ES2973275T3 - Sistemas para monitorizar la salud ocular - Google Patents

Sistemas para monitorizar la salud ocular

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ES2973275T3
ES2973275T3 ES15833264T ES15833264T ES2973275T3 ES 2973275 T3 ES2973275 T3 ES 2973275T3 ES 15833264 T ES15833264 T ES 15833264T ES 15833264 T ES15833264 T ES 15833264T ES 2973275 T3 ES2973275 T3 ES 2973275T3
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ES
Spain
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sensor
anchor
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eye
deformation
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Matthew Rickard
Creed Jones
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California Baptist Univ
California Baptist University
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California Baptist Univ
California Baptist University
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Abstract

Sistemas y métodos de seguimiento de la salud ocular. Los sistemas y métodos monitorean la salud ocular midiendo la tensión escleral mediante un monitor implantable, un monitor portátil configurado en anteojos o un monitor externo que utiliza una tableta portátil. Ciertas realizaciones del monitor de tensión se pueden utilizar para medir la tensión en cualquier superficie a la que esté unido, incluida, entre otras, la piel de un paciente o la superficie de una estructura tal como un edificio o un puente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas para monitorizar la salud ocular
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Declaración sobre: investigación/desarrollo patrocinado por el gobierno federal
No aplicable
Campo de la invención
Esta solicitud se refiere, en general, a dispositivos de monitorización de deformación. Más particularmente, esta solicitud se refiere a dispositivos de monitorización de deformación implantables para medir la deformación escleral, dispositivos de formación de imágenes portátiles para medir la deformación escleral, dispositivos de formación de imágenes basados en tabletas externas para medir la deformación escleral y dispositivos de monitorización de deformación para medir la deformación de una superficie a la que están unidos.
Antecedentes de la divulgación
El glaucoma es un trastorno ocular caracterizado por una presión intraocular (PIO) excesiva, lo que provoca daños en el nervio óptico y puede provocar una pérdida permanente de la visión, se estima que más de 2,2 millones de estadounidenses tienen glaucoma, pero solo la mitad de ellos lo saben. El glaucoma es la segunda causa principal de ceguera en el mundo. Los métodos actuales para monitorizar pacientes con riesgo de glaucoma implican mediciones intermitentes de la PIO en pacientes hospitalizados, basándose en la presión aplicada y la deformación del globo ocular. También existen dispositivos que intentan monitorizar continuamente la p Io , por ejemplo, usando un sensor de presión que se implanta en la cámara acuosa del ojo para medir directamente la PIO. Otros métodos utilizan un medidor de deformación incrustado en una lente de contacto para medir indirectamente la PIO. Estos métodos anteriores son incómodos, costosos y miden la PIO a través de un sensor de presión sobre la superficie basándose en el ligero movimiento de una superficie rígida extraña que no registra el movimiento sin restricciones de la córnea o la esclerótica
La técnica anterior genérica se conoce a partir de la solicitud de patente estadounidense US 2012/289810 A1 y la solicitud de patente japonesa JP 2001 321358 A. El documento de la técnica anterior US 2012/289810 A1 divulga un sensor que incluye: una superficie inferior con una superficie de adhesión que incluye una pluralidad de microprotuberancias, o un adhesivo adherido a la superficie inferior; un dispositivo de monitorización de presión configurado para medir la presión intraocular de un ojo y generar una señal que representa la presión medida; y un transmisor configurado para transmitir la señal. La superficie inferior está dispuesta para asegurar el sensor a: una superficie exterior de una conjuntiva para el ojo sin penetrar en la conjuntiva; o una superficie exterior de una esclerótica para el ojo sin penetrar en la esclerótica.
Se ha descubierto que la deformación escleral se correlaciona con, y proporciona información adicional a, la PIO. En este sentido, se desea tener sistemas y métodos para medir la PIO y/o la deformación escleral de una manera no invasiva.
Sumario de la invención
En una realización, en el presente documento se divulgan sistemas para monitorizar la salud ocular, comprendiendo los sistemas: un monitor de deformación escleral adaptado para implantarse en un ojo, comprendiendo el monitor de deformación escleral un sensor configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos, y para generar una señal que represente dicha resistencia eléctrica, y un transmisor configurado para transmitir la señal; y un lector adaptado para ubicarse fuera del ojo, estando configurado el lector para recibir información transmitida por el transmisor.
En otra realización, en el presente documento se divulgan sistemas para monitorizar la deformación en una superficie estructural a la que está unido el sistema. Estos sistemas comprenden un sensor configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica, un transmisor configurado para transmitir la señal y un lector configurado para recibir información transmitida por el transmisor.
Además, en el presente documento se divulgan sistemas para monitorizar la salud ocular, que comprenden: un monitor de deformación escleral que comprende a) un par de gafas portátiles que comprenden i) uno o más sensores de imagen, ii) una CPU, iii) un dispositivo de almacenamiento de memoria, iv) uno o más cables de conexión, y v) y una fuente de alimentación; y b) al menos una región objetivo preseleccionada sobre o en la esclerótica, en donde la CPU recibe imágenes procedentes de los sensores de imagen y a continuación transmite las imágenes al dispositivo de almacenamiento de memoria. También se divulgan métodos de uso de los sistemas divulgados para determinar la salud de un ojo de un individuo.
En el presente documento se divulgan además sistemas para monitorizar la salud ocular que comprenden un dispositivo de tableta portátil que tiene una cámara, un conjunto de lentes conectable a la cámara de la tableta portátil, y una almohadilla de confort unida a la tableta portátil para mantener una distancia de la tableta y un paciente que utiliza el sistema.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 A es una vista frontal de un implante que incluye un sensor de acuerdo con una realización. La figura 1 B es una vista superior del sensor mostrado en la figura 1 A.
La figura 1 C es una vista ampliada del sensor mostrado en la figura 1 B.
La figura 2A es un dibujo esquemático de un ejemplo de una resistencia configurada para usar en una realización.
La figura 2B es un dibujo esquemático de otro ejemplo de una resistencia configurada para usar en una realización.
La figura 2C es un dibujo esquemático de otro ejemplo de una resistencia configurada para usar en una realización.
La figura 2D es un dibujo esquemático de otro ejemplo de una resistencia configurada para usar en una realización.
La figura 3A es un dibujo esquemático que muestra una vista superior de un ejemplo de un sensor configurado de acuerdo con otra realización.
La figura 38 es un dibujo esquemático que muestra otra vista del sensor mostrado en la figura 3A.
La figura 3C es un dibujo esquemático que muestra una vista superior de un ejemplo de un sensor configurado de acuerdo con una realización adicional.
La figura 3D es un dibujo esquemático que muestra una vista superior de un ejemplo de un sensor configurado de acuerdo con una realización adicional más.
La figura 4 es un dibujo esquemático que muestra un ejemplo de un sistema para monitorizar la salud ocular, configurado de acuerdo con una realización.
La figura 5 es una vista frontal de un implante que incluye un sensor de acuerdo con otra realización.
La figura 6 es un dibujo esquemático de un aparato para controlar intraoperatoriamente la presión ocular, adecuado para usar con una realización.
La figura 7A es un esquema de un ejemplo de una resistencia del lado trasero configurada para usar en una realización.
La figura 7B es un esquema de un ejemplo de una resistencia configurada para usar en una realización. La figura 8A es una vista lateral de un ejemplo de un primer miembro fijo del sensor.
La figura 8B es una vista lateral de un ejemplo de un miembro móvil del sensor.
La figura 9A es una vista de un ejemplo de un monitor de deformación escleral que comprende un par de gafas portátiles configuradas con sensores de imagen, una CPU, un dispositivo de almacenamiento de memoria, cables de conexión y una fuente de alimentación, en donde los sensores de imagen están ubicados en la montura exterior de las gafas.
La figura 9B es una vista de un ejemplo de un monitor de deformación escleral que comprende un par de gafas portátiles configuradas con sensores de imagen, una CPU, un dispositivo de almacenamiento de memoria, cables de conexión y una fuente de alimentación, en donde los sensores de imagen están ubicados en la porción interior para la nariz de las gafas.
La figura 10 es una vista de una medición entre dos objetos simétricos.
La figura 11 es una vista de una medición entre dos objetos asimétricos.
La figura 12 es una vista de una medición entre dos regiones objetivo.
La figura 13 es una vista de una medición de características de frecuencia espacial.
La figura 14 es una vista de una herramienta de marcado.
La figura 15 es una vista superior de un ejemplo de un sistema de monitorización de deformación escleral que comprende un conjunto de lentes y una almohadilla de confort unidos a un dispositivo de tableta portátil que tiene una cámara.
La figura 16 es una vista frontal del sistema de monitorización de deformación escleral de la figura 15 en uso. La figura 17 es un gráfico que muestra la relación medida entre la deformación meridional peripapilar y la presión intraocular.
Descripción detallada de las realizaciones
La descripción detallada expuesta a continuación pretende ser una descripción de la realización actualmente preferida de la invención, y no pretende representar la única forma en la que puede construirse o utilizarse la presente invención. La descripción expone las funciones y secuencias de etapas para construir y operar la invención. Debe entenderse, sin embargo, que las mismas o equivalentes funciones y secuencias pueden lograrse mediante diferentes realizaciones y que también se pretende que se abarquen dentro del alcance de la invención.
A los efectos de la presente memoria descriptiva y de las reivindicaciones adjuntas, a menos que se indique otra cosa, todos los números que expresan cantidades, porcentajes o proporciones, y otros valores numéricos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, deben entenderse modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente memoria descriptiva y en las reivindicaciones son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se desean obtener. Ha de hacerse notar que, tal como se usan en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "V", "una", y "el/la", incluyen referencias en plural a menos que se limiten expresa e inequívocamente a un solo referente. Como se usa en el presente documento, el término "incluir" y sus variantes gramaticales pretenden ser no limitativos, de tal modo que la enumeración de elementos de una lista no excluye otros elementos similares que puedan sustituir o añadirse a los elementos enumerados. Como se usa en el presente documento, el término "que comprende" significa que incluye elementos o etapas que se identifican a continuación de ese término, pero cualesquiera de dichos elementos o etapas no son exhaustivos, y una realización puede incluir otros elementos o etapas.
SISTEMA BASADO EN SENSORES PARA MONITORIZAR LA SALUD OCULAR:
Un sistema para monitorizar la salud ocular que comprende: un monitor de deformación escleral adaptado para implantarse en un ojo, comprendiendo el monitor de deformación escleral
a) un sensor configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica;
b) un transmisor configurado para transmitir la señal; y c) un lector adaptado para ubicarse fuera del ojo, estando configurado el lector para recibir información transmitida por el transmisor.
