ES2323184T3 - Filtro de seguridad retiniana de compensacion de color. - Google Patents
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Abstract
Filtro de seguridad retiniana con compensación de color (106) para proporcionar una compensación de color en el haz de luz incidente, que comprende un material ópticamente eficaz, caracterizado porque presenta: un corte de transmitancia luminosa inferior al 1% para longitudes de onda inferiores a 420 nm; y una transmitancia luminosa seleccionada para las longitudes de onda que definen los colores complementarios y casi complementarios de las longitudes de onda inferiores a 420 nm que, combinada con la transmitancia para las longitudes de onda inferiores a 420 nm, da como resultado un haz de luz con compensación de color de un color casi blanco o neutro que presenta una luminosidad de aproximadamente el 90% y una pureza de excitación del 5% o inferior.
Description
Filtro de seguridad retiniana de compensación de
color.
La presente invención se refiere en general al
campo de los filtros de seguridad óptica para bloquear la radiación
electromagnética que comprende longitudes de onda peligrosas para el
ojo humano. En particular, la presente invención se refiere a los
filtros de seguridad óptica que bloquean la radiación de longitud de
onda peligrosa, mientras transmiten otras longitudes de onda
visibles. Todavía más particularmente, la presente invención se
refiere a un filtro de seguridad retiniana con compensación de color
para bloquear la radiación de longitud de onda peligrosa dirigida
hacia la retina y transmitir al mismo tiempo luz cercana al blanco
con compensación de color hasta un sitio quirúrgico.
En una serie de intervenciones de cirugía
oftálmica realizadas en la retina de los pacientes, es necesario
iluminar la retina con un punto luminoso. Entre dichas
intervenciones cabe citar, por ejemplo, la vitrectomía, la cirugía
de orificio macular, la cirugía de desprendimiento de retina y la
cirugía de retinopatía diabética. En un tipo de intervención de
cirugía oftálmica, denominada habitualmente "fotocoagulación de la
retina", se dirige un punto de luz láser hacia una parte
seleccionada de la retina del paciente para depositar la energía y
provocar la coagulación del tejido local. Dicha intervención de
fotocoagulación puede emplearse, por ejemplo, para sellar vasos
sanguíneos con fugas, destruir vasos sanguíneos anormales o sellar
desgarros retinianos. En dichas intervenciones, el cirujano que
realiza la intervención debe ser capaz no tan solo de ver
correctamente el sitio quirúrgico y sus alrededores durante la
intervención, sino también de hacerlo de manera segura sin temor a
dañar su propia retina con el punto de luz de iluminación
reflejada.
reflejada.
En las intervenciones oftálmicas de este tipo y
de otros, el cirujano suele emplear una fuente de luz, tal como una
fuente de iluminación de xenón de alto brillo, para iluminar el
sitio quirúrgico y permitir la observación del área en cuestión con
claridad. No obstante, dichas fuentes de luz proyectan luz que
comprende varias longitudes de onda, incluidas las longitudes de
onda del violeta y el ultravioleta de comprobados efectos
perjudiciales para las retinas humanas. En dichos casos, no solo
deben protegerse de la radiación de longitud de onda perjudicial
los ojos del paciente, sino también los ojos del cirujano.
Para reducir al mínimo el riesgo para los ojos
del cirujano, los filtros de seguridad óptica se utilizan
ampliamente en muchos tipos de sistemas ópticos de visión directa
para proteger los ojos del usuario contra el daño por radiación de
luz reflejada, tal como la luz láser y otros tipos de radiación de
luz de iluminación, así como para proteger al paciente de la
radiación de luz de iluminación directa perjudicial. Un tipo de
sistema en el que se utilizan dichos filtros es un sistema de
cirugía láser, tal como el que se utiliza para realizar las
intervenciones descritas anteriormente, que puede transmitir
radiación de una fuente de luz láser y de iluminación hacia el
sitio quirúrgico de un paciente al que se va a someter a una
ablación tisular, una incisión arterial, etc., mientras permite que
el cirujano que efectúa la intervención pueda ver el sitio
quirúrgico.
La norma ISO nº 15752 describe los riesgos para
la retina asociados a la absorción de ciertas longitudes de onda
del ultravioleta ("UV") y cercanas al UV, en particular las
longitudes de onda por debajo de los 420 nm. Una precaución de
seguridad aceptada consiste en filtrar las fuentes de iluminación
oftálmica e impedir la transmisión de dicha radiación de longitud
de onda del UV y cercana al UV, disminuyendo de ese modo el riesgo
de dañar las retinas del cirujano o del paciente. No obstante, el
filtrado de la radiación UV de una fuente de iluminación da por
resultado una luz filtrada con un tinte que no es cromáticamente
neutro, sino más bien de un color amarillo intenso, por ejemplo. La
iluminación de color amarillo intenso (u otro color) en un sitio
quirúrgico puede distorsionar la percepción de los colores del
cirujano. Cuando se utiliza una luz de iluminación filtrada, la
filtración de UV que provoca la transmisión de luz de un color
intenso dificulta la evaluación correcta por parte del cirujano de
las condiciones del sitio quirúrgico. Como consecuencia de esto, la
comodidad y la eficacia del cirujano y, en última instancia, la
calidad del resultado de la intervención pueden verse
comprometidas.
