ES2854283T3 - Aparato y método para medir parámetros fisiológicos del ojo - Google Patents
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Abstract
Un aparato (300) para medir parámetros fisiológicos de un ojo (100), que comprende - un transmisor (302) para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo, en donde el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz; - un receptor (304) para recibir ondas (604) electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias; - un comparador (306) configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar una respuesta (400) de amplitud y una respuesta (500) de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias; y - una unidad (308) de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas, a un modelo fisiológico (606) del ojo para determinar los parámetros fisiológicos del ojo.
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y método para medir parámetros fisiológicos del ojo
Campo técnico
La presente descripción se refiere, de forma general, a la oftalmología; y más específicamente, a aparatos y métodos para medir parámetros fisiológicos de los ojos.
Antecedentes
Actualmente, una cantidad creciente de población humana sufre de graves enfermedades de los ojos, tales como, pero no de forma limitativa, glaucoma y síndrome del ojo seco, sin necesariamente siquiera saberlo. Además, la cirugía refractiva es común y el uso de lentes de contacto para los ojos es muy popular. Con el fin de diagnosticar de forma precisa los problemas y enfermedades relacionadas con los ojos, se precisa un análisis de las propiedades de los ojos. Por ello, en la actualidad se desarrollan equipos especializados utilizables para medir propiedades fisiológicas de los ojos.
Sin embargo, los equipos existentes para medir propiedades fisiológicas del ojo, adolecen de una serie de limitaciones. En un ejemplo, los equipos existentes se basan en ópticas de precisión y mecánica refinada, haciendo que su estructura sea compleja y sean caros de fabricar. La usabilidad, a menudo, es complicada y requiere habilidades especiales. En otro ejemplo, los equipos existentes pueden requerir contacto físico con los ojos para medir los parámetros fisiológicos del ojo. Sin embargo, este contacto físico, frecuentemente, conduce a una irritación y riesgo elevado de infección en los ojos, y requiere de anestesia ocular.
Por lo tanto, en vista del análisis anterior, existe la necesidad de superar los inconvenientes anteriormente mencionados asociados a los equipos y técnicas existentes para la medición de las propiedades fisiológicas de los ojos.
Se hace referencia a los siguientes documentos:
D1: Taylor Zachary D y col.: “THz and mm-Wave Sensing of Corneal Tissue Water Content: In Vivo Sensing and Imaging Results” , IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, IEEE, Piscataway, NJ, EE. UU., vol.
5, n.° 2, 1 de marzo de 2015 (01-03-2015), páginas 184-196.
D2: Bennett David y col.: “Assessment of corneal hydration sensing in the terahertz band: results at 100 GHz” , International Society for Optical Engineering, SPIE, PO BOX 10, Bellingham, WA 98227-0010, EE. UU., vol. 17, n.° 9, 1 de septiembre de 2012 (01 -09-2012), página 97008.
D3: US-2009/201465 B1 (Huth Stan [EE. UU.])
D1 describe un aparato para medir el contenido de agua del ojo, que comprende:
- refractómetros para transmitir ondas electromagnéticas a 100 GHz y 525 GHz, - un detector piroeléctrico
- medios para mediciones de reflectividad
- una unidad de cálculo CTWC para determinar un contenido total de agua en la córnea.
D2 es similar a D1.
D3 describe un aparato para medir un espesor de película lagrimal, que comprende:
- una fuente de luz
- un detector de luz
- un ordenador para determinar interferométricamente un espesor de película lagrimal en base a la luz detectada reflejada desde el ojo.
Resumen
La presente descripción busca proporcionar un aparato para medir los parámetros fisiológicos de un ojo. La presente descripción busca además proporcionar un método para medir los parámetros fisiológicos de un ojo. La presente descripción busca proporcionar una solución a los problemas existentes de las imprecisiones de medición, la irritación y el riesgo elevado de infección en los ojos durante la medición de los parámetros fisiológicos de los ojos. Un objetivo de la presente descripción es proporcionar una solución que supere, al menos parcialmente, los problemas encontrados en la técnica anterior, y que proporcione mediciones precisas de los parámetros fisiológicos de los ojos.
En un aspecto, una realización de la presente descripción proporciona un aparato para medir parámetros fisiológicos de un ojo, que comprende
- un transmisor para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo;
- un receptor para recibir ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias;
- un comparador configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas, con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas, para determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias; y
- una unidad de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas, a un modelo fisiológico del ojo para determinar los parámetros fisiológicos del ojo en donde el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz.
En otro aspecto, una realización de la presente descripción proporciona un método para medir parámetros fisiológicos de un ojo, que comprende
- transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo en un primer punto del tiempo;
- recibir ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias;
- determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias mediante la comparación del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas; y
- determinar un primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo mediante un proceso de cálculo para ajustar las respuestas de amplitud y las respuestas de fase determinadas a un modelo fisiológico del ojo,
en donde el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz.
Las realizaciones de la presente descripción eliminan sustancialmente, o al menos abordan parcialmente, los problemas anteriormente mencionados en la técnica anterior, y permiten medir con precisión, de manera amable, los parámetros fisiológicos de los ojos de un paciente/usuario.
Se deducirán otros aspectos, ventajas, características y objetos de la presente descripción a partir de los dibujos y la descripción detallada de las realizaciones ilustrativas interpretadas junto con las reivindicaciones anexas que siguen.
Se apreciará que las características de la presente descripción son susceptibles de unirse en varias combinaciones sin abandonar el ámbito de la presente descripción definido por las reivindicaciones anexas.
Breve descripción de las figuras
El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas, se comprende mejor al leerlo junto con los dibujos anexos. Para ilustrar la presente descripción, se muestran estructuras ilustrativas de la descripción en los dibujos. Sin embargo, la presente descripción no se limita a métodos e instrumentales específicos descritos en la presente memoria. Además, los expertos en la técnica entenderán que los dibujos no están a escala. En la medida de lo posible, los elementos similares se han indicado con números idénticos.
