ES2556615T3

ES2556615T3 - Dispositivo para alineación ocular y acoplamiento de estructuras oculares

Info

Publication number: ES2556615T3
Application number: ES13155533.6T
Authority: ES
Inventors: Michael Gertner; Mark Arnoldussen; Matt Herron; Junzhong Liang
Original assignee: Oraya Therapeutics Inc
Current assignee: Oraya Therapeutics Inc
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2016-01-19
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: HK1141977A1

Abstract

Un sistema (100) de definición de un eje de referencia (18) de un ojo (10) de un paciente en un sistema de coordenadas externo, caracterizado por que comprende: (a) una fuente de luz (108) para dirigir un haz de luz coherente o enfocado sobre una superficie reflectora (16) asociada con el ojo del paciente, (b) un sistema (102) de formación de imágenes para registrar una imagen de un limbo (26) del ojo del paciente y una imagen formada por una reflexión del haz de luz desde la córnea (12) del ojo del paciente, y (c) un procesador conectado operativamente al sistema (102) de formación de imágenes para (i) a partir de la imagen del limbo (26), determinar el centro (30) del limbo del ojo (10) del paciente en el sistema de coordenadas externo, y (ii) a partir de la imagen de la reflexión, determinar cuando la posición de la reflexión es coincidente con el centro (30) del limbo, en qué posición un eje (18) normal a la córnea (12) en el centro corneal define el eje de referencia.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo para alineacion ocular y acoplamiento de estructuras oculares Campo de la invencion

La invencion se refiere a los sistemas para alinear el ojo de un sujeto. Mas espedficamente, la invencion se refiere a proporcionar un sistema de formacion de imagenes para determinar el ojo objetivo.

Antecedentes de la invencion

La alineacion exacta del ojo de un sujeto es importante en una serie de situaciones. Por ejemplo, cuando se toman ciertos tipos de medidas del ojo, es cntico conocer que el ojo esta en una posicion de referencia particular. Cuando se mide la cornea del ojo de un paciente antes de un tratamiento terapeutico puede ser importante repetir esas medidas despues del tratamiento para determinar cuanto, si alguno, el tratamiento ha afectado a las medidas. Con el fin de conseguir esto, uno tiene que asegurarse de que la alineacion del ojo esta en la misma posicion cada vez que se hacen las medidas particulares. De otro modo, la diferencia de los datos de antes y de despues del tratamiento podna ser debida a un cambio en la alineacion del ojo mas que al tratamiento.

Ademas de esas situaciones en las que uno necesita asegurarse de que el ojo esta alineado en la misma posicion durante dos o mas medidas, hay situaciones en las que la alineacion del ojo es conveniente para medidas de diagnostico del funcionamiento del ojo. Hay situaciones en las que un sujeto humano puede simplemente ser solicitado que se fije en un objeto particular. De este modo, el humano puede afirmar que el o ella estan actualmente mirando una fuente de luz, lo que de este modo proporciona una informacion de alineacion del ojo “subjetiva”. No obstante, hay situaciones en las que un medico o investigador quenia una informacion de alineacion del ojo “objetiva” que indicara la orientacion del ojo y, en la medida de lo posible, indicar lo que el ojo esta viendo.

Por ejemplo, no se puede confiar en los ninos muy pequenos para estar fijado en tal determinado objeto para medidas, tales como en medidas de refraccion que son muy convenientes para asegurar que las imagenes “in focus” estan siendo recibidas cuando el cerebro del nino esta aprendiendo a interpretar imagenes. Igualmente, los adultos sometidos a unos amplios examenes del ojo pueden llegar a estar cansados o sometidos a otra coaccion y fallo para mantener una fijacion fiable. Un paciente que sea sometido a un proceso terapeutico tal como una operacion ocular de extirpacion por laser puede no ser capaz de mantener la orientacion del ojo deseada durante un tiempo de tratamiento prolongado debido a la anestesia aplicada, la fatiga, o la distraccion debida al procedimiento. Ademas, un animal de investigacion normalmente no puede ser entrenado para permanecer fijo durante las medidas del ojo.