Por consiguiente, se plantea la necesidad de
disponer de un filtro de seguridad retiniana con compensación de
color para utilizar en los dispositivos de iluminación quirúrgica,
de tal forma que se pueda reducir o eliminar la coloración y otros
problemas asociados a los filtros de seguridad óptica de técnica
anterior.
Las formas de realización del filtro de
seguridad retiniana con compensación de color de la presente
invención satisfacen sustancialmente dicha necesidad y otras.
La presente invención se refiere a un filtro de
seguridad retiniana tal como el definido en las reivindicaciones
adjuntas.
El material ópticamente eficaz puede ser un
vidrio de grado óptico, un plástico o polímero de grado óptico, una
capa dieléctrica de película fina o un vidrio o plástico de grado
óptico recubierto por una capa dieléctrica. En algunas formas de
realización, el material ópticamente eficaz puede comprender una
lente intraocular. El filtro óptico puede montarse corriente abajo
de la abertura de salida de la fuente de iluminación que genera el
haz de luz incidente y en una posición anterior a la zona que se
desea iluminar mediante el haz de luz filtrada. Como alternativa,
el filtro óptico puede montarse funcionalmente sobre el conjunto de
elementos ópticos de observación de un microscópico quirúrgico. En
este caso, el haz de luz incidente que se va a filtrar comprende
una parte reflejada del haz de luz generado por una fuente de
iluminación y utilizado para iluminar un sitio (por ejemplo, un
sitio quirúrgico).
Las formas de realización de la presente
invención pueden implementarse como un filtro para la luz reflejada
desde el sitio quirúrgico o como un filtro montado corriente abajo
de la abertura de salida de la fuente de iluminación, pero anterior
al sitio que se va a iluminar, para extraer la radiación de
longitudes de onda perjudiciales de la luz de iluminación antes de
que se transmita al sitio deseado. Además, las formas de realización
de la presente invención pueden incorporarse a una máquina o
sistema quirúrgico para cirugía oftálmica u otro tipo de cirugía.
Las formas de realización de la presente invención también pueden
implementarse en una lente intraocular para filtrar y proveer
protección contra la radiación de ciertas longitudes de onda, tal
como la luz ultravioleta. Así pues, las lentes intraoculares pueden
ser lentes de compensación de color para filtrar la radiación
ultravioleta y al mismo tiempo transmitir luz de un color cercano al
neutro al portador de dichas lentes, para que de este modo dicha
persona pueda percibir una combinación de colores más natural. Las
personas que están familiarizadas con la técnica sabrán inferir
fácilmente otros usos para los filtros de seguridad retiniana con
compensación de color de conformidad con la información aportada en
la presente invención.
En el documento
WO-A-01/38246, se da a conocer un
filtro de seguridad retiniana según el preámbulo de la
reivindicación 1.
La siguiente descripción, consultada
conjuntamente con los dibujos adjuntos, permitirá adquirir una
comprensión más profunda de la presente invención y las ventajas de
la misma. En dicha descripción, se utilizan números de referencia
similares para designar elementos similares.
la figura 1 es un gráfico que representa las
especificaciones de diseño de un "espejo caliente" con
propiedades de color aceptables;
la figura 2 es un ejemplo del diagrama cromático
de la CIE;
la figura 3 es un gráfico de las propiedades de
transmisión de una forma de realización de un filtro de seguridad
retiniana con compensación de color según la presente invención;
la figura 4 es un gráfico de las
especificaciones de transmisión de las formas de realización de la
presente invención;
las figuras 5 y 6 son unos diagramas de las
propiedades de color de las formas de realización de la presente
invención representadas en la figura 4;
la figura 7 es un gráfico de todas las
propiedades de transmisión de otra forma de realización de la
presente invención;
la figura 8 es un diagrama de bloques
simplificado que ilustra una implementación de un filtro de
seguridad retiniana con compensación de color según la presente
invención.
Las formas de realización preferidas de la
presente invención están ilustradas en las figuras, en las que se
utilizan números similares para hacer referencia a partes similares
y correspondientes de los diversos dibujos.
Las diversas formas de realización de la
presente invención proporcionan la compensación de color de un
filtro de seguridad retiniana con el objetivo de obtener un sistema
de iluminación más natural en un sitio quirúrgico. Típicamente,
cuando se filtra la radiación en el extremo cercano al ultravioleta
del espectro electromagnético (u otras longitudes de onda), la luz
que pasa a través de dicho filtro de bloqueo presenta un tinte de
color vivo (no blanco). De conformidad con lo expuesto en la
presente invención, la eliminación (filtrado) de la luz de
longitudes de onda complementarias a las longitudes de onda cercanas
al UV puede equilibrar las características de color de la luz
filtrada, de tal forma que la luz filtrada (transmitida) se perciba
como luz blanca o casi blanca. Por lo tanto, cuando se observa un
objeto o un sitio quirúrgico iluminado a través de dicho filtro de
seguridad retiniana UV con compensación de color, se dispone de
protección contra la radiación UV perjudicial y, asimismo, de un
sistema de iluminación de color cercano al neutro que facilita una
percepción del color más "natural". Preferentemente, un filtro
de seguridad retiniana con compensación de color según la presente
invención puede montarse directamente sobre la abertura de salida de
la fuente de iluminación para eliminar la radiación UV perjudicial.