A continuación se describirán realizaciones de la presente descripción, a modo de ejemplo únicamente, con referencia a los siguientes diagramas, en donde:
La Fig. 1 representa una ilustración esquemática de la anatomía de un ojo, según una realización de la presente descripción;
La Fig. 2 es una vista ampliada de una parte del ojo de la Fig. 1 que representa varios componentes del ojo, según una realización de la presente descripción;
La Fig. 3 es una implementación ilustrativa de un aparato para medir parámetros fisiológicos del ojo, según una realización de la presente descripción;
La Fig.4 es una representación gráfica de una respuesta de amplitud, según una realización de la presente descripción;
La Fig. 5 es una representación gráfica de una respuesta de fase, según una realización de la presente descripción;
La Fig. 6 es una ilustración esquemática de un modelo de reflectómetro ilustrativo, según una realización de la presente descripción;
La Fig. 7 es una ilustración de las etapas de un método para medir parámetros fisiológicos de un ojo, según una realización de la presente descripción;
Las Figs. 8A y 8B son una primera ilustración de la diferencia en amplitud y fase cuando se cambian los parámetros de la córnea en un modelo fisiológico (el ancho de banda de medición es de 25 GHz, es decir, 200-225 GHz);
Las Figs. 9A y 9B son una segunda ilustración de la diferencia en amplitud y fase cuando se cambian los parámetros de la córnea en un modelo fisiológico (el ancho de banda de medición es de 50 GHz, es decir, 200-250 GHz);
Las Figs. 10A y 10B son una tercera ilustración de la diferencia en amplitud y fase cuando se cambian los parámetros de la córnea en un modelo fisiológico (el ancho de banda de medición es de 100 GHz, es decir, 200-300 GHz);
Las Figs. 11A y 11B son una cuarta ilustración de la diferencia en amplitud y fase cuando se cambian los parámetros de la córnea en un modelo fisiológico (el ancho de banda de medición es de 200 GHz, es decir, 200-400 GHz);
Las Figs. 12A y 12B son ilustraciones para una región no válida para mediciones de amplitud, fase y combinadas (gris), a aproximadamente 35 dB SNR; y
Las Figs. 13A y 13B son ilustraciones de respuestas de amplitud y fase a través del ancho de banda de 25 GHz.
En los dibujos adjuntos, se emplea un número subrayado para representar un elemento sobre el que se coloca el número subrayado o un elemento al que está adyacente el número subrayado. Un número no subrayado se refiere a un elemento identificado por una línea que vincula el número no subrayado al elemento. Cuando un número no está subrayado y está acompañado por una flecha asociada, el número no subrayado se utiliza para identificar un elemento general al que la flecha apunta.
Descripción detallada de las realizaciones
La siguiente descripción detallada ilustra realizaciones de la presente descripción y formas en las que pueden implementarse. Aunque se han descrito algunos modos de realización de la presente descripción, los expertos en la técnica reconocerán que también son posibles otras realizaciones para llevar a cabo o poner en práctica la presente descripción.
En un aspecto, una realización de la presente descripción proporciona un aparato para medir parámetros fisiológicos de un ojo, que comprende
- un transmisor para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo;
- un receptor para recibir ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias;
- un comparador configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias; y
- una unidad de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas a un modelo fisiológico del ojo para determinar los parámetros fisiológicos del ojo,
en donde el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz.
En otro aspecto, una realización de la presente descripción proporciona un método para medir parámetros fisiológicos de un ojo, que comprende
- transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo en un primer punto del tiempo;
- recibir ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias;
- determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, mediante la comparación del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas; y
- determinar un primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo mediante un proceso de cálculo para ajustar las respuestas de amplitud y las respuestas de fase determinadas a un modelo fisiológico del ojo,
en donde la transmisión de ondas electromagnéticas se realiza dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz.
La presente descripción proporciona un aparato y un método para medir parámetros fisiológicos de un ojo. El método descrito incluye la determinación de la respuesta de amplitud así como de la respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas transmitidas y reflejadas. Por ello, los parámetros fisiológicos del ojo medidos
al emplear el método descrito son altamente precisos y fiables. Además, el aparato descrito es sencillo de manejar, económico y no requiere de contacto físico con el ojo para medir los parámetros fisiológicos del ojo. Por lo tanto, el aparato descrito es utilizable en un usuario/paciente de manera amable.
Debe entenderse que el término “parámetros fisiológicos de un ojo” , que se utiliza en la presente memoria, hace referencia a las propiedades de diversos componentes del ojo, por ejemplo, las propiedades de una córnea del ojo, la película lagrimal del ojo, y así sucesivamente. Según una realización de la presente descripción, los parámetros fisiológicos del ojo son al menos uno del espesor de la córnea (dt), el contenido de agua del tejido corneal (m) y el espesor de película lagrimal (dS). Opcionalmente, los parámetros fisiológicos del ojo pueden incluir además al menos uno del espesor del epitelio de la córnea, el espesor de la membrana de Bowman, el espesor del estroma de la córnea, el espesor de la capa de Dua, el espesor de la membrana de Descemet, y el espesor del endotelio corneal. Opcionalmente, los parámetros fisiológicos del ojo puede comprender además al menos uno del espesor de la capa lipídica de la película lagrimal, el espesor de la capa de agua de la película lagrimal, y el espesor de capa de mucosa de la película lagrimal. Según una realización, el aparato puede configurarse para medir los parámetros fisiológicos de un ojo de un ser humano o de un animal.
Un aparato para medir los parámetros fisiológicos del ojo comprende un transmisor para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo. Específicamente, el aparato se dispone de manera que dirija el primer conjunto de ondas electromagnéticas, por medio del transmisor, al ojo de una persona. El transmisor se configura para transmitir ondas electromagnéticas de diferentes (o de varias) frecuencias. En un ejemplo, el transmisor puede ser un transmisor de terahercios que pueda ser utilizable para transmitir las ondas electromagnéticas superiores y/o iguales a 1 THz (o 1000 GHz).
Las longitudes de onda de las ondas electromagnéticas en la presente descripción tienen que ser inocuas para los pacientes (seguras para los ojos) y para los usuarios de los equipos. Las longitudes de onda especificadas en la presente descripción son seguras para los ojos, porque el rango de longitud de onda se absorbe fuertemente en la córnea del ojo y en el segmento anterior acuoso de un ojo y, por lo tanto, con la potencia de transmisión práctica no puede alcanzar la significativamente más sensible retina. Debido a la baja potencia de transmisión, la absorbancia de las ondas electromagnéticas especificadas en la presente descripción no aumenta significativamente la temperatura del tejido ocular donde ocurre la absorbancia. Además, las longitudes de onda especificadas en la presente descripción se consideran como radiación no ionizante. En resumen, las longitudes de onda especificadas en la presente descripción con la potencia de transmisión práctica, no resultan en la destrucción o daño del tejido ocular, tales como, aunque no de forma limitativa, la destrucción directa de células, los cambios en el ADN celular que podrían producir mutaciones letales o de otro tipo, o los cambios o daños inducidos por la temperatura.
