primer aspecto, el elemento de aplanamiento puede estar libre de un recubrimiento de minimización de la reflexión.

En cualquiera de las dos formas de realización anteriores, la superficie posterior del elemento de aplanamiento se puede adaptar para quedar en contacto con el ojo que se va a examinar. Esto permite que la distancia entre la óptica y la superficie del ojo se mantenga constante en el curso de un procedimiento de determinación, garantizando por lo tanto que la profundidad de enfoque se mide de forma correcta en todo momento.

Un segundo aspecto es un sistema láser con el aparato de láser de acuerdo con el primer aspecto o una de las formas de realización del primer aspecto. El sistema láser comprende además un dispositivo de interfaz que se puede acoplar al aparato de láser y tiene un elemento de aplanamiento que es transparente y/o translúcido a un rayo láser producido por el aparato de láser. El elemento de aplanamiento comprende una superficie frontal y una superficie posterior.

Un tercer aspecto es un método para determinar la profundidad de un punto de enfoque de un rayo láser proporcionado por el aparato de láser según se describe en la presente memoria. En una primera etapa de este método, un rayo láser, que tiene una forma predefinida, se enfoca a través de un elemento de aplanamiento en un foco. El elemento de aplanamiento tiene una superficie frontal y una superficie posterior. El elemento de aplanamiento puede ser un elemento de aplanamiento transparente y/o translúcido, es decir, puede ser transparente y/o translúcido al rayo láser. En una segunda etapa, se detecta una imagen superpuesta. La imagen superpuesta consta de una reflexión espuria, que se refleja desde la superficie frontal, superpuesto con una reflexión estándar, que se refleja desde la superficie posterior. En una tercera etapa, la reflexión espuria se elimina filtrando numéricamente de la imagen superpuesta. En una etapa final, la profundidad del punto de enfoque del rayo láser se determina en función de la reflexión estándar restante.

El método de acuerdo con el tercer aspecto permite que la profundidad del foco del rayo láser se determine exactamente, incluso cuando la superficie frontal del elemento de aplanamiento está libre de un recubrimiento de minimización de la reflexión.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

En una forma de realización de acuerdo con el tercer aspecto, la etapa de eliminar filtrando la reflexión espuria puede comprender: convolucionar la imagen superpuesta con un patrón de referencia predefinido, para producir una imagen auxiliar; evaluar la imagen auxiliar, para identificar un punto máximo que tiene una intensidad más alta; recolocar el patrón de referencia en función de una ubicación del punto máximo; y multiplicar la imagen superpuesta con el patrón de referencia recolocado, para producir la reflexión estándar. De acuerdo con esta forma de realización, se puede determinar el punto central de una reflexión estándar, y en base a esta información, se puede eliminar una reflexión espuria.

De acuerdo con esta forma de realización, la etapa de convolucionar puede comprender: aplicar una transformada de Fourier a la imagen superpuesta; multiplicar la imagen superpuesta transformada de Fourier con una transformada de Fourier del patrón de referencia, para producir una imagen auxiliar transformada; y realizar una transformada de Fourier inversa en la imagen auxiliar transformada para producir la imagen auxiliar. Esto permite que el cálculo de la imagen superpuesta convulucionada se realice más rápidamente, ya que realizar una convolución en el dominio espacial puede ser muy costoso desde el punto de vista informático.

Un cuarto aspecto es un programa informático con partes de código de programa, que cuando se carga en una computadora o procesador, o cuando se ejecutan en una computadora o procesador, hacen que la computadora o procesador ejecute cualquiera de los aspectos del método descritos en la presente memoria.

El programa informático se puede almacenar en un dispositivo de almacenamiento de programas o producto de programa informático.

En lo anterior, la operación "Transformada de Fourier" se refiere a cualquier transformada discreta de Fourier, tal como la transformada rápida de Fourier (FFT). Sin embargo, cualquier método computacional adecuado para transformar una señal espacial en el dominio de frecuencia se puede utilizar en lugares donde se haga referencia a "transformada de Fourier".

El aparato de láser, el sistema láser, el método correspondiente y el programa informático se describen en la presente memoria con respecto a la oftalmología. Sin embargo, también es concebible que el aparato de láser, el sistema láser, el método correspondiente y el programa informático se utilicen en diferentes campos técnicos, como la dermatología o el procesamiento de materiales.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explicará adicionalmente sobre la base de las Figuras adjuntas, que son esquemáticas en todo momento.