Como alternativa, dicho filtro puede montarse en el sistema óptico
de observación de un microscopio quirúrgico para filtrar la luz
reflejada desde el sitio
quirúrgico.
quirúrgico.
Aunque en la norma ISO nº 15752 se estipulan las
longitudes de onda cercanas al extremo UV del espectro
electromagnético que deben filtrarse para reducir el riesgo de daño
retiniano, las formas de realización de la presente invención
aprovechan las opciones disponibles en el borde rojo del espectro
electromagnético para realizar la compensación de color de la luz
filtrada de conformidad con la norma 15752. Por ejemplo, si se
desplazan las longitudes de onda transmitidas admisibles del
extremo rojo del espectro hasta un valor inferior a 640 nm, más o
menos, (es decir, si se bloquean las longitudes de onda por encima
de 640 nm, más o menos), es posible compensar la eliminación de las
longitudes de onda del violeta/cercanas al UV y parte de las
longitudes de onda del azul del otro extremo del espectro de
iluminación. De esta forma, es posible hacer que la luz resultante
que abandona el filtro de seguridad retiniana con compensación de
color según la presente invención presente un color blanco o casi
blanco. Así pues, la percepción del color del cirujano puede
mantenerse próxima a la de un sistema de iluminación natural y, a
la vez, puede preservarse la seguridad de las retinas del paciente
y del cirujano.
Las formas de realización del filtro de
seguridad retiniana con compensación de color según la presente
invención pueden proveer compensación de color para el amplio rango
de luz azul y violeta eliminada del espectro de iluminación de luz
blanca. Se monta preferentemente un filtro de seguridad retiniana
con compensación de color delante de la fuente de iluminación, para
que de esta forma el sitio quirúrgico sólo reciba luz con
compensación de color. Por lo tanto, la seguridad retiniana puede
preservarse sin distorsionar la percepción del color por parte del
cirujano, aumentando de ese modo las probabilidades de éxito de la
intervención. Las formas de realización de la presente invención
aprovechan los principios complementarios de la luz visible para
compensar las longitudes de onda filtradas (en este caso, la luz
violeta/cercana al UV), filtrando también las longitudes de onda
complementarias a las longitudes de onda del violeta para obtener
una luz de color casi neutro desde el filtro. La eliminación de las
longitudes de onda complementarias desplaza las coordenadas de color
de la iluminación filtrada nuevamente hacia la luz blanca.
Es deseable que los filtros tipo "espejo
caliente" y "espejo frío" utilizados en los instrumentos
oftálmicos presenten propiedades de color que den por resultado la
transmisión de una luz de color tan próximo al neutro como sea
posible. Cuando la luz transmitida es casi de color neutro (cercano
al blanco o al gris), dichos filtros pueden utilizarse para
iluminar un sitio quirúrgico y mantener una percepción del color
parecida a la que se tendría en condiciones de iluminación natural
(luz solar) o de iluminación con el tipo de luces artificiales
"habituales". En general, esto significa que es deseable que el
filtro presente una alta luminosidad (transmisión de luz visible),
para obtener una iluminación más brillante a partir del filtro.
Asimismo, el filtro de seguridad retiniana deberá presentar una
pureza de excitación o tinte de color bajo, de tal forma que la
iluminación de salida del filtro sea blanca o de un color cercano al
blanco, en lugar de amarillo, rosa u otro color. Cuanto más baja
sea la pureza de excitación, más cerca estará la luz de salida del
filtro del gris o de un color neutro.
Los espejos calientes y los espejos fríos están
diseñados para el control de la radiación infrarroja ("IR"),
es decir, el calor. Los espejos calientes están diseñados para
reflejar la radiación infrarroja y para transmitir la radiación
visible (fría, no calórica). Por otro lado, los espejos fríos
reflejan la radiación visible y transmiten la radiación infrarroja.