Muy significativo para la amabilidad del paciente es que las longitudes de onda especificadas en la presente descripción están fuera del rango visual de cualquier animal y ser humano. Las longitudes de onda invisibles no tienen efectos irritantes o llaman la atención de los pacientes durante el momento de la medición y, por tanto, aumentan significativamente la amabilidad del usuario y del paciente.
Desde el punto de vista técnico, las frecuencias deben seleccionarse de manera que las respuestas medidas de amplitud y fase se puedan separar del nivel de ruido del equipo con suficiente margen. Preferiblemente, es posible lograr el suficiente margen cuando el espesor eléctrico de la capa sea del orden de un cuarto de longitud de onda. Dependiendo del algoritmo utilizado para encontrar las propiedades deseadas del ojo, también es posible determinar un espesor de la capa eléctrica menor de un cuarto de longitud de onda. Cuando el espesor eléctrico de la capa sea igual o mayor de una mitad de longitud de onda, la respuesta medida puede ser ambigua, y este límite fija la longitud de onda más larga correspondiente a la frecuencia seleccionada.
Para unas dimensiones típicas de córnea, el estroma es la capa más gruesa, aproximadamente 500 pm (micrómetro), y corresponde a un límite inferior de frecuencia de 200 GHz. La capa más delgada en el corneal es del orden de 10 pm, y corresponde al límite más alto de frecuencia de 10 THz. La transmisión de tejido corneal en la frecuencia seleccionada puede limitar el rango disponible de frecuencias utilizables, y 1000 GHz se considera como el límite superior práctico para la medición del tejido corneal.
Opcionalmente, el transmisor es utilizable para transmitir las ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz. En tal caso, las ondas electromagnéticas tienen longitudes de onda que varían de 0,3 milímetros (correspondiente a una frecuencia de 1000 GHz) a 3 milímetros (correspondiente a una frecuencia de 100 Ghz). Debe entenderse que las longitudes de onda de las ondas electromagnéticas en un medio pueden calcularse en función de la frecuencia empleando la siguiente ecuación:
en donde 'c' denota la velocidad de la luz en vacío y es aproximadamente equivalente a 3*(10A8) metros por segundo, 'f' es la frecuencia de la onda electromagnética, n es el índice de refracción del medio, y 'A' es la longitud de onda de la onda electromagnética.
Más opcionalmente, el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 200 GHz a 400 GHz. Por ejemplo, el transmisor puede transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 200 GHz a 250 GHz. Durante el funcionamiento, el transmisor transmite el primer conjunto de ondas electromagnéticas hacia el ojo. Debe entenderse que el transmisor puede ser utilizable para transmitir diferentes conjuntos de frecuencias para facilitar la medición de los parámetros fisiológicos del ojo. Por lo tanto, el primer conjunto de ondas electromagnéticas incluye las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, en donde el primer conjunto de frecuencias incluye frecuencias dentro de los rangos de frecuencia anteriormente mencionados.
Según una realización, el transmisor puede ser utilizable para transmitir las ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia desde 100, 150, 200, 250, 300, 400, 450, 500, 600, 650, 700, 800, 850 o 900 GHz, hasta 150, 200, 250, 300, 400, 450, 500, 600, 650, 700, 800, 850, 900 o 1000 GHz.
Según una realización, el primer conjunto de frecuencias puede ser un barrido y el barrido puede ser uno de un barrido continuo, un barrido discreto, un barrido de banda ancha o un salto de frecuencia. Específicamente, el transmisor puede transmitir el primer conjunto de ondas electromagnéticas como el barrido. Debe entenderse que el término 'barrido' hace referencia a una señal, en donde la frecuencia de la señal varía entre un primer valor de frecuencia (o una frecuencia de inicio) y un segundo valor de frecuencia (o una frecuencia final), o en un salto de frecuencia de un conjunto de frecuencias predefinidas en cualquier orden.
En un ejemplo, el primer conjunto de frecuencias puede ser el barrido continuo. En este ejemplo, el barrido continuo puede extenderse desde ondas electromagnéticas de una frecuencia de inicio (tal como 200 GHz) a ondas electromagnéticas de una frecuencia final (tal como 325 GHz). En dicho barrido continuo, la variación en las frecuencias se implementa de manera análoga al emplear una señal de barrido analógica. Ventajosamente, el barrido continuo es rápido e incluye variaciones de frecuencia de incluso minutos, proporcionando así señales electromagnéticas de alta resolución en un solo barrido.
En otro ejemplo, el primer conjunto de frecuencias puede ser el barrido discreto. En este ejemplo, el barrido discreto puede extenderse desde ondas electromagnéticas de una frecuencia de inicio (tal como 200 GHz) hasta ondas electromagnéticas de una frecuencia final (tal como 250 GHz). En dicho barrido discreto, la variación en las frecuencias se lleva a cabo en etapas distintas, en donde la variación entre dos frecuencias diferenciadas puede implementarse después de intervalos de tiempo iguales o diferentes. Opcionalmente, las etapas de frecuencia diferenciadas pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, en el barrido discreto ilustrativo, la variación en frecuencias se puede llevar a cabo en etapas iguales de frecuencias diferenciadas, tales como 200 GHz, 205 GHz, 210 GHz, 215 GHz, 220 GHz, 225 GHz, 230 GHz, 235 GHz, 240 GHz, 245 GHz y 250 GHz. Debe entenderse que, aunque en el ejemplo dado se describen etapas de frecuencia de 5 GHz, pueden emplearse intervalos de etapas diferentes según se requiera.
En aún otro ejemplo, el primer conjunto de frecuencias puede ser el barrido de banda ancha. En este ejemplo, el barrido de banda ancha se puede extender desde ondas electromagnéticas de una frecuencia de inicio (tal como 200 GHz) hasta ondas electromagnéticas de una frecuencia final (tal como 250 GHz). Además, el primer conjunto de ondas electromagnéticas que emplean el barrido de banda ancha, se transmiten por el transmisor al mismo tiempo. Opcionalmente, el transmisor puede emplear un método de convolución matemática para evitar el mezclado de frecuencias entre el primer conjunto de ondas electromagnéticas que se transmiten como el barrido de banda ancha. Por ejemplo, varias frecuencias, tales como 205 GHz, 210 g Hz , 215 GHz, 220 GHz, 225 GHz, 230 GHz, 235 GHz, 240 GHz, 245 GHz y 250 GHz se transmiten simultáneamente utilizando el barrido de banda ancha. En tal caso, el transmisor puede ser un transmisor de banda ancha.
