ES2880768T3 - Luz láser coherente para topografía y tomografía corneal óptica - Google Patents

Abstract

Un aparato (500) para determinar un mapa corneal (600a, 600b, 600c), que comprende: a. una fuente (501, 502) para proporcionar luz láser, en el que el aparato (500) está adaptado para iluminar una parte de una córnea (505) usando la luz láser; b. un detector (506, 508) para detectar al menos una parte de la luz láser que se devuelve desde la córnea (505) en un ángulo distinto de cero (516), formado entre un eje a lo largo del que se propaga la luz láser desde la fuente y un eje a lo largo del que la al menos una parte de la luz láser se devuelve desde la córnea; c. caracterizado por que la fuente (501, 502) para proporcionar luz láser comprende un láser multimodal.

Description

DESCRIPCIÓN

Luz láser coherente para topografía y tomografía corneal óptica

1. Campo técnico:

[0001] La presente invención se refiere a la topografía y la tomografía corneal óptica, en particular al uso de luz láser coherente para topografía y tomografía corneal con detección de ángulo distinto de cero, por ejemplo, usando el principio de Scheimpflug, y a los correspondientes topógrafos y tomógrafos corneales.

2. Descripción de la técnica anterior:

[0002] Los dispositivos para la evaluación de las propiedades de la córnea son una herramienta indispensable en una clínica oftalmológica. En oftalmología, los topógrafos y tomógrafos corneales se usan para determinar mapas corneales, tales como mapas de elevación corneal, mapas de espesor corneal (paquimetría) y mapas de poder dióptrico que se pueden usar para el diagnóstico de trastornos refractivos y patologías corneales.

[0003] En la técnica anterior, se han conocido una variedad de procedimientos atraumáticos para la determinación de mapas corneales. Como ejemplo, se han usado dispositivos basados en mediciones ultrasónicas para detectar mapas de espesor corneal. Sin embargo, sus mediciones se limitan a algunos puntos elegidos arbitrariamente por el operario. Por el contrario, los procedimientos ópticos para medir las propiedades de la córnea típicamente permiten la provisión de mapas corneales de mayor resolución. Estos procedimientos se pueden clasificar, en general, en diferentes grupos basados en su principio óptico subyacente, por ejemplo, se pueden diferenciar las técnicas basadas en reflexión y las técnicas basadas en dispersión.

[0004] La reflexión se aprovecha en los denominados sistemas de discos de Plácido. Los sistemas basados en discos de Plácido proyectan una serie de anillos concéntricos en la córnea y se detectan las imágenes reflejadas asociadas. De las deformaciones en los anillos detectados, se pueden derivar propiedades de la córnea. Sin embargo, si se requieren mapas corneales de alta precisión, estos dispositivos no son adecuados.

[0005] Otra técnica que se basa en la reflexión es la denominada tomografía de coherencia óptica. Un haz fuente se divide en un haz de referencia y un haz de medición. El haz de medición se refleja desde la córnea y se pone en interferencia con el haz de referencia para obtener mediciones de correlación. Para permitir dichas mediciones interferométricas, se usan fuentes que proporcionan la coherencia óptica requerida, por ejemplo, diodos superluminiscentes o fuentes de láser. Sin embargo, debido a la interferometría requerida, los tomógrafos de coherencia óptica son de forma técnica altamente complejos y costosos. Además, la coaxialidad entre el haz fuente y el haz reflejado provoca la reflexión parasitaria, lo que afecta la exactitud de los datos detectados, especialmente en la zona central más crítica de la córnea.

[0006] La clase de dispositivos usada con más frecuencia para obtener mapas corneales se basa en la dispersión de la luz. Los topógrafos y tomógrafos corneales modernos de este tipo usan típicamente una fuente de luz, por ejemplo, basada en diodos emisores de luz o lámparas incandescentes, y proyectan una imagen nítida y brillante de una rendija en cualquier localización deseada de un ojo (véase, por ejemplo, LeGrand Y.: "Physiological Optics", New York, Springer, 1980, ISBN 978-3-540-39053-4 o Gills, et al.: "Corneal Topography: The State of the Art, Slack Inc., 1995, ISBN 978-1-556-42268-3). Cuando la imagen de la rendija se proyecta sobre la córnea, se dispersa por el tejido del ojo. A continuación, la luz dispersa se detecta por medio de una cámara. Al disponer la cámara en una configuración de Scheimpflug y a través de un procedimiento de triangulación basado en el principio de Scheimpflug, se puede obtener, por tanto, una imagen nítida de una sección transversal de la córnea (Merklinger, H.: "Focusing the view camera: A scientific way to focus the view camera and estimate depth of field", 3.a edición, agosto 1998). Se describen topógrafos y tomógrafos corneales que usan un sistema basado en rendijas y/o una configuración de Scheimpflug, por ejemplo, en los documentos US 5.512.965 A, WO 01/72213 A1, EP 2594 192 A1.

