Método para medir una aberración de frente de onda de un ojo en el que un primer haz de objeto de referencia proyectado paralelo a un eje de referencia conocido se introduce en el ojo en una primera ubicación de referencia (P1) sobre la córnea de manera que el primer haz se dispersa a partir de una primera ubicación (1) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en un detector en una posición de referencia (x1,

y1), y al menos un segundo haz de objeto secuencial paralelo a y desplazado una cantidad conocida (d) con respecto al haz de referencia se proyecta hacia el ojo en una segunda ubicación (P2) sobre la córnea, se dispersa a partir de una segunda ubicación (2) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en el detector en una segunda posición (x2, y2), de manera que puede medirse un desplazamiento (Δx2-1, Δy2-1) entre la segunda posición (x2, y2) y la posición de referencia (x1, y1) en el detector y a partir del que puede calcularse información de aberración de frente de onda, caracterizado por: introducir un tercer haz correspondiente a cada segundo haz secuencial con un ángulo (α) con respecto al eje de referencia que entra en la córnea en la misma ubicación que el segundo haz y se dispersa a partir de una tercera ubicación (3) sobre la superficie de la retina sustancialmente correspondiente a dicha primera ubicación (1) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en el detector en una tercera posición (x3, y3), de manera que puede medirse un desplazamiento (Δx3-1, Δy3-1) entre la tercera posición (x3, y3) y la posición de referencia (x1, y1) en el detector, y calcularse la aberración de frente de onda correspondiente a dicha segunda ubicación (P2) sobre la córnea, mediante lo cual la aberración de frente de onda para dicha segunda ubicación en la córnea (P2) a partir de los datos del tercer haz es más precisa que la medición correspondiente a partir de la medición del segundo haz.

Antecedentes de la invención

Campo de la Invención

La invención se refiere en general a la medición de la topografía y de frente de onda oftálmico y más en particular a dispositivos y métodos para una medición mejorada de frente de onda usando una técnica de barrido secuencial, y a un aparato y un método para realizar mediciones de topografía de la retina.

Descripción de la técnica relacionada

Se conocen diversos dispositivos y técnicas de diagnóstico oftálmico y se encuentran disponibles para crear mapas de las características físicas y ópticas del ojo. Pueden obtenerse datos físicos tales como la topología de la córnea, paquimetría, refracción y otros datos paramétricos a partir de sistemas de topografía corneal tales como el sistema de topografía corneal Orbscan II (Bausch & Lomb Incorporated, Rochester, Nueva York). Puede obtenerse información óptica tal como la aberración de frente de onda del ojo a partir de diversos dispositivos y metodologías de medición. Un aberrómetro de este tipo usa un sensor de frente de onda Hartmann-Shack para medir aberraciones de frente de onda oculares a lo largo de toda la zona óptica del ojo en un solo paso. Esto se consigue iluminando un punto sobre la retina con un haz de láser de diámetro muy pequeño y enfocando la luz saliente de la pupila de salida del ojo con una serie de microlentes en un detector. Las aberraciones del frente de onda provocan que los puntos focales en el detector que se crean por la serie de microlentes se desplacen a partir de las posiciones de un frente de onda sin aberración que pasa a través de la serie de microlentes. Estos desplazamientos permiten el cálculo directo del error de frente de onda. Varias desventajas bien conocidas del dispositivo de tipo Hartmann-Shack incluyen compensaciones de intervalo dinámico / resolución, bajas razones de señal con respecto a ruido, lecturas sospechosas en ojos patológicos, y otros conocidos para los expertos en la técnica.

El documento WO 00/19885 describe un dispositivo para medir aberración de refracción del ojo.

Una de las varias técnicas alternativas para medir aberraciones de frente de onda deriva de un enfoque de trazado de rayos psicofísico atribuido originalmente a Scheiner y basado en el concepto del disco de Scheiner. En resumen, este concepto se basa en el ajuste de la dirección de la luz de una imagen que llega al ojo hasta que la imagen de la retina se alinea con la imagen de la retina producida por una dirección de luz de entrada de referencia. Una explicación adicional y descripción más detallada puede encontrarse en MacRae et al., Customized Corneal Ablation. The Ouest for Super Vision, capítulo 16, Slack Incorporated (2001). El concepto de Scheiner se desarrolló aún más por Penney et al., y su dispositivo llegó a conocerse como el refractómetro de resolución espacial (SRR). El SRR funciona haciendo que un paciente mire un objeto puntual introducido en el ojo en 37 posiciones seleccionadas sobre la córnea de manera secuencial y preguntando al paciente cuándo se enfoca la imagen en una ubicación de referencia particular a medida que se cambia la direccionalidad del objeto de entrada. Las desviaciones de rayos resultantes proporcionan información de pendientes de frente de onda a partir de la cual puede determinarse el frente de onda.

