ES2316016T3 - Sistema de alineacion de imagenes para su uso en el tratamiento de ablacion por laser de la cornea y procedimientos asociados. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento (100) para alinear unas primera y segunda imágenes de un ojo, que comprende las etapas siguientes: determinar (101) una ubicación de limbo en una primera imagen del ojo y una segunda imagen del ojo; alinear (102) la ubicación del limbo de las primera y segunda imágenes de ojo en dos dimensiones; determinar (103) una ubicación de una segunda característica del ojo en las primera y segunda imágenes de ojo; hacer girar relativamente (106) una de las primera y segunda imágenes de ojo; realizar (107) una correlación en las primera y segunda imágenes de ojo en una pluralidad de posiciones rotacionales relativas utilizando la segunda ubicación de característica del ojo; a partir de la correlación, identificar (108) una alineación óptima de las primera y segunda imágenes; y visualizar (113) para un usuario la alineación óptima de las primera y segunda imágenes; caracterizado porque las primera y segunda imágenes son almacenadas como píxeles y porque la etapa de visualización (113) comprende intercalar (114) píxeles de las primera y segunda imágenes, para formar una imagen compuesta, y visualizar la imagen compuesta.
Description
Sistema de alineación de imágenes para su uso en
el tratamiento de ablación por láser de la córnea y procedimientos
asociados.
La presente invención se refiere a la cirugía
por láser en el ojo y, más particularmente, a la cirugía de
ablación por láser para corregir trastornos visuales y, más
particularmente, a sistemas y procedimientos para conseguir la
alineación entre las imágenes de un dispositivo analítico y de un
dispositivo quirúrgico de láser.
En la cirugía refractiva a medida en el ojo, la
porción de análisis del procedimiento se lleva a cabo típicamente
antes de la cirugía, por ejemplo con un aberrómetro de frente de
onda. Con posterioridad a la medición del frente de onda se dirige
la porción de ablación por láser de manera que siga una prescripción
generada por la porción de análisis. Estos procedimientos están
separados frecuentemente por días.
Es deseable alinear los resultados del
aberrómetro con el sistema quirúrgico, de modo que se posicione la
ablación apropiadamente. Es un reto alinear las imágenes del ojo con
alta precisión. La pupila, que puede encontrarse y alinearse
fácilmente, varía de tamaño durante breves intervalos. Además, la
posición de la pupila dentro del iris cambia dependiendo de si se
está contrayendo o dilatando, lo que hace difícil una alineación de
alta precisión de las dos imágenes del ojo con el uso de la
pupila.
El limbo permanece fijo entre dos imágenes, pero
presenta un límite blando que cambia de apariencia con la
iluminación. Un componente de alineación difícil es conseguir una
rotación relativa entre las dos imágenes, puesto que los
principales marcadores de alineación, la pupila y el limbo, son
rotacionalmente simétricos. Es conocido en la técnica el uso de
marcas de alineación artificiales puestas en el ojo para
proporcionar una referencia. Sin embargo, estas marcas tienen
requisitos antagónicos, puesto que deberán ser estables y verse
fácilmente para la alineación, pero deberán retirarse con facilidad
después de la cirugía. Constituiría un gran inconveniente retener
estas marcas en su sitio durante el periodo entre la medición y la
cirugía.
Se conocen algoritmos en la técnica para ayudar
a la alineación de imágenes; sin embargo, el cirujano debe
confirmar esta alineación antes de proseguir con la cirugía. Sería
beneficioso proporcionar un procedimiento de alineación de imágenes
que verifique la alineación y permita también un ajuste de la
alineación determinada.
El documento US-2004/0143244A
(Alcon RefractiveHorizons, Inc.) describe un sistema que incluye los
rasgos precaracterizantes de la reivindicación 1 siguiente.
El documento WO2004/089214A (Bausch & Lomb)
describe un sistema para alinear y/o seguir un ojo de un paciente
con referencia a un código de iris previamente adquirido del ojo,
utilizando una unidad de reconocimiento de iris para adquirir un
código de iris del ojo bajo investigación y un comparador para
comparar el código de iris previamente adquirido con el presente
código de iris y para proporcionar un resultado de comparación.
La presente invención se refiere a un sistema, a
un procedimiento y a un software para alinear unas primera y
segunda imágenes de un ojo de acuerdo con las reivindicaciones
siguientes.
La figura 1 es un esquema de un ejemplo de
sistema para la presente invención.
Las figuras 2A, 2B son un diagrama de flujo de
un ejemplo de realización del procedimiento de la presente
invención.