En cada uno de los anteriores casos el fallo o la incapacidad del sujeto para mantener la fijacion del ojo sobre un objeto puede producir unas medidas o tratamientos del ojo que son claramente erroneos. Por lo tanto, hay situaciones en las que son necesarios datos de alineacion absolutos del ojo (es decir, el ojo esta alineado de una cierta manera) y situaciones en las que los datos de alineacion comparativos del ojo (es decir, el ojo esta en la misma alineacion que cuando se tomaron las anteriores alineaciones) son necesarios y uno no puede confiar en que un sujeto mantenga la alineacion.

A menudo se requiere un alto nivel de precision al realizar una cirugfa u otro tratamiento en una parte del cuerpo que esta sometida a un movimiento involuntario. Es tfpicamente un problema la alineacion del ojo de un paciente. El ojo esta predispuesto a sacudidas bruscas, que son unos movimientos involuntarios, rapidos de pequena magnitud. Un paciente puede voluntariamente desplazar su mirada durante la cirugfa, y ademas, la estabilidad de la posicion del ojo esta afectada por los latidos del corazon del paciente y por otros factores sicologicos. Ademas, todavfa se discute con respecto al eje de referencia adecuado de alineacion del ojo para el tratamiento, tal como para una cirugfa refractiva con laser.

En sistemas oftalmicos de laser tfpicos para tratamiento de defectos o estados, un componente rastreador ocular del sistema se utiliza para rastrear el movimiento del ojo durante la cirugfa, y para interrumpir la administracion del tratamiento terapeutico cuando el rastreo no puede ser mantenido. A menudo, el cirujano aplicara manualmente un rastreador ocular cuando parezca que esta adecuadamente alineado. Esta tecnica subjetiva es propensa a errores que pueden llevar a extirpaciones descentradas y a otros impedimentos para una correccion satisfactoria de la vision. Diversas tecnologfas de rastreo ocular estan disponibles comercialmente. En algunas realizaciones de la presente invencion descritas mas adelante es conveniente aplicar un rastreador ocular cuando esta bloqueado sobre el punto de referencia deseado en el ojo.

Se han propuesto diversos tipos de dispositivos de deteccion del eje visual. Por ejemplo, algunos dispositivos de deteccion del eje visual estan basados en la mirada del paciente. La Publicacion de Patente Japonesa 1-274736, por ejemplo, describe un dispositivo que proyecta unos haces de luz paralelos hacia un globo ocular de un observador desde una fuente de luz y determina un eje visual haciendo uso de una imagen reflejada desde una cornea, esto es, una imagen reflejada en la cornea, o imagen de Purkinje, y la posicion de formacion de la imagen de una pupila.

El documento US 6.257.722 describe que la luz es reflejada desde un ojo del paciente para generar una imagen captada de la pupila. La imagen captada se divide en areas, con unos numeros de pfxeles predeterminados, y es

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analizada para determinar la situacion del centro de la pupila. La luz reflejada solamente proporciona la imagen que se usa para determinar el centro de la pupila. El haz de luz no coherente o enfocado se proporciona como una base para la comparacion con la situacion del centro de la pupila.

De este modo, es necesario para una mayor fiabilidad y precision en la alineacion del ojo, particularmente cuando se refiere a metodos de tratamiento del ojo tal como la cirugfa oftalmica con laser.

General

La invencion esta definida en las reivindicaciones anejas. Por consiguiente, preferiblemente la invencion proporciona un sistema para determinar o medir la alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo para definir un eje de referencia de un ojo de un sujeto. Es otro objeto de la invencion proporcionar un sistema de alineacion de un eje de referencia del ojo determinado objetivamente en una relacion seleccionada con un eje terapeutico de un aparato terapeutico oftalmico y/o un eje de diagnostico de un aparato de diagnostico oftalmico.

Preferiblemente la invencion puede ser usada en un metodo y un sistema rastreador ocular para monitorizar el movimiento del ojo de un paciente durante un procedimiento oftalmico, en donde el sistema de rastreador ocular es automaticamente aplicado despues de determinar la alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo.

