Procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos.

Procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos,

que comprende

- determinar una posición de coordenadas de una característica de referencia (32) de un objeto de prueba (26) en el sistema de coordenadas (u, v) de un primer (24) sistema técnico,

- aplicar por lo menos una característica de prueba (34) en el objeto de prueba, siendo la característica de prueba aplicada en el sistema de coordenadas (x, y) de un segundo (18, 22) sistema técnico en una posición de coordenadas, la cual es fijada en función de la posición de coordenadas determinada de la característica de referencia,

- determinar una posición de coordenadas de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de por lo menos una característica (36) derivada de ella en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico, y

- determinar desviaciones entre los sistemas de coordenadas del primer y segundo sistema técnico por lo menos sobre la base de:

(a) la posición de coordenadas determinada de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de dicha por lo menos una característica derivada de la misma en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico y

(b) la posición de coordenadas de la característica de referencia en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico, siendo determinadas las desviaciones entre los sistemas de coordenadas del primer y segundo sistema técnico además sobre la base de una posición de coordenadas teórica de por lo menos una característica de entre las características de prueba y las características derivadas en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico.

Procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos.

Los sistemas técnicos funcionan frecuentemente con sistemas de coordenadas, que necesitan para determinar la posición de sucesos que han aparecido, de acciones que hay que llevar a cabo o/y de objetos en reposo o en movimiento. Constituyen un ejemplo de ello los sistemas de sensores que registran la posición de un suceso o de un objeto en un sistema de coordenadas de una o varias dimensiones. Los sistemas de sensores de este tipo pueden estar basados, por ejemplo, en cámaras y pueden estar estructurados como sistema de seguimiento del movimiento. Los sistemas de seguimiento del movimiento de este tipo se utilizan para reconocer y seguir la posición (variable) de objetos en movimiento.

Un ejemplo de un sistema de seguimiento del movimiento especialmente contemplado en el marco de la invención es un denominado Eye-Tracker, con el cual se pueden registrar movimientos de los ojos. La utilización de Eye-Trackers es una práctica usual en la cirugía oftalmológica por láser, es decir el tratamiento del ojo humano mediante radiación láser con el propósito de la eliminación o por lo menos de la reducción de disfunciones o fenómenos patológicos del ojo.

Dado que el ojo humano nunca está -sin fijación mecánica- completamente en reposo, sino que incluso al visar un objetivo de fijación determinado realiza continuamente movimientos (por ejemplo sacudidas) más pequeñas o más grandes, se utiliza un Eye-Tracker en diferentes técnicas del tratamiento ocular mediante cirugía láser, con el fin de registrar los movimientos del ojo que hay que tratar y controlar el láser de tratamiento dependiendo de la posición del ojo registrada. Como ejemplo a este respecto cabe mencionar en especial el tratamiento láser refractivo, en el cual se ablaciona (es decir, se retira de la superficie) un tejido de la córnea mediante radiación láser en el rango de las longitudes de onda UV, con el fin de formar de nuevo de este modo la superficie delantera de la córnea y modificar con ello la propiedades de refracción de la córnea. Un ejemplo de una técnica refractiva de este tipo lo constituye la llamada LASIK (Laser In Situ Keratomileusis) en la cual se corta, en primer lugar, mediante un microqueratomo mecánico o mediante radiación láser de femtosegundos, un disquito de tapa superficial de la córnea, designado usualmente como Flap en el mundo profesional. El Flap no se separa al mismo tiempo por completo de la córnea sino que se abate hacia el lado y se somete al material de la córnea puesto de este manera al descubierto a un tratamiento láser de ablación. El Flap es abatido a continuación de vuelta. Debido a que la capa externa de epitelio de la córnea resulta poco dañada en el transcurso de este método, la cicatrización de la herida tiene lugar de forma comparativamente rápida.

Los dispositivos láser que generan un rayo láser controlado en cuanto a la posición para el tratamiento de un material constituyen otro ejemplo más de sistemas técnicos que trabajan con un sistema de coordenadas. Las posiciones de ablación del rayo láser, es decir aquellas posiciones sobre las cuales debe ser dirigido el rayo láser, se pueden definir al mismo tiempo mediante posiciones de coordenadas en el sistema de coordenadas del dispositivo láser. En dispositivos láser que generan un rayo láser pulsado se puede asignar cada posición de coordenadas a un impulso láser individual o a un grupo de impulsos láser.