[0007] Otros dispositivos se divulgan en los documentos JP H 01-285242 A, EP 1430829 A1 y US 5 139 022 A

[0008] El documento US 6.275.718 divulga un aparato para determinar una topografía corneal, que comprende una fuente de un rayo láser y un detector situado en un ángulo de incidencia seleccionado. Los dispositivos del tipo anterior que dependen de la luz dispersa se pueden usar de forma beneficiosa para determinar mapas corneales para permitir una cirugía ocular personalizada. En particular, la precisión de la cirugía ocular con láser ha alcanzado un nivel que, en principio, permite perfiles de ablación personalizados con extrema precisión. Sin embargo, para aprovechar completamente esta precisión, se necesita una precisión correspondiente en la cartografía prequirúrgica del ojo del paciente individual. Por lo tanto, existe la necesidad de mejorar el rendimiento de los topógrafos corneales y los tomógrafos corneales para suministrar mapas corneales.

3. Breve explicación de la invención:

[0009] La necesidad anterior se satisface al menos en parte por un aparato de acuerdo con la reivindicación 1.

[0010] En un ejemplo, se proporciona un aparato para determinar un mapa corneal. El aparato comprende una fuente para proporcionar luz de láser y el aparato está adaptado para iluminar una parte de una córnea (humana) usando la luz del láser. El aparato comprende además un detector para detectar al menos una parte de la luz del láser que se devuelve desde la córnea en un ángulo distinto de cero.

[0011] Se ha descubierto que, aunque no se lleven a cabo mediciones interferométricas, el uso de luz de láser en configuraciones de dispersión, que detectan la luz devuelta desde la córnea en un ángulo distinto de cero, mejora en gran medida los resultados de medición de los mapas corneales. Se puede proporcionar un mapa corneal como una o más secciones transversales de la córnea o como un mapa derivado de la misma. Los autores de la invención de la presente invención han descubierto que un motivo principal que limita la exactitud de los topógrafos corneales y los tomógrafos corneales modernos son las variaciones en la geometría de la sección transversal de la luz que ilumina la córnea. Por ejemplo, si la luz que tiene la intensidad requerida y una determinada sección transversal se enfoca en el centro de una córnea (ápice), debido a la curvatura de la córnea, las partes periféricas de la sección transversal estarán desenfocadas al incidir en la córnea. Por tanto, la anchura de, por ejemplo, una sección transversal en forma de rendija de la luz que se usa para la iluminación se puede expandir progresivamente sobre la superficie de impacto de la córnea. Debido a este problema de desenfoque, se generan mapas corneales, en los que los resultados de la medición no son uniformes desde el ápice hasta el limbo.

[0012] Reemplazar las fuentes de luz comúnmente usadas en configuraciones de dispersión por una fuente de láser, alivia este problema: el uso de una fuente de láser permite un enfoque mejorado sobre toda la superficie iluminada de la córnea. De ahí que se facilitan mediciones más exactas.

[0013] Otra ventaja de usar una fuente de láser es que enfatiza el contraste de la dispersión entre el epitelio y la estructura del estroma de la córnea. Por tanto, el uso de la fuente de láser también permite la detección de una forma estromal por encima de una forma corneal anterior y una posterior, que son detectables con dispositivos convencionales basados en la detección de luz dispersa. La detección de la forma estromal permite medir el espesor del epitelio como una diferencia entre la superficie corneal anterior y la superficie corneal estromal. Los datos del mapa de epitelio obtenidos permiten, a continuación, una mayor exactitud en el procedimiento de personalización de la cirugía de córnea.

[0014] En particular, el uso de un láser multimodal que comprende una emisión de luz multimodal ha resultado ser beneficioso para reducir el ruido y el destelleo y para incrementar la homogeneidad de las mediciones de modo que se puede potenciar la detección de bordes.

[0015] La fuente puede proporcionar luz láser, por ejemplo, en forma de haz, que se propaga a lo largo de un primer eje antes de incidir en la córnea. El detector se dispone de modo que supervisa la luz que se devuelve desde la córnea a lo largo de un eje óptico que forma un ángulo distinto de cero con el primer eje. Este ángulo se puede adaptar para diferir del ángulo en el que se esperaría que la luz que se propaga a lo largo del primer eje se refleje desde la córnea. Por ejemplo, puede diferir en al menos 5 grados, 10 grados o en al menos 25 grados. Por tanto, la luz devuelta detectada se puede devolver esencialmente por dispersión. Las intensidades de luz proporcionadas por la fuente y usadas para iluminar la córnea pueden, por ejemplo, estar en general en el intervalo de 0,1 mW/cm2 a 20 mW/cm2, o en el intervalo de 0,1 mW/cm2 a 2 mW/cm2.

[0016] El aparato puede estar configurado para proporcionar la luz láser de modo que comprenda una sección transversal en forma de rendija que tiene un lado largo y un lado corto. Los bordes de la sección transversal de la luz láser pueden estar definidos por el contorno en el que su intensidad asciende a la mitad de la intensidad máxima de la luz láser (por ejemplo, en el centro de la rendija). Por ejemplo, el lado corto puede estar en el intervalo de 0,01 mm a 1,0 mm, preferentemente en el intervalo de 0,01 mm a 0,1 mm, cuando incide sobre la córnea. Esto se puede lograr usando un láser con una lente de colimador correspondiente y/o elementos ópticos adicionales. Esto permite iluminar una parte deseada de la córnea de forma nítida con alta intensidad, proporcionando una imagen igualmente enfocada de una rendija en la córnea y manteniendo todavía las normas internacionales de seguridad para el uso de luz láser. De ahí que se puede obtener un mapa de la sección transversal de la córnea. Por ejemplo, iluminando secuencialmente partes de la córnea, se puede determinar un mapa corneal de esencialmente toda la córnea. En otros ejemplos, se pueden usar otras formas de sección transversal.