Un método de monitorización de la salud ocular que comprende: proporcionar un monitor de deformación escleral adaptado para implantarse en un ojo, comprendiendo el monitor de deformación escleral a) un sensor configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos, y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica, comprendiendo el sensor al menos primer y segundo miembros de anclaje que están separados entre sí, estando adaptados los primer y segundo miembros de anclaje para asegurarse a primera y segunda ubicaciones de anclaje respectivas sobre o en un cuerpo ciliar; b) un transmisor configurado para transmitir la señal; y c) un lector adaptado para ubicarse fuera del ojo para recibir información transmitida por el transmisor.
Las características, aspectos y ventajas de los desarrollos se describirán ahora con referencia a los dibujos de varias realizaciones, que se pretende que estén dentro del alcance de la invención divulgada en el presente documento. Estas y otras realizaciones serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones que hacen referencia a las figuras adjuntas, no estando la invención limitada a ninguna realización o realizaciones particulares divulgadas.
Aunque la etiología exacta del glaucoma sigue siendo desconocida, generalmente se entiende que la presión intraocular (PIO) excesivamente alta, que puede ser causada por una obstrucción del flujo en la malla trabecular, provoca daños en el nervio óptico y conduce a la pérdida permanente de la visión. Por consiguiente, todos los métodos convencionales para prevenir el inicio y la progresión del glaucoma implican monitorizar a los pacientes para detectar una PIO alta, normalmente a través de mediciones intermitentes realizadas en pacientes hospitalizados. Los enfoques más recientes proponen la monitorización continua de la PIO, ya sea a través de un sensor de PIO implantable o un sensor de PIO de lente de contacto. Sin embargo, se ha observado que incluso los pacientes con mediciones de PIO estadísticamente normales pueden desarrollar glaucoma. Otros pacientes más pueden mostrar niveles elevados de PIO sin mostrar signos de glaucoma, incluso durante períodos de observación prolongados. Esto puede ocurrir como resultado del hecho de que las propiedades biomecánicas de los tejidos implicados pueden variar significativamente de un paciente a otro, creando diferentes respuestas a PIO variables.
En realizaciones, un parámetro completamente diferente a la PIO - deformación escleral - es el foco de los esfuerzos de prevención y monitorización del glaucoma. Al medir la deformación mecánica en la superficie de la esclerótica, en lugar de (o además de) la presión intraocular, las realizaciones proporcionan un indicador más preciso del riesgo de glaucoma que tiene en cuenta las características biomecánicas de los tejidos oculares de cada paciente. Las realizaciones proporcionan un sensor de deformación que está anclado a dos o más puntos o regiones discretos sobre o en la esclerótica (o tejidos adyacentes a la esclerótica tales como el cuerpo ciliar) y que es altamente elástico entre esos puntos, de modo que esté configurado para proporcionar una indicación precisa de la deformación escleral en tejidos oculares que de otro modo no estarían restringidos.
Con referencia ahora a la figura 1 A, se muestra una vista lateral frontal de un implante 100 que forma parte de un sistema para medir la salud ocular. En la realización ilustrada en la figura 1 A, el implante 100 incluye una lente intraocular (LIO) 102 y un sensor de deformación 104 conectado a la LIO 102. En algunas realizaciones, la LIO 102 incluye uno o más hápticos 106. En algunas realizaciones, el implante 100 tiene una dimensión o longitud principal (de arriba a abajo como se muestra en la figura 1 A) entre aproximadamente 10 y 15 mm, o una longitud menor o mayor que cualquiera de estos números. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el implante 100 tiene una longitud de aproximadamente 13 mm. En algunas realizaciones, el implante 100 tiene una dimensión o anchura menor (de lado a lado como se muestra en la figura 1 A) de entre aproximadamente 5 y 10 mm, o una longitud menor o mayor que cualquiera de estos números. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el implante 100 tiene una anchura de aproximadamente 6 mm.
En algunas realizaciones, el sensor 104 se forma por separado y está conectado a uno de los hápticos 106, mientras que en otras realizaciones (como se ilustra en las figuras 1 A y 1B), todo o parte de un háptico 106 forma una porción del sensor 104. En algunas realizaciones, el sensor 104 incluye un miembro de anclaje proximal 108 y un miembro de anclaje distal 110 que están separados entre sí a lo largo de la longitud del háptico 106 (o a lo largo de la circunferencia del ojo, estando implantado). Cada uno de los miembros de anclaje 108, 1 10 está configurado para unirse de forma segura a áreas separadas sobre o en la esclerótica (o cuerpo ciliar) del ojo cuando la LIO, 102 está implantada. En algunas realizaciones, los miembros de anclaje 108, 110 están separados por una distancia de aproximadamente 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 mm, o una distancia menor que, mayor que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números.
en algunas realizaciones, el implante 100 incluye además una placa de circuito 112, que incluye un registrador de datos y/o un microprocesador para almacenar, enviar y/o procesar de forma inalámbrica los datos medidos desde el sensor 104, y que, en determinadas realizaciones, está conectado al sensor 104 mediante un circuito eléctrico 1 14. En algunas realizaciones, la circuitería en 112 también se usa para recolectar energía inalámbrica, tal como la de una unidad externa que envía la energía del implante y recibe los datos del implante, en algunas realizaciones, el implante 100 también incluye una bobina de antena 116 para transmitir y recibir datos medidos desde el sensor o procesados por un microprocesador, En determinadas realizaciones, el circuito 1 14 y la bobina 1 16 están dispuestos para no impedir la visión una vez que se implanta el implante 100.
Se pueden usar diversas configuraciones de un sensor de deformación 104 con el implante 100. Los sensores de deformación 104 comprenden diferentes configuraciones de sensor y diferentes ubicaciones de sensor en las diversas realizaciones, en estas realizaciones, dependiendo de la anatomía del paciente, la naturaleza de la enfermedad y la preferencia del profesional sanitario, se puede usar una combinación de la configuración del sensor y la ubicación del sensor.
La figura 1 B muestra una vista superior de una realización del sensor de deformación 104 e ilustra mejor las ubicaciones relativas del miembro de anclaje proximal 108 y el miembro de anclaje distal 110. El sensor de deformación 104 incluye un primer miembro fijo 120 (que, en la realización ilustrada, está formado por una porción del háptico 106), un segundo miembro fijo 122 y un miembro móvil 124, que está dispuesto entre los primer y segundo miembros fijos 120, 122. En algunas realizaciones, los miembros fijos 120, 122 y el miembro móvil 124 son rígidos. El miembro de anclaje proximal 108 está opcionalmente dispuesto sobre, se extiende desde, o forma parte del primer miembro fijo 120 de tal manera que está opcionalmente asegurado a una primera ubicación sobre o en la esclerótica. El miembro de anclaje distal 110 está opcionalmente dispuesto sobre, se extiende desde, o forma parte del miembro móvil 124 de tal manera que está opcionalmente asegurado a una segunda ubicación separada sobre o en la esclerótica.
En algunas realizaciones, los miembros fijos 120, 122 y el miembro móvil 124 están encapsulados o dispuestos de otra manera en un material altamente elástico (por ejemplo, que tiene un módulo de Young igual o menor que el del tejido o tejidos oculares a los que los miembros de anclaje 108, 110 están asegurados) de tal manera que los miembros de anclaje 108, 110 se mueven libremente uno con respecto a otro, al menos en la dirección indicada por la flecha A. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los miembros fijos 120. 122 y el miembro móvil están encapsulados en silicona que tiene un módulo de Young adecuadamente bajo, en algunas realizaciones, el miembro móvil 124 está dispuesto en un fluido, tal como gel de silicona, fluido Viscosa® disponible de A Icon Laboratories, o una solución salina equilibrada (BSS), que puede estar rodeado por un material de encapsulación tal como silicona. Mediante dicha configuración, una vez que los miembros de anclaje 108, 110 están asegurados a la esclerótica, el miembro de anclaje distal 110 (y el miembro móvil 124 al que está conectado) se aleja y/o retrocede hacia el miembro de anclaje proximal 108 a medida que la esclerótica se expande o contrae y se mide la deformación escleral. En algunas realizaciones, el fluido encapsulado sirve para rellenar cualquier hueco generado por el movimiento del miembro 124 con respecto a los miembros 120, 122.
En realizaciones, los miembros de anclaje 108, NO tienen cualquier configuración adecuada para anclar al menos dos puntos o regiones discretos del sensor 104 a dos puntos o regiones discretos sobre o en la esclerótica. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los miembros de anclaje son puntas rígidas configuradas para penetrar al menos parcialmente y anclarse en los tejidos oculares, en otras realizaciones, los miembros de anclaje son puntos o regiones discretos dispuestos, respectivamente, sobre porciones fijas y móviles del sensor que están configuradas para fijarse a los tejidos oculares con pegamento biocompatible tal como, por ejemplo, pegamento de fibrina. En otras realizaciones más, los miembros de anclaje son puntos, regiones o aberturas discretos dispuestos, respectivamente, sobre porciones fijas y móviles del sensor que están configuradas para fijarse a los tejidos oculares con suturas.
