INSTRUMENTO PARA LA MEDIDA RÁPIDA DE LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DEL OJO EN TODO EL CAMPO VISUAL.
Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual,
incluyendo la refracción y las aberraciones, que comprende un bastidor (1) montado sobre una mesa oftalmológica (2) que se puede orientar en tres direcciones perpendiculares X, Y, Z y con una superficie de apoyo (19) para la cabeza, con un espejo caliente (3) y un espejo largo (4) solidarios al bastidor (1) delante de la cabeza. También comprende un subconjunto de iluminación (5) constituido por un cabezal (6) de fibra óptica, una lente L1 (7), un diafragma (8) D y un divisor (9) de haz BS, y un subconjunto de medida (10) con dos lentes L2 (11) y L3 (12), dos espejos M1 (13) y M2 (14) y una cámara (15) adaptada con una matriz (16) de micro-lentes a su entrada, de tal modo que dicha cámara (15) está colocada en el plano focal de las micro-lentes. El bastidor (1) presenta un motor (17) cuyo eje puede girar alrededor de la dirección Y, al que se acopla un brazo (18) que puede girar con dicho eje, estando los componentes del subconjunto de iluminación (5), los componentes del subconjunto de medida (10) y la cámara (15) con la matriz (16) de micro-lentes montados sobre dicho brazo (18).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031526.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE MURCIA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: ARTAL SORIANO,PABLO, JAEKEN,Bart.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61B3/103 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 3/00 Aparatos para el examen óptico o clínico de los ojos; Instrumentos para examinar los ojos (examen ocular utilizando ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/10). › para la determinación de la refracción, p. ej. refractómetros, esquiascopios.
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Fragmento de la descripción:
Instrumento para la medida rápida de las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual.
Campo de la invención La presente invención se refiere a un instrumento para medir las propiedades ópticas, refracción y aberraciones, del ojo en todo el campo visual, de especial aplicación para la prescripción de nuevos sistemas de corrección, como gafas o lentes de contacto, que puedan controlar la miopía en niños y adolescentes.
Antecedentes de la invención Hoy en día, el interés en la calidad de la visión periférica del ojo humano (es decir, aquella que tiene lugar fuera de la zona central donde se ven los detalles con nitidez) es mayor que nunca. Este interés empezó en los años 70 con la sugerencia de que la visión periférica podía ser un factor importante que influyera en el desarrollo de la miopía (véase, por ejemplo, la publicación de F. Rempt, J. Hoogerheide, y W.P.H. Hoogenboom, "Peripheral Retinoscopy and Skiagram", Ophthalmologica 162, 1-10 (1971) , o la publicación de J. Hoogerheide, F. Rempt, y W.P.H. Hoogenboom, "Acquired Myopia in Young Pilots", Ophthalmologica 163, 209-215 (1971) ) .
Para investigar dicha sugerencia varios laboratorios han realizado experimentos con animales, según se puede comprobar en las siguientes publicaciones:
- F. Schaeffel, A. Glasser y H.C. Howland, "Accommodation, refractive error and eye growth in chickens", Vision Res. 28, 639-657 (1988) .
- S. Diether y F. Schaeffel, "Local changes in Eye Growth induced by Imposed Local Refractive Error despite Active Accommodation", Vision Res. 37, 659-668 (1997) .
- E.L. Smith, C. Kee, R. Ramamirham, Y. Qiao-Grider y L. Hung, "Peripheral Vision Can Influence Eye Growth and Refractive Development in Infant Monkeys", Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46, 3965-3972 (2005) .
- E.L. Smith, R. Ramamirtham, Y. Qiao-Grider, L. Hung, J. Huang, C. Kee, D. Coats y E. Paysse, "Effects of Foveal Ablation on Emmetropization and Form-Deprivation Myopia", Investigative Opthalmology & Visual Science 48, 3914-3922 (2007) . D.O. Mutti, R.I. Sholtz, N.E. Friedman y K. Zadnik, "Peripheral Refraction and Ocular Shape in Children", Investigative Opthalmology & Visual Science 41, 1022-1030 (2000) .