Se presentará ahora con referencia a las figuras
1-2B una descripción de formas de realización
preferidas de la invención, con un ejemplo de realización de una
medición de frente de onda de un ojo y la subsiguiente cirugía de
ablación por láser en el mismo.
Un sistema 10 (figura 1) para alinear unas
primera y segunda imágenes de un ojo comprende unos medios para
recoger las primera y segunda imágenes del ojo. En una forma de
realización particular de cirugía de ablación por láser se recoge
típicamente una primera imagen en una primera ubicación 11, por
ejemplo utilizando un aberrómetro 12 de frente de onda. Esta
primera imagen es introducida en un procesador 13 que tiene un
software 14 de procesamiento de imágenes residente en el mismo.
Cuando deba realizarse la cirugía, se recoge una
segunda imagen en el sitio quirúrgico 15 utilizando un segundo
dispositivo de formación de imagen 16. El cirujano desea típicamente
ver la segunda imagen durante la cirugía en un dispositivo de
visualización 17 y desearía también asegurar que la imagen del ojo
"vivo" esté alineada con la primera imagen previamente
recogida, de modo que la prescripción determinada esté alineada
adecuadamente con el ojo "vivo". Por tanto, el paquete de
software 14 de la presente invención está adaptado para proporcionar
esta alineación y también una conformación visual de esta
alineación al cirujano.
El paquete de software 14 incluye segmentos de
código para llevar a cabo las etapas del procedimiento 100 de la
presente invención. El procedimiento 100 (figura 2) incluye las
etapas de determinar una ubicación del limbo en una primera imagen
del ojo (bloque 101) y una segunda imagen del ojo y alinear las
ubicaciones del limbo en dos dimensiones (bloque 102), por ejemplo
vertical y horizontalmente, con referencia al centro calculado del
limbo.
Se coloca una segunda característica del ojo,
por ejemplo uno o más vasos sanguíneos, en las primera y segunda
imágenes del ojo (bloque 103), con el fin de proporcionar un punto
de referencia rotacional, dado que el limbo es en esencia
rotacionalmente simétrico. Pueden usarse también otras segundas
características del ojo, tales como marcas naturales del ojo y
marcas artificiales del mismo. Se cree que este procedimiento es
preferible a una alineación sobre la base de valores de píxel, dado
que las primera y segunda imágenes son recogidas típicamente con
distintas cámaras en diferentes condiciones de iluminación. Los
vasos sanguíneos se pueden detectar, por ejemplo, con el uso de un
filtro de gradiente (bloque 104). Preferentemente, el filtro de
gradiente es adaptativo a la orientación del vaso sanguíneo con el
fin de maximizar la precisión de la detección. Si se utiliza más de
un vaso sanguíneo, se asignan a cada uno valores de intensidad que
sean proporcionales a su prominencia.
En una realización alternativa se identifican
vasos sanguíneos individuales que son comunes en las primera y
segunda imágenes, y las imágenes se alinean basándose en la
ubicación y orientación de estos vasos sanguíneos (bloque 105).
Una vez que están alineadas las ubicaciones del
limbo, se hace girar las primera y segunda imágenes una con
relación a otra a intervalos predeterminados (bloque 106). En cada
punto, se realiza una correlación utilizando la separación de la
ubicación del vaso sanguíneo como criterio de alineación (bloque
107). A partir de la correlación se identifica una alineación
óptima de las primera y segunda imágenes (bloque 108).
Con el fin de que sean ponderadas adecuadamente
las primera y segunda imágenes, pueden ajustarse un contraste y un
brillo relativos para conseguir una coincidencia sustancial entre
ellas. En particular, pueden ajustarse las primera y segunda
imágenes de modo que tengan un contraste y un brillo similares en
todas partes (bloque 109). A continuación, se determina (bloque
110) un área de importancia, por ejemplo la ubicación del vaso o
vasos sanguíneos que se usan como referencia. Este área es
subdividida en una pluralidad de sectores (bloque 111) y se igualan
el color y el brillo de cada sector (bloque 112). Los sectores
pueden solaparse o no, lo que afecta al filtrado/alisamiento
espacial. Este procedimiento da como resultado que sean evidentes
los mismos detalles en ambas imágenes.