Algunos diseños ópticos de instrumentos oftálmicos combinan filtros
"calientes" y "fríos" para mejorar el filtrado de IR. Por
ejemplo, en dichos instrumentos, primeramente un espejo frío
situado en la trayectoria óptica transmite la radiación IR de la luz
recibida (que comprende, aproximadamente, un 80% de radiación
infrarroja) y la dirige hacia un disipador/trampa térmica donde es
absorbida. El espejo frío también refleja la luz visible, y una
parte sobrante de la radiación infrarroja, que incide sobre un
espejo caliente. A continuación, un espejo caliente refleja (filtra)
la radiación IR sobrante (aproximadamente el 90% de la radiación IR
sobrante) y transmite la luz visible resultante. De esta forma, la
radiación IR se filtra dos veces. El espejo frío de la primera
etapa dirige sólo de aproximadamente 20% de la radiación IR a lo
largo de la trayectoria óptica deseada, mientras que, a
continuación, el espejo caliente refleja una cantidad superior a
aproximadamente 90% del 20% restante. Por consiguiente, únicamente
aproximadamente 2% de la radiación IR de entrada pasa a lo largo de
la trayectoria óptica del instrumento, que puede ser un iluminador
de alto brillo como los utilizados en cirugía oftálmica, por
ejemplo. Además, la norma ISO nº 15752 para la seguridad recomienda
filtrar la luz que va a incidir en la retina, de tal manera que el
porcentaje de transmisión de luz es mínimo (por ejemplo, inferior
al 1% para longitudes de onda inferiores a 420 nm e inferior al 50%
para longitudes de onda inferiores a 450 nm). A este requisito se le
denomina "requisito de bloqueo de longitudes de onda
corta".
Las formas de realización del filtro de
seguridad retiniana con compensación de color de la presente
invención concilian los requisitos contrapuestos de alta
luminosidad/baja pureza de excitación, capacidad de bloqueo de
infrarrojos y capacidad de bloqueo de longitudes de onda corta
necesarios para obtener un entorno de iluminación segura para la
retina y de color neutro en un sitio quirúrgico. En la figura 1, se
representan las especificaciones para el diseño de un espejo
caliente con propiedades de color aceptables. El porcentaje de
transmisión se representa como una función de la longitud de onda,
poniéndose de manifiesto y se puede apreciar en la figura 1 que el
diseño de este espejo caliente no satisface las especificaciones de
filtrado del requisito de bloqueo de longitudes de onda corta. En
cambio, el diseño del filtro de la figura 1 sí provee una pureza de
excitación relativamente baja (con un promedio de aproximadamente
2,2%) y una luminosidad de alto promedio (93,8%).
La luz transmitida por el filtro presentado en
la figura 1 es una luz cercana al color neutro y puede facilitar un
entorno de color deseable en un sitio quirúrgico. No obstante, para
satisfacer el requisito de bloqueo de longitudes de onda corta es
necesario diseñar un filtro con unas propiedades que den por
resultado un sistema de iluminación de luz no blanca en el sitio
iluminado. Por ejemplo, cuando se modifica el diseño del filtro de
la figura 1 para satisfacer el requisito de bloqueo de longitudes de
onda corta, se obtiene un filtro que presenta, por ejemplo, una
luminosidad del 97,4%, una longitud de onda dominante de 570 nm y
una pureza de excitación del 42,9%, suponiendo que se cumplan las
condiciones de iluminación blanca uniforme y del valor de blanco de
referencia de la Comisión Internacional de Iluminación
CIE-E ("International Commission on
Illumination"). Por lo tanto, aunque la luminosidad para el
filtro modificado es muy alta, hecho que resulta positivo, la alta
pureza de excitación significa que la luz transmitida por el filtro
no es ni mucho menos de aspecto "blanquecino". El color
verdadero de la luz transmitida es determinado por la longitud de
onda dominante, que en este caso es el amarillo. La iluminación
amarilla en el sitio quirúrgico distorsiona el entorno quirúrgico
del cirujano y provoca, cuando menos, incomodidades adicionales y
mayores dificultades para el cirujano durante una intervención
quirúrgica y, en el peor de los casos, errores quirúrgicos y un mal
resultado para el paciente.
El diagrama cromático de la Comisión
Internacional de Iluminación ("CIE") se obtuvo a partir de una
serie de pruebas destinadas a determinar cómo perciben los colores
los observadores humanos, el resultado de las cuales fueron los
conceptos de "luz de observador patrón" y "diagrama de
percepción cromática". Las personas poseen tres tipos de
receptores de color, cuya sensibilidad se centra en tres colores: el
azul, el verde y el rojo. Cada uno de los colores que ven las
personas puede describirse con referencia a la respuesta a estos
tres tipos de receptores. Las respuestas se denominan "funciones
de igualación del color" y se designan mediante los símbolos X,
Y y Z. El diagrama de la CIE representa las dependencias espectrales
medidas de estas respuestas humanas.
La figura 2 es un ejemplo del diagrama cromático
de la CIE. Debido a que la suma de las funciones de igualación de
color X, Y y Z solo contiene información acerca de la intensidad
total de la luz correspondiente, y carece de información acerca de
su color, es posible describir el color utilizando solo dos
"coordenadas de cromaticidad". Por ejemplo, x = X/(X+Y+Z)
e y = Y/(X+Y+Z). Si se calculan las tres
funciones de igualación CIE, se representan los valores medidos con
el diagrama CIE y se proyectan en un sistema de coordenadas x, y, es
posible determinar el área que delimita el rango completo de
colores que el "observador patrón" puede ver.