La importancia de la visión periférica en el desarrollo de la miopía se ha reproducido en pruebas en primates y otros animales. En cuanto a los experimentos realizados en el ojo humano, varios grupos de investigación han encontrado correlaciones que pueden indicar que un ojo que tiene relativamente más hipermetropía en la retina periférica que en la fóvea tiene más probabilidad de desarrollar miopía, de acuerdo con las siguientes publicaciones:
- A. Seidemann, F. Schaeffel, A. Guirao, N. Lopez-Gil y P. Artal, "Peripheral refractive errors in myopic, emmetropic, and hyperopic young subjects", J. Opt. Soc. Am. A 19, 2363-2373 (2002) .
- J. Wallman y J. Winawer, "Homeostasis of Eye Growth and the Question of Myopia", Neuron 43, 447-468 (2004) .
- D.A. Atchison, N. Pritchard, K.L. Schmid, D.H. Scott, C.E. Jones y J.M. Pope, "Shape of the Retinal Surface in Emmetropia and Myopia", Investigative Opthalmology & Visual Science 46, 2698-2707 (2005) .
- D.O. Mutti, J.R. Hayes, G.L. Mitchell, L.A. Jones, M.L. Moeschberger, S.A. Gotter, R.N. Kleinstein, R.E. Manny, J.D. Twelker y K. Zadnik, "Refrective Error, Axial Length, and Relative Peripheral Refractive Error before and after the Onset of Myopia", Investigative Opthalmology & Visual Science 48, 2510-2519 (2007) .
- L. Lundström, A. Mira-Agudelo y P. Artal, "Peripheral optical errors and their change with accommodation differ between emmetropic and myopic eyes", Journal of Vision 9 (6) :17, 1-11 (2009) .
- X. Chen, P. Sankaridurg, L. Donovan, Z. Lin, L. Li, A. Martinez, B. Holden y J. Ge, "Characteristics of peripheral refractive errors of myopic and non-myopic Chinese eyes", Vision Res. 50, 31-35 (2010) .
- W.N. Charman, H. Radhakrishnan, "Peripheral refraction and the development of refractive error: a review", Ophtal. Physiol. Opt. 30, 321-338 (2010) .
Debido a la hipermetropía en la retina periférica, la imagen se encuentra enfocada detrás de la retina. Para tener esta imagen enfocada, la retina periférica del ojo crece para compensarlo y al mismo tiempo empuja la retina central hacia atrás, produciendo miopía. El primer estudio con niños que llevaban gafas especialmente desarrolladas para eliminar la hipermetropía en la retina periférica con el objeto de prevenir el desarrollo de la miopía se corresponde con la publicación de P.R. Sankaridurg, L. Donovan, S. Varnas, X. Chen, Z. Lin, S. Fisher, A. Ho, J. Ge, E. Smith y B. A. Holden, "Progression of Myopia With Spectacle Lenses Designed to Reduce Relative Peripheral Hyperopia: 12 Months Results", ARVO 2010 abstract, program # 2206.
La solicitud de patente española 200900692, referida a un "Dispositivo de corrección óptica de refracción en la retina periférica de manera asimétrica para el control de la progresión de la miopía", desarrolla otra versión de estos dispositivos para la profilaxis y prevención de la miopía en niños y/o adolescentes. En efecto, se trata de un dispositivo óptico modificador de la óptica del ojo en su retina periférica en la profilaxis de la progresión de la miopía, que está constituido por una lente que en su cuadrante nasal-inferior modifica la potencia de la lente de forma progresiva. El resto de los cuadrantes del dispositivo presenta una configuración de cristal graduado o de cristal plano, en función de que el usuario tenga algún defecto visual que requiera corrección óptica, o carezca de dicho defecto, respectivamente. La lente puede ser bien una lente óptica, una lente de contacto o sistemas electro-ópticos.
La técnica más utilizada actualmente para medir las aberraciones oculares está basada en el denominado sensor de frente de onda de Hartmann-Shack. Dicho método se emplea en muchos laboratorios de investigación del mundo entero y es también el más utilizado en los sistemas disponibles comercialmente. Consiste en una matriz de micro-lentes, que está conjugada ópticamente con la pupila del ojo, y una cámara colocada en el plano focal de las micro-lentes. Si un frente de onda plano llega al sensor, la cámara registra una distribución perfectamente regular de puntos, mientras que si se trata de un frente de onda deformado (es decir, con aberraciones) , la distribución de los puntos será irregular. Matemáticamente, el desplazamiento de cada punto es directamente proporcional a la derivada del frente de onda sobre cada micro-lente. La aberración de onda se calcula a partir de las imágenes de los puntos.
