Dispositivo y método para la medida de la difusión (Scatering) ocular basado en el registro y procesado de imágenes retinianas.

Aparato (medidor del scattering en doble paso) y método objetivo de medida del scattering ocular. El instrumento utiliza como núcleo un sistema oftalmoscópico de doble paso que incorpora sistemas para la corrección de las aberraciones de bajo orden (desenfoque y astigmatismo). Permite registrar sobre una cámara CCD imágenes del plano de la retina que en su parte exterior contienen información acerca del scattering intraocular. A partir de estas imágenes puede obtenerse el Indice Objetivo de Scattering (OSI), obteniendo la relación entre la energía en la parte exterior de la imagen respecto a la energía en la parte central o a partir del área de la Función de Transferencia de Modulación (MTF) una vez filtradas, las bajas frecuencias

Dispositivo y método para la medida de la difusión (scattering) ocular basado en el registro y procesado de imágenes retinianas.

Campo de la invención

La presente invención concierne en general a un dispositivo y un método para la medida de la difusión (scattering) de la luz en el globo o región ocular basado en el registro y procesado de imágenes retinianas, producto del reflejo de un haz de luz puntual proyectado en la retina de un paciente, y en particular a un dispositivo y un método que posibilita la obtención y procesado de unas imágenes libres de la influencia de aberraciones de bajo orden.

Antecedentes de la invención

La imagen retiniana del ojo humano puede deteriorarse debido a tres causas: la difracción, las aberraciones y la difusión ("scattering") intraocular. La difracción es una propiedad de las ondas electromagnéticas que constituyen la luz y en consecuencia va a estar presente siempre en la imagen retiniana. Su efecto depende del tamaño de la pupila del ojo, siendo únicamente considerable para pupilas pequeñas (del orden de 2 mm o inferiores) que prácticamente no se dan nunca en condiciones habituales de visión. La presencia de aberraciones y "scattering" en ojos de sujetos jóvenes con condiciones visuales normales es baja, pero aumenta considerablemente con la edad, la presencia de patologías oculares y las intervenciones de cirugía refractiva (I. Ijspeert, J.K., de Waard, P.W., van der Berg, T.J., de Jong, P.T. (1990). The intraocular straylight function in 129 healthy volunteers: dependence on angle, age and pigmentation. Vision Research, 30(5), 699-707, Brunette, I., Bueno, J.M., Parent, M., Hamam, H., Simonet, P. (2003). Monochromatic aberrations as a function of age, from childhood to advanced age. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 44, 5438-5446). En particular el scattering intraocular aumenta de manera muy notoria sobre los valores normales si ocurren pérdidas de transparencia de los medios oculares, como por ejemplo las que tienen lugar en el cristalino con el desarrollo de las cataratas.

La contribución conjunta de las aberraciones ópticas y el scattering intraocular afecta a la calidad de la imagen retiniana. La técnica del doble paso (J. Santamaría, P. Artal, J. Bescos, "Determination of the point-spread function of human eyes using a hybrid optical-digital method", J. Opt. Soc. Am. A, 4, 1109-1114 (1987)) basada en la proyección de un haz de luz colimado en la retina del paciente, y el registro directo de la luz reflejada en ésta, tras el doble paso de la luz por los medios oculares permite obtener la medida objetiva de la contribución de las aberraciones y el scattering a la calidad óptica ocular (F. Díaz-Doutón, A. Benito, J. Pujol, M. Arjona, J.L. Güell, P. Artal, "Comparison of the retinal image quality obtained with a Hartmann-Shack sensor and a double-pass instrument", Inv. Ophthal. Vis. Sci., 47, 1710-1716 (2006)).

El conocimiento de la existencia de aberraciones oculares se remonta a mediados del siglo XIX. Las aberraciones de bajo orden (desenfoque y astigmatismo) pueden medirse utilizando técnicas objetivas o subjetivas y pueden corregirse utilizando lentes convencionales, lentes de contacto o intervenciones de cirugía refractiva. Su impacto en la calidad visual es por lo tanto muy bajo.

Para la medida de las aberraciones de medio y alto orden (coma, esférica....) se han desarrollado diferentes métodos subjetivos y objetivos. En la actualidad existen diversos instrumentos basados en estas técnicas que son utilizados clínicamente.

Respecto a la medida del scattering intraocular no existe ningún método robusto ampliamente aceptado que permita su medida objetiva en clínica.

Hasta la fecha, la mayoría de determinaciones del scattering intraocular se han realizado 30 utilizando métodos subjetivos de medida. Por ejemplo, la sensibilidad ante el deslumbramiento puede ser cuantificada por medio de la luminancia de fondo equivalente (Stiles, WS. (1939) Discussion on disability glare at the 1939 CIE meeting in Scheveningen. Sekretariatsberichte der Zehnten Tagung CIE, 1942; Band I: 183-201, Vos, J. J. (2003). On the cause of disability glare and its dependence on glare angle, age and ocular pigmentation. Clinical and Experimental Optometry 2003; 86: 6: 363-370) técnica basada en que el efecto de la luz difundida en la retina puede ser igualada mediante una luminancia de fondo y que ha dado lugar a la propuesta de una ecuación para su cuantificación por la CIE (Comisión Internacional de l'Eclaraige).

El método de compensación directa está basado en la presentación de una fuente deslumbrante anular con intensidad oscilatoria y la compensación de su efecto en la fovea a través de una fuente central de intensidad variable oscilante en contrafase respecto a la de la fuente de deslumbramiento. En este método se basa el straylight meter desarrollado por Van der Berg (Van den Berg, T. J. T. P. and Ijspeert, J. K. (1992). Clinical assessment of intraocular stray light. Applied Optics, 31, 3694-6).