Fig. 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema que comprende un aparato de láser de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.

Fig. 2 muestra un diagrama esquemático de una parte del aparato de láser de acuerdo con la forma de realización de la Fig. 1.

Fig. 3 muestra una vista en planta de una máscara utilizada en la forma de realización de acuerdo con la Fig. 2.

Fig. 4 muestra un diagrama esquemático de la luz que pasa a través de un elemento de aplanamiento de

acuerdo con la forma de realización de la Fig. 1.

Fig. 5 muestra un diagrama de bloques de las etapas de cálculo de un método de acuerdo con una forma de realización de la invención.

Fig. 6 muestra una imagen filtrada adecuada para calcular la profundidad de enfoque de un rayo láser.

Fig. 7 muestra una imagen que consiste en una reflexión espuria superpuesta con una reflexión estándar de

acuerdo con la forma de realización de la Fig. 5.

Fig. 8 muestra un patrón de referencia de acuerdo con la forma de realización de la Fig. 5.

Fig. 9 muestra la transformación de Fourier del patrón de referencia de la Fig. 8.

Fig. 10 muestra el resultado de multiplicar el patrón de referencia transformado de Fourier de la Fig. 9 con una transformación de Fourier de la imagen superpuesta de la Fig. 7.

Fig. 11 muestra una transformada de Fourier inversa de la imagen de la Fig. 10.

Fig. 12 muestra un patrón de referencia recolocado de acuerdo con la forma de realización de la Fig. 5.

Descripción detallada

La Fig. 1 muestra un sistema de láser 10 para enfocar un rayo láser 14 en un punto de enfoque dentro de un ojo 16.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

El sistema láser comprende una fuente láser 12. La fuente láser 12 puede incluir, por ejemplo, un oscilador láser (por ejemplo, un oscilador láser en estado sólido), un preamplificador, que aumenta la potencia de pulso de los pulsos láser emitidos desde el oscilador y simultáneamente los estira, temporalmente, un selector de pulsos posterior, que selecciona pulsos de láser individuales a partir de los pulsos de láser preamplificados del oscilador, para reducir la velocidad de repetición en un grado deseado, un amplificador de potencia, que amplifica los pulsos seleccionados, aun temporalmente estirados, hasta la energía de pulso necesaria para la aplicación, y un compresor de pulsos, que comprime temporalmente la salida de pulsos del amplificador de potencia a la duración de pulso deseada para la aplicación.

La fuente láser 12 genera un rayo láser pulsado 14. La duración del pulso de los pulsos de radiación se elige para generar señales luminosas reflejadas, con fines de diagnóstico, como para crear incisiones en el tejido corneal de un ojo 16 de un paciente a tratar. Los pulsos de radiación del rayo láser 14 tienen una duración de pulso en el intervalo de nanosegundos, picosegundos, femtosegundos o attosegundos.

El rayo láser 14 generado por la fuente láser 12 tiene además una velocidad de repetición de pulsos tal como se desea para la aplicación en cuestión. La velocidad de repetición de los pulsos de radiación emitidos desde el dispositivo láser 10 y dirigidos al ojo 16 corresponde a la velocidad de repetición de los pulsos de radiación que se generan a la salida de la fuente láser 12. Alternativamente, si es requerido por un perfil de mecanizado predeterminado para el ojo 16, una parte de los pulsos de radiación emitidos desde la fuente láser 12 se bloquean por medio de un conmutador óptico 18 dispuesto en la trayectoria de radiación del rayo láser 14. Dichos pulsos de radiación bloqueados en consecuencia no alcanzan el ojo 16.

El conmutador óptico 18, que también se denomina modulador de pulsos, puede adoptar, por ejemplo, la forma de un modulador acústico-óptico o un modulador electro-óptico. Generalmente, el conmutador óptico 18 puede contener elementos ópticamente activos arbitrarios que permiten un bloqueo rápido de pulsos láser individuales. El conmutador óptico 18 puede, por ejemplo, contener una trampa de rayo, que sirve para absorber los pulsos de radiación a bloquear. El conmutador óptico 18 puede desviar dichos pulsos de radiación a bloquear de la trayectoria normal del rayo de los pulsos de radiación del rayo láser 14 y dirigirlos hacia la trampa de rayo.