Como se representa en la figura 2, el perímetro
del diagrama CIE es delimitado por los denominados "colores
puros", que son colores que las personas perciben a partir de la
luz monocromática (de una única longitud de onda) que reciben sus
receptores de color. No obstante, la línea inferior del diagrama CIE
que cierra el trazado en forma de herradura no representa un color
puro y se denomina "línea de los púrpuras". Los colores
púrpura de esta línea se crean combinando dos longitudes de onda. En
el diagrama CIE, la luz blanca presenta las coordenadas de
cromaticidad
x = 0,33 e y = 0,33, como puede observarse en la figura 2. Cuanto más cerca estén las coordenadas de cromaticidad de la luz (por ejemplo, la luz que se obtiene a partir del filtro de seguridad retiniana) de las coordenadas (0,33, 0,33), más blanca será la luz. El tinte de color de la luz transmitida puede determinarse con el diagrama CIE, conectando el punto que representa la luz blanca (0,33, 0,33) con las coordenadas de color de la luz transmitida (por ejemplo, (0,32, 0,35)), y prolongando la línea que conecta los dos puntos hasta el perímetro de la herradura monocromática. El punto en el que la línea cruza el perímetro indica la longitud de onda del color (tinte) dominante de transmisión. El cociente entre las distancias desde el punto blanco (0,33, 0,33) hasta el punto de color (por ejemplo, (0,32, 0,35)) a lo largo de esta línea y la longitud total de la línea que empieza en el punto blanco y termina en el punto del color "puro" dominante se denomina "pureza de excitación" y proporciona una medida de la coloración de la luz. La pureza de excitación es igual a 0 para la luz blanca e igual a 1 para la luz de color "puro". Si se prolonga la misma línea hasta el lado opuesto de las coordenadas de cromaticidad de la luz blanca (0,33, 0,33), el tinte del color "suplementario" o "complementario" reflejado es indicado por el punto en el cual la línea cruza el perímetro del gráfico.
x = 0,33 e y = 0,33, como puede observarse en la figura 2. Cuanto más cerca estén las coordenadas de cromaticidad de la luz (por ejemplo, la luz que se obtiene a partir del filtro de seguridad retiniana) de las coordenadas (0,33, 0,33), más blanca será la luz. El tinte de color de la luz transmitida puede determinarse con el diagrama CIE, conectando el punto que representa la luz blanca (0,33, 0,33) con las coordenadas de color de la luz transmitida (por ejemplo, (0,32, 0,35)), y prolongando la línea que conecta los dos puntos hasta el perímetro de la herradura monocromática. El punto en el que la línea cruza el perímetro indica la longitud de onda del color (tinte) dominante de transmisión. El cociente entre las distancias desde el punto blanco (0,33, 0,33) hasta el punto de color (por ejemplo, (0,32, 0,35)) a lo largo de esta línea y la longitud total de la línea que empieza en el punto blanco y termina en el punto del color "puro" dominante se denomina "pureza de excitación" y proporciona una medida de la coloración de la luz. La pureza de excitación es igual a 0 para la luz blanca e igual a 1 para la luz de color "puro". Si se prolonga la misma línea hasta el lado opuesto de las coordenadas de cromaticidad de la luz blanca (0,33, 0,33), el tinte del color "suplementario" o "complementario" reflejado es indicado por el punto en el cual la línea cruza el perímetro del gráfico.
Aunque con los requisitos de bloqueo de UV de la
norma ISO nº 15752 los filtros de técnica anterior transmiten luz
con propiedades de color no deseadas, relajando el requisito de
bloqueo de longitudes de onda corta y realizando la compensación de
color de conformidad con la presente invención, puede obtenerse un
filtro dotado de una buena corrección de color, una alta
luminosidad y un bloqueo de radiación cercana al UV suficiente para
permitir una mayor protección de la retina. En la figura 3, se
representan las propiedades de transmisión de una forma de
realización de un filtro de seguridad retiniana con compensación de
color según la presente invención, en el que el requisito de
mantener la transmisión por debajo del 1% para longitudes de onda
inferiores a los 420 nm está vigente, mientras se relaja el
requisito de mantener la transmisión por debajo del 50% para
longitudes de onda inferiores a los 450 nm. Un filtro de estas
características saca partido de la presencia de un borde de corte
muy profundo en la zona de las longitudes de onda corta del espectro
para realizar una transmisión tan alta como es posible, justo hasta
la zona de longitudes de onda larga del requisito de transmisión
<1% <420 nm (por ejemplo, con una diferencia de transmisión
del 90% o superior desde justo por debajo de la longitud de onda de
420 nm hasta justo por encima de 420 nm).
Las propiedades de color de la forma de
realización del filtro de seguridad retiniana con compensación de
color de la presente invención representada en la figura 3 son las
siguientes: luminosidad = 95,8%; longitud de onda dominante = 556
nm y pureza de excitación = 9,3%. Esta forma de realización del
filtro de la presente invención presenta una pureza de excitación
relativamente baja y transmite una luz ligeramente verde. No
obstante, aunque la iluminación ligeramente verde de un sitio
quirúrgico representa una mejora con respecto a la técnica
anterior, no es el sistema de iluminación blanca o casi blanca
(color neutro) deseado para un sitio quirúrgico. Para satisfacer
los requisitos de bloqueo de longitudes de onda corta, es necesario
alcanzar una solución de compromiso entre la luminosidad y la
pureza de excitación. Si se relaja el requisito de bloqueo de
longitudes de onda corta para permitir que la transmisión sea
arbitrariamente alta por encima de los 420 nm pero inferior al 1%
por encima de los 420 nm, puede obtenerse una pureza de excitación
inferior al 10% junto con una alta luminosidad (aproximadamente del
95%). La forma de realización de la figura 3 es una forma de
realización viable, pero no una forma de realización preferida de
la presente invención.