[0017] El aparato puede estar configurado además para proporcionar la luz láser de modo que la sección transversal en forma de rendija, cuando incide sobre la córnea, tenga una longitud de al menos 6 mm. Preferentemente, la sección transversal en forma de rendija se extiende entre dos limbos opuestos, es decir, la sección transversal, cuando incide sobre la córnea, se extiende entre un punto en un borde de la córnea y un punto en el borde opuesto (aproximadamente 180 grados) de la córnea. Por lo tanto, para determinar mapas corneales para un área determinada, solo es necesario llevar a cabo varias mediciones a lo largo de una dimensión. De ahí que se reduce el tiempo de medición.

[0018] El aparato puede estar configurado para proporcionar la luz láser de modo que la longitud del lado corto sea esencialmente constante cuando incida sobre la córnea, al menos puede ser constante desde el ápice de la córnea hasta el limbo de la córnea. Además, también puede ser constante a lo largo de todo el lado largo de la sección transversal en forma de rendija cuando incide sobre la córnea. De forma similar, también la longitud del lado largo puede ser esencialmente constante (a lo largo del lado corto) cuando incide sobre la córnea. Por tanto, se pueden lograr propiedades de iluminación similares en toda la sección transversal en forma de rendija.

[0019] La luz láser proporciona la ventaja fundamental de que la longitud del lado corto y/o el lado largo (o, más en general, la sección transversal de la luz usada para la iluminación) se puede adaptar para que sea esencialmente constante en una dirección de propagación desde el plano del ápice de la córnea hasta el plano del limbo de la córnea. Esta adaptación se puede lograr usando óptica de fuente de láser para colimar la luz láser. Por ejemplo, el uso de una fuente de láser permite limitar una divergencia de la luz, por ejemplo, a aproximadamente 1 mrad. Con una profundidad de campo de aproximadamente 3 mm, esto implica que la rendija diverge como máximo en aproximadamente 3 gm cuando se propaga 3 mm. Por el contrario, las fuentes de luz usadas en los topógrafos y tomógrafos corneales convencionales permiten como máximo limitar la divergencia a aproximadamente 1 grado (17,5 mrad), lo que implica una imprecisión mucho mayor. Por tanto, al usar una fuente de láser, aunque la distancia entre el plano del ápice y el plano del limbo típicamente cambia entre diferentes partes de la córnea debido a la forma seudoesférica de la córnea, la sección transversal en forma de rendija de la luz usada para iluminar la córnea esencialmente puede permanecer constante. De ahí que las propiedades de iluminación se pueden mantener esencialmente constantes a través de las diferentes partes de la córnea de modo que se puedan obtener resultados más exactos.

[0020] La fuente de luz láser puede comprender, por ejemplo, un láser de diodo. Los autores de la invención descubrieron que el uso de un láser de diodo permite una detección de borde de alta calidad del tejido corneal iluminado de modo que las superficies anterior, estromal y posterior de la córnea se pueden diferenciar de forma fiable. En particular, usando un láser de diodo, se puede obtener una dispersión más homogénea del tejido corneal con menos ruido y/o chispas. Por ejemplo, se pueden usar láseres de diodo que funcionan con longitudes de onda en el espectro infrarrojo, por ejemplo, en el intervalo de 700 nm a 1600 nm o de 800 nm a 900 nm. Sin embargo, para enfatizar el nivel de contraste, se pueden usar láseres de diodo con longitudes de onda en el espectro azul, por ejemplo, en el intervalo de 430 nm a 490 nm o de 440 nm a 480 nm.

[0021] El láser de diodo puede comprender un ancho de banda de emisión que mayor de 0,2 nm, preferentemente mayor de 0,5 nm, mayor de 1 nm o aproximadamente de 2 nm. El láser de diodo es multimodal, es decir, comprende una emisión de luz multimodal. Por ejemplo, la emisión de luz multimodal puede estar sobre los anchos de banda de emisión mencionados. En otros ejemplos, se pueden usar fuentes de láser distintas de los láseres de diodo que comprenden uno de los anchos de banda de emisión mencionados y que son multimodales. A diferencia del uso de fuentes de láser, que son monomodales y que comprenden anchos de banda estrechos de menos de o alrededor de 0,1 nm, el uso de las propiedades anteriores ha resultado ser beneficioso para reducir el ruido y el destelleo y para incrementar la homogeneidad de las mediciones de modo que se pueda potenciar la detección de bordes.

[0022] El aparato se puede adaptar para proporcionar a la luz láser una longitud de onda en el espectro infrarrojo, preferentemente de 700 nm a 1600 nm, o de 800 nm a 900 nm. Además, es posible una longitud de onda de 430 nm a 490 nm, preferentemente de 440 nm a 480 nm, o de 440 nm a 460 nm. Los autores de la invención descubrieron que, en particular, el uso de los intervalos de longitud de onda azul mencionados incrementa la dispersión de la luz que incide en la córnea, mientras que al mismo tiempo las intensidades de la luz (visible) que inciden en el ojo del paciente son todavía cómodas para el paciente. La luz azul se puede emitir con una intensidad en el intervalo de, por ejemplo, 0,1 mW/cm2 a 20 mW/cm2, lo que no solo es cómodo para el paciente sino que también cumple con las normas internacionales de seguridad. Por tanto, se incrementará además la calidad de la detección de bordes. Además, permite identificar claramente las diferencias entre un epitelio corneal (una capa de tejido relativamente delgada localizada en la córnea anterior) y un estroma corneal (una capa intermedia relativamente gruesa y transparente de la córnea).