Otros componentes ópticos que se disponen en la trayectoria del rayo láser 14 incluyen un controlador z 22 y un controlador x-y 24. El controlador z 22 controla la ubicación longitudinal del punto focal del rayo láser 14; el controlador x-y 24, por otro lado, controla la ubicación transversal del punto focal. En la Fig. 1 se ha dibujado un cuadro de coordenadas que representa las direcciones x-y-z en la región del ojo 16 con fines ilustrativos. En este contexto, el término "longitudinal" se refiere a la dirección de propagación del rayo, que convencionalmente se designa como la dirección z. De manera similar, "transversal" se refiere a una dirección transversal a la dirección de propagación del rayo láser 14, que convencionalmente se designa como el plano x-y.

Para lograr una deflexión transversal del rayo láser 14, el controlador x-y 24 puede, por ejemplo, incluir un par de espejos de escáner accionados galvanométricamente que son capaces de bascular sobre ejes mutuamente perpendiculares. El controlador z 22 puede, por ejemplo, contener una lente ajustable longitudinalmente o una lente de potencia de refracción variable o un espejo deformable, con lo que la divergencia del rayo láser 14, y consecuentemente la posición z del foco del rayo, se puede controlar. Dicha lente o espejo ajustable se puede contener en un expansor de rayo que expande el rayo láser 14 emitido desde la fuente láser 12. El expansor de rayo puede, por ejemplo, configurarse como un telescopio de Galileo.

El aparato de láser de la primera forma de realización comprende un objetivo de enfoque, también denominado como óptica 26, dispuesto en la trayectoria del haz del rayo láser 14. La óptica 26 sirve para enfocar el rayo láser 14 en una ubicación deseada sobre o dentro del ojo 16, en particular dentro de la córnea. La óptica de enfoque 26 puede ser un objetivo f-theta.

El conmutador óptico 18, el controlador z 22, el controlador x-y 24 y el objetivo de enfoque 26 no tienen que estar dispuestos en el orden representado en la Fig. 1. Por ejemplo, el conmutador óptico 18 puede, sin pérdida de generalidad, disponerse en la trayectoria del rayo aguas abajo del controlador z 22. Si se desea, el controlador x-y 24 y el controlador z 22 se pueden combinar para formar una única unidad estructural. El orden y la agrupación de los componentes mostrados en la Fig. 1 no se debe entender en modo alguno como restrictivo.

En el lado de salida del rayo del objetivo de enfoque 26, un elemento de aplanamiento 30 constituye una interfaz de tope para la córnea del ojo 16. El elemento de aplanamiento 30 es transparente y/o al menos translúcido a la radiación láser. En su superficie posterior 32, orientada hacia el ojo, el elemento de aplanamiento 30 incluye una cara de apoyo para la córnea del ojo 16. En su lado superior, opuesto a la superficie del ojo, el elemento de aplanamiento 30 incluye una superficie frontal 36, que está libre de cualquier recubrimiento de minimización de la reflexión. En el caso de ejemplo mostrado, la superficie posterior 32 se realiza como una superficie plana. La superficie posterior 32 nivela la córnea cuando el elemento de aplanamiento 30 se pone en contacto con el ojo 16 con la presión apropiada o cuando la córnea se aspira sobre la superficie posterior 32 mediante una depresión. Según se muestra en la Fig. 1, el ojo 16 se apoya contra la superficie posterior 32 plana del elemento de aplanamiento 30.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

El elemento de aplanamiento 30, que en el caso del diseño plano-paralelo se designa ordinariamente como la placa de aplanamiento, se ajusta al extremo más estrecho de un manguito portador 34 que se ensancha cónicamente. La conexión entre el elemento de aplanamiento 30 y el manguito portador 34 puede ser permanente, por ejemplo, en virtud de la unión de adhesión, o puede ser desmontable, por ejemplo, en virtud de un acoplamiento atornillado. También es concebible utilizar una sola pieza óptica moldeada por inyección que funcione tanto como el manguito portador 34 como el elemento de aplanamiento 30. De una manera no representada en detalle, el manguito portador 34 tiene estructuras de acoplamiento en su extremo de manga más ancho, que en el dibujo es el extremo superior. Las estructuras de acoplamiento son adecuadas para acoplar el manguito portador 34 al objetivo de enfoque 26.

El sistema láser 10 también comprende un elemento de detección 42, tal como una cámara, que está adaptada para recoger imágenes y transferir dichas imágenes al ordenador de control 38.