Preferiblemente la invencion puede ser usada en un metodo y un sistema para planificar un procedimiento de tratamiento oftalmico basado, al menos en parte, en una alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo para definir un eje de referencia de un ojo que ha de ser tratado. La invencion puede ser usada en un metodo y sistema de tratamiento oftalmico, en donde un componente de energfa terapeutico esta controlado en uno o mas aspectos operativos basados en la determinacion de la alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo.

Preferiblemente la invencion encuentra aplicacion en un metodo y sistema de tratamiento oftalmico, en donde un componente de energfa terapeutico es situado y/o estabilizado con respecto a un eje de referencia de un ojo que ha de ser tratado, definido por la alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo. Es ademas otro objeto de la invencion proporcionar un sistema de tratamiento oftalmico, en donde un eje de referencia determinado objetivamente de un ojo que ha de ser tratado es colocado y/o estabilizado con respecto a un componente de energfa terapeutico.

Preferiblemente la invencion proporciona un sistema de tratamiento oftalmico, en donde un componente de energfa terapeutico es controlado en uno o mas aspectos operativos basados en la determinacion de la alineacion objetiva del ojo en un sistema de coordenadas externo.

En un aspecto principal la invencion proporciona un sistema de definicion de un eje de referencia de un ojo de un paciente en un sistema de coordenadas externo, caracterizado por que comprende: (a) una fuente de luz para dirigir un haz de luz coherente o enfocado sobre una superficie reflexiva asociada con el ojo del paciente, (b) un sistema de formacion de imagenes para registrar una imagen de un limbo del ojo del paciente y una imagen formada por una reflexion del haz de luz procedente de una cornea del ojo del paciente, y (c) un procesador conectado operativamente al sistema de formacion de imagenes para (i) a partir de la imagen del limbo, determinar el centro del limbo del ojo del paciente en el sistema de coordenadas externo, y (ii) a partir de la imagen de la reflexion, determinar cuando la posicion de la reflexion es coincidente con el centro del limbo, en que posicion un eje normal a la cornea en el centro corneal define el eje de referencia.

En una realizacion que tiene aspectos de la invencion, se ha dispuesto un metodo para determinar cuando la posicion del ojo de un sujeto esta alineada con un eje de referencia en un sistema de coordenadas externo, en donde el metodo comprende determinar las posiciones del limbo (el lfmite generalmente circular de la esclerotica/cornea) del ojo del sujeto en el sistema de coordenadas externo, y a partir de estas posiciones, determinar el centro del limbo en el sistema de coordenadas externo. El metodo comprende ademas determinar la posicion de una imagen de un haz de luz reflejado desde el ojo del paciente (por ejemplo, la cornea), y determinar que el ojo del sujeto esta alineado con el eje de referencia cuando la posicion determinada de la reflexion es coincidente con el centro determinado del limbo.

En realizaciones de este metodo las determinaciones del centro del limbo y de la reflexion corneal pueden ser llevadas a cabo con la cabeza del paciente estabilizada en un reposacabezas, y puede ser realizada por un sistema de formacion de imagenes dispuesto en el sistema de coordenadas externo. Por ejemplo, el metodo puede incluir registrar una imagen del limbo del sujeto por un detector optico, encajar la imagen del limbo en un cfrculo, y determinar la posicion del centro del cfrculo con respecto al sistema de coordenadas externo.

En algunas realizaciones de este metodo la reflexion desde el ojo del paciente es una primera imagen de Purkinje formada por la reflexion de un haz de luz coherente o enfocado fuera de la superficie anterior de la cornea. Por ejemplo, el eje optico del haz de luz coherente o enfocado puede ser alineado con el eje de referencia.