[0023] El aparato puede estar configurado para determinar el mapa corneal iluminando secuencialmente partes de la córnea y detectando las partes asociadas de la luz láser que se devuelve desde la córnea en un ángulo distinto de cero. Los ángulos distintos de cero pueden variar entre las mediciones con respecto a diferentes partes. Se pueden determinar diferentes mapas de la córnea: un mapa que comprende una imagen completa de la córnea o mapas que comprenden solo partes específicas de la córnea, según sea necesario. El posicionamiento requerido del detector y/o la fuente se puede realizar automáticamente por el aparato que tiene motores y medios de control correspondientes.

[0024] El detector puede comprender un sensor y un sistema óptico. El sensor se puede disponer para formar un ángulo con el sistema óptico de modo que el detector esté dispuesto en una configuración de Scheimpflug en relación con el primer eje. El sensor puede, por ejemplo, comprender o implementarse por una cámara. El sistema óptico se puede adaptar para enfocar la luz sobre el sensor. Por ejemplo, el sistema óptico puede comprender un objetivo o una lente. Al usar una configuración de Scheimpflug, a través de todo el sensor, se puede obtener una imagen nítida. Por ejemplo, el sistema óptico se puede disponer de forma pivotante y/o giratoria para formar un ángulo con la cámara en el intervalo de, por ejemplo, 0 grados a 90 grados o 0 grados a 30 grados o 0 grados a 45 grados. En algunos ejemplos, adicionalmente o de forma alternativa, el sensor y/o la fuente de láser se pueden disponer de forma pivotante y/o giratoria. En otros ejemplos, los diversos elementos se pueden disponer en una configuración de Scheimpflug fija sin ser necesariamente pivotantes y/o giratorios.

[0025] El aparato puede estar configurado de modo que el ángulo distinto de cero sea un ángulo agudo, preferentemente de 5 grados a 90 grados o de 10 grados a 90 grados.

[0026] De acuerdo con otro modo de realización, se proporciona un procedimiento para determinar un mapa corneal. Una parte de la córnea se ilumina con luz láser. Al menos una parte de la luz láser que se devuelve desde la córnea se detecta en un ángulo distinto de cero.

[0027] El procedimiento puede incluir etapas adicionales como se explica en las reivindicaciones. En general, los aspectos descritos en el presente documento con respecto a un aparato de acuerdo con la invención se pueden implementar como un procedimiento, y los aspectos descritos en el presente documento con respecto a un procedimiento de acuerdo con la invención se pueden implementar por el aparato reivindicado.

[0028] Otro modo de realización de la presente invención se refiere a un programa informático que comprende instrucciones para llevar a cabo los procedimientos descritos en el presente documento. Por ejemplo, el programa informático se puede almacenar en un medio de memoria y puede hacer que un procesador implemente las etapas del procedimiento. El medio de memoria y/o el procesador pueden estar compuestos por un aparato de acuerdo con la presente invención.

4. Breve descripción de las figuras:

[0029] Los posibles modos de realización de la presente invención se describirán con más detalle en la posterior descripción detallada con referencia a las siguientes figuras:

fig. 1: Ejemplo de una fuente de rendija de luz blanca o LED y su proyección sobre un plano de enfoque de acuerdo con la técnica anterior;

fig. 2: Ejemplo de una fuente de rendija de luz blanca o LED y su proyección sobre una córnea para el uso en topografía corneal y tomografía corneal de acuerdo con la técnica anterior;

fig. 3: Ejemplo de una fuente de rendija láser y su proyección sobre un plano de enfoque;

fig. 4: Ejemplo de una fuente de rendija láser y su proyección sobre una córnea para el uso en topografía corneal y tomografía corneal;

fig. 5: Ejemplo de una configuración de medición para topografía corneal y tomografía corneal de acuerdo con la presente invención;

fig. 6a: Ejemplo de una vista en sección transversal de la córnea obtenida con un láser monomodal de ancho de banda estrecho;

fig. 6b: Ejemplo de una vista en sección transversal de la córnea obtenida con un láser de diodo infrarrojo; y

fig. 6c: Ejemplo de una vista en sección transversal de la córnea obtenida con un láser de diodo azul.

5. Descripción detallada de posibles modos de realización:

[0030] En lo que sigue se describirán posibles modos de realización de la presente invención. Por brevedad, solo se pueden describir unos pocos modos de realización. El experto en la técnica reconocerá que los rasgos característicos específicos descritos con referencia a estos modos de realización se pueden modificar y combinar de forma diferente y que los rasgos característicos individuales también se pueden omitir si no son esenciales. Las explicaciones generales de los apartados anteriores también serán válidas para las siguientes explicaciones más detalladas.