Opcionalmente, el barrido comprende al menos una frecuencia por cada dos parámetros desconocidos en el modelo fisiológico del ojo. Específicamente, una sola frecuencia del barrido puede facilitar el suministro de una respuesta de amplitud y una respuesta de fase correspondiente a ella. Por lo tanto, cada frecuencia que constituye el barrido puede proporcionar información de doble faceta correspondiente a la misma, es decir, la respuesta de amplitud y la respuesta de fase. Por consiguiente, cada frecuencia del barrido puede emplearse para determinar dos parámetros desconocidos en el modelo fisiológico del ojo.
El aparato para medir parámetros fisiológicos del ojo comprende además un receptor para recibir las ondas electromagnéticas reflejadas que corresponden al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias. Específicamente, el aparato se dispone de manera que reciba las ondas electromagnéticas reflejadas desde el ojo al receptor. Más específicamente, el primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias se refleja desde una superficie del ojo y las ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias las recibe el receptor. En una realización, el transmisor y el receptor pueden ser una única unidad, tal como un transceptor.
El aparato para medir parámetros fisiológicos del ojo comprende además un comparador configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias. Específicamente, el comparador compara los parámetro, tales los como valores de amplitud y los valores de fase del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas y de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas. Además, el comparador puede recibir dichos parámetros desde el transmisor y el receptor. Por lo tanto, en una realización, el receptor y el transmisor pueden acoplarse de manera comunicativa con el comparador. En otra realización, el receptor y el transmisor pueden conectarse mediante cableado con el comparador.
Según una realización, el comparador se configura para determinar la respuesta de amplitud para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, mediante la comparación de las amplitudes del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las amplitudes de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas; así como la respuesta de fase para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias mediante la comparación de las fases del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las fases de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas. Específicamente, el comparador puede determinar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase mediante el cálculo de la diferencia entre los valores de amplitud y los valores de fase del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas y los valores de amplitud y valores de fase de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas. En una realización, la diferencia antes mencionada entre la amplitud y los valores de fase se puede calcular como un valor absoluto.
Debe entenderse que el término 'amplitud de respuesta', que se utiliza en la presente memoria hace referencia a una relación entre la comparación de las amplitudes del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias, y las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas correspondientes, en función de la frecuencia. De forma similar, debe entenderse que el término 'respuesta de fase', que se utiliza en la presente memoria hace referencia a una relación entre las diferencias de fase del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias y las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas correspondientes, en función de la frecuencia. En una realización, de forma alternativa o adicional, el término 'respuesta de amplitud' puede hacer referencia a la amplitud de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas (correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias), en función de la frecuencia.
El aparato para medir parámetros fisiológicos del ojo comprende además una unidad de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud determinada y la respuesta de fase, a un modelo fisiológico del ojo para determinar los parámetros fisiológicos del ojo. Específicamente, la unidad de cálculo puede ser hardware, software, firmware, o una combinación de éstos, utilizable para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas al modelo fisiológico del ojo.
En una realización, el modelo fisiológico del ojo comprende parámetros del modelo fisiológico, en donde los parámetros del modelo fisiológico se relacionan con los atributos de los diversos componentes del ojo, como se describió anteriormente.
En una realización, el modelo fisiológico del ojo se programa de antemano en la unidad de cálculo. En tal realización, los valores de los parámetros del modelo fisiológico pueden ser fijos y/o variables. Por ejemplo, los valores de los parámetros del modelo fisiológico pueden actualizarse automáticamente/manualmente varias veces. En una realización, el aparato puede acoplarse de manera comunicativa a un servidor remoto por medio de una red, tal como Internet. En tal realización, los valores de los parámetros del modelo fisiológico se pueden actualizar en la unidad de cálculo desde el servidor remoto. De forma adicional o alternativa, en dicha realización, el servidor remoto puede configurarse para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas a un modelo fisiológico del ojo. En otra realización, los valores de los parámetros del modelo fisiológico pueden actualizarse por un usuario de la unidad de cálculo y/o del servidor remoto.
En una realización, el modelo fisiológico del ojo se configura además para tener una capa frente al ojo, en donde la capa corresponde a las propiedades de las lentes de contacto. Específicamente, en dicha realización el modelo fisiológico del ojo se adapta para acomodarse a las propiedades físicas de las lentes de contacto durante la determinación de los parámetros fisiológicos del ojo. Más específicamente, la capa frente al ojo se configura para tener propiedades físicas similares a las propiedades de las lentes de contacto. Ventajosamente, esta realización puede emplearse para determinar los parámetros fisiológicos de un ojo de una persona que use lentes de contacto. Por ello, tal modelo fisiológico que incluye la capa frente al ojo proporciona valores precisos de los parámetros fisiológicos del ojo.
Según una realización, el aparato puede comprender además una interfaz de usuario para proporcionar una salida de los parámetros fisiológicos medidos del ojo. Opcionalmente, la interfaz de usuario puede acoplarse de manera comunicativa a la unidad de cálculo. En otra realización, la interfaz de usuario puede realizarse en un dispositivo portátil acoplado de manera comunicativa al aparato. Específicamente, el dispositivo portátil se puede acoplar de forma inalámbrica al aparato.
Un método para medir parámetros fisiológicos del ojo comprende transmitir el primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias hacia el ojo en un primer punto del tiempo. Específicamente,
dicha transmisión se realiza mediante el transmisor mencionado anteriormente. El método comprende además recibir las ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias. Específicamente, el receptor descrito anteriormente en la presente memoria se emplea para dicha recepción. Después de eso, el método comprende determinar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, mediante la comparación del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas. Específicamente, dicha comparación se realiza mediante el comparador anteriormente mencionado. Además, el método comprende determinar un primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo mediante un proceso de cálculo para ajustar las respuestas de amplitud y las respuestas de fase determinadas al modelo fisiológico del ojo. Específicamente, la unidad de cálculo anteriormente mencionada se configura para implementar el proceso de cálculo anteriormente mencionado para determinar el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo.