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Algunas realizaciones de este metodo incluyen generar una senal de alineacion del ojo cuando la posicion del ojo del sujeto esta alineada con un eje de referencia de coordenadas externo. Como un ejemplo, se puede generar una senal tras una determinacion de que la posicion de la reflexion corneal es coincidente con el centro del limbo. El metodo puede incluir el uso de esta senal como un elemento de un procedimiento, tal como el uso de una senal de alineacion del ojo para adjuntar un dispositivo de colocacion y estabilizacion ocular al ojo del sujeto; y/o el uso de una senal de alineacion para activar un haz terapeutico dirigido a lo largo de un camino que tiene una relacion conocida con el sistema de referencia de coordenadas externo. En algunas realizaciones el metodo se usa para tratar la degeneracion macular, por ejemplo en donde el haz terapeutico incluye uno o mas haces de rayos X colimados de baja energfa, que estan dirigidos a lo largo de un camino que intersecciona el eje de referencia en una zona seleccionada del ojo del sujeto, por ejemplo, en un angulo de interseccion de entre aproximadamente 10 hasta aproximadamente 45 grados.

En algunas realizaciones el eje de referencia puede definir un eje geometrico del ojo del paciente, y el metodo puede incluir calcular la distancia entre la cornea y la retina a lo largo de este eje.

En algunas realizaciones el metodo puede ser aplicado para determinar la posicion de la interseccion del eje de referencia con la retina del paciente con relacion a una estructura de interes en la retina. Los pasos adicionales pueden incluir determinar la posicion de una imagen formada por un haz de luz reflejado desde la retina del ojo del paciente. Por ejemplo, un haz de luz usado para obtener una reflexion del ojo anterior, tal como una primera imagen de Purkinje, puede tambien ser usado para iluminar la retina, para obtener una imagen de reflexion retinal, tal como cuando una primera imagen de Purkinje es coincidente con el centro de la imagen del limbo y asf la imagen de reflexion retinal esta alineada con el eje de referencia. Ademas, un segundo haz de luz coherente o enfocado puede ser pasado a traves de la pupila del ojo del sujeto para reflejarse fuera de una estructura de interes en la retina, y la posicion de la imagen de la reflexion del segundo haz fuera de la estructura de interes puede ser determinado en el sistema de coordenadas externo, con relacion al eje de referencia.

En otra realizacion mas que tiene aspectos de la invencion, se proporciona un metodo para definir un eje de referencia de un ojo del paciente en un sistema de coordenadas externo, en donde el metodo comprende determinar las posiciones del limbo del ojo del paciente en el sistema de coordenadas externo, y a partir de estas posiciones, determinar el centro del limbo en el sistema de coordenadas externo. El metodo comprende ademas determinar la posicion de una imagen de un haz de luz reflejado desde la cornea del ojo del paciente, y ajustar la posicion del ojo hasta que la posicion de la reflexion sea coincidente con el centro del limbo, en cuya posicion un eje normal a la cornea en el centro corneal define el eje de referencia del paciente.

En algunas realizaciones el eje de referencia definido por el metodo se extiende desde la cornea hasta una posicion en la retina que es una distancia maxima desde la cornea. El metodo puede ademas incluir superponer el eje de referencia del paciente sobre un modelo tridimensional del ojo alineando el eje de referencia del paciente con un eje de referencia del modelo. En algunas realizaciones el metodo puede ser aplicado para dirigir un procedimiento de diagnostico o terapeutico en el ojo, el metodo incluye ademas la colocacion de un haz de un dispositivo de diagnostico o terapeutico en una posicion y un angulo seleccionados con respecto al eje de referencia del paciente.

Algunas realizaciones de este metodo incluyen la generacion de una senal de alineacion del ojo cuando la posicion del ojo del paciente esta alineada con un eje de referencia de coordenadas externo. El metodo puede incluir el uso de esta senal para adjuntar un dispositivo de colocacion y estabilizacion ocular al ojo del sujeto. Alternativa o adicionalmente, el metodo puede incluir el uso de la senal de alineacion del ojo para activar un haz terapeutico dirigido a lo largo de un camino que tiene una relacion conocida con el sistema de referencia de coordenadas externo. En algunas realizaciones el metodo se usa para tratar la degeneracion macular, por ejemplo en donde el haz terapeutico es un haz de rayos X colimado de baja energfa, y el haz terapeutico esta dirigido a lo largo de un camino que intersecciona el eje de referencia en una zona macular del ojo del sujeto paciente, y con un angulo entre aproximadamente 10-45 grados con respecto al eje de referencia.