[0031] La fig. 1 muestra un ejemplo para la luz proporcionada por una fuente de luz como se usa en topógrafos y tomógrafos corneales actuales, por ejemplo, fuentes de rendija de luz blanca o diodos emisores de luz (LED) de acuerdo con la técnica anterior. Una luz que tiene una sección transversal en forma de rendija 102 se enfoca sobre un plano de enfoque 101. La sección transversal comprende un lado largo 103 y un lado corto 104. La luz se propaga a lo largo de la dirección 105 y la imagen resultante 106 de la rendija sobre el plano 109 también comprende un lado largo 107 y un lado corto 108. Debido al desenfoque de las fuentes de luz blanca o LED usadas actualmente a las intensidades requeridas, el lado largo 107 y el lado corto 108 de la imagen proyectada de la rendija 106 en el plano de enfoque 109 son más grandes que el lado largo 103 y el lado corto 104, respectivamente, de la fuente de la rendija 102.

[0032] La fig. 2 muestra una situación que surge en topógrafos o tomógrafos corneales 200 de acuerdo con la técnica anterior. La luz que tiene una sección transversal en forma de rendija 201 que comprende un lado largo 202 y un lado corto 203 se dirige a la córnea 210 de un ojo 209. A medida que la luz se propaga a lo largo de la dirección de propagación 204, se expande, de forma similar a como se explica con referencia a la fig.1. La imagen proyectada 205 de la luz sobre una superficie de la córnea 210 comprende un lado largo 206, un primer lado corto 207 en el ápice de la córnea y un segundo lado corto 208 en la parte inferior y/o superior de la imagen 205, aproximadamente en un limbo de la córnea 210. Como la forma anterior de la córnea 210 es típicamente similar a una esfera con un radio de aproximadamente 8 mm como se muestra en la vista en sección transversal 211 del ojo 209, y la distancia horizontal del ápice al limbo es típicamente de 3 mm, el primer y el segundo lado corto, 207 y 208, respectivamente, de la imagen proyectada 205 de la rendija difieren entre sí. El segundo lado corto 208 en el limbo es típicamente impredeciblemente más grande que el primer lado corto 207 en el ápice, dependiendo de la distancia desde el plano del ápice al plano del limbo, lo que puede variar de un caso a otro. Por tanto, las regiones más periféricas de la córnea en general estarán iluminadas con luz que tiene propiedades geométricas impredeciblemente diferentes a las regiones en el centro de la córnea, lo que da lugar a inexactitudes en las imágenes detectadas.

[0033] La fig. 3 muestra un ejemplo para la luz proporcionada por una fuente de luz coherente 300, por ejemplo, proporcionada por un láser. La luz que tiene una sección transversal en forma de rendija 302 se proyecta sobre el plano de enfoque 301. La sección transversal comprende un lado largo 303 y un lado corto 304. La luz se propaga a lo largo de la trayectoria de propagación 305 y la imagen proyectada resultante de la sección transversal en forma de rendija 306 sobre el plano adicional 309 comprende un lado largo 307 y un lado corto 308. Como la luz coherente se proporciona típicamente por láseres, el lado largo 307 y el lado corto 308 de la imagen proyectada 306 de la rendija sobre el plano adicional 309 se pueden proporcionar típicamente tan grandes como el lado largo 303 y el lado corto 304, respectivamente. de la fuente de la rendija 302 con una precisión mucho mejor (siendo todos los demás parámetros comparables) que con las fuentes de luz como se explica con referencia a las figs. 1 y 2. Por lo tanto, la imagen de la sección transversal en forma de rendija 306 sobre el plano adicional 309 es similar a la sección transversal en forma de rendija 302 como en el plano de enfoque 301.

[0034] La fig. 4 muestra una situación que surge en topógrafos o tomógrafos corneales 400 cuando se ilumina una córnea de acuerdo con la presente invención. Se proporciona luz coherente que tiene una sección transversal en forma de rendija 401. Por ejemplo, un láser de diodo puede emitir luz con dicha sección transversal, y/o la luz emitida por el láser se puede conformar en consecuencia por óptica adicional. De forma ejemplar se puede usar un láser de diodo que emite luz con una longitud de onda en el intervalo de 440 nm a 480 nm, como ya se explicó. Además, se pueden usar láseres de diodo que emiten luz en el espectro infrarrojo. La luz se puede emitir con intensidades en el intervalo de 0,1 mW/cm2 a 20 mW/cm2, dentro de las normas de seguridad internacionales. Para formar los haces requeridos, por ejemplo, que comprenden una sección transversal en forma de rendija, se puede aplicar un sistema óptico adicional, que puede incluir un colimador y/u otros elementos ópticos. La sección transversal comprende un lado largo 402 y un lado corto 403 y se proyecta sobre una córnea 410 de un ojo 409. En otros ejemplos, se pueden usar otras secciones transversales.

[0035] Debido a la naturaleza coherente de la luz y las intensidades típicamente mayores suministradas por fuentes de láser, la luz se puede proporcionar de modo que su sección transversal no se expanda significativamente en la dirección de propagación 404, lo que puede corresponder a una trayectoria de propagación colimada. La imagen proyectada 405 de la sección transversal en forma de rendija sobre la córnea 410 comprende un lado largo 406, un primer lado corto 407 en el ápice y un segundo lado corto 408 en el limbo de la córnea 410. A pesar de la curvatura de la córnea, como se explica anteriormente con referencia a la fig. 2, el primer y el segundo lados cortos, 407 y 408, respectivamente, tienen esencialmente la misma longitud. Por tanto, se evitan diferencias impredecibles del tamaño de la rendija en diferentes regiones de la córnea y se incrementa la precisión de las mediciones.