Una variante del concepto de SRR adaptado por Tracey Technologies LLC (Bellaire, Texas) se denomina barrido secuencial o trazado de rayos de haz delgado. La técnica de barrido secuencial se basa en introducir secuencialmente un haz de láser colimado de pequeño diámetro en el ojo en puntos seleccionados sobre la superficie de la córnea y en última instancia medir el desplazamiento (Δx,Δy) de cada punto de imagen sobre la superficie de la retina con respecto a una ubicación de punto de la retina de referencia (x0, y0). Los errores de desplazamiento son una medición directa de la aberración transversal para cada punto particular en la pupila de entrada. Con medios ópticos y de cálculo algebraico relativamente sencillos apropiados pueden medirse los desplazamientos en un detector y calcularse la aberración de frente de onda.

Aunque el método de barrido secuencial para la medición de la aberración de frente de onda tiene ciertas ventajas sobre técnicas de medición de frente de ondas alternativas, este método se ve afectado por ciertas carencias inherentes que están relacionadas principalmente con basarse en ciertas suposiciones sobre el ojo. Estas suposiciones se refieren particularmente a determinar una longitud correcta del bulbo ocular; y, en segundo lugar, la suposición de que la superficie de la retina es un plano liso en la superficie posterior del ojo. En realidad, sin embargo, la superficie de la retina es en el mejor de los casos una envuelta curvada que tiene una topografía de colinas y valles irregulares. Los inventores creen que esto es especialmente manifiesto en retinas enfermas y en el punto ciego de la fóvea. Debido al perfil no plano de la retina, la medición de aberraciones de frente de onda realizada usando haces de entrada que son paralelos a un eje de medición de referencia tal como el eje visual o el eje óptico del ojo perderán precisión a medida que la ubicación de la retina de una imagen se desvía del plano de la retina para seguir el perfil de la envuelta de la retina real.

Por consiguiente, los inventores han reconocido una necesidad de un modo de mejorar la precisión de la técnica de frente de onda con barrido secuencial; y de una mejor comprensión de la topografía de la retina alrededor de una ubicación de referencia en la retina y la capacidad para medir esta topografía.

Sumario de la invención

Una realización de la invención se refiere a un método mejorado para medir una aberración de frente de onda basándose en una técnica de barrido secuencial para medir tal aberración. La técnica conocida se basa en introducir un haz de referencia en el ojo que es paralelo a un eje de referencia conocido y que intersecta ojo en una ubicación de la córnea conocida. La luz se proyecta sobre la retina y se dispersa a partir de la misma hacia fuera a través del ojo y se proyecta mediante una lente sobre un detector en el que se registra la posición de la imagen. Un segundo haz se introduce en el ojo paralelo al eje de referencia y desplazado una distancia conocida con respecto al haz de referencia de manera que incide en el ojo en una ubicación de la córnea deseada. El segundo haz se proyecta sobre la retina en una ubicación de la retina diferente a la del primer haz, se dispersa, y se proyecta igualmente sobre un detector. El desplazamiento entre la segunda imagen y la primera imagen en el detector se usa entonces de una manera conocida para calcular la aberración de frente de onda del ojo. La mejora, según la invención, se basa en introducir un tercer haz en el ojo en la misma posición que el segundo haz sobre la superficie de la córnea pero inclinado con un ángulo con respecto al eje de referencia de manera que la ubicación de la imagen en la retina de la tercera imagen se haga coincidir con la ubicación de la imagen en la retina de la primera imagen. La luz de la tercera imagen dispersada desde la retina se proyecta sobre el detector y el desplazamiento entre la ubicación de la tercera imagen y la ubicación de la imagen de referencia se usa de una manera conocida para proporcionar una medición más precisa del frente de onda que la proporcionada por la segunda imagen.

En otra realización, se describen un método y un dispositivo para determinar una variación topográfica de la superficie de la retina. Basándose en el poder de enfoque conocido del ojo e información paramétrica tal como la longitud del bulbo, una medición de aberración de frente de onda indicativa de un cambio en el poder de enfoque esférico puede usarse de una manera conocida para determinar la variación en la longitud del bulbo que daría lugar al cambio medido en el poder de enfoque esférico. Con referencia de nuevo a la realización, las mediciones en el detector pueden usarse para determinar el desplazamiento lateral sobre la superficie de la retina correspondiente al desplazamiento de puntos de imagen con respecto al haz de referencia y el segundo haz. La medición más precisa obtenida a partir del tercer haz, tal como se describió anteriormente, puede usarse entonces para determinar el cambio en la longitud del bulbo dando lugar al error de medición refinado. La diferencia en la longitud del bulbo basada en este error medido será indicativa de la topografía de la retina en esa ubicación de imagen particular sobre la retina. Por... [Seguir leyendo]