La mención anterior a la utilización de un Eye-Trackers durante el tratamiento del ojo humano mediante cirugía láser ilustran que en la práctica aparecen con frecuencia soluciones en las cuales interactúan varios sistemas técnicos con en cada caso un sistema de coordenadas propio. Cuando uno de los sistemas técnicos transmite valores de coordenadas, que ha determinado o fijado con respecto a su propio sistema de coordenadas, a otro sistema técnico, que toma estos valores de coordenadas transmitidos, para determinar por ejemplo la posición de coordenadas de una acción que hay que llevar a cabo en su sistema de coordenadas, pueden aparecer problemas, si los sistemas de coordenadas de ambos sistemas técnicos no están ajustados entre sí. Se puede imaginar sin más que un determinado punto pueda tener en el espacio, en el sistema de coordenadas de un sistema técnico, otros valores de coordenadas que el mismo punto del espacio en el sistema de coordenadas del otro sistema de coordenadas. Esto se puede deber, por ejemplo, a una posición diferente del origen de coordenadas de ambos sistemas de coordenadas en el espacio. Puede tener que ver también con un giro relativo de los dos sistemas de coordenadas entre sí. Otra causa puede radicar en el diferente escalado de los ejes coordenados, es decir que el mismo valor de coordenadas nominal a lo largo de un eje puede estar situado en un sistema de coordenadas a una distancia distinta con respecto al origen de coordenadas que en el otro sistema de coordenadas.

En la medida en que los sistemas de coordenadas de sistemas técnicos que interaccionan entre sí no sean idénticos entre sí en el espacio es necesario, para un funcionamiento sin problemas de la interacción, tener por lo menos un conocimiento exacto acerca de la posición espacial diferente o/y el escalado diferente de los sistemas de coordenadas, para poder convertir de esta manera correctamente una posición de coordenadas de uno de los sistemas de coordenadas en una posición de coordenadas correspondiente de otro sistema de coordenadas. Este conocimiento no existe con frecuencia a priori y debe ser obtenido de forma laboriosa.

El documento US nº 4.134.681 trata de la determinación de la orientación relativa de dos sistemas físicos. Para ello se determina para dos vectores de rayo, los cuales indican por ejemplo la dirección de un rayo láser, la dirección del vector correspondiente en los sistemas de coordenadas de los dos sistemas físicos, de manera que en total se obtienen cuatro vectores de dirección, dos para cada sistema de coordenadas. A partir de estos cuatro vectores de dirección se determina por consiguiente la orientación relativa de los dos sistemas de coordenadas y, por consiguiente, de los dos sistemas físicos.

La invención se plantea el problema de proponer una realización sencilla y sobre todo accesible para la realización automática para determinar desviaciones entre los sistemas de coordenadas de sistemas técnicos diferentes.

Para la solución de este problema la invención prevé, coincidiendo con las características de la reivindicación 1, un procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos, que comprende

- determinar una posición de coordenadas de una característica de referencia de un objeto de prueba en el sistema de coordenadas de un primer sistema técnico,

- aplicar por lo menos una característica de prueba en el objeto de prueba, siendo aplicada la característica de prueba en el sistema de coordenadas de un segundo sistema técnico en una posición de coordenadas, la cual es fijada en función de la posición de coordenadas determinada de la característica de referencia,

- determinar una posición de coordenadas de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de una característica derivada de la misma en el sistema de coordenadas del primer sistema técnico, y

- determinar desviaciones entre los sistemas de coordenadas del primer y segundo sistema técnico por lo menos sobre la base de:

(a) la posición de coordenadas determinada de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de dicha por lo menos una característica derivada de la misma en el sistema de coordenadas del primer sistema técnico y

(b) la posición de coordenadas de la característica de referencia en el sistema de coordenadas del primer sistema técnico.

En la solución según la invención se utiliza, en una estructuración, un objeto de prueba, el cual está dotado con una muestra de referencia, el cual puede ser detectado por un primer sistema técnico. La muestra de referencia puede formar directamente la característica de referencia. La muestra de referencia puede estar configurada, de forma alternativa, de tal manera que se pueda deducir de ella claramente una característica de referencia. La característica de referencia puede formar, por ejemplo, el centro (punto central) de un objeto geométrico que sirve como muestra de referencia. Los algoritmos que calculan, a partir de una forma geométrica detectada,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para determinar desviaciones entre sistemas de coordenadas de diferentes sistemas técnicos, que comprende

- determinar una posición de coordenadas de una característica de referencia (32) de un objeto de prueba (26) en el sistema de coordenadas (u, v) de un primer (24) sistema técnico,