La figura 4 representa las propiedades de
transmisión de otra forma de realización de la presente invención,
denominada "forma de realización B", que aprovecha la capacidad
de fabricación de filtros con bordes profundos para bloquear la luz
de longitudes de ondas no deseadas. La figura 4 compara la
especificación de transmisión de la forma de realización B con la
de la forma de realización de la figura 3. La forma de realización B
presenta un borde de transmisión profundo en la zona de longitudes
de onda corta del espectro, cuya profundidad es sustancialmente
mayor que la del correspondiente borde de la forma de realización de
la figura 3 (forma de realización A). El borde de longitudes de
onda largas también es algo más profundo. Las propiedades de color
resultantes de las dos formas de realización se resumen en la tabla
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede observarse en la Tabla 1, la forma de
realización B presenta una luminosidad del 95,2%, una longitud de
onda dominante de 524 nm y una pureza de excitación del 3,8%, que es
sustancialmente inferior a la pureza de excitación de la forma de
realización A. Por lo tanto, la forma de realización B mantiene una
luminosidad muy alta (por encima del 95%), mientras que alcanza una
pureza de excitación muy baja, con lo cual se obtiene un sistema de
iluminación mucho más cercano a un sistema de color neutro para el
sitio quirúrgico. Las figuras 5 y 6 ilustran las propiedades de
color de las formas de realización A y B, respectivamente, incluidas
las propiedades de reflexión y transmisión, con referencia al
diagrama cromático de la CIE.
Las formas de realización de la presente
invención descritas hasta ahora no están diseñadas para compensar
los efectos de cualquier filtro adicional que pueda ser utilizado en
un instrumento oftálmico en el cual se pueden implementar dichas
formas de realización. No obstante, los espejos fríos habituales
(por ejemplo, los que se pueden utilizar conjuntamente con las
formas de realización de la presente invención) probablemente
tengan un efecto insignificante sobre el resultado cromático de un
espejo caliente (filtro) según la presente invención. Además, debe
tenerse en cuenta que el diseño de borde de longitud de onda corta
de las formas de realización de la presente invención es el que
tiene un efecto más notable sobre el resultado cromático de los
filtros, y que, aun en el caso de corrimientos espectrales hacia el
rojo o el azul de hasta 4 nm en el borde de longitud de onda corta
de la curva de transmisión, un filtro fabricado de conformidad con
las especificaciones de la forma de realización B de la presente
invención puede mantener una pureza de excitación por debajo del
5%. Los diseños descritos anteriormente también tienen incorporado
un mecanismo de corrimiento al rojo de 4 nm en el borde de longitud
de onda corta, de tal forma que las variaciones de esta posición del
borde debidas a la fabricación o las tolerancias de alineación no
infringirán el requisito de bloqueo de longitudes de onda corta de
1% a 420 nm.
En la figura 7 ("forma de realización C"),
se representa la especificación de transmisión de otra forma de
realización del filtro de seguridad retiniana con compensación de
color según la presente invención, comparada con la de la forma de
realización B. La forma de realización C aporta una mejora
sustancial de la pureza de excitación con respecto a las formas de
realización descritas previamente, sin comprometer la luminosidad
de manera significativa. Una diferencia fundamental entre la forma
de realización C de la figura 7 y la forma de realización B de la
figura 4 es que el borde de longitud de onda larga de la forma de
realización C presenta un corrimiento a la derecha (rojo) de
aproximadamente 20 nm y que se ha abierto una pequeña ranura en las
partes verdes de su espectro de transmisión. La tabla 2 resume las
propiedades de color de la forma de realización C comparadas con
las de la forma de realización B de la figura 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede observarse a partir de la tabla 2, la
forma de realización C presenta una luminosidad del 88,2%, una
longitud de onda dominante de 648 nm y una pureza de excitación de
sólo el 0,3%. Por lo tanto, mediante la forma de realización C, la
luminosidad se mantiene en un valor de aproximadamente 90%, mientras
que la pureza de excitación adopta un valor sumamente bajo por
debajo del 1%. Tampoco en este caso, el diseño de la forma de
realización C incorpora los efectos de ningún espejo frío adicional
ni los efectos de otros elementos ópticos (tales como una fibra
óptica) que pueden formar parte del sistema de suministro de luz de
un sistema de cirugía oftálmica en el que se implementa una forma
de realización del filtro de seguridad retiniana con compensación
de color según la presente invención. No obstante, estos componentes
ópticos adicionales probablemente tengan un efecto muy reducido
sobre las propiedades del color de la luz transmitida. Además, como
sabrán reconocer los expertos en la materia, es posible aplicar
ligeras alteraciones al diseño del filtro de seguridad retiniana
con compensación de color de la presente invención para tener en
cuenta incluso los pequeños efectos de una fibra óptica o un espejo
frío adicional. Asimismo, debe observarse que, aunque el borde de
longitud de onda corta de las formas de realización de la presente
invención es el que tiene un efecto más importante sobre el
resultado cromático, incluso para los corrimientos espectrales al
rojo o al azul de hasta 3 nm en el borde de longitud de onda corta
de la curva de transmisión, un filtro fabricado según la
especificación de la forma de realización C puede mantener una
pureza de excitación por debajo del 1,5%.