La fuente láser 12, el conmutador óptico 18, el elemento de detección 42 y los dos escáneres 22, 24 se controlan mediante un ordenador de control 38 que funciona de acuerdo con un programa de control almacenado en una memoria. El programa de control contiene instrucciones (código de programa) que son ejecutadas por el ordenador de control 38 con el fin de determinar y controlar la ubicación del foco del haz del rayo láser 14 en la córnea, en la lente o en otra ubicación del ojo 16 apoyada contra el elemento de contacto 30.

El sistema láser 10 también puede comprender un módulo de interfaz (no mostrado) conectado al ordenador de control 38, para permitir a un usuario introducir comandos en el ordenador de control 38. El módulo de interfaz puede comprender una pantalla o monitor para permitir al usuario ver información de estado sobre los componentes del sistema láser 10, y/o para ver los datos recogidos por el elemento de detección 42.

En la Fig. 2, la parte del sistema láser 10 que forma el aparato de láser se muestra con más detalle. En la trayectoria del rayo láser 14 entre el objetivo de enfoque 26 y el elemento de aplanamiento 30, se proporciona una máscara 40. La máscara 40 se forma de un material que es opaco a la luz del rayo láser 14. La máscara 40 se dimensiona de manera que cubra sustancialmente la totalidad del rayo láser 14. Se muestra una máscara cuadrada 40, pero son posibles otras formas convexas, tales como un polígono regular o irregular o un círculo.

En la Fig. 3 se muestra una vista en planta de la máscara 40. La máscara 40 tiene una abertura central 43 y una o más aberturas externas 44, estando las aberturas 43, 44 adaptadas para dejar pasar a su través la luz del rayo láser 14. Las aberturas externas 44 están separadas a una distancia igual D de la abertura central 43. La distancia D es menor que la mitad del diámetro del rayo láser 14, de tal manera que la luz procedente del borde externo del rayo láser 14 pase a través de las aberturas externas. Las aberturas externas 44 se pueden distribuir uniformemente alrededor de una circunferencia imaginaria centrada en la abertura central 43, pero también son posibles distribuciones irregulares de las aberturas externas 44 alrededor de la circunferencia imaginaria.

La Fig. 4 ilustra las propiedades de transmisión/reflexión del elemento de aplanamiento 30 cuando un rayo de luz 14 está dirigido hacia él. Cuando la luz alcanza la superficie frontal 36 del elemento de aplanamiento 30, la mayor parte de la luz continúa en la misma dirección, pero una parte de la luz se refleja hacia atrás, formando una reflexión espuria 14b.

La técnica conocida proporciona un recubrimiento de minimización de la reflexión sobre la superficie frontal 36 del elemento de aplanamiento 30, de manera que se suprima la reflexión espuria 14b. Sin embargo, en la presente forma de realización, la superficie frontal 36 está libre de un recubrimiento de minimización de la reflexión y, por lo tanto, la incidencia de luz sobre la superficie frontal 36 da como resultado una reflexión espuria 14b.

La luz restante en el rayo láser 14 pasa a continuación a través del elemento de aplanamiento 30, y alcanza la superficie posterior 32 del elemento de aplanamiento. Aquí nuevamente, una parte de la luz se refleja hacia atrás, formando una reflexión estándar 14a.

La luz reflejada desde la reflexión estándar 14a y la reflexión espuria 14b se recoge mediante el elemento de detección 42 en forma de una imagen de salida.

En los sistemas conocidos, debido a la provisión de un recubrimiento de minimización de la reflexión sobre la superficie posterior 36, la imagen de salida constaba solo de una reflexión estándar 14a. Si se utiliza la máscara 40 mostrada en la Fig. 3, se produciría una reflexión similar a la imagen mostrada en la Fig. 6, que constaba de un punto luminoso central que representa la reflexión estándar 14a de luz que pasaba a través de la abertura central 43, y cuatro puntos externos brillantes, que representan las reflexiones estándar 14a de luz que pasan a través de las aberturas externas 44. En base a la distancia entre el punto central y los puntos externos, se puede calcular la profundidad del foco del rayo láser 14.

En la presente forma de realización, se produce una reflexión según se muestra en la Fig. 7 cuando se utiliza la máscara 40 mostrada en la Fig. 3. La imagen consta de una reflexión estándar 14a superpuesta con una reflexión espuria 14b. Los puntos en la reflexión espuria 14b tienen una configuración similar a los puntos en la reflexión estándar 14a, estando determinada la configuración por las aberturas 43, 44 de la máscara 40. Sin embargo, los puntos en la reflexión espuria 14b tienen una intensidad menor que los puntos en la reflexión estándar 14a. Los puntos de la reflexión espuria 14b están además más ampliamente dispersos que los puntos de la reflexión estándar

5

10

15

20

25

30

35

40

14a. Finalmente, la reflexión espuria 14b puede estar incompleta, registrándose solamente algunos de los puntos externos en la imagen.