En algunas realizaciones el metodo puede ser aplicado para determinar la posicion de la interseccion del eje de referencia con la retina del paciente relativa a una estructura de interes en la retina, que incluye la determinacion de la posicion de una imagen formada por un haz de luz reflejado desde la retina del ojo del paciente cuando una reflexion corneal del haz de luz es coincidente con el centro del limbo. Ademas, un segundo haz de luz coherente o enfocado puede ser pasado a traves de la pupila del ojo del sujeto para reflejarse fuera de una estructura de interes en la retina, y la posicion de la imagen de la reflexion fuera de la estructura de interes puede ser determinada en el sistema de coordenadas externo.

En otra realizacion mas que tiene aspectos de la invencion, se dispone un sistema de definicion de un eje de referencia de un ojo del sujeto en un sistema de coordenadas externo, en donde el sistema comprende (a) un soporte de la cabeza para soportar la cabeza del paciente, (b) una fuente de luz para iluminar el lfmite de la esclerotica/cornea (limbo) del ojo del paciente, (c) una fuente de luz para dirigir un haz de luz coherente o enfocado en la cornea del ojo del paciente, (d) un sistema de formacion de imagenes para registrar una imagen del limbo del paciente y una imagen formada por la reflexion del haz de luz coherente o enfocado desde la cornea del ojo del paciente, y (e) un procesador conectado operativamente al sistema de formacion de imagenes para (i) desde la imagen del lfmite de la esclerotica/cornea determinar el centro del limbo del ojo del paciente en el sistema de

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coordenadas externo, y (ii) desde la imagen de la reflexion del haz de luz coherente o enfocado fuera de la cornea, determinar cuando la posicion de la imagen de la reflexion es coincidente con el centro de la imagen del limbo, en que posicion un eje normal a la cornea en el centro corneal define el eje de referencia.

En algunas realizaciones del sistema la fuente de luz para iluminar el limbo es efectiva para iluminar todo el ojo, y la fuente de luz para dirigir un haz de luz coherente o enfocado sobre la cornea es un haz de luz coherente. En algunas realizaciones del sistema el sistema de formacion de imagenes incluye un fotodetector de CCD. En algunas realizaciones del sistema el procesador opera para encajar la imagen del limbo en un cfrculo y encontrar el centro del drculo. Ademas, el procesador puede operar para determinar, en cada posicion del ojo del paciente, si el centro del limbo del ojo del paciente es el mismo que la posicion de la imagen de reflexion desde la cornea. En algunas realizaciones del sistema el procesador puede operar para generar una senal cuando la posicion de la imagen de reflexion es coincidente con el centro de la imagen del limbo. Ademas, el procesador puede operar para generar unas senales de colocacion para colocar un dispositivo de diagnostico o terapeutico en una posicion y un angulo seleccionados con respecto al eje de referencia.

En algunas realizaciones el sistema opera ademas para registrar las reflexiones de un haz de luz coherente o enfocado fuera de la superficie de la retina, en donde el procesador opera ademas para (iii) determinar la posicion de una imagen formada por la reflexion del haz de luz fuera de la retina, cuando la posicion de la imagen de reflexion fuera de la cornea es coincidente con el centro de la imagen del limbo, (iv) determinar la posicion de una imagen formada por la reflexion de otro haz de luz coherente o enfocado fuera de una estructura de interes seleccionada en la retina, y (v) determinar la posicion de la imagen de la reflexion del otro haz fuera de la estructura de interes en el sistema de coordenadas externo, con relacion a la posicion de la imagen de la reflexion fuera de la retina a lo largo del eje de referencia.