Las formas de realización del filtro de
seguridad retiniana con compensación de color de la presente
invención están diseñadas para reducir el riesgo de afaquia de
conformidad con la norma ISO nº 15752 (menos del 1% de transmisión
para longitudes de onda por debajo de 420 nm). Relajando el
requisito de bloqueo de longitudes de onda corta referente a las
transmisiones por debajo del 50% de longitudes de onda inferiores a
450 nm, proporcionando un corte profundo en los 420 nm y
desplazando el borde de longitud de onda larga del espectro de
transmisión del filtro para obtener compensación de color, los
filtros diseñados de conformidad con la presente invención pueden
transmitir suficiente luz visible de color azul, verde, amarillo,
naranja e incluso rojo para proveer una iluminación de color más
neutro en el sitio quirúrgico. Por consiguiente, el cirujano puede
iluminar el sitio quirúrgico sin incidir negativamente en el
contraste de colores tal como sucede en la técnica anterior.
Como sabrán deducir los expertos en la materia,
las formas de realización de la presente invención pueden
fabricarse mediante técnicas de fabricación de filtros bien
conocidas. Si se especifica el espectro y las propiedades físicas,
tales como la densidad de defectos y la estabilidad frente al
entorno, las diversas capas y el orden de las mismas, así como el
material del filtro, resultarán evidentes para los expertos en la
materia y podrán ser seleccionados por el fabricante para
adaptarlos de la mejor manera a sus necesidades y, a la vez,
proporcionar el espectro de transmisión y las propiedades de color
solicitadas. Por lo tanto, el sistema de compensación de color
adecuado, según lo expuesto en la presente invención, puede
obtenerse a través de diversos medios de fabricación.
Cualquier diseño de capa dieléctrica de película
fina que satisfaga las propiedades espectrales descritas en la
presente memoria es aceptable, y por lo tanto los conocimientos
expuestos en la presente invención permiten utilizar diversas
tecnologías de capas en el diseño y la fabricación de los filtros
dados a conocer. Se utilizan dos tipos principales de tecnologías
para los revestimientos espectrales: revestimientos "blandos"
de varias capas situados entre dos placas de vidrio y
revestimientos "duros" de varias capas depositados al vacío
sobre una o ambas caras de una placa óptica (sustrato). El sustrato
óptico puede ser un vidrio, un plástico o un polímero de grado
óptico, como los conocidos por los expertos en la materia. Las capas
normalmente están constituidas por dos o más materiales ópticos con
índices de refracción diferentes. Cada fabricante puede fabricar
capas de diferente composición química, que normalmente está sujeta
a derechos de propiedad. Las capas habitualmente están compuestas
por óxidos, fluoruros y carburos de diferentes elementos.
Independientemente de la composición química de las capas, el
efecto de bloqueo del filtro de seguridad retiniana con compensación
de color dado a conocer en la presente invención puede obtenerse
definiendo el espectro y los efectos de compensación de color del
mismo.
La figura 8 es un diagrama de bloques
simplificado que ilustra una implementación de un filtro de
seguridad retiniana con compensación de color según la presente
invención. La figura 8 representa un iluminador 100 que comprende
una fuente de alimentación 102 y una fuente de iluminación 104. En
el ejemplo de la figura 8, el iluminador 100 es un iluminador de
xenón y la fuente de iluminación 104 es una lámpara de xenón. No
obstante, es posible utilizar otro tipo de lámparas conocidas por
los expertos en la materia, como fuente de iluminación 104. El
filtro de seguridad retiniana con compensación de color 106 diseñado
según la presente invención se desplaza a lo largo de la
trayectoria de transmisión de la fuente de iluminación 104. Parte de
la luz de la fuente de iluminación 104 pasa a través del filtro de
seguridad retiniana con compensación de color 106 (dicha luz, una
vez filtrada, se ajustará a los requisitos de la norma ISO nº
15752), y dicha luz filtrada 108 se dirige hacia una lente 110, que
enfoca la luz filtrada 108 sobre la terminación de un conector de
fibra 112. A continuación, la luz filtrada 108 es guiada a lo largo
de la fibra óptica 114 que puede utilizarse para dirigir la luz
filtrada 108 hacia el sitio quirúrgico e iluminarlo. La fibra 114
puede acoplarse funcionalmente a una pieza de mano u otro
dispositivo de iluminación portátil, por ejemplo. Típicamente, la
luz recibida por el filtro 106 adopta la forma de un haz de luz
colimada, que a continuación se filtra y pasa hasta la lente de
enfoque 110, que a su vez enfoca la luz filtrada 108 en la fibra
óptica 114.