En una realización, la determinación de la respuesta de amplitud y la respuesta de fase comprende etapas de comparación de las amplitudes del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las amplitudes de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar la respuesta de amplitud para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias; así como comparar fases del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con fases de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar la respuesta de fase para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias. Específicamente, dicha determinación de la respuesta de amplitud y respuesta de fase se realiza mediante el comparador.
En una realización, la determinación de los parámetros fisiológicos del ojo se realiza mediante el proceso de cálculo de calcular un primer conjunto de respuesta de amplitud y respuesta de fase —basadas en un modelo—, que utilice el modelo fisiológico del ojo, utilizando un primer conjunto de parámetros; comparar el primer conjunto de respuesta de amplitud y respuesta de fase —basadas en un modelo—, con la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas a calcular para calcular un primer valor de desviación entre ellos, en donde si el primer valor de desviación está dentro de un rango predeterminado, el primer conjunto de parámetros es el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo, y si el primer valor de desviación está fuera del rango predeterminado, el método comprende además seleccionar un segundo conjunto de parámetros; calcular un segundo conjunto de respuestas de amplitud y respuestas de fase —basadas en un modelo—, que utilice el modelo fisiológico del ojo, utilizando el segundo conjunto de parámetros; comparar del segundo conjunto de respuestas de amplitud y respuestas de fase —basadas en un modelo—, con las repuestas de amplitud y respuestas de fase determinadas para calcular un segundo valor de desviación entre ellos.
En una realización, el primer conjunto de parámetros se refiere a atributos de los diversos componentes del ojo. Específicamente, el modelo fisiológico del ojo puede comprender valores y/o rangos del primer conjunto de parámetros. En un ejemplo, se puede seleccionar aleatoriamente un rango del primer conjunto de parámetros, tales como, aunque no de forma limitativa, el espesor de la córnea (dt), el contenido de agua del tejido corneal (m) y el espesor de la película lagrimal (dS). En otro ejemplo, los valores/rangos del primer conjunto de parámetros pueden seleccionarse como valores/rangos típicos que se espera que se asocien al ojo. Por ejemplo, para un ojo de una persona de 45 años, un valor del espesor de la córnea (dt) puede ser de 545 micrómetros.
En una realización, el primer conjunto de respuesta de amplitud y respuesta de fase —basadas en un modelo—, puede calcularse utilizando un modelo de reflectómetro y el modelo fisiológico del ojo. Debe entenderse que el término 'modelo de reflectómetro' hace referencia a un modelo informático de un reflectómetro de manera que el modelo de reflectómetro represente una simulación de la trayectoria óptica de las ondas electromagnéticas transmitidas y recibidas hacia y desde el modelo fisiológico de ojo, respectivamente. Debe entenderse que en la simulación de la trayectoria óptica del conjunto transmitido de ondas electromagnéticas hacia el modelo fisiológico del ojo, el conjunto de ondas electromagnéticas se transmite en una misma frecuencia que la que transmite el transmisor hacia el ojo. Por ejemplo, si el transmisor transmite el primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias (entre 200 GHz-240 GHz) hacia el ojo, entonces el modelo de reflectómetro simula además la trayectoria óptica de ondas electromagnéticas hacia el modelo fisiológico del ojo con el primer conjunto de frecuencias (es decir, entre 200 GHz-240 GHz).
En una realización, el cálculo del primer valor de desviación entre el primer conjunto de respuestas de amplitud y de fase —basadas en un modelo— , y la respuesta de amplitud y respuesta de fase determinadas, puede implementarse mediante la unidad de cálculo. Específicamente, la unidad de cálculo puede comparar el valor de amplitud y el valor de fase de la onda electromagnética simulada que se transmite hacia el modelo fisiológico de ojo, con el valor de amplitud y el valor de fase de la onda electromagnética reflejada recibida desde el modelo fisiológico del ojo. La unidad de cálculo determina entonces el primer conjunto de respuestas de amplitud y respuestas de fase —basadas en un modelo— , del modelo fisiológico del ojo, mediante el cálculo de una diferencia entre los valores de amplitud y de fase anteriormente mencionados de las ondas electromagnéticas transmitidas simuladas con las ondas electromagnéticas reflejadas simuladas. Después de eso, la unidad de cálculo compara el primer conjunto de respuesta de amplitud en base a un modelo y de respuesta de fase en base a un modelo determinadas con la respuesta de amplitud determinada y la respuesta de fase determinada calculadas por el comparador para el conjunto correspondiente de frecuencias para calcular el primer valor de desviación entre ellos. Si el primer valor de desviación está dentro de un rango predeterminado, entonces el primer conjunto de parámetros del modelo
fisiológico son los parámetros fisiológicos del ojo. En una realización, el rango predeterminado puede programarse de antemano en la unidad de cálculo.
En la realización anteriormente mencionada, si el primer valor de desviación está fuera del rango predeterminado, el segundo conjunto de parámetros se puede seleccionar mediante la unidad de cálculo. Además, el segundo conjunto de respuestas de amplitud en base a un modelo y de respuestas de fase en base a un modelo puede determinarse y compararse con las respuestas de amplitud determinadas y las respuestas de fase determinadas respectivamente para calcular el segundo valor de desviación en las mismas. Si el segundo valor de desviación está dentro del rango predeterminado, entonces el segundo conjunto de parámetros de los parámetros del modelo fisiológico son los parámetros fisiológicos del ojo. Por el contrario, si el segundo valor de desviación está también fuera del rango predeterminado, el proceso anterior se puede seguir de forma iterativa. Por tanto, si el segundo valor de desviación está fuera del rango predeterminado, pueden utilizarse, de forma iterativa, diversas técnicas, tales como, aunque no de forma limitativa, la optimización por enjambre de partículas y las optimizaciones Monte Carlo, para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas, al modelo fisiológico del ojo.
Según una realización, se puede utilizar un segundo conjunto de frecuencias para medir el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo, si el valor de desviación no está dentro del rango predeterminado después de un número predeterminado de ciclos de iteración. Específicamente, si el valor de desviación no está aún dentro del rango predeterminado después del número predeterminado de ciclos de iteración, se puede utilizar un segundo conjunto de frecuencias para determinar los parámetros fisiológicos del ojo. En tal caso, el segundo conjunto de frecuencias se utiliza para determinar el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo. Opcionalmente, la unidad de cálculo puede configurarse para enviar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas junto con la respuesta de amplitud y la respuesta de fase —basadas en un modelo—, al servidor remoto para determinar los parámetros fisiológicos del ojo.