Para investigar bien el impacto de la visión periférica es importante disponer de instrumentos que sean capaces de medirlo rápidamente y con la precisión necesaria. Anteriormente se han usado instrumentos desarrollados para medir la refracción y/o las aberraciones de la visión central (en la fóvea) . La única diferencia es que de manera secuencial hacen que el sujeto mire según distintos ángulos mientras se toman medidas con el instrumento fijo. Las medidas requieren mucho tiempo (varios minutos) y con el objeto de disminuir el tiempo, se reduce la cantidad de ángulos, lo que da como resultado una resolución angular pobre. Además, existen dudas sobre si al girar el ojo pueden cambiar las aberraciones por la tensión de los músculos del ojo sobre la óptica del ojo.
Existe una demanda de instrumentos que exploren todos los ángulos del ojo para mejorar las medidas. La principal diferencia entre un sistema estático y un sistema de barrido es que en el primero el sujeto necesita cambiar su línea de visión, y en el segundo es el instrumento el que cambia su posición para medir otros ángulos.
Se conocen dos instrumentos que realizan un barrido para medir la calidad óptica periférica del ojo. El "peripheral photorefractor", del documento de J. Tabernero y F. Schaeffel, "Fast scanning photoretinoscope for measuring peripheral refraction as a function of accommodation", J. Opt. Soc. Am. A. 26, 2206-2210 (2009) , es un sistema que sólo mide la refracción del ojo en un meridiano de la pupila. El instrumento se mueve en una traslación lineal girando al mismo tiempo un divisor de haz. El rango de barrido es de 90 grados. Las ventajas del sistema son que su campo de barrido es grande y que la alineación del sujeto es menos crítica; sin embargo, presenta varias desventajas muy importantes. La base de funcionamiento del método es empírica, y la calibración de la reflexión de la luz en el fondo del ojo es vital para obtener resultados correctos. Por otro lado, sólo se puede medir la refracción de un meridiano....
Reivindicaciones:
1. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, incluyendo la refracción y las aberraciones, que comprende un bastidor (1) montado sobre una mesa oftalmológica (2) , la cual se puede orientar en tres direcciones perpendiculares X, Y, Z, estando las direcciones X, Z sobre un mismo plano y la dirección Y perpendicular al plano sobre el que se encuentran las direcciones X, Z, teniendo el bastidor (1) una superficie de apoyo (19) para la cabeza del sujeto sobre cuyos ojos van a realizarse las medidas, con un espejo caliente (3) y un espejo largo (4) solidarios al bastidor (1) y situados delante de la cabeza del sujeto, comprendiendo adicionalmente el instrumento un subconjunto de iluminación (5) constituido por un cabezal (6) de fibra óptica, una lente (7) L1, un diafragma (8) D y un divisor (9) de haz BS, y un subconjunto de medida (10) con dos lentes L2 (11) y L3 (12) , dos espejos M1 (13) y M2 (14) y una cámara (15) adaptada con una matriz (16) de micro-lentes a su entrada, de tal modo que dicha cámara (15) está colocada en el plano focal de las micro-lentes, caracterizado porque el bastidor (1) presenta un motor (17) montado sobre él cuyo eje puede girar alrededor de la dirección Y, al que se acopla un brazo (18) que puede girar con dicho eje, estando los componentes del subconjunto de iluminación (5) , los componentes del subconjunto de medida (10) y la cámara (15) con la matriz (16) de micro-lentes montados sobre dicho brazo (18) .
2. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (17) es un servomotor de corriente continua.
3. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según la reivindicación 2, caracterizado porque el movimiento del motor (17) está regido por un controlador para servomotor de corriente continua.
4. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende adicionalmente un puntero láser montado en la mesa oftalmológica (2) .
5. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el brazo (18) que se acopla al eje del motor (17) y sobre el que se montan los componentes del subconjunto de iluminación (5) y del subconjunto de medida (10) tiene forma de L.
6. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la superficie de apoyo (19) para la cabeza del sujeto sobre cuyos ojos van a realizarse las medidas consiste en una mentonera con una parte curvo-cóncava central.
7. Instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor (17) y la cámara (15) se encuentran conectados a un ordenador.