Las diversas formas de realización de la
presente invención pueden implementarse en cualquier iluminador
oftálmico para obtener la capacidad de bloqueo de la radiación
cercana a los UV (o un filtrado de otras longitudes de onda) de la
luz que se origina en una fuente de luz de iluminación, mientras se
mantienen las características de color de la luz de iluminación
filtrada en un color cercano al neutro, para superar de este modo
los problemas de distorsión de las características de color y
contraste de los filtros de seguridad retiniana de técnica
anterior. Además, también pueden conferirse las propiedades de
compensación de color indicadas en la presente memoria a las lentes
intraoculares para posibilitar el filtrado de la radiación cercana a
los UV (u otra longitud de onda) y la protección de los pacientes
sometidos a implantes de IOL (lentes intraoculares). Actualmente,
dichos dispositivos (por ejemplo, las IOL ACRYSOF^{TM} Natural)
están coloreados en amarillo para filtrar la luz ultravioleta,
violeta y azul. Los conocimientos aportados por la presente
invención, por ejemplo, pueden utilizarse para aplicar compensación
de color a las IOL con el objetivo de cambiar el tinte amarillo por
un tinte gris de color más neutro, y bloquear de ese modo la
radiación perjudicial, así como permitir una percepción de colores
más natural a las personas que llevan IOL.
Las formas de realización descritas
anteriormente se consideran a título ilustrativo y no limitativo en
todos los aspectos. El alcance de la presente invención se define
en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Filtro de seguridad retiniana con
compensación de color (106) para proporcionar una compensación de
color en el haz de luz incidente, que comprende un material
ópticamente eficaz, caracterizado porque presenta:
un corte de transmitancia luminosa inferior al
1% para longitudes de onda inferiores a 420 nm; y
una transmitancia luminosa seleccionada para las
longitudes de onda que definen los colores complementarios y casi
complementarios de las longitudes de onda inferiores a 420 nm que,
combinada con la transmitancia para las longitudes de onda
inferiores a 420 nm, da como resultado un haz de luz con
compensación de color de un color casi blanco o neutro que presenta
una luminosidad de aproximadamente el 90% y una pureza de
excitación del 5% o inferior.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que las longitudes de onda complementaria
son longitudes de onda superiores a 640 nm.
3. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que las longitudes de onda complementaria
son longitudes de onda superiores a 660 nm.
4. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que las longitudes de onda complementaria
comprenden unas longitudes de onda superiores a 660 nm y longitudes
de onda de 540 nm a 560 nm.
5. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que la diferencia entre la transmitancia de
luz justo por debajo de 420 nm y la transmitancia de luz justo por
encima de 420 nm es superior al 90%.
6. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, caracterizado porque presenta asimismo una
transmitancia de luz determinada de manera arbitraria para
longitudes de onda superiores a 420 nm.
7. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el material ópticamente eficaz es un
vidrio de grado óptico.
8. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el material ópticamente eficaz es una
capa dieléctrica de película fina.
9. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el material ópticamente eficaz comprende
un vidrio de grado óptico recubierto por una capa dieléctrica.
10. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el material ópticamente eficaz es un
plástico o polímero de grado óptico.
11. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el filtro óptico (106) está montado
corriente abajo de la abertura de salida de una fuente de
iluminación (104), y en el que la fuente de iluminación genera el
haz de luz incidente, y en una posición anterior al sitio que se va
a iluminar mediante el haz de luz filtrada (108).
12. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el filtro óptico está montado
funcionalmente sobre un conjunto de elementos ópticos de
observación de un microscopio quirúrgico, y en el que el haz de luz
incidente que se va filtrar comprende una parte reflejada de un haz
de luz (108) generado por una fuente de iluminación (104) y
utilizado para iluminar el sitio.
13. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el filtro óptico está
caracterizado porque presenta una luminosidad del 88,2% y
una pureza de excitación del 0,3%.
14. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el filtro óptico está
caracterizado porque presenta una luminosidad del 95,2% y
una pureza de excitación del 3,8%.
15. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 1, en el que el material ópticamente eficaz es una
lente intraocular.
16. Filtro de seguridad retiniana según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, para su utilización en
un iluminador oftálmico, que comprende:
una fuente de alimentación (102);
una fuente de luz de iluminación (104) que puede
funcionar para generar un haz óptico (108) y dirigir el haz óptico
a lo largo de la trayectoria óptica;
el filtro óptico (106) situado en la trayectoria
óptica, de tal manera que el haz óptico incide en el filtro óptico,
pudiendo funcionar el filtro óptico para recibir el haz óptico
incidente y generar un haz de luz de salida; y
un conjunto de elementos ópticos para dirigir el
haz de luz de salida hacia un sitio para iluminar el sitio.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Filtro de seguridad retiniana según la
reivindicación 16, en el que el conjunto de elementos ópticos
comprende una pieza de mano que comprende una fibra óptica
(114).
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