[0036] Además, las dimensiones de la sección transversal no cambian significativamente a lo largo de la trayectoria de propagación colimada 404. El lado largo 406 de la imagen 405 en la córnea 410 tiene esencialmente la misma longitud que el lado largo 402 de la sección transversal en forma de rendija 401, ya que, por ejemplo, se puede proporcionar por la fuente. Adicionalmente, también el lado corto 403 de la sección transversal en forma de rendija 401, el primer lado corto 407 en el vértice de la córnea 410 y el segundo lado corto 408 en el limbo de la córnea 410 tienen también esencialmente la misma longitud. Debido a esta imagen enfocada 405 en la córnea 410, se posibilita una geometría más controlada y más optimizada de la rendija a través de todas las partes iluminadas de la córnea, de modo que se pueden determinar mapas corneales con precisión mejorada.

[0037] La fig. 5 ilustra una configuración de medición 500 para topógrafos corneales y tomógrafos corneales de acuerdo con la presente invención. La configuración de medición 500 comprende una fuente de láser 501. En modos de realización no reivindicadas, la fuente de láser 501 puede ser un láser caracterizado por una emisión monomodal y/o un ancho de banda de emisión estrecho de, por ejemplo, 0,1 nm. Otros ejemplos pueden incluir láseres de diodo, caracterizados por una emisión multimodal y un ancho de banda de emisión más amplio, por ejemplo, un ancho de banda de emisión de 2 nm.

[0038] Además, la fuente de láser de diodo puede emitir luz en el espectro infrarrojo, preferentemente en el intervalo de 700 nm a 1600 nm o de 800 nm a 900 nm o puede emitir luz láser azul en el intervalo de longitud de onda de 430 nm a 490 nm, preferentemente de 440 nm a 480 nm o de 430 nm a 460 nm.

[0039] La fuente de láser 501, opcionalmente, puede estar equipada además con la óptica de fuente de láser 502 para generar luz láser, por ejemplo, un haz de luz que puede comprender una sección transversal en forma de rendija, colimada al menos por la longitud de la trayectoria óptica incluida entre el ápice corneal y el limbo corneal, con dimensiones de, por ejemplo, 0,01 mm a 1 mm por 6 mm a 10 mm. La luz láser emitida se puede propagar a lo largo de un primer eje óptico 503 de modo que una parte de la córnea 505, por ejemplo, localizada a una distancia en el intervalo de 10 mm a 500 mm, o de 50 mm a 200 mm, desde la fuente de láser 501 y/o la óptica de fuente de láser 502, está iluminada. El primer eje óptico puede formar un ángulo distinto de cero 504 con un eje central 511 de la córnea, preferentemente en el intervalo de 5 grados a 45 grados. El eje central 511 de la córnea puede corresponder al eje visual del paciente, que es la dirección en la que el paciente mira una luz de fijación generada por una fuente de luz de fijación 515 y posiblemente por medio de un espejo parcialmente reflectante 514 dispuesto, por ejemplo, con un ángulo de 45 grados en relación con el eje visual.

[0040] En otros ejemplos, es posible que no se proporcione ninguna fuente de luz de fijación 515 ni espejo parcialmente reflectante 514. En su lugar, el eje central 511 de la córnea se puede definir como un eje que emerge de la parte iluminada de la córnea de modo que sea perpendicular a la parte iluminada de la córnea.

[0041] La luz láser se dispersa en la córnea 505 y una parte de la luz dispersa que se propaga a lo largo de un segundo eje óptico 509 se detecta por un detector 506, 508. El detector puede ser cualquier dispositivo que pueda detectar luz dispersa. El detector 506, 508 puede comprender un sensor 506, por ejemplo, una cámara. Por ejemplo, se puede usar una cámara HD CMOS. La cámara puede tener una resolución de 2 Mpíxel a 50 Mpíxel o de 2 Mpíxel a 5 Mpíxel. La distancia entre la cámara y la córnea 505 puede estar en el intervalo de 10 mm a 500 mm o de 50 mm a 250 mm. En otros ejemplos, se puede proporcionar otro elemento sensible a la luz en lugar de la cámara 506.

[0042] Además, el detector puede comprender opcionalmente un sistema óptico 508. El segundo eje óptico 509 se puede definir como el eje óptico del sistema óptico 508. El sistema óptico 508 puede conformar, por ejemplo, enfocar, la luz dispersa antes de que incida sobre el sensor 506. El sistema óptico 508 puede proporcionar un aumento en un factor de 0,1 a 10 y proporcionar un campo de visión de, por ejemplo, 1 mm a 30 mm por 1 mm a 30 mm. El sistema óptico 508 además se puede inclinar, por ejemplo, de forma pivotante y/o giratoria, en relación con el sensor 506 de modo que haya un ángulo ajustable 507 entre el sensor 506 y el sistema óptico 508. El sistema óptico 508 y/o el sensor 506 pueden ser pivotantes y/o giratorios. El ángulo 507 se puede ajustar entre, por ejemplo, de 0 grados a 45 grados para compensar por un efecto de Scheimpflug el desenfoque de la imagen generada sobre el sensor 506 debido a la falta de perpendicularidad entre el primer eje óptico 503 y el segundo eje óptico 509 que puede formar un ángulo distinto de cero 516 en el intervalo de, por ejemplo, 10 grados a 90 grados.