La figura 1C muestra una vista superior más detallada de la realización del sensor de deformación 104 que se mostró en la figura 1 B, e ilustra una posible disposición de las resistencias 130 en el sensor de deformación 104. Como se ilustra en la figura 1 C, el primer miembro fijo 120 incluye una pluralidad de resistencias 130(a), 130(b), 130(c), 130(d), 130(c), 130(0, y 130(g) conectadas en serie a una pluralidad de conductores 134(a), 134(b), 134(c), 134(d), 134(e), 134(0, 134(g) y 134(h), que puede exponerse a lo largo de una superficie del primer miembro fijo 120. Cada uno de los conductores 134 está separado por una distancia B. El segundo miembro fijo 122 incluye una pluralidad de resistencias 132(a), 132(b), 132(c), 132(d), 132(e), y 132(0, y 132(g) conectadas en serie a una pluralidad de conductores 136(a), 136(b), 136(c), 136(d), 136(e), 136(0, y 136(g) y 136(h), que están expuestos a lo largo de una superficie del segundo miembro fijo 122. Cada uno de los conductores 136 también está separado por una distancia B y dispuesto opuesto a cada uno de los conductores 134. Cada conjunto de conductores 134 y 136 está conectado al circuito 114 por medio de al menos un cable 138. El miembro móvil 124 incluye una barra de conexión 140 que tiene una anchura C. La barra de conexión 140 está expuesta en superficies opuestas del miembro móvil 124 de modo que está configurada para contactar con un par diferente de resistencias 130, 132 cuando el miembro móvil 124 está en diferentes posiciones laterales con respecto a los miembros fijos 120, 122. De esta manera, a medida que la esclerótica se expande o se estira, la barra de conexión 140 se mueve con el miembro móvil 124 y cierra el circuito entre un conjunto diferente de resistencias 130, 132. Por ejemplo, cuando la barra de conexión 140 está en una posición para conectar los conductores 134(c) y 136(c), el circuito 114 mide una resistencia que incluye las resistencias 130(a), 130(b), 132(a) y 132(b). Por tanto, un nivel diferente de resistencia medido por el sensor 104 se correlaciona con una distancia diferente entre los miembros de anclaje 108 y 110 y, por consiguiente, con una cantidad diferente de deformación escleral. En algunas realizaciones, la anchura C de la barra de conexión 140 es aproximadamente la misma que la distancia B entre cada uno de los conductores 134, 136. En otras realizaciones, la anchura C de la barra de conexión 140 es ligeramente menor que la distancia B entre cada uno de los conductores 134, 136, para evitar el ruido provocado por un ligero movimiento del sensor 104 o de la esclerótica. En algunas realizaciones, la barra de conexión 140 está cargada por resorte de modo que se flexiona a un estado antes del ensamblaje que hace que empuje naturalmente contra los conductores 134 y 136, asegurando un contacto eléctrico adecuado.
De esta manera, las realizaciones proporcionan mediciones precisas con respecto a la deformación escleral sin requerir necesariamente mediciones precisas de resistencia, debido a que cualquier aumento o disminución significativo en la resistencia se correlaciona con un cambio específico en la distancia entre (es decir, el desplazamiento de) los miembros de anclaje 108, 110. Dicho de otra manera, las realizaciones proporcionan indicaciones precisas de la deformación escleral sin requerir la calibración del sensor con respecto a mediciones de resistencia. Por tanto, las realizaciones ofrecen a los profesionales sanitarios y a los pacientes confianza en las lecturas de deformación incluso años después de la implantación.
en algunas realizaciones, uno o ambos miembros fijos 120, 122 están formados a partir de cualquier material rígido adecuado, incluyendo, por ejemplo y sin limitación, silicio. Las resistencias 130, 132 y los conductores 134, 136 están formados o incrustados en el material que forma los miembros fijos, con material aislante dispuesto para aislar eléctricamente entre sí conjuntos de conductores/resistencias vecinos. En algunas realizaciones, el miembro móvil 124 está formado por silicio o cualquier otro material rígido adecuado. La barra de conexión 140 está formada o incrustada en el material que forma el miembro móvil.
Aunque la realización ilustrada en la figura 1 C incluye siete resistencias en cada miembro fijo con fines ilustrativos (es decir, siete pares o "etapas" de resistencias, con catorce resistencias en total), las realizaciones pueden incluir cualquier número y disposición de resistencias adecuados para su fin previsto. Por ejemplo y sin limitación, las realizaciones pueden incluir 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280, 300, 400 o 500 resistencias discretas, o un número de resistencias menor que, mayor que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números. Las resistencias se pueden estar dispuestas en una sola fila (con cada resistencia posterior en la fila correspondiente a una "etapa"), dispuestas en pares (correspondiendo cada par de resistencias a una "etapa"), o dispuestas en cualquier otra configuración adecuada para su fin previsto. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las resistencias no necesitan estar dispuestas en línea recta o incluso en el mismo plano; en cambio, las resistencias pueden estar dispuestas en un patrón curvilíneo o en disposiciones coplanarias o no coplanarias. Además, aunque la realización ilustrada en la figura 1C muestra dos filas de resistencias 130, 132, algunas realizaciones pueden incluir solo una única fila de resistencias y un único electrodo conductor. En dicha realización, bien la fila de resistencias o bien el electrodo conductor puede ser móvil con respecto al miembro de anclaje proximal, y el miembro de anclaje distal puede disponerse en la porción móvil.
Las figuras 8A-8B muestran una vista lateral detallada de la realización de un primer miembro fijo 120 y un miembro móvil 124.
Se espera que los niveles de deformación de la esclerótica indicativos de riesgo de glaucoma sean del orden de aproximadamente el 1 %. Por consiguiente, en algunas realizaciones, el sensor 104 está configurado para medir y/o registrar valores de deformación de entre aproximadamente el 0 y aproximadamente el 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, o más, o un valor de deformación menor que, mayor que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números. En algunas realizaciones, el sensor 104 está configurado para medir y registrar valores de deformación de entre aproximadamente el 1 % y el 7 %. En algunas realizaciones, el sensor 104 está configurado para medir y/o registrar la deformación en incrementos de aproximadamente el 0,01 %, 0,02 %, 0,04 %, 0,06 %, 0,08 %, 0,1 %, 0,12 %, 0,14 %, 0,16 %, 0,18 %, 0,2 %, 0,3 %, 0,4 %, 0,5 %, 0,6 %, 0,7 %, 0,8 % o 0,8 % o 1 %, o en incrementos menores que, mayores que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números. Por ejemplo y sin limitación, en una realización, las resistencias 130, 132 están dispuestas de modo que cada etapa (o, cada aumento o disminución en la resistencia medida) corresponde a un cambio en la deformación escleral de aproximadamente el 0,01 %.
en algunas realizaciones, la separación B entre cada uno de los conductores 134, 136 es cualquier distancia adecuada para el fin previsto. Por ejemplo y sin limitación, la distancia B entre cada uno de los conductores 134, 136 es de aproximadamente 0,001 mm, 0,005 mm, 0,01 mm, 0,05 mm, 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, o una distancia menor que, mayor que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números. Del mismo modo, la anchura C de la barra de conexión 140 es cualquier anchura adecuada para su fin previsto. Por ejemplo y sin limitación, la anchura C es aproximadamente o ligeramente menor que 0,001 mm, 0,005 mm, 0,01 mm, 0,05 mm, 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, o una anchura menor que, mayor que, o dentro de un intervalo definido por cualquiera de estos números. Por ejemplo y sin limitación, en una realización, un sensor 104 incluye dos filas de 25 resistencias cada una, con las resistencias en cada fila separadas por aproximadamente 0,4 mm, para abarcar una longitud de aproximadamente 10 mm.
En algunas realizaciones, cada resistencia 130, 132 tiene la misma resistencia, de modo que la conexión de cada resistencia adicional 130, 132 en serie da como resultado aproximadamente el mismo aumento incremental de resistencia. Por ejemplo, en una realización, cada resistencia 130, 132 tiene una resistencia de aproximadamente 100 ohmios. En otras realizaciones, cada resistencia está configurada con una resistencia diferente, por ejemplo, de modo que la conexión de cada resistencia adicional 130, 132 en serie dé como resultado un cambio de resistencia más ampliamente variable. En algunas realizaciones, las resistencias en cada conjunto 130, 132 tienen un nivel cada vez mayor (es decir, graduado) de resistencia para reflejar una marcada diferencia entre cada ubicación de conexión, minimizando así el efecto de fluctuaciones menores en la resistencia, movimientos menores de la esclerótica provocados por el movimiento del paciente u otro ruido. Por ejemplo y sin limitación, una o ambas de las primeras resistencias 130(a), 132(a) pueden tener una resistencia de aproximadamente 10 ohmios, una o ambas de las segundas resistencias 130(b), (32(b) pueden tener una resistencia de aproximadamente 100 ohmios, una o ambas de las terceras resistencias 130(c), 132(c) pueden tener una resistencia de aproximadamente 1000 ohmios, y así sucesivamente. En algunas realizaciones, el nivel de resistencia es tal que se aproxima a un nivel de desplazamiento de igual valor (en diferentes unidades). Por ejemplo, la separación física de cada etapa puede ser de 10 micras y el aumento de resistencia de una etapa a la siguiente puede ser de 10 kiloohmios, no requiriendo cálculo para convertir los cambios de resistencia en desplazamiento físico.
Además, aunque la realización ilustrada en la F1C. 1C muestra cada fila de resistencias 130, 132 conectadas en serie, algunas realizaciones incluyen resistencias que se conectan en paralelo en lugar de en serie. En dicha realización, cada resistencia está configurada con una resistencia diferente y posiblemente única (que puede variar aumentando, disminuyendo o aleatoriamente a lo largo de la matriz de resistencias) de tal manera que una medición de resistencia particular corresponde a un desplazamiento particular de los miembros fijos y móviles y un nivel de deformación correspondiente.
En algunas realizaciones, el sensor 104 está configurado para proporcionar una indicación de la PIO además de la deformación escleral. Por ejemplo, algunas realizaciones incorporan una función de transferencia que relaciona la resistencia y/o deformación medidas con la PIO, basándose en una calibración inicial de la medición de PIO. En algunas de dichas realizaciones, las resistencias 130, 132 están dispuestas de modo que cada etapa (o, cada aumento o disminución en la resistencia medida) corresponde a un cambio en la PIO de aproximadamente 0,5 mm Hg. Por ejemplo, en una realización, un implante 100 incluye 200 resistencias discretas dispuestas en 100 pares o etapas, con cada etapa separada de tal manera que el sensor está configurado para medir PIO de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 mm Hg.
El sensor 104 y sus componentes se forman de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sensor 104 se forma usando métodos de fabricación de MEMS, incluyendo, por ejemplo y sin limitación, depositar capas o áreas de material conductor (tal como oro) sobre o en capas o áreas de silicio.
Las figuras 2A-2D ilustran ejemplos de diversos tipos de resistencias que se usan en realizaciones. Por ejemplo y sin limitación, La figura 2A muestra una resistencia de alambre ISO que tiene una configuración en zig-zag conectada a los conductores 160. En una realización, la resistencia de alambre 150 incluye un alambre de i micras en una configuración en zig-zag que tiene unas dimensiones de aproximadamente 0,1 mm por 0,1 mm. en algunas realizaciones, las resistencias están formadas por alambres de diferentes diámetros o de diferentes longitudes, en algunas realizaciones, cada cable está recubierto con material aislante o aislado de otra manera de los cables vecinos. La figura 28 muestra una resistencia estándar 152, que pueden ser, por ejemplo, una resistencia de chip ROHM 03015 (ROHM Co., Ltd. Kioto, Japón), que es de 0,3 mm por 0,15 mm por 0,10 mm o resistencias de tamaño 01005 disponibles de Topline Corporation de Millcdgevillc, GA. La figura 2C muestra otra resistencia de alambre 154 que tiene una configuración de bobina conectada a los conductores 160. La figura 2D muestra aún otra resistencia 156 que está formada a partir de silicio dopado y que está conectada a los conductores 160. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los miembros fijos 120, 122 se forman a partir de silicio, y las resistencias se forman dopando determinadas porciones del silicio para formar elementos resistivos.