Para calcular la profundidad del foco del rayo láser 14, la imagen superpuesta de la Fig. 7, por lo tanto, se debe filtrar, y la reflexión espuria 14b se debe eliminar, de tal manera que la profundidad del foco del rayo láser 14 se pueda calcular en función de la reflexión estándar 14a.

La Fig. 5 ilustra las etapas para filtrar la imagen superpuesta, tal como la imagen mostrada en la Fig. 7, de acuerdo con una forma de realización.

En una primera etapa, se determina un patrón de referencia 54 en función del patrón de la máscara 40. Según se muestra en la Fig. 8, el patrón de referencia 54 consta de una superposición de las ubicaciones de los puntos producidos en todas las profundidades de enfoque posibles del láser el rayo 14, como parte de la reflexión estándar 14a de una máscara particular 40. Se realiza una transformación de Fourier en el patrón de referencia 54 para producir un patrón de referencia transformado 56, según se muestra en la Fig. 9.

La determinación del patrón de referencia 54 y el cálculo del patrón de referencia transformado 56 se pueden realizar solo una vez, antes de que el sistema 10 se ponga en uso, y el patrón de referencia transformado 56 se puede almacenar en una memoria del ordenador de control 38. En esta manera, estas operaciones no se tienen que repetir durante cada operación de filtrado; en cambio, el patrón de referencia transformado 56 que corresponde a la máscara 40 se puede simplemente recuperar de la memoria.

Las operaciones de la primera etapa se pueden realizar con el ordenador de control 38, o se pueden realizar en un procesador externo, y los resultados se pueden cargar en la memoria del ordenador de control 38. Las etapas restantes se realizan con el ordenador de control 38.

En una segunda etapa que se puede realizar antes, después o en paralelo a la primera etapa, la imagen superpuesta 50 mostrada en la Fig. 7 se transforma con Fourier para producir una imagen superpuesta transformada 52.

En una tercera etapa, la imagen superpuesta transformada 52 se multiplica con el patrón de referencia transformado 56 para producir una imagen auxiliar transformada 58, según se muestra en la Fig. 10.

En una cuarta etapa, la imagen auxiliar transformada 58 se somete a una transformada de Fourier inversa, para producir una imagen auxiliar 60 adicional, según se muestra en la Fig. 11. La imagen auxiliar 60 representa una convolución de la imagen superpuesta 50 con el patrón de referencia 54.

En una quinta etapa, la imagen auxiliar 60 se escanea para identificar un punto de mayor intensidad, indicado por una flecha en la Fig. 11. El punto de mayor intensidad es el punto más brillante en la imagen auxiliar 60, y corresponde a la ubicación de un centro de la reflexión estándar 14a.

En una sexta etapa, el patrón de referencia 54 de la Fig. 8 se recoloca, de tal manera que el punto central del patrón de referencia 54 coincida con la ubicación del punto de mayor intensidad identificado en la imagen auxiliar 60 de la Fig. 11. El patrón de referencia 62 recolocado se muestra en la Fig. 12.

Finalmente, en una séptima etapa, la imagen superpuesta 50 de la Fig. 7 se multiplica con el patrón de referencia 62 recolocado de la Fig. 12, para producir una imagen filtrada 64, según se muestra en la Fig. 6. La imagen filtrada 64 es esencialmente idéntica a la reflexión estándar 14a producida por la máscara 40, y está, en esencia, libre de cualquier reflexión espuria 14b. La imagen filtrada 64 puede entonces evaluarse utilizando algoritmos conocidos para determinar la profundidad del foco del rayo láser 14.

