Cámara digital de barrido láser con óptica simplificada.

Un dispositivo de imaginología retiniana digital que comprende:

a. una fuente de iluminación

(54);

b. un elemento de barrido (50) accionable para mover una parte de una trayectoria de iluminación creada por la fuente de iluminación con respecto a una diana (52);

c. al menos una hendidura (56) dentro de la trayectoria de iluminación de la fuente de iluminación; y

d. un chip semiconductor complementario de óxido metálico bidimensional (68), caracterizado por que dicho chip detector tiene una funcionalidad de obturador rodante, que es accionable para estar en sincronía con el elemento de barrido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/012726.

Solicitante: INDIANA UNIVERSITY RESEARCH AND TECHNOLOGY CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 351 WEST 10TH STREET INDIANAPOLIS, IN 46202 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ELSNER,ANN E, PETRIG,BENNO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/1455 (utilizando sensores ópticos, p. ej. oxímetros de fotometría espectral)

PDF original: ES-2459019_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cámara digital de barrido láser con óptica simplificada Antecedentes La retina humana es susceptible a daños causados por diversos factores medioambientales, incluyendo impacto de luz láser y otros traumatismos, así como enfermedades. Una vez dañadas, las células responsables de capturar la energía lumínica y transducirla a una señal neural, los fotorreceptores, no se regeneran. De hecho, ninguna de las células neurales de la retina puede, todavía, hacerse regenerar fácilmente en el ser humano adulto. Cuando el daño es lo suficientemente grave, existe una pérdida de visión permanente en una zona. Los fotorreceptores sanos no migran largas distancias hacia la zona dañada para sustituir a los dañados.

Si la región afectada está en la mácula central, conocida como la fóvea, entonces puede perderse la capacidad para ver detalles pequeños, leer a gran velocidad, o reconocer objetos a grandes distancias. Las zonas periféricas de la visión no tienen suficiente densidad de muestro para realizar estas tareas en la misma medida. Por lo tanto, la detección y el tratamiento tempranos de daño con potencial pérdida de visión son cruciales para conservar la visión central.

Uno de los principales problemas en la detección temprana del daño ha sido la dificultad de obtener una imagen de una pequeña zona de la retina. La mácula presenta una pequeña diana—6000 micrómetros. La parte que es necesaria para ver el daño que impide la observación de detalles pequeños y la lectura es aún más pequeña, de aproximadamente 600 micrómetros. Para examinar esta última parte apropiadamente, es deseable obtener una imagen de los 20 grados centrales de la mácula con suficiente aumento y contraste para determinar si un individuo corre el riesgo de una pérdida de visión permanente.

El oftalmoscopio o cámara del fondo del ojo se ha usado tradicionalmente para ver y obtener imágenes de la retina. Originalmente, estos dispositivos inundaban la retina con luz blanca. Dispositivos posteriores han usado longitudes de onda selectivas que se ha descubierto que son adecuadas para ver u obtener imágenes de estructuras particulares o el contraste entre estructuras. Independientemente de la longitud de onda de luz usada, muchos de los dispositivos anteriores usaban iluminación de inundación, produciendo imágenes de la retina que a menudo están sometidas a un mal contraste debido a dispersión de largo alcance. Se identificó que el problema de dispersión de largo alcance se produce, no solamente desde fuera de tejidos planos, sino también a partir de los tejidos biológicos que son inherentemente dispersantes, especialmente aquellos dentro y cerca de la retina.

Un método bien conocido de reducir el problema de dispersión de largo alcance es sustituir una fuente de iluminación de inundación por una fuente de iluminación de barrido. Algunas investigaciones han sugerido que el uso de un aparato óptico de doble barrido que realiza un barrido con luz tanto incidente como reflejada usando un elemento de barrido horizontal puede ser deseable. El barrido con dicho elemento puede realizarse mediante un relector poligonal multifacetado giratorio, y un elemento de barrido vertical, tal como un galvanómetro reflectante. Dicho instrumento es capaz de proporcionar una salida bidimensional representativa de las características de reflexión del fondo del ojo. Véase, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 4.768.873 y 4.764.005, así como la Patente de Estados Unidos Nº 4.765.874 y el documento US 2004/0207811 A1 desvelan, cada uno, un oftalmoscopio de barrido láser en el que un haz lineal realiza un barrido en un ojo. Dichas mejoras han incrementado en gran medida el contraste de las imágenes producidas, pero normalmente requieren un equipo caro y pesado que debe ser manejado por un especialista.