Las figuras 7A-7B ilustran un ejemplo de un tipo de resistencia que puede usarse en las realizaciones en el presente documento. En una realización, la resistencia de las figuras 7A-7B puede disponerse en series de 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, IS, 19 y 20 resistencias en serie, en otra realización, las resistencias en serie son resistencias de 10 kü. Como ejemplo, como se muestra en la tabla 1, las resistencias de las figuras 7A y 7B dispuestas en serie y en las pruebas de resistencia resultantes demostraron la resistencia adecuada cuando el sensor se mueve hacia adelante y hacia atrás a través del intervalo del movimiento de los sensores.
Tabla 1: Valores de resistencia a través del sensor
Como alternativa o además de los elementos resistivos, algunas realizaciones incluyen elementos capacitivos para medir la deformación en términos de capacitancia, en realizaciones, los elementos resistivos (o capacitivos) son no resonantes o resonantes. En realizaciones que incorporan elementos resonantes, la resistencia (o capacitancia) se lee mediante exploración de RF para la frecuencia resonante. Además, algunas realizaciones incluyen un sensor que comprende un medidor de deformación basado en elastómero flexible (por ejemplo, que comprende nanotubos de carbono) configurado para adaptarse a los tejidos oculares y medir con precisión los niveles de deformación esperados en los mismos. Un ejemplo de un sensor de este tipo incluye poli(dimetilsiloxano) dopado con negro de carbono fino para el o los medidores de deformación y PDMS dopado con nanotubos de carbono* grueso para las interconexiones. En algunas de estas realizaciones, el sensor 104 basado en los nanotubos de carbono no está configurado de manera similar al sensor mostrado en la figura 1B. En cambio, el sensor 104 en la figura 1 A es una lámina del PDMS dopado con nanotubos de carbono o material de alto rendimiento similar que proporciona cambios eléctricos en función del estiramiento mecánico.
Con referencia ahora a la figura 3A, se ilustra un sensor 200 de acuerdo con otra realización. El sensor 200 incluye un miembro fijo 202 y un miembro móvil 204 (en relación con el miembro 202). El miembro fijo 202 incluye un primer miembro de anclaje 206 y el miembro móvil 204 incluye un segundo miembro de anclaje 208. Los miembros de anclaje 206, 208 están configurados para asegurarse a regiones o puntos discretos sobre o en la esclerótica, y para ser móviles libremente entre sí a medida que la esclerótica se expande o contrae (la flecha doble de la figura 3A). En algunas realizaciones, el miembro de anclaje 208 incluye toda o parte de una superficie inferior del miembro móvil 204. Un electrodo 210 se extiende desde el miembro fijo 202. El miembro móvil 204 incluye una matriz de conductores 212(a)-212(f) que están eléctricamente aislados entre sí y de cualquier componente circundante por aisladores 214(a)-214(g) y que están conectados, respectivamente, a una matriz de resistencias 216(a)-216(f). A medida que la esclerótica se expande, el segundo miembro de anclaje 208 se aleja del primer miembro de anclaje 206 de tal manera que el electrodo 210 cierra el circuito eléctrico entre un conjunto diferente de conductores 212 y resistencias 216 y, por lo tanto, refleja un nivel diferente de resistencia. En algunas realizaciones, el sensor 200 y sus componentes están encapsulados en cualquier material elástico adecuado, tal como, por ejemplo, una silicona que tiene un módulo de Young bajo. En un nivel inferior del sensor 200 (por debajo del plano de la página, como se ilustra en la figura 3A), los miembros de anclaje 206 y 208 están fijados en un material altamente elástico. En un nivel medio del sensor (dentro del plano de la página, como se ilustra en la figura 3B), el miembro de anclaje 206 está fijado en un material altamente elástico, mientras que el electrodo 210 y/o el miembro móvil 204 están rodeados por un fluido o gel para permitir el libre movimiento del miembro móvil 204 con respecto al electrodo 210.
Como se muestra en la figura 3 A, los miembros de anclaje 206 y 208 se mueven uno con respecto a otro a medida que la esclerótica se expande o se contrae. La barra de silicio de la izquierda proporciona soporte para el electrodo 210. En algunas realizaciones, se necesita el soporte porque el electrodo 210 es hexagonal antes del ensamblaje en el sensor, haciendo así que presione contra los conductores 212, asegurando un contacto eléctrico adecuado.
La figura 3B muestra un nivel medio del sensor 200, con las resistencias 216(a)-216(f) retiradas para mayor claridad. También se muestra un material de encapsulación 218. La figura 3B ilustra que, a una PIO de 8 mm Hg, el desplazamiento de los miembros de anclaje 206, 208 es L, y la resistencia medida reflejará la conexión del electrodo 210 al conductor 212(d) (y, por consiguiente, la resistencia 216(d)). A una PIO más alta de 30 mm Hg, el desplazamiento de los miembros de anclaje 206, 208 es L 2(Ax), y la resistencia medida refleja la conexión del electrodo 210 al conductor 212(b) (y, por consiguiente, la resistencia 216(b)). cabe señalar que en esta realización, la resistencia 210 no cambia su forma durante el movimiento. Simplemente, la resistencia 210 se mueve desde una primera posición a una segunda posición, provocando así una diferencia en la conectividad a un conductor 212.
La figura 3C muestra un sensor 240 de acuerdo con otra realización. El sensor 240 incluye un miembro fijo 242 y un miembro móvil 244. El miembro fijo 242 incluye un primer miembro de anclaje 246 y el miembro móvil 244 incluye un segundo miembro de anclaje 248. Un electrodo 250 se extiende desde el miembro fijo 242. El miembro móvil 244 incluye una matriz de conductores 252(3)- 252(c), que están eléctricamente aislados entre sí y de cualquier componente circundante por los aisladores 254(a)-254(f), y que están conectados, respectivamente, a una matriz de resistencias 256(a)-256(f). En algunas realizaciones, las resistencias 256(a)-256(f) son, por ejemplo, resistencias estándar de tamaño 01005 disponibles de Toplinc Corporation, o resistencia de chip ROHM 03015, que es de 0,3 mm por 0,15 mm por 0,10 mm. A medida que la esclerótica se expande, el segundo miembro de anclaje 248 se aleja del primer miembro de anclaje 246 de tal manera que el electrodo 250 cierra el circuito eléctrico entre un conjunto diferente de conductores 252 y resistencias 256. En algunas realizaciones, el sensor 240 y sus componentes están encapsulados en cualquier material elástico adecuado, tal como, por ejemplo, una silicona que tiene un módulo de Young bajo. En un nivel inferior del sensor 240 (por debajo del plano de la página, como se ilustra en la figura 3C), los miembros de anclaje 246 y 248 están fijados en un material altamente elástico. En un nivel medio del sensor (dentro del plano de la página, como se ilustra en la figura 3C), el miembro de anclaje 246 está fijado en un material altamente elástico, mientras que el electrodo 250 y/o el miembro móvil 244 están rodeados por un fluido o gel para permitir el libre movimiento del miembro móvil 244 con respecto al electrodo 250.
La figura 3D muestra un sensor 280 de acuerdo con otra realización más. El sensor 280 puede tener una configuración similar a los sensores 200, 240 descritos anteriormente, excepto que el miembro móvil 284 puede incluir una pila de resistencias 296(a)* 296(d) tales como, por ejemplo, resistencias de tamaño 01005 disponibles de Topline Corporation o resistencia de chip ROHM 03015, que es de 0,3 mm por 0,15 mm por 0,10 mm. Por tanto, en realizaciones, las resistencias son internas o externas al miembro móvil. Es decir, en alguna realización, las resistencias forman parte del miembro móvil, mientras que, en otras realizaciones, las resistencias están físicamente separadas de (y simplemente conectadas eléctricamente a) el miembro móvil dentro del sensor.
Otra realización incluye una configuración de sensor de alambre en tubo conductor, en la que el sensor comprende un cable recubierto con un material aislante flexible y que tiene puntas expuestas. En un extremo del sensor (es decir, un primer miembro de anclaje), el tubo exterior (u otra capa aislante) está pegado, suturado o unido de otra manera a un punto en la esclerótica. En el otro extremo del sensor (es decir, un segundo miembro de anclaje), el extremo expuesto del alambre está pegado, suturado o unido de otra manera (por ejemplo, con púas y acoplados con el tejido) a un punto separado en la esclerótica. A medida que la esclerótica se expande o se contrae, el alambre se estira y su resistencia cambia debido a la trayectoria eléctrica alargada. En algunas realizaciones, el alambre comprende cualquier material conductor adecuado tal como, por ejemplo, oro. Una realización de este tipo se configura sin encapsulación si se desea.
En algunas realizaciones, el alambre encapsulado forma un bucle de una antena en el implante, en estas realizaciones, el lector externo puede detectar el cambio en la longitud de la trayectoria eléctrica. Por ejemplo, el lector externo proporciona una señal de RF que crea una corriente eléctrica en la antena del implante que energiza la electrónica del implante. La electrónica del implante produce entonces una señal de RF que varía con la deformación en el sensor. Esta señal de RF es leída a continuación por el lector externo, en algunas realizaciones, la electrónica del implante que proporciona esta utilidad es un chip transpondedor como los que se usan comúnmente en el etiquetado de RFID. En otras realizaciones, la electrónica del implante incluye un diseño de sistema SAW (onda acústica superficial).