La alineación óptima calculada es después
presentada para el cirujano (bloque 113), incluyendo preferentemente
el vaso o los vasos sanguíneos. El cálculo y la presentación de
dicha visualización pueden adoptar cualquiera de entre una serie de
formas. Se intercalan los píxeles de las primera y segunda imágenes
entre ellos para formar una imagen compuesta, que es visualizada a
continuación (bloque 114). La intercalación puede adoptar
cualquiera de entre una pluralidad de formas, por ejemplo columnas o
filas alternantes con diferentes dimensiones si se desea, o píxeles
dispuestos en filas según un dibujo de "tablero de ajedrez" con
cuadrados de cualquier tamaño. Otro procedimiento utiliza una
característica de transparencia en la que los píxeles de las primera
y segunda imágenes son visualizados utilizando un promedio
ponderado (bloque 115). En dicha visualización, los vasos
sanguíneos pueden superponerse en sus correspondientes ubicaciones a
niveles de intensidad variables sobre la base de una
"significancia" predeterminada.
Con el fin de que el cirujano pueda verificar
que la alineación calculada es efectivamente óptima, la invención
incluye una característica en la que se visualiza una animación de
un movimiento rotacional relativo de las primera y segunda imágenes
alrededor de la alineación óptima. La rotación alrededor de la
alineación óptima calculada es proporcionada por medio de uno de
entre una pluralidad de procedimientos (bloque 116). En un primer
procedimiento, se inicia una rotación de la segunda imagen alrededor
de la primera para alternar entre una rotación en el sentido de las
agujas del reloj y en el sentido contrario, haciendo pausa en el
punto de alineación óptima (bloque 117). Este procedimiento hace
que la imagen parezca "bloquearse" cuando hace pausa en el
punto medio de la rotación.
En un segundo procedimiento de visualización, se
atenúa la visualización entre las dos imágenes (bloque 118),
haciendo pausa en los puntos en los que sólo se visualiza una de las
imágenes. Durante la animación, los vasos sanguíneos pueden
superponerse también sobre las imágenes como un medio adicional de
verificación. Este procedimiento imparte un movimiento aparente en
la imagen si hay una desalineación, mientras que las imágenes bien
alineadas no tienen movimiento aparente.
En una realización particular se permite también
que el usuario realice un ajuste manual en la alineación de las
imágenes si no se considera adecuada la alineación óptima calculada
(bloque 119). El usuario puede elegir ver la imagen solapada o una
visualización dual con las imágenes separadas pero de tamaño
coincidente, de modo que cualquier cambio en una visualización se
refleje en la de la otra (bloque 120). El usuario pude realizar
entonces ajustes, por ejemplo viendo o marcando una característica
de ojo común en cada una de las imágenes cuando las imágenes se
visualizan por separado y combinando entonces estas imágenes, de
modo que la característica marcada pueda alinearse (bloque 121).
Puede llevarse a cabo cualquier número de iteraciones hasta que el
usuario se vea satisfecho de haber conseguido la alineación
adecuada. En un caso extremo en el que no pueda conseguirse una
alineación adecuada, según se determine por parte del usuario, puede
decidirse que sea necesaria una nueva primera imagen, en cuyo caso
"proseguir" (bloque 122) pueda significar volver a un primer
dispositivo de formación de imágenes para una imagen adicional.
En la descripción anterior se han utilizado
ciertos términos en aras de brevedad, claridad y comprensión, pero
no deben implicarse limitaciones innecesarias derivadas de ellos más
allá de los requisitos de la técnica anterior, debido a que dichos
términos se utilizan en la presente memoria para fines de
descripción y están destinados a ser interpretados ampliamente.
Además, las formas de realización del sistema y del procedimiento
ilustradas y descritas en la presente memoria son a título de
ejemplo, y el alcance de la invención no está limitado a los
detalles exactos de construcción y uso.
Habiéndose descrito la invención, la
construcción y el funcionamiento y uso de las formas de realización
preferidas de la misma, y los nuevos y útiles resultados ventajosos
obtenidos con ellas, se establecen en las reivindicaciones adjuntas
las construcciones nuevas y útiles y los equivalentes razonables de
las mismas evidentes para los expertos en la materia.
