SISTEMA Y MÉTODO PARA ADQUIRIR DATOS DE UN OJO.

Sistema para adquirir datos de un ojo de un paciente, que comprende una unidad de diagnosis para adquirir datos de diagnosis del ojo,

y una unidad de reconocimiento del iris para adquirir un código de iris del ojo

La invención se refiere, en general, al campo de la diagnosis y tratamiento de un ojo y se refiere más particularmente a un sistema y un método para adquirir datos de un ojo de un paciente.

El documento WO 01/78584 A2 describe el registro de un ojo y un sistema de control de alineación de astigmatismo y un método correspondiente. Un sistema de orientación para cirugía ocular correctiva incluye una cámara para realizar un primer mapeado de imagen del ojo de un paciente usando una característica del ojo predeterminada y un software para procesar el primer mapa de imagen para determinar una localización de borde de la característica. Un segundo mapeo de imagen se realiza con el paciente en una posición diferente. El segundo mapa de imagen se procesa para localizar la característica. Como alternativa, se usa un bolígrafo para realizar dos marcas de alineación en el ojo. Se forman imágenes del ojo con un paciente en otra posición, y la imagen se expone. El software superpone una retícula gráfica sobre la imagen del ojo, que puede moverse para alinearse con las dos marcas de alineación. En ambos casos el software calcula también un cambio de orientación a aplicar a una prescripción correctiva para un procedimiento quirúrgico a realizar en el ojo, con un paciente en la segunda posición.

En el documento US 2002/0097378 A1 se describen un aparato y un método para la medición de la pupila y un aparato de corrección de la refracción. El aparato de medición de pupila comprende una videocámara para obtener una imagen del globo ocular. Comprende adicionalmente una unidad de procesamiento para calcular la posición y torsión de una pupila del globo ocular, y una unidad indicadora para producir la posición calculada y el ángulo de torsión. El resultado puede usarse para un ajuste automatizado durante la cirugía con láser refractivo. Más específicamente, una posición central del dispositivo aritmético determina la posición central de la pupila, que se comprara con la posición de referencia de la pupila. Adicionalmente, un ángulo de torsión del dispositivo aritmético recibe los datos de imagen que han experimentado la filtración y las coordenadas polares/transformación ortogonal. En esta unidad, los datos de imagen recibidos se correlacionan con los datos de imagen almacenados previamente del ojo. Haciendo girar los datos de imagen almacenados alrededor de un eje de rotación mediante un ángulo de rotación predeterminado se calcula un valor de correlación para cada uno de la pluralidad de ángulos de rotación usando una función de correlación mutua. El valor del ángulo de rotación al que el valor de correlación se maximiza se calcula como un ángulo de torsión.

El documento WO 02/064031 A2 se refiere a un sistema de seguimiento de un ojo multidimensional y de medición de la posición para diagnosis y tratamiento del ojo. Más específicamente, una imagen obtenida a partir de un dispositivo de formación de imagen se procesa para medir las posiciones horizontal vertical y torsional del ojo determinando la posición de las marcas de referencia naturales o artificiales en el ojo, tales como, entre otras, pupila, estructuras del iris, límite iris/limbo, vasos sanguíneos, marcadores/marcas aplicados, reflexiones de la iluminación, los límites de solapa LASIK de la córnea y también las marcas aplicadas con la láser sobre la córnea. El seguimiento independiente del tamaño de la pupila se obtiene corrigiendo periódicamente cualquier desviación del centro de pupila introducida por la dilatación de la pupila u otros factores. La corrección se realiza mediante el trazado paralelo de puntos de referencia que se sabe que son estables con respecto a la córnea durante la cirugía, tales como, por ejemplo, el límite del limbo. Un seguimiento del ojo torsional se realiza mediante el registro de al menos dos marcas de referencia distintas en el ojo. En una etapa de inicialización se adquiere una imagen de referencia y se analiza para determinar las marcas de referencia adecuadas para el registro, y dichos puntos de referencia se almacenan como plantillas de imagen junto con su posición relativa al centro de pupila. En una etapa de seguimiento se busca la plantilla de cada punto de referencia en la imagen entrante medias de técnicas de correlación cruzada. La torsión entre la imagen de referencia y la actual se calcula mediante una aproximación de mínimos cuadrados óptima de la matriz de rotación de la plantilla de referencia y la plantilla correspondiente.

El documento WO 128476A describe un sistema y un método en el que se toma una imagen del iris o del ojo durante un análisis de diagnosis refractiva. La imagen se emplea para alinear datos a partir del análisis con datos de otros instrumentos de análisis refractivo, así como para la alineación de una herramienta quirúrgica refractiva, tal como un láser, con el ojo para tratamiento. Adicionalmente, la imagen del iris almacenada se compara con el iris del paciente antes del tratamiento, verificando que se va a tratar el ojo correcto, con un patrón de tratamiento desarrollado. Puede usarse una diversidad de instrumentos refractivos, tal como sistemas de topografía corneana y sistemas de aberración del frente de ondas.