A continuación, con referencia a la figura 4, se muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema 400 para monitorizar la salud ocular de acuerdo con una realización. El sistema 400 incluye un implante 402 configurado para implantarse en el ojo de un paciente y para medir la deformación escleral, y un lector externo 404 que es opcionalmente usado por el paciente (por ejemplo, en o sobre un par de gafas) u opcionalmente lo sostiene el paciente o un profesional sanitario. El implante 402 incluye opcionalmente un sensor de deformación y un sistema de telemetría (que incluye, por ejemplo, un transpondedor y una antena) para transmitir datos (por ejemplo, mediciones eléctricas, lecturas de deformación y/o cálculos de PIO) al lector externo 404. En algunas realizaciones, sin embargo, la antena está dispuesta en o sobre el lector en lugar de en o sobre el implante. La comunicación y/o alimentación del sensor se realizan opcionalmente de forma inalámbrica entre el sistema de telemetría y el lector. En algunas realizaciones, sin embargo, el implante incluye una batería para que no se requiera alimentación externa. En algunas realizaciones, el lector incluye almacenamiento y una pantalla para registrar y visualizar los datos recibidos desde del implante 402. En algunas realizaciones, el lector está configurado para convertir un nivel medido de resistencia en un nivel correspondiente de deformación escleral. En algunas realizaciones, el lector también está configurado para convertir un nivel medido de resistencia en un nivel correspondiente de PIO, basándose al menos en parte en uno o más niveles de referencia de PIO registrados intraoperatoriamente. en algunas realizaciones, la conversión se realiza por un procesador en el implante y se transmite simplemente (como deformación o nivel de PIO) al lector.
En algunas realizaciones, el lector es un lector inalámbrico que se comunica con el sensor usando tecnología de RF (por ejemplo, a través de interrogación/respuesta o exploración de frecuencia).
En otras realizaciones, el lector es una cámara que usa imágenes visuales o térmicas para leer las mediciones de deformación procedentes del sensor. En el caso de la formación de imágenes térmicas, en algunas realizaciones, al menos dos miembros de tipo punta se insertan en el tejido ocular a una distancia de separación relativamente cercana pero medible. A medida que la esclerótica se expande debido al aumento de la presión, las dos puntas se separan. Al seleccionar intencionalmente un material de punta que tiene una emisividad térmica notablemente diferente del tejido ocular cercano, el espaciado térmico se monitoriza externamente usando termografía. En estas realizaciones, un hardware de formación de imágenes térmicas 2D instalado en la unidad externa (por ejemplo, un par de monturas de gafas) registra múltiples termografías digitales de la ubicación del implante y, usando técnicas de posprocesamiento tales como promediar las imágenes a lo largo del tiempo, se realiza una medición precisa de las puntas separadas. Para una señal mejorada, la punta puede mantenerse cerca de la superficie ocular ya que se sabe que el agua en los tejidos oculares tenderá a absorber la radiación infrarroja, en estas y otras realizaciones, el lector está configurado para comunicarse (de forma inalámbrica si se desea) con un dispositivo móvil 406 tal como un ordenador portátil o un teléfono inteligente.
En una realización, un médico inyecta un colorante en los tejidos oculares para aumentar el contraste entre los miembros de anclaje y el tejido circundante, permitiendo que la cámara detecte visualmente el desplazamiento (o un aumento en el desplazamiento) entre los miembros de anclaje. Esto se puede hacer de una manera similar a la explicada anteriormente para la termografía.
En realizaciones tales que el lector es un lector inalámbrico que se comunica con el sensor usando tecnología de RF, el lector externo proporciona opcionalmente una señal de RF que crea una corriente eléctrica en la antena del implante que energiza la electrónica del implante. La electrónica del implante produce entonces una señal de RF que varía con la deformación en el sensor y es leída por el lector externo. En algunos casos, la electrónica del implante es un chip transpondedor, tales como los que se usan comúnmente en el etiquetado de RFID. En otras realizaciones, la electrónica del implante incluye un diseño de sistema SAW (onda acústica superficial).
Como se ha descrito anteriormente, en algunas realizaciones, el implante 100 comprende opcionalmente una lente intraocular (LIO) que tiene un sensor de deformación 104 dispuesto sobre o en la lente o que se extiende desde la lente. En otras realizaciones, el implante 100 comprende opcionalmente una lente intraocular (LIO), ya sea fáquica o pseudofáquica, que tiene un sensor de deformación 104 dispuesto sobre o en la lente o que se extiende desde la lente. En otras realizaciones más, por ejemplo, como se ilustra en la figura 5, el implante 100 comprende opcionalmente una placa 500 configurada para implantarse debajo de la conjuntiva, con un sensor de deformación 502 dispuesto sobre o en la placa o que se extiende desde la placa. En una configuración de placa, un sensor tiene opcionalmente al menos dos miembros de anclaje dispuestos, respectivamente, en ubicaciones separadas sobre o en la placa de tal manera que se aseguran a ubicaciones respectivas sobre o en la esclerótica. El sensor incluye opcionalmente un material altamente elástico (por ejemplo, que tiene un módulo de Young igual o menor que el del tejido o tejidos oculares a los que se aseguran los miembros de anclaje) de modo que los miembros de anclaje son móviles libremente uno con respecto a otro a medida que la esclerótica (u otro tejido ocular al que están anclados) se expande y se contrae, en una realización que incorpora una placa, la placa se forma opcionalmente a partir de un material que tiene un módulo de elasticidad bajo tal como, por ejemplo, una silicona. En algunas realizaciones, el implante incluye una válvula de Ahmed (disponible de New World Medical Rancho Cucamonga, CA), y que tiene un tubo de drenaje. En dicha realización, los miembros de anclaje están asegurados a la esclerótica, ya sea debajo de un tubo que se ha implantado previamente o durante la cirugía trabecular. En algunas realizaciones, el área de unión es la pars plana. Los mecanismos de unión pueden ser pequeños miembros de punta, como los que se muestran en las versiones de LIO, pegamento oftálmico, tal como un pegamento de fibrina o suturas.
En algunas realizaciones, los implantes 100 divulgados en el presente documento se implantan en otras ubicaciones en el ojo. Por ejemplo, en una realización que comprende una LIO o una LIOF, los miembros de anclaje están asegurados al cuerpo ciliar o en la pars plana desde debajo de la esclerótica. Durante la implantación, el cirujano puede dirigir el háptico en el que está dispuesto el sensor a la orientación correcta para anclar los miembros de anclaje.
Una vez que el implante está en su lugar y los miembros de anclaje están asegurados a los tejidos oculares, la presión intraocular puede manipularse intraoperatoriamente para establecer uno o más valores iniciales o de referencia de deformación escleral y, si se desea, para calibrar el sensor para mediciones de PIO. Por ejemplo, la PIO puede reducirse intraoperatoriamente hasta un nivel de referencia (tal como, por ejemplo, 10 mm Hg), y se puede registrar un nivel de referencia de deformación escleral a esa presión basándose en la respuesta eléctrica (por ejemplo, la resistencia medida) del sensor. La PIO puede aumentarse entonces a niveles más altos (tales como, por ejemplo, incrementos específicos de hasta 30 mm Hg, tales como 2 mmHg o 5 mmHg), y se puede registrar un nivel de referencia de deformación escleral a esas presiones más altas basándose en la respuesta eléctrica (por ejemplo, la resistencia medida) del sensor. Estos parámetros se usan a continuación de forma postoperatoria para estimar la PIO basándose en los niveles medidos de resistencia y/o deformación.
La figura 6 es un dibujo esquemático de un aparato 600 para manipular intraoperatoriamente la presión ocular, adecuado para usar con una realización. En algunas realizaciones, la presión de referencia (por ejemplo, 10 mmHg) también sirve como un valor de referencia consistente para la medición de la deformación, proporcionando así comparaciones de paciente a paciente. Por ejemplo, se puede registrar la deformación de un paciente como la que implica un aumento del 1 % desde el valor de referencia de 10 mmHg. En otras palabras, la notación "+1 %" indica que el aumento de presión en el ojo ha provocado que los dos anclajes del sensor se muevan una distancia del 1 % lejos de la registrada cuando la presión del paciente era de 10 mmHg durante la cirugía (por ejemplo, 10,0 mm 10 mmHg se convirtió en 10,1 mm en, póngase por caso, 15 mmHg).
En otro aspecto, en el presente documento se divulgan métodos de monitorización de la salud ocular en un paciente que usa el implante 100. El método comprende las etapas de obtener una salida de resistencia eléctrica de un dispositivo implantado en el ojo de un individuo, como se describe en el presente documento, comparar la salida de resistencia con un valor de referencia y correlacionar el cambio en la resistencia eléctrica con un estado de enfermedad en el individuo.
En algunas realizaciones, el valor de referencia se obtiene inmediatamente después de implantar el dispositivo. En otras realizaciones, el valor de referencia se obtiene varios días después de la implantación, para permitir que se resuelva cualquier posible inflamación de la esclerótica y otros tejidos. En algunas realizaciones, el cambio en eléctrica mayor que un cierto valor, por ejemplo 1, 10, 30, 50, 100, etc., ohmios indica el inicio de glaucoma. En otras realizaciones, el cambio en la resistencia eléctrica se expresa en términos de la distancia entre los miembros de anclaje, como se ha expuesto anteriormente. En otras realizaciones, el cambio en la resistencia eléctrica se expresa en términos de un aumento porcentual en la deformación de la esclerótica, como se ha expuesto anteriormente.
SISTEMA BASADO EN SENSORES PARA MONITORIZAR FATIGA ESTRUCTURAL:
Mientras que las realizaciones mostradas en las figuras IB, IC, 2A-2D y 3A-3D se ha demostrado previamente que se usan dentro de dispositivos implantados quirúrgicamente para monitorizar la deformación escleral en un ojo, los mismos conceptos se pueden utilizar en otras aplicaciones, tales como unión a la piel de un usuario para la monitorización biomecánica. Adicionalmente, los mismos conceptos se pueden utilizar a mayor escala para controlar la deformación en cualquier artículo capaz de sufrir una deformación relacionada con la tensión, por ejemplo, edificios, puentes y otras estructuras.
En esta realización a mayor escala, se prevé un sistema para monitorizar la deformación en una superficie estructural a la que se une el sistema que tiene al menos primer y segundo miembros separados de anclaje. Los primer y segundo miembros de anclaje están configurados para asegurarse a primera y segunda ubicaciones de anclaje respectivas sobre o en la superficie a monitorizar. Además, los primer y segundo miembros de anclaje son móviles uno con respecto a otro.
El sistema incluye además un sensor que tiene una pluralidad de elementos resistivos. El sensor está configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica. El sensor mide la deformación estructural basándose al menos en parte en un desplazamiento entre los primer y segundo miembros de anclaje.
El sistema incluye además un transmisor configurado para transmitir la señal y un lector externo configurado para recibir información transmitida por el transmisor.
En determinadas realizaciones de este sistema, el primer anclaje puede conectarse a una carcasa de resistencia y el segundo miembro de anclaje puede conectarse a una carcasa de componente. Adicionalmente, o como alternativa, el sensor puede incluir una pluralidad de elementos resistivos, que pueden estar conectados en paralelo y/o que tienen, cada uno, una resistencia diferente.