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
Nº solicitud: 201031526
ESPAÑA
Fecha de presentación de la solicitud: 15.10.2010
Fecha de prioridad:
INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
51 Int. Cl. : A61B3/103 (2006.01)
DOCUMENTOS RELEVANTES
Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas A WEI XIN et al. "Design and validation of a scanning Shack Hartmann aberrometer for measurements of the eye over a wide field of view", Optics express, USA, 18.01.2010, vol. 18, nº 2, páginas 1134-1143. 1-7 A PRIETO P M et al. "Analysis of the performance of the Hartmann-Shack sensor in the human eye", Journal of the Optical Society of America, USA, 08.2000, vol. 17, nº 8, páginas 1388-1398. 1-7 A LUNDSTROM L et al. "Vision evaluation of eccentric refractive correction", Optometr y and Vision Science, USA, 11.2007, vol. 84, nº 11, páginas 1046-1052. 1-7 A PRIETO P M et al. "Measurement of the ocular aberrations with a Hartmann-Shack sensor: Evaluation of performance and limitations, IOVS, 15.03.1998, vol. 39, nº 4, página S396. 1-7 A Base de datos MEDLINE/NLM, AN NLM19798401, TABERNERO J et al. "Fast scanning photoretinoscope for measuring peripheral refraction as a function of accommodation", resumen. 1-7 A Base de datos MEDLINE/NLM, AN NLM21045887, FERGUSON R D et al. "Adaptive optics scanning laser ophthalmoscope with integrated wide-field retinal imaging and tracking", resumen. 1-7 A EP 129559 A2 (CARL ZEISS OPHTHALMIC SYSTEMS) 26.03.2003, todo el documento. 1-7 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 11.04.2012 Examinador A. Cárdenas Villar Página 1/4INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
Nº de solicitud: 201031526
Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) A61B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, NPL, INSPEC, BIOSIS, MEDLINE
Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 201031526
Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 11.04.2012
Declaración
Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -7 Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -7Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .
Base de la Opinión.
La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 201031526
1. Documentos considerados.
A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación D01 WEI XIN et al. "Design and validation of a scanning Shack Hartmann aberrometer for measurements of the eye over a wide field of view", Optics express, USA, 18.01.2010, vol. 18, nº 2, páginas 1134-1143. D02 PRIETO P M et al. "Analysis of the performance of the Hartmann-Shack sensor in the human eye", Journal of the Optical Society of America, USA, 08.2000, vol. 17, nº 8, páginas 1388-1398. D03 LUNDSTROM L et al. "Vision evaluation of eccentric refractive correction", Optometr y and Vision Science, USA, 11.2007, vol. 84, nº 11, páginas 1046-1052. D04 PRIETO P M et al. "Measurement of the ocular aberrations with a Hartmann-Shack sensor: Evaluation of performance and limitations, IOVS, 15.03.1998, vol. 39, nº 4, página S396. D05 Base de datos MEDLINE/NLM, AN NLM19798401, TABERNERO J et al. "Fast scanning photoretinoscope for measuring peripheral refraction as a function of accommodation", resumen. D06 Base de datos MEDLINE/NLM, AN NLM21045887, FERGUSON R D et al. "Adaptive optics scanning laser ophthalmoscope with integrated wide-field retinal imaging and tracking", resumen. D07 EP 129559 A2 (CARL ZEISS OPHTHALMIC SYSTEMS) 26.03.2003 26.03.20032. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
La solicitud de patente en estudio contiene una reivindicación independiente, la nº 1, que se refiere a un instrumento para medir las propiedades ópticas del ojo (refracción y aberraciones) en todo el campo visual y en donde se detallan sus características y configuración. Las reivindicaciones dependientes 2 - 7 se refieren a las características técnicas de algunos de sus componentes. Los documentos D01 - D07 reflejan diferentes aspectos del estado de la técnica relacionados con la medición de la refracción y aberraciones oculares. Como se puede ver en estos documentos es común en el estado de la técnica la utilización del sensor de frente de onda de Hartmann-Shack para la medición de las aberraciones oculares; por otra parte los documentos D01 y D05 (citados por el propio solicitante) citan instrumentos que realizan una operación de barrido para medir la calidad óptica del ojo, pero en ninguno de los documentos citados en este informe se encuentran todas las características técnicas necesarias para medir las propiedades ópticas del ojo en todo el campo visual y conseguir el efecto técnico planteado en la solicitud en estudio, considerándose que dicha solicitud presenta, por tanto, novedad y actividad inventiva según lo especificado en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes.
Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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