Claims (13)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   REIVINDICACIONES

   1. Sistema de láser que comprende un aparato de láser oftalmológico y un dispositivo de interfaz que se puede acoplar al aparato de láser y tiene un elemento de aplanamiento (30) que comprende una superficie frontal (36) y una superficie posterior (32), en donde el aparato de láser comprende:

   - ópticas que están adaptadas para enfocar el rayo láser, que tiene una forma predefinida, a través del elemento de aplanamiento en un punto de enfoque,

   caracterizado por que el aparato de láser comprende, además:

   - un elemento de detección que está adaptado para detectar una imagen superpuesta de una reflexión espuria, que se refleja desde la superficie frontal, con una reflexión estándar, que se refleja desde la superficie posterior, y

   - un procesador que está adaptado para eliminar filtrando numéricamente la reflexión espuria de la imagen superpuesta para producir una imagen filtrada que sea esencialmente idéntica a la reflexión estándar, y determinar una profundidad del punto de enfoque del rayo láser en función de la imagen filtrada.
2. 2. Sistema de láser de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aparato de láser comprende además una máscara para cubrir al menos una parte del rayo láser, y en donde las ópticas están adaptadas para enfocar el rayo láser a través de la máscara con el fin de producir la forma predefinida.
3. 3. Sistema láser de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el procesador para filtrar la reflexión espuria está adaptado para:

   - convolucionar la imagen superpuesta con un patrón de referencia predefinido para producir una imagen auxiliar,

   - evaluar la imagen auxiliar para identificar un punto máximo con una mayor intensidad,

   - recolocar el patrón de referencia en función de una ubicación del punto máximo, y

   - multiplicar la imagen superpuesta con el patrón de referencia recolocado para producir la reflexión estándar.
4. 4. Sistema láser de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el patrón de referencia comprende un punto central, y en donde el procesador está adaptado para recolocar el patrón de referencia de tal manera que el punto central y la ubicación del punto máximo se superpongan.
5. 5. Sistema de láser de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la convolución de la imagen superpuesta con el patrón de referencia se realiza como una multiplicación en el dominio de la frecuencia.
6. 6. Sistema láser de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el procesador está adaptado para:

   - aplicar una transformada de Fourier a la imagen superpuesta,

   - multiplicar la imagen superpuesta transformada de Fourier con una transformada de Fourier del patrón de referencia para producir una imagen auxiliar transformada, y

   - realizar una transformación inversa de Fourier en la imagen auxiliar transformada para producir la imagen auxiliar.
7. 7. Sistema láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de aplanamiento está libre de un recubrimiento de minimización de la reflexión.
8. 8. Sistema láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie posterior del elemento de aplanamiento está adaptada para estar en contacto con un ojo que se va a examinar.
9. 9. Sistema láser de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de aplanamiento es transparente y/o translúcido a un rayo láser producido por el aparato de láser.
10. 10. Método para determinar una profundidad de un punto de enfoque de un rayo láser proporcionado por un aparato de láser oftalmológico de la reivindicación 1, comprendiendo el método las siguientes etapas:

    - enfocar un rayo láser, que tiene una forma predefinida, a través de un elemento de aplanamiento en un foco, en donde el elemento de aplanamiento tiene una superficie frontal y una superficie posterior;

    - detectar una imagen superpuesta de una reflexión espuria, que se refleja desde la superficie frontal, con una reflexión estándar, que se refleja desde la superficie posterior;

    - eliminar filtrando numéricamente la reflexión espuria de la imagen superpuesta para producir una imagen filtrada que sea esencialmente idéntica a la reflexión estándar; y

    - determinar la profundidad del punto de enfoque del rayo láser en función de la imagen filtrada.
11. 11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la etapa de eliminar filtrando la reflexión espuria comprende:

    - convolucionar la imagen superpuesta con un patrón de referencia predefinido, para producir una imagen auxiliar.

    5 - evaluar la imagen auxiliar, para identificar un punto máximo que tenga una intensidad más alta,

    - recolocar el patrón de referencia en función de una ubicación del punto máximo, y

    - multiplicar la imagen superpuesta con el patrón de referencia recolocado, para producir la reflexión estándar.
12. 12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la etapa de convolucionar comprende:

    - aplicar una transformada de Fourier a la imagen superpuesta,

    10 - multiplicar la imagen superpuesta transformada de Fourier con una transformada de Fourier del patrón de

    referencia, para producir una imagen auxiliar transformada, y

    - realizar una transformada de Fourier inversa en la imagen auxiliar transformada para producir la imagen auxiliar.
13. 13. Un producto de programa informático que comprende instrucciones para hacer que el dispositivo de la reivindicación 1 realice las etapas del método de una de las reivindicaciones 10 a 12.

    15 14. Dispositivo de almacenamiento de programa o producto de programa informático que comprende el

    programa informático de la reivindicación 13.