SISTEMA BASADO EN LA FORMACIÓN DE IMÁGENES PARA MONITORIZAR LA SALUD OCULAR:
En otra realización, en el presente documento se divulga un sistema para monitorizar la salud ocular, comprendiendo el sistema: un monitor de deformación escleral que comprende
a) un par de gafas portátiles que comprenden
i. uno o más sensores de imagen,
ii. una CPU,
iii. un dispositivo de almacenamiento de memoria,
iv. uno o más cables de conexión, y v. y una fuente de alimentación; y
b) al menos una región objetivo preseleccionada sobre o en la esclerótica, en donde la CPU recibe imágenes procedentes de los sensores de imagen y a continuación transmite las imágenes al dispositivo de almacenamiento de memoria.
En otra realización, en el presente documento se divulga un método de monitorización de la salud ocular, comprendiendo el método: proporcionar un monitor de deformación escleral que comprende
a) un par de gafas portátiles que comprenden
i. uno o más sensores de imagen,
ii. una CPU,
iii. un dispositivo de almacenamiento de memoria,
iv. uno o más cables de conexión,
v. y una fuente de alimentación; y
b) al menos una región objetivo preseleccionada sobre o en la esclerótica, en donde la CPU recibe imágenes procedentes de los sensores de imagen y a continuación transmite las imágenes al dispositivo de almacenamiento de memoria.
En general, los sistemas y métodos basados en formación de imágenes divulgados pertenecen específicamente a la detección y diagnóstico tempranos de glaucoma. El aparato de formación de imágenes de los sistemas y métodos divulgados está diseñado como un par de gafas portátiles capaces de ver el ojo y recopilar datos en forma de imágenes que ayudarán en la detección temprana de síntomas de glaucoma.
Para determinar la deformación escleral, es necesario detectar pequeños desplazamientos de puntos separados en la esclerótica. Esto se puede hacer en un escenario sin contacto, a través de formación de imágenes directa de la superficie del ojo, si se puede establecer la correspondencia de imagen a imagen de diferentes puntos en el ojo o medir las características generales relacionadas con el tamaño escleral. Se divulgan varios métodos para lograr esta tarea, sin excluir otros que puedan ser ampliaciones o modificaciones obvias.
1. Medición de la distancia entre dos objetos simétricos implantados en o colocados sobre el ojo.
2. Medición de la distancia entre dos objetos asimétricos implantados en o colocados sobre el ojo.
3. Medición de la distancia entre dos "regiones objetivo" previamente caracterizadas en el ojo.
4. Medición de las características de frecuencia espacial de una o más regiones del ojo, para establecer la escala espacial.
Medición entre dos objetos simétricos:
La deformación escleral es la proporción del cambio en una distancia respecto a la magnitud original de la misma distancia en reposo o en un nivel de tensión de referencia. Dados dos objetos en la esclerótica, las mediciones repetidas de la distancia entre los objetos darán un historial de la deformación. Si se pueden realizar una o más lecturas a un nivel conocido de deformación o presión intraocular, se puede usar trigonometría esférica simple para calcular la deformación para cualquier imagen tomada que contenga ambos objetos. Para aumentar la precisión, se propone el uso de objetos geométricamente regulares (tales como círculos) para los que el centroide se puede medir con precisión. La precisión en la determinación de los centroides de objeto puede ser mucho menor que un píxel. Véase la figura 10 para un posible escenario.
Utilizando un sistema de captura de imágenes adecuado, las imágenes de la esclerótica del ojo se adquieren y procesan para determinar las posiciones de dos objetivos fijos implantados en o colocados sobre el ojo. En algunas realizaciones, los dos objetos implantados simétricos separados son miembros de tipo punta y están fabricados de acero quirúrgico o Teflón. En algunas realizaciones, los dos objetos simétricos separados pueden comprender dos puntos o los dos objetos asimétricos separados comprenden un punto y un arco. En algunas realizaciones, los dos objetos simétricos separados pueden comprender marcadores, comprendiendo los marcadores tinta o colorante. Estos objetivos son biológicamente inertes e inelásticos, de modo que la distancia entre sus centroides es una indicación precisa del perímetro del ojo y, por tanto, es proporcional a la deformación escleral. La imagen se mejora y se extraen las dimensiones. Para este método, la calibración espacial es importante y no es suministrada directamente por el método, ya que es probable que los objetos objetivo sean demasiado pequeños para permitir que su tamaño indique la resolución espacial con suficiente precisión. Hay al menos dos formas de calibrar las imágenes tomadas: midiendo el radio del iris o midiendo el desplazamiento de una fuente puntual de luz que incide sobre el ojo desde un ángulo conocido respecto al plano de formación de imágenes. Este método de "triangulación" dará como resultado que la posición x-y del punto sea proporcional a la distancia desde la fuente de luz hasta el ojo.
Medición entre dos objetos asimétricos:
En un escenario real, puede ser que la distancia desde el aparato de recopilación de imágenes hasta la superficie del ojo varíe. Sin alguna corrección, esta diferencia en la distancia podría malinterpretarse como un cambio en la deformación escleral. Para permitir la corrección dinámica de la distancia de trabajo, uno de los objetivos puede diseñarse para dar una medición independiente de la calibración espacial (en píxeles por milímetro, por ejemplo). Con referencia a la figura 11, que muestra una posible configuración, el objeto de arco grande tiene un radio de curvatura conocido que no cambiará, debido a la naturaleza inelástica del objeto. En algunas realizaciones, los dos objetos implantados asimétricos separados son miembros de tipo punta y están fabricados de acero quirúrgico o Teflón. En algunas realizaciones, los dos objetos asimétricos separados pueden comprender dos puntos o los dos objetos asimétricos separados comprenden un punto y un arco. En algunas realizaciones, los dos objetos asimétricos separados pueden comprender marcadores, comprendiendo los marcadores tinta o colorante. Esto puede usarse para establecer la calibración espacial de toda la escena. A continuación, la medición del desplazamiento entre los dos objetos se puede interpretar como una distancia espacial y se logra la insensibilidad al cambio en la distancia de trabajo.
Medición entre dos regiones objetivo:
Puede ser que la necesidad de implantar objetos objetivo en el ojo sea objetable o prohibitiva en algunos casos. Sin embargo, la superficie de la esclerótica tiene una textura distinta debido a los patrones de vasos sanguíneos y otros tejidos. Seleccionando dos regiones adecuadas de la esclerótica a cierta distancia conocida y almacenando una "plantilla" procesada para estas áreas, se pueden usar técnicas de localización de objetivos estándar (tales como correlación de escala de grises normalizada) para localizar con precisión las regiones objetivo en cualquier imagen del ojo. La distancia medida es entonces una indicación de la diferencia en deformación desde el momento en el que se almacenaron las plantillas objetivo. Se propone almacenar varias imágenes objetivo (tres, por ejemplo) y medir las distancias entre objetivos para proporcionar una medición redundante de la deformación. Como anteriormente, la calibración espacial, si se desea, se puede lograr mediante la medición del radio del iris o mediante un método de triangulación ajustada. Pueden recopilarse plantillas fiables usando mejoras de escala de grises o un operador de borde. La figura 12 muestra el concepto de recopilación de las imágenes de plantilla. En el presente documento se muestra un método de extracción de objetivos fiables a partir de una imagen natural del ojo; derivar imágenes de borde normalizadas de áreas de la esclerótica con textura natural adecuada. En algunas realizaciones, al menos una región objetivo preseleccionada son dos regiones de esclerótica distintas. En algunas realizaciones, las dos regiones de la esclerótica distintas son áreas de la esclerótica con texturas distintas y con una distancia de separación medible. Dentro de dos o más subregiones de interés, posiblemente definidas en el tiempo de calibración fisiológica, la imagen de borde se extrae usando un método de detección de borde estándar tal como diferencia de Gaussianas. Estas imágenes de borde son las plantillas que se ubicarán en imágenes posteriores usando una técnica tal como correlación de escala de grises normalizada. El desplazamiento relativo de las posiciones localizadas se usa para calcular la deformación escleral.
Medición de características de frecuencia espacial:
Todas las imágenes con contenido no trivial tienen un "espectro" de frecuencia espacial, la relación entre la frecuencia espacial y la proporción de contenido en la imagen. Los cambios en el tamaño de un objeto elástico en la imagen dan como resultado un "desplazamiento" de su espectro a frecuencias espaciales más altas o más bajas. Por tanto, es posible encontrar la correlación más alta entre los espectros de frecuencia entrenados y muestreados, e interpretar el desplazamiento como una medida de la expansión o contracción de la imagen. En algunas realizaciones, la región objetivo preseleccionada es un espectro de frecuencia de una o más regiones del ojo o la superficie completa del ojo. Este enfoque tiene la ventaja de ser global, en lugar de limitarse a una determinada región de interés y, por lo tanto, tiene el potencial de ser menos sensible a artefactos o anomalías locales. Como anteriormente, la calibración espacial se puede lograr mediante la medición del radio del iris o mediante un método de triangulación de luz. La figura 13 muestra las frecuencias espaciales de una imagen de un ojo.
Objetivos:
Los objetivos mencionados anteriormente pueden ser dispositivos implantados fabricados a partir de un material biológicamente inerte tal como acero quirúrgico o Teflón. Esto permite una fabricación geométricamente precisa. Como alternativa, los objetivos pueden ser marcadores colocados sobre la superficie del ojo, compuestos por una tinta o producto colorante seguro. En algunas realizaciones, los marcadores pueden ser tinta de infrarrojo cercano, tal como una tinta fluorescente. En otra realización, los marcadores pueden ser una marca láser suave. Este enfoque proporciona un proceso de marcado menos invasivo. Un posible enfoque es usar una herramienta de marcado diseñada para crear fácilmente dos "puntos" con la distancia nominal adecuada entre ellos. El marcado podría hacerse entonces en un procedimiento en el consultorio, usando una herramienta de este tipo. El concepto de esta herramienta se muestra en la figura 14. en algunas realizaciones, los sistemas y el método divulgados comprenden el uso de una herramienta de marcado doble para aplicar los marcadores a la superficie de un ojo como dos marcadores que están separados por una distancia fija predeterminada con la herramienta de marcado doble. En algunas realizaciones, los objetivos o marcadores son fotografiados por la una o más cámaras de 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm o 6 mm de distancia desde el limbo o borde del iris.