Opcionalmente, el método comprende además medir un segundo conjunto de parámetros fisiológicos del ojo en un segundo punto del tiempo; y determinar desde el primer conjunto de parámetros fisiológicos y el segundo conjunto de parámetros fisiológicos una velocidad de evaporación de una película lagrimal. Más opcionalmente, la medición del primer conjunto de parámetros fisiológicos y del segundo conjunto de parámetros fisiológicos se lleva a cabo durante un momento en que el ojo esté abierto y entre dos parpadeos del ojo. Específicamente, durante el momento en que el ojo esté abierto, puede reducirse el espesor de la película lagrimal en la córnea del ojo. Por ejemplo, el primer conjunto de parámetros fisiológicos se puede determinar en un primer punto del tiempo T1, y el segundo conjunto de parámetros fisiológicos se puede determinar en un segundo punto del tiempo T2, en donde el segundo punto del tiempo T2 ocurre 2 segundos después del primer punto del tiempo T1. Por lo tanto, dentro del intervalo de 2 segundos entre el segundo punto del tiempo T2 y el primer punto del tiempo T1, puede reducirse el contenido de humedad de la película lagrimal. Una diferencia entre un valor del contenido de humedad de la película lagrimal entre el tiempo T1 y el T2, puede determinarse utilizando el primer y segundo conjuntos de parámetros fisiológicos. Por tanto, la velocidad de evaporación también puede determinarse en función de la diferencia de tiempo entre el segundo punto del tiempo T2 y el primer punto del tiempo T1.
Parte experimental
Para describir adicionalmente las ventajas de medir tanto la respuesta de amplitud como la de la fase, se realizaron un conjunto de simulaciones y mediciones de la signal to noise ratio (relación señal/ruido - SNR). Básicamente, la presente Parte experimental hace referencia a la diferencia entre mediciones realizadas utilizando tecnología incoherente y las realizadas utilizando tecnología coherente. La tecnología incoherente también se conoce como detección directa, en donde el receptor no tiene referencia de fase del transmisor. La tecnología coherente hace referencia a la configuración en donde la referencia de fase del transmisor está disponible también como detección de fase con el receptor además de la información de amplitud.
Dependiendo de la configuración, la señal recibida tiene una signal-to-noise ratio (relación señal a ruido - SNR) específica. El ruido afecta a la precisión de la amplitud y fase medidas. La Tabla 1 muestra los componentes del ruido de amplitud y de fase para diferentes valores de relación señal/ruido. Por ejemplo, en una situación en donde la SNR sea de 30 dB, las diferencias de amplitud relativa estén por debajo de 1,3 %, y las diferencias de fase estén por debajo de 0,7 grados, no se separan del ruido. Por lo general, los receptores incoherentes experimentan una SNR más pobre que la de los coherentes, debido a que su ancho de banda de ruido no está tan bien controlado.
Tabla 1. Valores RMS de amplitud relativa y ruido de fase para diferentes SNR.
En el presente Ejemplo 1, se analizó un conjunto de datos de medición asociado a un conjunto de medición de 200-225 GHz (primer conjunto; Figs. 8A y 8B), 200-250 GHz (segundo conjunto; Fig. 9A y 9B), 200-300 GHz (tercer conjunto; Figs.
10A y 10B) y 200-400 GHz (cuarto conjunto; Figs. 11A y 11B). Los parámetros fisiológicos del central corneal thickness (espesor corneal central - CCT), del corneal-tissue water content (contenido de agua del tejido corneal - CTWC) y del espesor de película lagrimal, se ajustaron a los datos de medición asociados a cada conjunto. Las Figs. 8A, 9A, 10A y 11A son ilustraciones de desviaciones medias de amplitud cuando el CCT y el CTWC cambian de un valor central. Las Figs.
8B, 9B, 10B y 11B son ilustraciones de desviaciones medias de fase cuando el CCT y el CTWC cambian de un valor central. Dos conjuntos de parámetros de córnea se marcan mediante “+” : [CCT = 500 pm, CTWC = 50 %] y [CCT = 440 pm, CTWC = 54 %]. Claramente, cuando la desviación es pequeña el dispositivo no es capaz de registrar el cambio de parámetros (es decir, el cambio en señal transmitida con relación a señal recibida). Se puede considerar que cuando la desviación es menor que el nivel de ruido, ya sea en amplitud o en fase, el dispositivo podría no funcionar con precisión, o no hacerlo en absoluto. Además, en base a los conjuntos puede observarse que la medición del ancho de banda de al menos 100 GHz (200-300 GHz, conforme a la Fig. 10B) es más precisa que la medición del ancho de banda de 50 GHz o 25 GHz.
Dependiendo de la SNR, los contornos pueden dividirse en regiones válidas y no válidas. Una región válida es donde la desviación de amplitud o de fase está por encima del nivel de ruido. En una región no válida, la medición falla (indicada con la referencia 800 en la Fig. 8A y 8B, la referencia 900 en la Fig. 9A y 9B, la referencia 1000 en la Fig. 10A y 10B, la referencia 1100 en la Fig. 11A y 11B. En dichas regiones/áreas la SNR es aproximadamente 35 dB). Una medición de amplitud o de fase por sí sola, resulta en regiones no válidas que de forma típica cubren diferentes espacios de parámetros. La combinación de ambas mediciones reduce considerablemente la región no válida, lo que permite requisitos relajados para el dispositivo de SNR y el ancho de banda, como se ilustra con sombreado gris en la Fig. 12A (para el primer conjunto), la Fig. 12B (para el segundo conjunto), la Fig. 12C (para el tercer conjunto) y la Fig. 12D (para el cuarto conjunto). La medición combinada es especialmente ventajosa con mediciones de banda relativamente estrechas, en donde la superposición de la región no válida es pequeña en comparación con las mediciones individuales.
La Fig. 13A es una ilustración de la respuesta de amplitud y la Fig. 13B es una ilustración de la respuesta de frecuencia, para las córneas con los parámetros fisiológicos, conforme se describieron anteriormente y marcados mediante “+” en la Fig. 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A y 11B. Las respuestas son para dos conjuntos de parámetros de córnea (sólido y discontinuo), los cuales se encuentran en la región no válida en amplitud. Las incertidumbres en amplitud y fase (valor RMS de ruido) se muestran mediante líneas de puntos por encima y por debajo de las respuestas. Claramente, la diferencia en las respuestas de amplitud está cercana o por debajo del ruido, mientras que en las de fase están separadas. Las respuestas de amplitud son difíciles de separar entre sí, ya que están dentro del valor RMS del ruido de amplitud. Sin embargo, en la respuesta de fase, existe un claro margen entre las respuestas de las dos diferentes córneas. Por lo tanto, el uso tanto de amplitud como fase permite mediciones más sólidas.