El medidor de la agudeza visual ante deslumbramiento (Holladay, J. T., Prager, T.,Trujillo, J., R. Ruiz. (1986). Brightness acuity test and outdoor visual acuity in cataract patients. Presented in part at the Symposium on Cataract, IOL and Refractive Surgery, Los Angeles.) es utilizado para medir la sensibilidad visual y el poder de discriminación ante fuentes de deslumbramiento. Consiste en una semiesfera internamente iluminada con un orificio en el medio. El paciente mantiene el instrumento cerca del ojo y observa un test a través del orificio. Esto provee de una fuente uniforme de deslumbramiento que puede ser utilizada juntamente con cartas o tests de agudeza visual o sensibilidad al contraste.

También se han utilizado métodos subjetivos que se combinan con medidas de agudeza visual y sensibilidad al contraste (J. Bailey, M. A. Bullimore (1991) A new test for the evaluation of disability glare. Optometry and Vision Science 68, 911-917). Este tipo de medidas requiere la participación activa del paciente y pueden depender de muchos factores. En consecuencia son difíciles y engorrosas de aplicar en la práctica clínica.

Por otra parte, el oftalmólogo suele utilizar la lámpara de hendidura para la observación rutinaria de la catarata. A partir de esta observación se ha desarrollado un método de clasificación y análisis totalmente subjetivo (método LOCS III (Lens Opacities Classification System) (Chylack, L.T., Wolf J.F., Singer DM, Leske, M. C, Bullimore, MA., Bailey I.L., Friend, J., McCarthy, D., Wu, S.Y. (J993) The Lens Opacities Classification System III. Archives of Ophthalmology, 111, 831-836). El oftalmólogo debe estar especializado en este tipo de clasificación y sus resultados pueden diferir entre profesionales. Hemos de tener presente que la cuantificación del grado de la catarata es de gran interés para poder determinar el momento adecuado de realizar la intervención quirúrgica.

En los últimos años se han desarrollado algunos métodos para determinar de forma objetiva el scattering intraocular. Pero la mayoría de las técnicas y métodos objetivos empleados son teóricos o experimentales pero no adecuados para su adaptación al ambiente clínico debido principalmente a la necesidad de restringir variables que afectan la medida. Es decir, las condiciones sobre las que se realiza la medida no pueden ser trasladadas a la práctica clínica al día de la fecha. Por ejemplo podemos citar la medida de difusión dinámica de luz (Dynamic Light Scattering) (Ansari, R. R., Datiles, M. (1999). Use of Dynamic Light scattering and scheimpflug Imaging for the Early Detection of Cataracts. Diabetes Technology and therapeutics, 1(2), 159-168, Datiles, M., Ansari, R. R., Reed, G. F. (2002). A clinical study of the human lens with a dinamic light scattering device, Exp. Eye Res., 74, 93-102) o las imágenes de Scheimflug (Datiles, M., Magno, B., Friedlin, V. (1995). Study of nuclear cataract progression using the national Eye Institute Scheimpflug system, British Journal of Ophthalmology, 79, 527-534).

La técnica del Doble-Paso (DP) basada en el registro de la imagen de un punto en la retina, contiene información de las aberraciones y del scattering. La contribución de las aberraciones esta localizada en la parte central de la imagen, de forma que cuanto más aberrado es el ojo mayor es esta parte central. El efecto del scattering se sitúa básicamente en las zonas más externas de la imagen de forma que cuanto mayor sea el scattering mayor será la imagen periférica. Westheimer (Westheimer, G., Liang, J. (1994). Evaluating Diffusion of Light in the Eye by Objective...

1. Dispositivo de medida de la difusión intraocular (scattering) determinando un parámetro Indice Objetivo de Scatterinig (OSI) caracterizado porque comprende:

2. El dispositivo de la reivindicación 1, caracterizado porque

Los medios para generar la imagen de un punto de luz en la retina comprenden:

3. El dispositivo de la reivindicación 2, caracterizado porque el sistema para generar la imagen de un punto de luz en la retina, contiene todos los elementos ópticos necesarios para hacer llegar la luz al ojo (16).

4. El dispositivo de la reivindicación 3, caracterizado porque los medios para corregir la aberración de desenfoque contienen:

Un sistema para permitir una corrección de foco (13) variando la distancia entre la primera lente (8) y la segunda lente (11) de forma manual y de forma automática.

5. El dispositivo de la reivindicación 3, caracterizado porque los medios para corregir la aberración de astigmatismo contienen:

Un sistema basado en el la combinación de dos lentes cilíndricas (14, 15) que puedan girar de forma manual y de forma automática.

6. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 caracterizado porque los medios de registro (17) comprenden detectores de imagen con su objetivo (18) para registrar una imagen del plano de la retina.

7. El dispositivo de la reivindicación 6 caracterizado porque además comprende una pluralidad de separadores de haz (5,6,12), una pluralidad de espejos (2,7,9,10,12,20,26) y láminas polarizadoras.

8. El dispositivo de la reivindicación 6 caracterizado porque además comprende tres separadores de haz (5, 6,12) y siete espejos (2,7,9,10,12,20,26).

9. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2-8 caracterizado porque además comprende un sistema para visualizar la pupila del sujeto compuesto por un sistema de iluminación (23) y un sistema de registro constituido por un detector de imagen (21) y su objetivo (22).

10. Un método para determinar la difusión (scattering) intraocular mediante el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1-9.