Claims (18)
1. Procedimiento (100) para alinear unas primera
y segunda imágenes de un ojo, que comprende las etapas
siguientes:
determinar (101) una ubicación de limbo en una
primera imagen del ojo y una segunda imagen del ojo;
alinear (102) la ubicación del limbo de las
primera y segunda imágenes de ojo en dos dimensiones;
determinar (103) una ubicación de una segunda
característica del ojo en las primera y segunda imágenes de
ojo;
hacer girar relativamente (106) una de las
primera y segunda imágenes de ojo;
realizar (107) una correlación en las primera y
segunda imágenes de ojo en una pluralidad de posiciones rotacionales
relativas utilizando la segunda ubicación de característica del
ojo;
a partir de la correlación, identificar (108)
una alineación óptima de las primera y segunda imágenes; y
visualizar (113) para un usuario la alineación
óptima de las primera y segunda imágenes;
caracterizado porque las primera y
segunda imágenes son almacenadas como píxeles y porque la etapa de
visualización (113) comprende intercalar (114) píxeles de las
primera y segunda imágenes, para formar una imagen compuesta, y
visualizar la imagen compuesta.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la segunda característica del ojo comprende por lo menos uno
de entre un vaso sanguíneo, una marca de ojo natural y una marca de
ojo artificial.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la segunda característica del ojo comprende un vaso
sanguíneo y la etapa de determinación de la ubicación del vaso
sanguíneo comprende el uso de un filtro de gradiente.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende además, antes de la etapa de visualización (113), la
etapa de ajustar (109) un contraste relativo de las primera y
segunda imágenes para conseguir una coincidencia sustancial entre
ellas.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, que
comprende además, antes de la etapa de visualización (113), la
etapa de ajustar (109) un brillo relativo de las primera y segunda
imágenes para conseguir una coincidencia sustancial entre
ellas.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa de visualización (113) comprende calcular y
visualizar una animación de un movimiento rotacional relativo de las
primera y segunda imágenes alrededor de la alineación óptima.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que en la etapa de visualización (113) se incluye una imagen de
la segunda característica del ojo en las primera y segunda
imágenes.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende además, después de la etapa de visualización (113), la
etapa de permitir que el usuario realice un ajuste manual de la
alineación óptima de las primera y segunda imágenes.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, que
comprende además la etapa de permitir que un usuario alterne entre
ver una visualización de las primera y segunda imágenes solapadas y
una visualización doble de las primera y segunda imágenes
separadas, habiéndose hecho coincidir en tamaño la visualización
doble.
10. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que el ajuste manual comprende ver la visualización doble,
marcar por lo menos una característica de ojo común en las primera y
segunda imágenes, ver (120) la visualización superpuesta y alinear
manualmente las primera y segunda imágenes utilizando como
referencia la característica de ojo común marcada.
11. Sistema (10) para alinear unas primera y
segunda imágenes de un ojo, que comprende:
unos medios para determinar (101) una
localización de limbo en una primera imagen del ojo y una segunda
imagen del ojo;
unos medios para alinear (102) la ubicación del
limbo de las imágenes del ojo primera y segunda en dos
dimensiones;
unos medios para determinar (103) una ubicación
de una segunda característica de ojo en las primera y segunda
imágenes de ojo;
unos medios para hacer girar relativamente (106)
una de las primera y segunda imágenes de ojo;
unos medios para realizar una correlación (107)
en las primera y segunda imágenes de ojo en una pluralidad de
posiciones rotacionales relativas utilizando la segunda ubicación de
característica del ojo;
a partir de la correlación, unos medios para
identificar (108) una alineación óptima de las primera y segunda
imágenes; y
unos medios (17) para visualizar (113) ante un
usuario la alineación óptima de las primera y segunda imágenes,
caracterizado porque comprende unos
medios para almacenar las primera y segunda imágenes como píxeles,
y
unos medios para intercalar (114) píxeles de las
primera y segunda imágenes con el fin de formar una imagen
compuesta destinada a ser visualizada por los medios de
visualización (17).
12. Sistema según la reivindicación 11, en el
que la segunda característica del ojo comprende por lo menos uno de
entre un vaso sanguíneo, una marca de ojo natural y una marca de ojo
artificial.
13. Sistema según la reivindicación 12, en el
que la segunda característica del ojo comprende un vaso sanguíneo y
la etapa de determinación de la ubicación del vaso sanguíneo
comprende el uso de un filtro de gradiente.
14. Sistema según la reivindicación 11, que
comprende además unos medios para ajustar (109) un contraste
relativo de las primera y segunda imágenes con el fin de conseguir
una coincidencia sustancial entre ellas.
15. Sistema según la reivindicación 14, que
comprende además unos medios para ajustar (109) un brillo relativo
de las primera y segunda imágenes con el fin de conseguir una
coincidencia sustancial entre ellas.
16. Sistema según la reivindicación 11, en el
que los medios de visualización (17) comprenden unos medios para
calcular y visualizar una animación de un movimiento rotacional
relativo de las primera y segunda imágenes alrededor de la
alineación óptima.
17. Sistema según la reivindicación 11, en el
que los medios de visualización (17) comprenden además unos medios
para incluir una imagen de la segunda característica del ojo en las
primera y segunda imágenes.
18. Software (14) que, cuando se ejecuta en un
procesador de ordenador (13), comprende unos segmentos de código
para realizar las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 10.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US315578 | 1981-10-27 | ||
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