Descripción detallada de los dibujos
Con referencia a la Fig. 1, se ilustra una ilustración esquemática de la anatomía de un ojo 100 (de un humano), según una realización de la presente descripción. Como se muestra, el ojo 100 incluye una córnea 102, a través de la cual el ojo 100 recibe la luz de un ambiente. Además, se muestra que el ojo 100 incluye una película lagrimal 104 sobre una superficie de la córnea 102 que está expuesta al ambiente. Además, el ojo 100 incluye componentes, tales como una lente 106 y una retina 108.
Con referencia a la Fig. 2, se ilustra una vista ampliada de una parte rectangular P del ojo 100 de la Fig. 1 representando diversos componentes del ojo 100, según una realización de la presente descripción. Específicamente, la córnea 102 y la película lagrimal 104 del ojo 100 incluyen varias capas, como se representa en la presente memoria. Las capas de la película lagrimal 104 del ojo 100 incluyen una capa lipídica 202, una capa 204 de agua, y una capa 206 de mucosa. Además, las capas de la córnea 102 del ojo 100 incluyen el epitelio 208 de la córnea, la membrana 210 de Bowman, el estroma 212, la capa 214 de Dua, la membrana de 216 Descemet, y el endotelio corneal 218.
Con referencia a la Fig. 3, se ilustra una implementación ilustrativa de un aparato 300 para medir parámetros fisiológicos del ojo 100, según una realización de la presente descripción. Como se muestra, el aparato 300 incluye un transmisor 302 para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo 100, un receptor 304 para recibir ondas electromagnéticas reflejadas recibidas correspondientes a la primera serie de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias, un comparador 306 configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas, con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas, para determinar una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, y una unidad 308 de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas, a un modelo fisiológico, para determinar los parámetros fisiológicos del ojo 100. Como se muestra, el comparador 306 se acopla de manera operativa al transmisor 302, al receptor 304, y a la unidad 308 de cálculo.
Con referencia a la Fig. 4 , se ilustra una representación gráfica de una respuesta 400 de amplitud según una realización de la presente descripción. Específicamente, la respuesta 400 de amplitud representa una relación entre las amplitudes comparadas de las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas, en función de la frecuencia. Por ejemplo, en la Fig. 4, un eje vertical de la respuesta 400 de amplitud representa la amplitud de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas y/o una diferencia entre las amplitudes de las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas. Además, un eje horizontal de la respuesta 400 de amplitud representa un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas. Opcionalmente, como se muestra, tal conjunto de frecuencias es un barrido discreto, tal como un barrido entre 200 gigahercios y 325 gigahercios. Además, en la respuesta 400 de amplitud, las magnitudes de amplitud medidas y/o la diferencia entre las amplitudes se representan mediante círculos y una línea 402 próxima a los círculos representa el ajuste de la respuesta 400 de amplitud a un modelo fisiológico (no se muestra), para determinar los parámetros fisiológicos del ojo 100.
Con referencia a la Fig. 5, se ilustra una representación gráfica de una respuesta 500 de fase, según una realización de la presente descripción. Específicamente, la respuesta 500 de fase representa una relación entre las diferencias de fase de las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas, en función de la frecuencia. Por ejemplo, en la Fig. 5, un eje vertical de la respuesta 500 de fase representa una magnitud de la diferencia de fase entre las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas. Además, un eje horizontal de la respuesta 500 de fase representa un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas reflejadas transmitidas y recibidas. Opcionalmente, como se muestra, tal conjunto de frecuencias es un barrido discreto, tal como un barrido entre 200 gigahercios y 325 gigahercios. Además, en la respuesta 500 de fase, diferencias de fase medidas se representan mediante círculos, y una línea 502 próxima a los círculos representa el ajuste de la respuesta 500 de fase a un modelo fisiológico (no se muestra), para determinar los parámetros fisiológicos del ojo 100.
Con referencia a la Fig. 6, se ilustra una ilustración esquemática de una modelo 600 de reflectómetro ilustrativo, según una realización de la presente descripción. Específicamente, el modelo 600 de reflectómetro representa una simulación de trayectorias de señal de un primer conjunto de ondas electromagnéticas 602 transmitidas hacia un modelo fisiológico 606 del ojo 100 (se muestra en la Fig. 1), y trayectorias de señal de ondas 604 electromagnéticas reflejadas recibidas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas. Más específicamente, el aparato 300 (se muestra en la Fig. 3) para medir los parámetros fisiológicos del ojo 100, se representa como un módulo 608 en el modelo 600 de reflectómetro. Además, las coordenadas espaciales de un entorno simulado que comprende el módulo 608 y el modelo fisiológico 606, se representan a lo largo de los ejes del modelo 600 de reflectómetro. Por ejemplo, un eje horizontal del modelo 600 de reflectómetro representa una distancia espacial (en metros) a lo largo de una primera dimensión (se representa en la presente memoria como 'y'), y un eje vertical del modelo 600 de reflectómetro representa una distancia espacial (en metros) a lo largo de una segunda dimensión (se representa en la presente memoria como 'z'). Además, el modelo fisiológico 606 del ojo 100 incluye un primer conjunto de parámetros, en donde el primer conjunto de parámetros son valores asociados a los parámetros fisiológicos del ojo 100. Por ejemplo, el primer conjunto de parámetros del modelo fisiológico 606 del ojo incluyen valores del espesor de la córnea 102 del ojo 100, del contenido de agua del tejido corneal, y del espesor de la película lagrimal 104 del ojo 100.
Con referencia a la Fig. 7, se ilustran las etapas de un método para medir parámetros fisiológicos de un ojo (tal como el ojo 100 de la Fig. 1), según una realización de la presente descripción. En la Etapa 702, un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias se transmite a un ojo en un primer punto del tiempo. En la Etapa 704, se reciben ondas electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias. En la Etapa 706, se determina una respuesta de amplitud y una respuesta de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias mediante la comparación del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas. En la Etapa 708, se determina un primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo mediante un proceso de cálculo para ajustar las respuestas de amplitud y las respuestas de fase determinadas a un modelo fisiológico.