En otra realizacion mas que tiene aspectos de la invencion, se proporciona un metodo de colocacion del ojo del paciente en alineacion con un eje de referencia en un sistema de coordenadas externo, que comprende (a) colocar una grna ocular sobre un ojo del paciente, (b) centrar la grna con respecto al lfmite esclerotica/cornea del ojo del paciente, (c) estabilizar la grna ocular sobre el ojo aplicando una presion negativa entre la grna y el ojo, (d) mover la grna ocular, y por lo tanto el ojo del paciente, hasta que la grna ocular este alineada con el eje de referencia, para asf colocar el ojo del paciente en alineacion con el eje de referencia. La grna ocular puede tener un anillo periferico dimensionado para estar contenido dentro o sustancialmente coincidente con el lfmite esclerotica/cornea del ojo del paciente, y el paso (b) puede incluir ajustar la posicion de la grna hasta que el anillo periferico y el lfmite esclerotica/cornea esten alineados coaxialmente.

En otra realizacion mas que tiene aspectos de la invencion, se proporciona un sistema de tratamiento ocular guiado por imagen, que comprende (a) un soporte de la cabeza para soportar la cabeza de un paciente, (b) una grna del ojo adaptada para ser colocada en el ojo del paciente, y estabilizada en el ojo por la aplicacion de una presion negativa entre la grna del ojo y el ojo cuando la grna esta aproximadamente centrada con respecto al lfmite de la esclerotica/cornea del ojo del paciente, (c) una camara para registrar una imagen de la grna del ojo en el ojo del paciente, (d) un conjunto de alineacion de grna para detectar la alineacion entre la grna del ojo, con ella estabilizada en un ojo del paciente, y un eje de referencia de coordenadas externo, (e) un brazo externo unido pivotablemente a la grna del ojo para mantener el ojo en una posicion en la que la grna del ojo este alineada con el eje de referencia de coordenadas externo, (e) un procesador conectado operativamente a la camara y un conjunto de gma-alineacion para (i) determinar a partir de la imagen de la grna del ojo y del lfmite esclerotica/cornea cualquier variacion procedente del centrado verdadero de la grna del ojo en el ojo del paciente, (ii) si se determina una variacion a partir del centrado verdadero, construir una transformacion de coordenadas entre las posiciones reales y centradas de la grna del ojo, (iii) con la grna del ojo movida a y mantenida en su posicion alineada, y si es necesario aplicando la transformacion de coordenadas, que determina la posicion del ojo con respecto al eje de referencia de coordenadas, (iv) a partir de la determinacion en el paso (iii) determinar un eje o ejes de tratamiento a lo largo de los cuales se dirigira un haz terapeutico hacia una zona objetivo del ojo, y (f) un monitor de visualizacion conectado operativamente al procesador para visualizar al usuario una imagen del ojo del paciente y la grna del ojo adjuntada, informacion sobre el alcance de la alineacion entre la grna del ojo y el haz de referencia, y una imagen virtual del eje de tratamiento o eje.

En algunas realizaciones el procesador puede incluir unas imagenes del fondo almacenadas y opera para superponer esas imagenes sobre la imagen del ojo del paciente visualizada en el monitor, lo que permite al usuario ver las areas de interseccion de los ejes del haz terapeutico y del fondo.

Estos y otros objetos y caractensticas de la invencion seran apreciados mas completamente al leer la siguiente descripcion detallada de la invencion conjuntamente con las figuras que se acompanan.

Breve descripcion de las figuras

Las figuras y las descripciones asociadas son provistas para ilustrar unas realizaciones de la descripcion y no para limitar el alcance de la descripcion. A traves de las figuras los numeros de referencia se vuelven a usar para indicar una correspondencia entre los elementos referenciados. Las figuras estan en una forma simplificada y no estan necesariamente a una escala exacta. En referencia a la presente descripcion, con fines de conveniencia y

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clarificacion solamente, los terminos direccionales tales como parte superior, fondo, izquierda, derecha, arriba, abajo, sobre, debajo, debajo de, trasero, frontal se usan con respecto a las figuras que se acompanan. Tales terminos direccionales no deben ser interpretados como que limitan el alcance de la invencion en modo alguno.

Las figuras particulares pueden ser brevemente resumidas como sigue:

La Figura 1 ilustra una vista lateral esquematica de una porcion anterior de un ojo en asociacion con una realizacion de un sistema de alineacion que tiene aspectos de la invencion.

La Figura 2 es un dibujo de una senal de deteccion de coalineacion a modo de ejemplo indicativa de reflexion coincidente del primer reflejo de Purkinje y el centro del limbo.