Personalización:
Debido a variaciones en la fisiología, puede ser aconsejable personalizar el enfoque algorítmico para cada usuario individual. Esto puede imaginarse como una visita al consultorio durante la cual se recopilan un número de conjuntos de imágenes. Un operador capacitado examinará cada conjunto de imágenes y las procesará de varias maneras, seleccionando las etapas de procesamiento que darán el rendimiento más preciso. Los parámetros que pueden seleccionarse en este proceso incluyen: preprocesamiento y mejora, regiones de interés, tamaños y geometrías objetivo. Métricas:
La primera métrica a extraer, la deformación escleral, se espera que tenga la relación más directa con la PIO y los efectos del glaucoma. Sin embargo, se extraerán y rastrearán continuamente varias otras métricas. Estas pueden incluir la deformación en ambas direcciones axial y tangencial, la proporción de cambio de deformación a deformación y las propiedades geométricas del ojo, tales como el diámetro del iris y la curvatura corneal. Los estudios sugieren que la esclerótica es más rígida con la edad avanzada, por lo que el mapeo de deformación respecto a presión a presión intraocular puede cambiar con el tiempo para un usuario dado, y se pueden usar otras métricas para detectar el inicio de glaucoma, en algunas realizaciones, las proporciones de amplitud de pulso ocular y PIO son una métrica adicional de los sistemas y métodos basados en imágenes divulgados.
Aparato:
La figura 9 ilustra un ejemplo de un monitor de deformación escleral que comprende un par de gafas portátiles 900 que comprende uno o más sensores de imagen con micromotores 904, una CPU y un dispositivo de almacenamiento de memoria 901, cables de conexión 902 y una fuente de alimentación 903. Para soportar el método de medición de deformación basado en imágenes, se propone un aparato portátil tal como un par de gafas. En algunas realizaciones, los sistemas y métodos basados en imágenes divulgados pueden comprender el uso de una cámara con las siguientes especificaciones:
Tipo: Mini;
Soporte de alta definición: 1080P (Full-HD);
Tipo de tarjeta de memoria: Micro-SD/TF:
Tecnología de sensor: CMOS;
Formato de vídeo: AVI;
Resolución: 1920*1080, 30 fps/l 280*720/640*480;
Especificaciones de la lente: cámara CMOS de 5 megapíxeles;
Codificación de vídeo: M-JPEG; y
Adaptador de alimentación de 5 V CC/500 mAH.
Las lentes pueden ser simples o graduadas según sea necesario. En el marco, se coloca un par de pequeños sensores digitales con elementos ópticos para capturar imágenes de cada ojo. Los sensores pueden estar orientados hacia los ojos, o la trayectoria óptica puede estar plegada. Como se muestra en la figura 9, los sensores de imagen pueden montarse dentro de los ojos, en la porción para la nariz de las gafas, o en las monturas al lado de la cabeza. Por ejemplo, en algunas realizaciones mostradas en la figura 9A, los sensores de imagen son una o más cámaras integradas en las monturas del par de gafas portátiles 900, y ubicadas cerca de la porción exterior de las monturas en ambos lados. Las cámaras se orientan con las lentes orientadas hacia la esclerótica y mirando a una esclerótica externa del ojo usando captura de vídeo HD a aproximadamente 30-60 fotogramas por segundo. En otra realización mostrada en la figura 9B, la una o más cámaras están ubicadas cerca de la nariz de las monturas y con lentes orientadas para obtener imágenes de la esclerótica interna del ojo.
en algunas realizaciones, la una o más cámaras pueden comprender una o más lentes macro delante de la cámara para permitir la corta distancia de enfoque entre las monturas de gafas y el ojo que se está examinando. En algunas realizaciones, se puede emplear una lente macro doble.
En algunas realizaciones, el sistema divulgado incluye un diseño que incluye dos espejos cerca de la nariz de las monturas de las gafas alineados a aproximadamente 45 grados entre sí, de tal manera que luz de la esclerótica se refleja de un espejo al otro y luego a una cámara en la nariz de las monturas de las gafas. El diseño ofrece la ventaja de plegar la trayectoria de luz, lo que permite una trayectoria de luz potencialmente más larga y permite una mayor potencia de la lente.
Un procesador de señales digitales u otra CPU extrae las mediciones relevantes proporcionales a la deformación de cada par de imágenes, y almacena las imágenes y datos en una Micro-SIM u otra tarjeta de memoria, o los transmite a un anfitrión (teléfono inteligente, ordenador portátil u ordenador cercana) usando una conexión de RF. En algunas realizaciones, las imágenes se transmiten con transmisión inalámbrica desde fotogramas a un teléfono inteligente u otro dispositivo cercano con capacidades informáticas y de Internet.
En algunas realizaciones, los sistemas y métodos divulgados utilizan un par de gafas portátiles calibradas para tomar mediciones de marcadores en y sobre el ojo para determinar si la presión en el ojo ha aumentado midiendo el estiramiento de la esclerótica y almacenando las imágenes en una tarjeta Micro-SIM incorporada. En algunas realizaciones, los sistemas y métodos divulgados utilizan un par de gafas portátiles que almacenarán mediciones significativas de la esclerótica en una tarjeta Micro-SIM incorporada para conservar espacio de almacenamiento con imágenes no significativas. En algunas realizaciones, los sistemas y métodos divulgados utilizan un par de gafas portátiles capaces de transferir los datos almacenados en la tarjeta Micro-SIM de forma inalámbrica (por ejemplo, Bluetooth) a un ordenador u otro dispositivo para fines de visualización.
Las pruebas determinarán el intervalo ideal para la recopilación y el procesamiento de imágenes, se anticipa que el intervalo de recopilación de datos será dinámico; por ejemplo, un aumento en la presión podría desencadenar una recopilación de datos más frecuente. Esta recopilación aperiódica de datos puede basarse en datos previos recopilados y permitir una recopilación reducida de datos para prolongar la vida útil de la batería del sistema.
Espectro de formación de imágenes:
Será ventajoso controlar la iluminación para adquirir las imágenes del ojo. En algunas realizaciones, el par de gafas portátiles comprende además una o más fuentes de iluminación capaces de controlar los niveles de iluminación de un ojo de un usuario. Se pueden usar diversos enfoques de iluminación para proporcionar iluminación del ojo bajo examen (es decir, Roja, Infrarroja, de LED, etc.). En algunas realizaciones, una o más fuentes de iluminación son capaces de emitir luz a 800 nm. Sin embargo, no es deseable hacer brillar una luz, ya sea continua o pulsada, en el ojo; esto podría causar distracciones y ciertamente sería molesto. Se propone usar una fuente de iluminación que no distraiga. Una forma de hacer esto es iluminar en la parte del infrarrojo cercano del espectro EM, nominalmente a 800 nm. La luz en este intervalo es esencialmente invisible para el ojo humano, pero la mayoría de los generadores de imágenes CMOS pueden capturar fácilmente la luz en este intervalo. Existen otras opciones para eliminar o reducir la molestia del iluminador y pueden ser parte de sistemas relevantes.
En algunas realizaciones, el software que rastrea y clasifica las venas de la conjuntiva (más oscuras) frente a las venas de la esclerótica (más tenues) ya sea por intensidad de imagen relativa o reconociendo qué venas se mueven en relación con otras venas a medida que el paciente mueve el ojo.
Calibración espacial:
Como se ha mencionado anteriormente, el desplazamiento medido debe estar bien calibrado para compararse con la medición de referencia, para el cálculo de la deformación. La naturaleza de un dispositivo portátil tal como unas gafas hace que sea difícil garantizar que la distancia de trabajo óptica permanecerá constante; una solución es calcular la resolución espacial en el plano de formación de imágenes a partir de la propia imagen, proporcionar de este modo una correlación entre píxeles y un valor espacial absoluto, tal como milímetros. Entre los métodos para hacer este arco: selección de un objetivo que contiene información dimensional precisa independiente de la deformación, tal como una porción de un arco con radio conocido; medición y cálculo del radio del iris; y triangulación de luz para medir la propia distancia de trabajo.
en algunas realizaciones, el sistema solo necesita monitorizar el cambio en el desplazamiento en relación con el desplazamiento inicial de manera precisa y puede no necesitar proporcionar una conversión de píxeles a un valor espacial absoluto, tal como milímetros. Sin embargo, la profundidad de campo puede causar una señal artificial (es decir, ruido de medición) ya que los objetos en la parte posterior de la profundidad de campo parecen crecer en aproximadamente un 10 % cuando se mueven hacia el borde frontal de la profundidad de campo. En algunas realizaciones, el montaje mecánico de la lente delante del sensor de formación de imágenes se traslada de tal manera que la distancia entre la lente y el sensor se puede controlar fácilmente por medio de un micrómetro de una manera muy similar a los sistemas de enfoque automático comunes en los sistemas de cámara actuales. En otra realización, la lente comienza en una posición extrema, haciendo que las imágenes estén desenfocadas, y a continuación se mueve de tal manera que las imágenes se enfocan y continúa trasladándose hasta que se obtiene la otra posición extrema y las imágenes están nuevamente desenfocadas. En algunas realizaciones, se capturan aproximadamente 50*100 imágenes durante este proceso, estando desenfocadas tanto las imágenes tempranas como las últimas. Cada imagen que se usará para el análisis de deformación puede ser, por ejemplo, la primera imagen en la que el marcador (venas) de interés se enfoca a medida que uno se mueve fotograma a fotograma a través del vídeo comenzando con la cámara demasiado lejos para que el creador esté enfocado. Estas posiciones se denominan "recién enfocadas pequeñas" donde el "pequeñas" distingue las imágenes de las imágenes recién enfocadas grandes, que se observarían si la cámara estuviera demasiado cerca para estar enfocada y se moviera lentamente más hacia atrás hasta que el marcador estuviera enfocado. En las últimas, el marcador aparecería aproximadamente un 10 % más grande que en las imágenes recién enfocadas pequeñas. De forma similar, las imágenes recién enfocadas grandes podrían usarse para el análisis.