Es posible realizar modificaciones a las realizaciones de la presente descripción descritas anteriormente sin salirse del ámbito de la presente descripción definido por las reivindicaciones adjuntas. Se prevé que expresiones tales como “que incluye” , “que comprende” , “que incorpora” , “tienen” , “es” , utilizadas para describir y reivindicar la
presente descripción, se interpreten de un modo no exclusivo, a saber, permitiendo que partes, componentes o elementos no descritos explícitamente también estén presentes. También debe interpretarse que el singular se refiere al plural.
Claims (15)
- REIVINDICACIONESi. Un aparato (300) para medir parámetros fisiológicos de un ojo (100), que comprende- un transmisor (302) para transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo, en donde el transmisor es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz;- un receptor (304) para recibir ondas (604) electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias; - un comparador (306) configurado para comparar el primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar una respuesta (400) de amplitud y una respuesta (500) de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias; y- una unidad (308) de cálculo configurada para ajustar la respuesta de amplitud y la respuesta de fase determinadas, a un modelo fisiológico (606) del ojo para determinar los parámetros fisiológicos del ojo.
- 2. Un aparato (300) según la reivindicación 1, en donde el comparador (306) se configura para determinar- la respuesta (400) de amplitud para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias mediante la comparación de las amplitudes del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las amplitudes de las ondas (604) electromagnéticas reflejadas recibidas;- la respuesta (500) de fase para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias mediante la comparación de las fases del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las fases de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas.
- 3. Un aparato (300) según la reivindicación 2, en donde el transmisor (302) es utilizable para transmitir ondas electromagnéticas dentro de un rango de frecuencia de 200 GHz a 400 GHz.
- 4. Un aparato (300) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer conjunto de frecuencias es un barrido y el barrido es uno de un barrido continuo, un barrido discreto, un barrido de banda ancha o un salto de frecuencia.
- 5. Un aparato (300) según la reivindicación 4, en donde el barrido comprende al menos una frecuencia por cada dos parámetros desconocidos en el modelo fisiológico (606) del ojo (100).
- 6. Un aparato (300) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los parámetros fisiológicos son al menos uno del espesor de una córnea (102), el contenido de agua de tejido corneal, y el espesor de película lagrimal (104).
- 7. Un aparato (300) según la reivindicación 6, en donde los parámetros fisiológicos comprenden además al menos uno del espesor del epitelio (208) de la córnea, el espesor de la membrana (210) de Bowman, el espesor del estroma (212) de la córnea, el espesor de la capa (214) de Dua, el espesor de la membrana (216) de Descemet, y el espesor del endotelio corneal (218).
- 8. Un aparato (300) según la reivindicación 6 o 7, en donde los parámetros fisiológicos comprenden además al menos uno del espesor de la capa lipídica (202) de la película lagrimal, el espesor de la capa (204) de agua de la película lagrimal, y el espesor de la capa (206) de mucosa de la película lagrimal.
- 9. Un aparato (300) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el modelo fisiológico (606) del ojo (100) se configura además para tener una capa frente al ojo, en donde la capa corresponde a las propiedades de las lentes de contacto.
- 10. Un método para medir los parámetros fisiológicos de un ojo (100), que comprende- transmitir un primer conjunto de ondas electromagnéticas de un primer conjunto de frecuencias hacia el ojo en un primer punto del tiempo en donde la transmisión de ondas electromagnéticas se realiza dentro de un rango de frecuencia de 100 GHz a 1000 GHz;- recibir ondas (604) electromagnéticas reflejadas correspondientes al primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas del primer conjunto de frecuencias;- determinar una respuesta (400) de amplitud y una respuesta (500) de fase para cada una de las ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias, mediante la comparación del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas; y- determinar un primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo mediante un proceso de cálculo para ajustar las respuestas de amplitud y respuestas de fase determinadas a un modelo fisiológico (606) del ojo.
- 11. Un método según la reivindicación 10, en donde la determinación de la respuesta de amplitud y respuesta de fase, comprende las etapas de- comparar las amplitudes del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las amplitudes de las ondas (604) electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar la respuesta (400) de amplitud para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias;- comparar las fases del primer conjunto de ondas electromagnéticas transmitidas con las fases de las ondas electromagnéticas reflejadas recibidas para determinar la respuesta (500) de fase para cada primer conjunto de ondas electromagnéticas del primer conjunto de frecuencias.
- 12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 10-11, en donde la determinación de los parámetros fisiológicos del ojo (100) se realiza mediante el proceso de cálculo de- calcular un primer conjunto de respuesta de amplitud y respuesta de fase —basadas en un modelo— que utilice un modelo fisiológico (606) del ojo, utilizando un primer conjunto de parámetros;- comparar el primer conjunto de respuesta de amplitud y de respuesta de fase —basadas en un modelo— con la respuesta (400) de amplitud y la respuesta (500) de fase determinadas, para calcular un primer valor de desviación entre ellos, en donde- si el primer valor de desviación está dentro de un rango predeterminado, el primer conjunto de parámetros es el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo, y - si el primer valor de desviación está fuera del rango predeterminado, el método además comprende- seleccionar un segundo conjunto de parámetros;- calcular un segundo conjunto de respuestas de amplitud y respuestas de fase —basadas en un modelo— que utilice un modelo fisiológico del ojo, utilizando el segundo conjunto de parámetros;- comparar el segundo conjunto de respuestas de amplitud y respuestas de fase —basadas en un modelo— con las respuestas de amplitud y respuestas de fase determinadas para calcular un segundo valor de desviación entre ellos.
- 13. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 10-12, en donde el método además comprende- medir un segundo conjunto de parámetros fisiológicos del ojo (100) en un segundo punto del tiempo;- determinar desde el primer conjunto de parámetros fisiológicos y el segundo conjunto de parámetros fisiológicos una velocidad de evaporación de una película lagrimal.
- 14. Un método según la reivindicación 13, en donde la medición del primer conjunto de parámetros fisiológicos y del segundo conjunto de parámetros fisiológicos se realiza durante un momento en que el ojo (100) esté abierto y entre dos parpadeos del ojo.
- 15. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 12-14, en donde se utiliza un segundo conjunto de frecuencias para medir el primer conjunto de parámetros fisiológicos del ojo (100), si el valor de desviación no está dentro del rango predeterminado después de un número predeterminado de ciclos de iteración.
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