Las mejoras en la tecnología de fuente de iluminación de barrido se han incorporado en el uso de técnicas de reflectometría avanzadas con un oftalmoscopio láser de barrido (“SLO”) según lo desarrollado por el inventor, Ann Elsner, y colaboradores. Véase, por ejemplo, Elsner A.E., et. Al., Reflectometr y with a Scanning Laser Ophthalmoscope, Applied Optics, Vol. 31, No. 19 (julio 1992) , págs. 3697-3710. El SLO es ventajoso para imaginología cuantitativa en que una iluminación puntual realiza un barrido en un patrón de cuadrícula sobre el fondo, mejorando el contraste de imagen significativamente respecto a iluminación de inundación. La tecnología de SLO del inventor puede eliminar, además, luz dispersada no deseada usando aberturas confocales tales como un círculo de diámetro variable o aberturas anulares, dependiendo del modo deseado. Una vez que la luz es devuelta a través de la abertura confocal, la luz deseada puede ser transmitida a continuación a un detector. Sin embargo, la óptica usada en aberturas confocales puede incrementar la complejidad del sistema, y la óptica de alta calidad es un gasto añadido. Por lo tanto, un método para reducir o eliminar luz dispersada no deseada de manera más rentable sería enormemente apreciado.

Mejoras adicionales para incrementar el contraste en sistemas de imaginología retiniana incluyen el extenso uso de luz infrarroja cercana como fuente de iluminación, en lugar de otras longitudes de onda o imágenes en color, según lo desarrollado por el inventor y colaboradores y descrito en los documentos Elsner, A.E., et al., Infrared Imaging of Sub-retinal Structures in the Human Ocular Fundus, Vision Res., Vol. 36, No. 1 (1996) , págs. 191-205; Elsner, A.E., et al., Multiply Scattered Light Tomography: Vertical Cavity Surface Emitting Laser Array Used for Imaging Subretinal Structures, Lasers and Light in Ophthalmology, 1998; Hartnett, M.E. y Elsner, A.E., Characteristics of Exudative Age

related Macular Degeneration Determined In Vivo with Confocal and Indirect Infrared Imaging, Ophthalmology, Vol. 103, No. 1 (enero de 1996) , págs. 58-71; y Hartnett, M.E., et al., Deep Retinal Vascular Anomalous Complexes in Advanced Age-related Macular Degeneration, Ophthalmology, Vol. 103, No. 12 (diciembre de 1996) , págs. 20422053. Combinar imaginología infrarroja con SLO permite el uso de técnicas de reflectometría para ver el ojo de forma rápida y no invasiva, dado que la luz infrarroja es absorbida menos que la luz visible y se dispersa a lo largo de distancias más largas. Además, cuando se implementa con dispositivos láser de barrido, la imaginología infrarroja en infrarroja cercana de estructura subrretiniana en el fondo ocular ha sido capaz de revelar depósitos subrretinianos, la cabeza del nervio óptico, vasos retinianos, vasos coroideos, acumulación de fluidos, hiperpigmentación, atrofia y roturas en la membrana de Bruch―elementos que han demostrado ser difíciles o imposibles de observar con dispositivos de iluminación de inundación. Además, dado que la iluminación infrarroja es absorbida por los tejidos menos que otras longitudes de onda, se requiere mucho menos iluminación procedente de la fuente para crear una imagen de contraste elevado.

Las mejoras indicadas anteriormente, y métodos para obtener con éxito imágenes de pequeños elementos retinianos se combinaron en las Solicitudes de Patente de Estados Unidos Nº 60/329.731; 10/493.044; 60/350.836; y la Solicitud PCT Nº PCT/US02/32787. Además, descripciones del uso de las técnicas para detectar y localizar dichos elementos se describen en las publicaciones del inventor y colaboradores: Elsner, A.E., et al., Infrared Imaging of Sub-retinal Structures in the Human Ocular Fundus, Vision Res. Vol. 36, No. 1 (1996) , págs. 191-205; Elsner, A.E., et al., Multiply Scattered Light Tomography: Vertical Cavity Surface Emitting Laser Array Used For Imaging Subretinal Structures, Lasers and Light in Ophthalmology, (1998)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de imaginología retiniana digital que comprende:

a. una fuente de iluminación (54) ;

b. un elemento de barrido (50) accionable para mover una parte de una trayectoria de iluminación creada por la fuente de iluminación con respecto a una diana (52) ;

c. al menos una hendidura (56) dentro de la trayectoria de iluminación de la fuente de iluminación; y

d. un chip semiconductor complementario de óxido metálico bidimensional (68) , caracterizado por que dicho

chip detector tiene una funcionalidad de obturador rodante, que es accionable para estar en sincronía con el elemento de barrido.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende, además, una abertura electrónica o mecánica (56) dentro de la trayectoria de iluminación accionable para conformar la trayectoria de iluminación. 15

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la trayectoria de iluminación es conformada incrementando o reduciendo la anchura de una abertura de hendidura, dando como resultado de este modo una calidad de imagen mejorada para una imagen confocal resultante, imagen de luz dispersada múltiples veces o imagen definida.

4. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la fuente de iluminación es una fuente de iluminación infrarroja.