[0043] En particular, el ángulo 507 se puede elegir de modo que el eje óptico 503 y el eje óptico 509 estén acoplados para formar una disposición de Scheimpflug para producir una imagen nítida en el sensor 506, de ahí que da lugar a una imagen enfocada en todo el campo de visión. Por tanto, se pueden obtener imágenes nítidas de partes de la córnea a través de todo el sensor 506. Esto se puede lograr para diversos ángulos 516 inclinando de forma apropiada el sensor 506 en relación con el eje óptico 509. El ángulo 507 se puede calcular como función del ángulo 516 para lograr el efecto de Scheimpflug. El posicionamiento requerido del sistema óptico 508 y el sensor 506 y/o la fuente de láser 501 se puede realizar automáticamente por motores correspondientes y medios de control adicionales.

[0044] La configuración de medición 500 puede comprender además, opcionalmente, una cámara de registro 512 y un sistema óptico de cámara de registro 513. La cámara de registro 512 se puede localizar, por ejemplo, a lo largo del eje visual 511 a una distancia, por ejemplo, en el intervalo de 10 mm a 500 mm o de 100 mm a 400 mm. La cámara de registro 512 puede ser, por ejemplo, una cámara HD CMOS que proporcione una resolución de, por ejemplo, 2 Mpíxel a 50 Mpíxel o de 2 Mpíxel a 5 Mpíxel. El sistema óptico de la cámara de registro 513 puede proporcionar un aumento de, por ejemplo, 0,1 a 10 o de 0,5 a 1,5, y proporcionar un campo de visión de, por ejemplo, 1 mm a 30 mm por de 1 mm a 30 mm o de 10 mm a 20 mm por de 10 mm a 20 mm. La cámara de registro 512 conjuntamente con el sistema óptico de cámara de registro 513 se puede usar para generar una imagen de referencia de la córnea 505. Se puede obtener un mapa corneal alineando las imágenes recopiladas de la córnea 505 del sensor 506 con la imagen de referencia de la córnea 505 proporcionada por la cámara de registro 512. Se pueden obtener imágenes de una parte de la córnea y/o de toda la córnea iluminando secuencialmente las partes contiguas y/o posiblemente superpuestas de la córnea.

[0045] La fuente de láser 501, posiblemente equipada con óptica de fuente de láser 502, el sensor 506 posiblemente equipado con el sistema óptico 508, y la cámara de registro opcional 512 y el sistema óptico de cámara de registro 513 se pueden integrar tal como para formar parte de un tomógrafo/topógrafo corneal.

[0046] Las vistas en sección transversal 600a-c del mapa corneal en sección transversal detectado se muestran en las figs. 6a-c. La fig. 6a muestra un mapa corneal en sección transversal 600a, cuando se usa una fuente de luz láser monomodal de ancho de banda estrecho, como se caracterizó anteriormente. A partir del mapa de sección transversal detectado, se pueden distinguir las superficies anterior y posterior de la córnea, así como otros elementos del ojo. Debido a la iluminación controlada, los mapas detectados son altamente fiables. En general, sin embargo, se producirán algunas variaciones de intensidad dentro del tejido corneal. En particular, los destellos brillantes 601a dificultan distinguir de forma fiable las superficies corneales, por ejemplo, la superficie anterior y posterior. Estas ligeras deficiencias se pueden mejorar, como se explica a continuación con referencia a las figs. 6b y 6c.

[0047] A partir de mapas de sección transversal detectados por el detector, por ejemplo, como se muestra en la fig. 6a, que se pueden denominar mapas corneales "brutos", por ejemplo, correspondientes a la señal de intensidad como se detecta por medio de un sensor, se pueden determinar mapas refinados adicionalmente. Por ejemplo, se pueden usar algoritmos de ajuste para extraer datos de elevación corneal, datos de espesor corneal y/o datos de refracción (o curvatura) corneal. Estos datos, posiblemente obtenidos de varios mapas "brutos" como se detectan por el detector, se pueden ensamblar para determinar un mapa corneal bidimensional o tridimensional, por ejemplo, un mapa de elevación corneal, mapas de espesor corneal y/o mapa de refracción (o curvatura) corneal. Dichos mapas pueden, por ejemplo, indicar la elevación, espesor y/o curvatura respectivos por una representación gráfica tridimensional y/o por medio de un código de colores, etc.

[0048] En la fig. 6b se muestra una vista en sección transversal 600b del mapa corneal en sección transversal detectado. Este mapa se obtiene usando un láser de diodo que emite luz en el espectro infrarrojo con una longitud de onda de aproximadamente 840 nm - 860 nm. En general, se pueden usar longitudes de onda en el espectro infrarrojo de 700 nm a 1600 nm. A partir del mapa corneal en sección transversal obtenido, se pueden distinguir las superficies anterior y posterior de la córnea, así como otros elementos del ojo. Debido a la iluminación controlada, los mapas detectados son altamente fiables, como se explica con referencia a la fig. 6a. Además, en comparación con la fig. 6a, los destellos brillantes 601b se reducen considerablemente debido al uso del láser de diodo en comparación con los láseres monomodales de ancho de banda estrecho como se especifica anteriormente. Por tanto, se pueden determinar las propiedades de la córnea de forma más fiable y a través de toda la sección transversal de la córnea.