El documento US-A-5291560 describe un sistema para identificación rápida y automática de personas. El iris del ojo se usa como una huella dactilar óptica. Los algoritmos de análisis de imagen encuentran el iris en una imagen de vídeo en vivo de la cara de una persona y codifican su textura en una firma compacta o "código de iris". La textura del iris se extrae de la imagen a múltiples escalas de análisis mediante un conjunto auto-similar filtros de paso de banda de cuadratura (2-D Gabor) definidos en un sistema de coordenadas polares adimensional. El signo de la proyección de muchas partes diferentes del iris sobre estos filtros de cuadratura multi-escala determina cada bit en un código de iris abstracto (256 bytes). El reconocimiento del patrón se consigue combinando métodos de procesamiento de señales especiales con una teoría de decisión estadística, que conduce a un ensayo estadístico de independencia basado en una similitud métrica (la distancia de Hamming) que se calcula a partir del XOR de dos códigos de iris cualquiera.

El objeto subyacente de la presente invención es proporcionar un sistema y un método para adquirir datos de un ojo y un sistema para alinear y seguir un ojo con referencia a una unidad oftálmica para realizar la diagnosis o tratamiento del ojo sin necesidad de marcar la córnea y que es más preciso y rápido, y proporciona características de seguridad adicionales.

Este objeto se resuelve con las características de las reivindicaciones.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona un sistema y el método correspondiente para adquirir datos de un ojo de un paciente que comprende una unidad de diagnosis para adquirir datos de diagnosis del ojo y una unidad de reconocimiento del iris para adquirir un código de iris del ojo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 23.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención el sistema comprende además un sistema para alinear y/o seguir un ojo de un paciente con referencia a una unidad oftálmica para realizar la diagnosis y/o tratamiento del ojo, comprendiendo dicho sistema un medio para proporcionar un código de iris previamente adquirido del ojo, una unidad de reconocimiento del iris para adquirir un código de iris del ojo que se está investigando y un comparador para comprar el código de iris previamente adquirido con el código de iris presente y proporcionar un resultado de comparación, en el que dicha unidad oftálmica realiza dicha diagnosis y/o tratamiento del ojo cuando dicho resultado de comparación es mayor que un nivel que determina la identificación.

Una unidad de reconocimiento de iris que es especialmente adecuada para su uso en el sistema y el método de acuerdo con el primer y el segundo aspectos de la invención comprende una unidad captadora de imágenes para adquirir una imagen del ojo, una unidad de procesamiento de imágenes para determinar la información del iris en una pluralidad de posiciones de la imagen del ojo y una unidad generadora para generar un código de iris basado en la determinación de la información del iris en una pluralidad de posiciones de la imagen del ojo.

Básicamente, la presente invención tiene la capacidad de realizar el reconocimiento del iris de ojos humanos que se usa de dos maneras para diagnosis o tratamiento de un ojo, en particular para tratamientos con láser refractivo. Específicamente en tratamientos... [Seguir leyendo]

1. Sistema para adquirir datos de un ojo de un paciente, que comprende una unidad de diagnosis (18) para adquirir datos de diagnosis del ojo y una unidad de reconocimiento de iris para adquirir un código de iris del ojo, que comprende además una unidad captadora de imágenes (12) para adquirir una imagen del ojo, una unidad de procesamiento de imágenes (14) para determinar la información de iris en una pluralidad de posiciones de la imagen del ojo, en el que dicha unidad de procesamiento de imágenes (14) comprende medios de comparación para comparar los valores grises de al menos dos píxeles individuales en, o cerca de, cada posición respectiva de dicha pluralidad de posiciones, y una unidad generadora (16) para generar dicho código de iris basado en los datos de imagen procesados, recibidos desde la unidad de procesamiento de imágenes (14).

2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además medios de procesamiento para determinar las coordenadas de un centro de pupila del ojo.

3. El sistema de la reivindicación 1 o 2, en el que los datos de diagnosis y/o el código de iris y/o el centro de pupila del ojo están referidos a un sistema de coordenadas común.

4. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además medios de almacenamiento para almacenar al menos dos de los siguientes datos, los datos de diagnosis, el código de iris, las coordenadas de centro de pupila cuando la pupila no está dilatada y las coordenadas de centro de pupila cuando la pupila está dilatada, un dato que designa a un paciente y un ojo respectivo y datos tocantes a la adquisición de datos.

5. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la unidad de diagnosis (18) comprende un aberrómetro que, preferiblemente, adquiere datos de diagnosis del ojo de un paciente que está sentado erguido, preferiblemente un aberrómetro Zywave.

6. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende una unidad captadora de imágenes (12), preferiblemente una videocámara que, preferiblemente, trabaja en la región infrarroja.

7. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que los medios de almacenamiento comprenden medios para leer y escribir datos sobre un soporte de datos, preferiblemente una tarjeta de chip.

8. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un sistema para alineación y seguimiento de un ojo de un paciente con referencia a la unidad de diagnosis (18) y/o una unidad oftálmica para efectuar un tratamiento del ojo que comprende

medios para proporcionar un código de iris previamente adquirido, de un ojo de un paciente; una unidad de reconocimiento de iris para adquirir un código de iris del ojo que está siendo investigando como un código de iris presente, y un comparador para comparar el código de iris presente con un código de iris previamente adquirido y proporcionar un resultado de comparación, en el que dicha unidad oftálmica realiza dicha diagnosis y/o tratamiento del ojo cuando dicho resultado de comparación es mayor que un nivel que determina la identificación.

9. Sistema de la reivindicación 8, en el que dicho comparador comprende medios para establecer una correlación entre dicho código de iris presente y dicho código de iris previamente adquirido, en el que dicho código de iris presente está referido a una primera posición rotacional y dicho código de iris previamente adquirido está referido a una segunda posición rotacional,

una unidad de modificación para modificar el código de iris presente y/o el código de iris previamente adquirido tal que se cambia la posición relativa entre la primera posición rotacional y la segunda posición rotacional, y una unidad de determinación para determinar la máxima correlación entre dicho código de iris presente y dicho código de iris previamente adquirido que se está modificando a lo largo de un intervalo predeterminado de rotación relativa.

10. Sistema de la reivindicación 9, en el que el ojo que está siendo investigando se alinea con la unidad oftálmica por dicho desplazamiento rotacional correspondiente a la correlación máxima entre el código de iris presente y el código de iris previamente adquirido.

11. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende además medios de procesamiento para determinar las coordenadas de un centro de pupila del ojo que está siendo investigando, en el que se utilizan las presentes coordenadas del centro de pupila en la alineación y seguimiento del ojo con referencia a la unidad oftálmica.

12. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la unidad oftálmica comprende un aparato de cirugía refractiva que comprende un láser de excímero para la corrección de defectos retroactivos del ojo.

13. Sistema de la reivindicación 12, en el que dicho sistema de cirugía refractiva realiza la corrección de defectos refractivos basándose en datos de diagnosis previamente adquiridos para dicho ojo.

14. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, que comprende una primera unidad captadora de imágenes (12) que tiene una alta resolución para proporcionar una imagen del ojo a la unidad de reconocimiento del iris y preferiblemente una segunda unidad captadora de imágenes (13) que, preferiblemente, es más rápida que dicha primera unidad captadora de imágenes (12) para proporcionar imágenes que se usan para el seguimiento del ojo con referencia a la unidad oftálmica.

15. Sistema de la reivindicación 14, en el que dicha primera y dicha segunda unidades captadoras de imágenes (12, 13) están dispuestas formando un ángulo entre sí tal que las respectivas imágenes tomadas en el ojo corresponden a una posición de altura predeterminada del ojo que está siendo investigando.

16. Sistema de la reivindicación 15, que comprende además medios de control (34) para realizar la diagnosis y/o el tratamiento del ojo por dicha unidad oftálmica cuando se detecta una correspondencia entre dichas imágenes de la primera y segunda unidades captadoras de imágenes (12, 13).

17. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende medios para determinar el límite iris/pupila y/ el límite iris/limbo, en el que dicha unidad de procesamiento de imágenes (14) determina la pluralidad de posiciones basándose en la posición relativa del límite iris/pupila con respecto al límite iris/limbo.

18. Sistema de la reivindicación 17, en el que dicha posición relativa de dicho límite iris/pupila con respecto a dicho límite iris/limbo se calcula basándose en una desviación de un punto central del límite iris/pupila con respecto a un punto central del límite iris/limbo, y/o la longitud de una línea radial que empieza en un cierto punto en el límite iris/pupila y que termina en un punto correspondiente en el límite iris/limbo.

19. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que dicho medio de comparación compara los valores grises de los píxeles presentes en al menos una de las siguientes regiones, un anillo interior que rodea una posición particular, un anillo medio que rodea a dicho anillo interior, un anillo externo que rodea a dicho anillo medio, la región que está por encima y por debajo de un eje horizontal y la región que está a la izquierda y a la derecha de un eje vertical que atraviesa dicha posición particular.

20. Sistema de la reivindicación 19, en el que dichos medios de comparación comparan un promedio de los valores grises de los píxeles dentro de una de dichas regiones con el promedio de los valores grises de píxeles dentro de una región vecina y proporciona el resultado binario para cada comparación basándose en si la diferencia de los respectivos valores promedio es mayor o menor que un valor umbral.

21. Sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que dicha unidad generadora (16) recibe los resultados de comparación como un conjunto de valores binarios, preferiblemente seis valores binarios para cada posición particular y proporciona dicho código de iris poniendo dichos conjuntos de valores binarios en un orden predeterminado que corresponde a las posiciones relativas utilizadas en la unidad de procesamiento de imágenes (14).

22. Sistema de la reivindicación 21, en el que el código de iris comprende dichos conjuntos de valores binarios en forma de al menos una matriz.

23. Método para adquirir datos de un ojo de un paciente utilizando un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.