Calibración fisiológica:
El método comprende además establecer una calibración fisiológica de la deformación escleral, comprendiendo la calibración fisiológica
a) inclinar a un usuario en una silla reclinable o un banco reclinable desde una posición vertical a una posición supina hacia atrás y un intervalo de ángulos seleccionados entre las posiciones;
b) recopilar una medición intraocular del usuario con un tonómetro en cada uno de los ángulos seleccionados;
c) recopilar una medición de deformación escleral con el lector en cada uno de los ángulos seleccionados y convertir las mediciones de deformación escleral en las correspondientes mediciones interoculares calculadas;
d) comparar las mediciones interoculares de la etapa b) con las mediciones interoculares calculadas de la etapa c): y
e) ajustar el lector para alinear las mediciones de deformación escleral y repetir para confirmar que el lector está calibrado contra las mediciones interoculares de la etapa b).
en algunas realizaciones, un acelerómetro está integrado en las gafas y se comunica con la CPU incorporada. El sistema usa el acelerómetro, de modo que el software puede tener en cuenta si la PIO (Deformación) aumenta simplemente debido a la posición del cuerpo (cuando el paciente no está en calibración fisiológica) y también puede proporcionar un medio preciso para medir el ángulo del reclinado en la etapa (c) durante la calibración fisiológica del usuario. El hardware incorporado también puede incluir sensores de temperatura y/o presión, para explicar aún más los cambios en la deformación escleral, ya que los cambios de PIO pueden ser inducidos por cambios ambientales, tales como una cabina de avión a menor presión.
El método comprende además establecer una calibración fisiológica de la deformación escleral, comprendiendo la calibración fisiológica administrar medicación para el glaucoma a una dosis adecuada para rebajar la presión intraocular del ojo.
El uso como una herramienta de monitorización de glaucoma fiable requiere que el aparato portátil y el software estén calibrados para el usuario. Esto puede hacerse como parte de una visita al consultorio. En un posible enfoque, el aparato portátil se usa para realizar mediciones desde los ojos, mientras que se usa un sistema de medición de presión intraocular estándar. La combinación de estas dos lecturas establece la correspondencia. Este proceso se repite mientras el usuario está en la postura normal y mientras está inclinado hacia atrás en un intervalo de ángulos. Debido a que esta inclinación aumentará naturalmente la PIO, los datos resultantes producen un gráfico de la función de transferencia medida, que permite el mapeo posterior de una deformación escleral medida a una presión intraocular. En los métodos divulgados, el asiento reclinable puede ser una silla reclinable (es decir, sillón de examen oftálmico) o un banco reclinable.
SISTEMA DE FORMACIÓN DE IMÁGENES BASADO EN TABLETAS PARA MONITORIZAR LA SALUD OCULAR
Se prevé que el sistema basado en la formación de imágenes para monitorizar la salud ocular descrito anteriormente se utilice en un sistema continuo en donde el paciente usa las gafas que contienen el sistema la mayor parte del tiempo. Adicionalmente, o como alternativa, conceptos similares de formación de imágenes sin contacto pueden utilizarse de manera menos frecuente realizados por un proveedor de atención médica.
Una realización prevé el uso de una medición sin contacto de deformación escleral que es capaz de proporcionar lecturas precisas y cómodas usando algoritmos bien examinados para extraer características espaciales apropiadas con requisitos mínimos de equipo. Esto se puede lograr en un entorno clínico a través de un sistema 1000 que presenta un dispositivo informático de tableta portátil 1002 que contiene una cámara 1004, con elementos ópticos adicionales 1006 (que incluyen, por ejemplo, una lente macro y una fuente de luz) para proporcionar el campo de visión adecuado con una distancia de trabajo muy corta como se muestra en las figuras 15 y 16. En esta realización, dirigida para su uso por oftalmólogos y optometristas, se obtienen imágenes del ojo 1008 de un paciente, (en una realización, los vasos sanguíneos en la esclerótica/conjuntiva directamente adyacentes al limbo) mientras la presión ocular del paciente se varía a dos o más niveles de PIO. Esto se puede lograr cambiando la posición del cuerpo (de pie, sentado, acostado boca arriba, acostado boca abajo, etc.), consumiendo cafeína o una droga similar, usando medicamentos para el glaucoma que se sabe que reducen la PIO, ejercicio corto u otros medios. A partir de esta visita al consultorio, el médico usa el nuevo sistema 1000 para documentar la deformación escleral frontal del paciente en función de la PIO, donde esta último se mide usando medios convencionales tales como un tonómetro de aplanación de Goldmann. A medida que aumenta la PIO, el desplazamiento de las características naturales se puede calcular a partir del conjunto de imágenes de la tableta (por ejemplo, un sensor basado en CMOS o similar), creando una nueva métrica, deformación escleral frontal, que se rastreará con la PIO. De forma adicional, para un paciente dado, cómo la relación entre la deformación escleral y la PIO cambia con el tiempo presenta una tercera métrica, la rigidez ocular. El gráfico de la figura 17 muestra que la rigidez ocular es estáticamente diferente (más rígida) para pacientes que padecen glaucoma.
Para satisfacer la necesidad de una resolución de imagen consistente (de modo que se puedan calcular los desplazamientos de imagen a imagen), se adquiere una secuencia de imágenes mientras se varía ligeramente la distancia de trabajo; el punto de enfoque óptimo puede identificarse como que representa la distancia nominal de la lente al ojo, con la resolución espacial conocida. Una forma de variar esto es usar una almohadilla de confort inflable 1010 en donde la presión dentro de la almohadilla varía de manera suave, tal como sinusoidalmente con el tiempo, en otra realización, la distancia se varía mediante una leva que reside dentro de la almohadilla de confort 1010 que está conectada a un motor eléctrico. Una capa de papel desechable puede colocarse sobre la almohadilla 1010 y reemplazarse con cada uso para comodidad y limpieza del paciente.
Cualquier imagen única del ojo 1008 dará como resultado una única medición de desplazamiento, entre un conjunto de puntos "fiduciarios" naturales en el ojo. Estos fiduciarios son áreas naturales de patrón visual (tales como vasos sanguíneos) que se extraerán automáticamente en una consulta inicial (o con asistencia manual).
La serie temporal de desplazamientos durante un corto período de tiempo se analiza estadísticamente para producir métricas fiables y estables. Estas se comparan con los desplazamientos medidos en el momento de una lectura conocida de PIO para calcular la deformación en la esclerótica. La personalización puede permitir que el aparato se use en el ángulo correcto cada vez, después de una breve "sesión de ajuste". Los métodos para utilizar las imágenes y otros cálculos son sustancialmente similares a los expuestos anteriormente en relación con el sistema de formación de imágenes portátil. Asimismo, una pantalla de tableta 1012 permite una fácil visualización del ojo del paciente 1008 por parte del proveedor de atención médica mientras utiliza el sistema 1000. En realizaciones adicionales, la pantalla de tableta 1012 puede incluir características de superposición o una pantalla dividida para ayudar al usuario a alinear la imagen de vídeo actual (en directo) con vídeos capturados previamente, tales como los de otros niveles de presión.
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (400) para monitorizar la salud ocular que comprende: un monitor de deformación escleral adaptado para implantarse en un ojo, comprendiendo el monitor de deformación escleral
a) al menos primer y segundo miembros separados de anclaje (108, 110), estando los primer y segundo miembros de anclaje configurados para asegurarse a primera y segunda ubicaciones de anclaje respectivas sobre o en la esclerótica, siendo los primer y segundo miembros de anclaje móviles uno con respecto a otro; b) un sensor (104) que comprende una pluralidad de elementos resistivos (130a-g, 132a-g), configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos (134a-g, 136a-g), y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica;
c) un transmisor configurado para transmitir la señal; y
d) un lector (404) adaptado para ubicarse fuera del ojo, estando el lector configurado para recibir información transmitida por el transmisor en donde el sensor está configurado para medir la deformación escleral basándose al menos en parte en un desplazamiento entre los primer y segundo miembros de anclaje.
2. El sistema de la reivindicación 1, en donde un material altamente elástico está dispuesto entre los primer y segundo miembros de anclaje, o en donde un fluido está dispuesto entre los primer y segundo miembros de anclaje.
3. El sistema de la reivindicación 1, en donde el primer anclaje está conectado a una carcasa de resistencia y el segundo miembro de anclaje está conectado a una carcasa de componente.
4. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una placa implantable (500), estando el sensor acoplado a la placa implantable.
5. El sistema de la reivindicación 1, en donde el sensor está configurado para ubicarse en un surco ciliar.
6. El sistema de la reivindicación 1, en donde los elementos resistivos están conectados en paralelo.
7. El sistema de la reivindicación 1, en donde cada uno de los elementos resistivos tiene una resistencia diferente.
8. El sistema de la reivindicación 1, en donde el lector es un lector inalámbrico.
9. El sistema de la reivindicación 1, en donde el lector es un par de gafas portátiles (900) comprende una antena de RF, un receptor, una CPU, una unidad de almacenamiento de memoria (901) y una fuente de alimentación recargable, opcionalmente:
en donde la antena de RF proporciona una señal de RF que alimenta el sensor, y opcionalmente además en donde la antena de RF recibe una señal de RF procedente del sensor.
10. Un sistema para monitorizar la deformación en una superficie estructural a la que está unido el sistema, que comprende:
a) al menos primer y segundo miembros separados de anclaje (206, 208), estando los primer y segundo miembros de anclaje configurados para asegurarse a primera y segunda ubicaciones de anclaje respectivas sobre o en la superficie a monitorizar, siendo los primer y segundo miembros de anclaje móviles uno con respecto a otro;
b) un sensor (200) que comprende una pluralidad de resistencias (216a-f), configurado para medir la resistencia eléctrica entre dos conductores eléctricos y para generar una señal que representa dicha resistencia eléctrica; c) un transmisor configurado para transmitir la señal; y
d) un lector externo (404) configurado para recibir información transmitida por el transmisor,
en donde el sensor está configurado para medir la deformación estructural basándose al menos en parte en un desplazamiento entre los primer y segundo miembros de anclaje,
en donde el sensor (200) incluye
un miembro fijo (202) que incluye el primer miembro de anclaje (206), en donde un electrodo (210) se extiende desde el miembro fijo (202) y
un miembro móvil (204) que incluye el segundo miembro de anclaje (204), miembro móvil (204) que incluye una matriz de conductores (212a-f) que están eléctricamente aislados entre sí y de cualquier componente circundante por aisladores (214a-g) y que están conectados, respectivamente, a las resistencias (216a-f), en donde los primer y el segundo miembros de anclaje son móviles libremente uno con respecto a otro.
11. El sistema de la reivindicación 10, en donde el primer anclaje está conectado a una carcasa de resistencia y el segundo miembro de anclaje está conectado a una carcasa de componente.
12. El sistema de la reivindicación 10, en donde los elementos resistivos están conectados en paralelo y/o en donde cada uno de los elementos resistivos tiene una resistencia diferente.
13. El sistema de la reivindicación 1, en donde los primer y segundo miembros de anclaje están configurados para anclar el sensor de deformación a dos puntos o regiones discretos sobre o en la esclerótica, en donde el sensor de deformación es altamente elástico entre los dos puntos o regiones.
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