[0049] En la fig. 6c se muestra una vista en sección transversal 600c del mapa corneal en sección transversal detectado. Este mapa se obtiene usando una fuente de láser que emite luz láser azul con una longitud de onda de aproximadamente 440 nm a 480 nm, por ejemplo, de 450 nm o 460 nm. A partir del mapa, se pueden distinguir las superficies anterior y posterior de la córnea, así como otros elementos del ojo, de forma similar a las figs. 6a y 6b. En comparación con las figs. 6a y 6b, sin embargo, el mapa corneal en sección transversal 601c muestra un mayor contraste, que se puede atribuir a una dispersión incrementada de la luz azul en comparación con la luz infrarroja. Por tanto, también se puede distinguir un epitelio corneal 602c (una capa de tejido más delgada localizada en la córnea anterior) de un estroma corneal 603c (una capa intermedia más gruesa de la córnea). Por tanto, en este ejemplo, se pueden determinar mapas corneales adicionales, ya que la detección de la forma estromal permite medir el espesor del epitelio 602c como una diferencia entre la superficie corneal anterior y la superficie corneal estromal.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (500) para determinar un mapa corneal (600a, 600b, 600c), que comprende:

a. una fuente (501,502) para proporcionar luz láser, en el que el aparato (500) está adaptado para iluminar una parte de una córnea (505) usando la luz láser;

b. un detector (506, 508) para detectar al menos una parte de la luz láser que se devuelve desde la córnea (505) en un ángulo distinto de cero (516), formado entre un eje a lo largo del que se propaga la luz láser desde la fuente y un eje a lo largo del que la al menos una parte de la luz láser se devuelve desde la córnea;

c. caracterizado por que la fuente (501, 502) para proporcionar luz láser comprende un láser multimodal.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el aparato (500) está configurado para proporcionar la luz láser de modo que comprenda una sección transversal en forma de rendija (302, 401), teniendo la sección transversal (302, 401) un lado largo (303, 402) y un lado corto (304, 403).

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el aparato (500) está configurado para proporcionar la luz láser de modo que la sección transversal en forma de rendija (306, 405), cuando incide sobre la córnea (505), tiene una longitud de al menos 6 mm, extendiéndose preferentemente entre dos limbos opuestos de la córnea (505).

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el aparato (500) está configurado para proporcionar la luz láser de modo que una longitud del lado corto (308, 408) sea esencialmente constante, cuando incide sobre la córnea (505), al menos desde un ápice de la córnea hasta un limbo de la córnea.

5. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que el aparato (500) está configurado además para proporcionar la luz láser generada por la fuente (501) y colimada por la óptica de fuente de láser (502) de modo que una longitud del lado corto (304, 403) y/o el lado largo (303, 402) de la luz láser sea esencialmente constante en una dirección de propagación (305, 404) al menos desde el ápice hasta el limbo.

6. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el láser multimodal es un láser de diodo multimodal.

7. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, en el que el aparato (500) está adaptado para proporcionar a la luz láser una longitud de onda en el espectro infrarrojo, preferentemente de 700 nm a 1600 nm, o una longitud de onda de 430 nm a 490 nm, preferentemente de 440 nm a 480 nm.

8. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -7, en el que el aparato (500) está configurado para iluminar secuencialmente partes de la córnea (505) y detectar las partes asociadas de la luz láser que se devuelve en un ángulo distinto de cero (516) desde la córnea (505) para determinar el mapa corneal.

9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, en el que el detector (506, 508) comprende un sensor (506) y un sistema óptico (508), en el que el sensor (506) se dispone para formar un ángulo (507) con el sistema óptico (508) de modo que el detector se dispone en una configuración de Scheimpflug en relación con un primer eje (503) de la luz láser.

10. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el ángulo distinto de cero (516) es un ángulo agudo, preferentemente de 5 grados a 90 grados.

11. Un procedimiento para determinar un mapa corneal (600a, 600b, 600c), en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:

a. iluminar una parte de una córnea (505) usando luz láser; y

b. detectar al menos una parte de la luz láser que se devuelve desde la córnea (505) en un ángulo distinto de cero (516), formado entre un eje a lo largo del que se propaga la luz láser desde la fuente y un eje a lo largo del que al menos una parte de la luz láser se devuelve desde la córnea;

c. caracterizado por que la luz láser se genera por un láser multimodal.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además adaptar la luz láser de modo que comprenda una sección transversal en forma de rendija (302, 401), teniendo la sección transversal un lado largo (303, 402) y un lado corto (304, 403).

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además adaptar la luz láser de modo que la sección transversal en forma de rendija (306, 405), cuando incide sobre la córnea (411), tenga una longitud de al menos 6 mm, que se extiende preferentemente entre dos limbos opuestos de la córnea (505).

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, que comprende además adaptar la luz láser de modo que una longitud del lado corto (308, 408) sea esencialmente constante, cuando incide sobre la córnea (505), al menos desde un ápice de la córnea a un limbo de la córnea.

15. Un programa informático que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por un procesador, hacen que el aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10 lleve a cabo un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-14.