1. Método para medir una aberración de frente de onda de un ojo en el que un primer haz de objeto de referencia proyectado paralelo a un eje de referencia conocido se introduce en el ojo en una primera ubicación de referencia (P1) sobre la córnea de manera que el primer haz se dispersa a partir de una primera ubicación (1) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en un detector en una posición de referencia (x1, y1), y al menos un segundo haz de objeto secuencial paralelo a y desplazado una cantidad conocida (d) con respecto al haz de referencia se proyecta hacia el ojo en una segunda ubicación (P2) sobre la córnea, se dispersa a partir de una segunda ubicación (2) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en el detector en una segunda posición (x2, y2), de manera que puede medirse un desplazamiento (Δx2-1, Δy2-1) entre la segunda posición (x2, y2)y la posición de referencia (x1, y1) en el detector y a partir del que puede calcularse información de aberración de frente de onda, caracterizado por:

introducir un tercer haz correspondiente a cada segundo haz secuencial con un ángulo (α) con respecto al eje de referencia que entra en la córnea en la misma ubicación que el segundo haz y se dispersa a partir de una tercera ubicación (3) sobre la superficie de la retina sustancialmente correspondiente a dicha primera ubicación

(1) sobre la superficie de la retina y se proyecta adicionalmente en el detector en una tercera posición (x3, y3), de manera que puede medirse un desplazamiento (Δx3-1, Δy3-1) entre la tercera posición (x3, y3) y la posición de referencia (x1, y1) en el detector, y calcularse la aberración de frente de onda correspondiente a dicha segunda ubicación (P2) sobre la córnea, mediante lo cual la aberración de frente de onda para dicha segunda ubicación en la córnea (P2) a partir de los datos del tercer haz es más precisa que la medición correspondiente a partir de la medición del segundo haz.

2. Método según la reivindicación 1, en el que cada uno de los haces de entrada tiene un diámetro entre aproximadamente 0,2 y 2 mm.

3. Método según la reivindicación 1, en el que cada uno de los haces de entrada tiene un diámetro entre aproximadamente 0,4 y 0,5 mm.

4. Método según la reivindicación 1, en el que los haces de entrada tienen una longitud de onda entre aproximadamente 400 y 1200 nm.

5. Método según la reivindicación 1, en el que los haces de entrada tienen una longitud de onda entre aproximadamente 700 y 900 nm.

6. Método según la reivindicación 1, en el que el eje (16) de referencia es un eje visual de fijación del ojo del paciente.

7. Método según la reivindicación 1, en el que el eje (16) de referencia es un eje óptico del ojo del paciente.

8. Método según la reivindicación 1, que comprende además introducir un número suficiente de segundos y terceros haces de entrada en diferentes ubicaciones en la córnea (Pn) para crear un mapa de frente de onda de un área superficial deseada de la córnea.

9. Método según la reivindicación 1, que se usa para determinar una variación topográfica de una superficie de la retina, que comprende además:

realizar una primera medición del error de refracción esférica correspondiente al desplazamiento entre la segunda posición y la posición de referencia en el detector (Δx2-1, Δy2-1); realizar una segunda medición del error de refracción esférica correspondiente al desplazamiento entre la tercera posición y la posición de referencia en el detector (Δx3-1, Δy3-1); y determinar, para un desplazamiento (Δx2-1) sobre la superficie de la retina, un cambio (Δ1) en la longitud del ojo.

10. Método según la reivindicación 9, que comprende introducir secuencialmente una pluralidad de segundos y terceros haces correspondientes a una pluralidad de ubicaciones sobre la superficie de la córnea.

11. Dispositivo de barrido secuencial mejorado para realizar una medición de frente de onda de un ojo (10), incluyendo el dispositivo medios para introducir secuencialmente un haz de luz de referencia en el ojo en una ubicación seleccionada sobre la córnea que tiene una trayectoria de propagación coincidente con un eje (16) de referencia, y una pluralidad de haces de luz de medición (24n) en el ojo en ubicaciones seleccionadas sobre la córnea que tienen trayectorias de propagación que son paralelas entre sí y paralelas al eje (16) de referencia; medios para capturar luz de cada uno de los haces de entrada dispersada a partir de diferentes ubicaciones de una superficie de la retina del ojo y proyectar de dicha luz en una ubicación externa deseada; un detector (28) para recibir dicha luz proyectada y detectar un desplazamiento de imagen con respecto a una imagen de referencia; y medios de cálculo para calcular información de aberración de frente de onda a partir del desplazamiento de imagen

que corresponde a la ubicación de entrada sobre la córnea, caracterizado por

medios para introducir secuencialmente una pluralidad de haces de medición adicionales, de los que cada uno corresponde a un haz de medición, en el ojo en ubicaciones sobre la córnea que corresponden a los haces de medición y que inciden en la superficie de la retina en una ubicación sustancialmente en la que el haz de referencia incide en la superficie de la retina, de manera que se proyectan de cada uno de los haces de medición adicionales en el detector (28) con un desplazamiento con respecto a la imagen de referencia, y en el que los medios de cálculo calculan la información de aberración de frente de onda a partir del desplazamiento de imagen adicional correspondiente a las ubicaciones de entrada sobre la córnea.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, para su uso para proporcionar información topográfica:

en el que además los medios de cálculo usan la información de aberración de frente de onda a partir del desplazamiento de imagen adicional e información paramétrica ocular para crear un mapa de topografía de la

15 retina.