- aplicar por lo menos una característica de prueba (34) en el objeto de prueba, siendo la característica de prueba aplicada en el sistema de coordenadas (x, y) de un segundo (18, 22) sistema técnico en una posición de coordenadas, la cual es fijada en función de la posición de coordenadas determinada de la característica de referencia,

- determinar una posición de coordenadas de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de por lo menos una característica (36) derivada de ella en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico, y

- determinar desviaciones entre los sistemas de coordenadas del primer y segundo sistema técnico por lo menos sobre la base de:

(a) la posición de coordenadas determinada de dicha por lo menos una característica de prueba o/y de dicha por lo menos una característica derivada de la misma en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico y

(b) la posición de coordenadas de la característica de referencia en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico, siendo determinadas las desviaciones entre los sistemas de coordenadas del primer y segundo sistema técnico además sobre la base de una posición de coordenadas teórica de por lo menos una característica de entre las características de prueba y las características derivadas en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que varias características de prueba (34) son aplicadas en puntos diferentes del objeto de prueba (26) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que por lo menos una parte de las características de prueba (34) es aplicada en el objeto de prueba en una disposición poligonal, por ejemplo en una disposición cuadrangular, alrededor de la característica de referencia.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que como característica derivada, un centro poligonal (36) de las características de prueba dispuestas poligonalmente es determinado y en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico, una desviación entre la posición de coordenadas de la característica de referencia (32) y la posición de coordenadas del centro poligonal es determinada.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la posición de coordenadas teórica de una característica de prueba (34) en el sistema de coordenadas (u, v) del primer sistema técnico es determinada en función de una distancia entre coordenadas, predeterminada para esta característica, con respecto a la característica de referencia (32) en el sistema de coordenadas (x, y) del segundo sistema técnico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer sistema técnico comprende un dispositivo de seguimiento del movimiento (24) con una cámara dirigida hacia el objeto de prueba, determinando el dispositivo de seguimiento del movimiento la posición de coordenadas de la característica de referencia (32) y de dicha por lo menos una característica de prueba o/y derivada (34, 36) en un primer sistema de coordenadas (u, v) .

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el objeto de prueba (26) lleva una muestra (30) , cuyo centro determina el dispositivo de seguimiento del movimiento como característica de referencia (32) .

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la muestra (30) es una muestra superficial, la cual contrasta ópticamente con la zona circundante.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la muestra (30) posee un perímetro redondo, en particular un perímetro circular o elíptico.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el segundo sistema técnico comprende una disposición de láser, que aplica en el objeto de prueba (26) dicha por lo menos una característica de prueba (34) mediante un rayo láser (16) , en particular de un rayo láser pulsado, aprovechando la disposición de láser un segundo sistema de coordenadas (x, y) para posicionar rayo láser.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la aplicación de una característica de prueba (34) del objeto de prueba (26) es tratada, de tal manera con el rayo láser (16) que se forme una decoloración local o/y una formación de cráter local del objeto de prueba.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha por lo menos una desviación determinada es utilizada para corregir datos de coordenadas, que el segundo sistema técnico recibe transmitida desde del primer sistema técnico.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el objeto de prueba (26) posee una muestra (30) que destaca ópticamente y que está configurada de tal manera, por lo menos en una zona alrededor de la muestra, que mediante irradiación láser local se pueden generar características de prueba que destaquen ópticamente.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la muestra (30) es una muestra superficial, que reproduce preferentemente una pupila humana, la cual aparece en un primer color, apareciendo el objeto de prueba en un segundo color en la zona situada alrededor de la muestra.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, en el que el objeto de prueba (26) está formado a modo de placa o de hoja. 20

16. Dispositivo para la cirugía oftalmológica por láser, que comprende

- una disposición de láser (14, 18, 20) para proporcionar un rayo láser pulsado focalizado y para dirigirlo sobre

un ojo (12) que hay que tratar, 25

- un Eye-Tracker (24) para registrar los movimientos del ojo,

- una unidad de control (22) acoplada con el Eye-Tracker, que está configurada para controlar la disposición de

láser en función de los movimientos registrados del ojo, estando la unidad de control configurada además 30 para:

(i) realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, para registrar desviaciones entre un primer sistema de coordenadas (u, v) utilizado por el Eye-Tracker y un segundo sistema de coordenadas (x, y) utilizado por la disposición de láser, y

(ii) tener en cuenta desviaciones durante el control de la disposición de láser.