Las Figuras 3A y 3B ilustran unos sistemas de tratamiento oftalmico a modo de ejemplo que tienen aspectos de la invencion, que incluyen un dispositivo de tratamiento que esta colocado y/o controlado por un dispositivo de colocacion/estabilizacion del ojo.

Las Figuras 3C y 3D ilustran un sistema de tratamiento oftalmico a modo de ejemplo para un tratamiento de la retina con rayos X, en donde la Figura 3C es una vista de la seccion transversal de un ojo tomada a lo largo del eje geometrico en un plano horizontal, y la Figura 3D es una vista frontal en detalle de un ojo visto alineado con un eje del sistema de referencia.

Las Figuras 4A-B y 5A-B ilustran la colocacion del ojo a modo de ejemplo y/o unos dispositivos de estabilizacion que tienen aspectos de la invencion.

Las Figuras 6A-C ilustran unas vistas laterales esquematicas de una porcion anterior de un ojo en tres orientaciones con respecto a una realizacion de un sistema de alineacion que tiene aspectos de la invencion, que representan un metodo que utiliza un dimensionamiento del limbo para definir el eje de referencia.

La Figura 7 es un diagrama de un metodo a modo de ejemplo que tiene aspectos de la invencion, que muestra una secuencia de los sucesivos pasos de procesamiento de datos usados para identificar el lfmite lfmbico y el centro lfmbico.

Las Figuras 8A-B ilustran un eje de referencia definido en una realizacion de un sistema de alineacion que tiene aspectos de la invencion, orientado de modo que el centro de reflexion de la luz colimada desde la retina coincide con el centro del limbo.

Las Figuras 9A-B ilustran una realizacion de un sistema de alineacion generalmente similar al de las Figuras 8A-B, en el que el centro de reflexion de la luz colimada desde la retina esta ahora fuera del centro o fuera del eje con respecto al centro del limbo.

La Figura 10 representa una realizacion de un sistema de alineacion que tiene aspectos de la invencion, que incluye unos divisores de haz para superponer la reflexion de una baliza de laser alineada con un eje de referencia sobre la imagen obtenida de la retina de un sujeto por una camara del fondo.

Las Figuras 11A-B muestran un par de imagenes del fondo obtenidas con el sistema como en la Figura 10, en donde la Figura 11A representa una imagen en la que el foco de la baliza de laser y la reflexion de la baliza de laser estan alineados con el centro del limbo, y la Figura 11A representa una imagen en la que la baliza no esta alineada con el centro del limbo.

Las Figuras 12A-B representan un compendio del sistema de la metodologfa que tiene aspectos de la invencion, adaptado para ser usado para administrar una terapia de radiacion a la macula de un paciente, en donde la Figura 12A es un diagrama del sistema de tratamiento. La Figura 12B muestra una imagen del fondo de la retina del sujeto.

Las Figuras 13A-C representan unos haces de terapia de rayos x que se desplazan a traves de un ojo a un centro u objetivo de la terapia, en donde la Figura 13A muestra en seccion transversal la disposicion angular de los haces, la Figura 13B representa una imagen retinal en la que el centro de la terapia de radiacion esta centrado alrededor del eje de tratamiento, y la Figura 13B representa una imagen retinal en la que el centro de la terapia de radiacion es coincidente con la macula y no con el eje de tratamiento.

La Figura 14 es un diagrama de un metodo a modo de ejemplo que tiene aspectos de la invencion, que muestra una secuencia de los sucesivos pasos usados para obtener la relacion entre el centro del limbo, el eje optico, y la posicion relativa de un haz que se desplaza a traves del limbo.

La Figura 15 es un diagrama de un sistema a modo de ejemplo que tiene aspectos de la invencion, configurado para administrar una cirugfa fotoextirpativa del ojo.

Las Figuras 16A-F representan unas especies alternativas que tienen aspectos de la invencion de una “separacion” posterior al encaje que pueden ser empleados con unos dispositivos de colocacion y/o estabilizacion del ojo tal como esta mostrado en las Figuras 4A-B y 5A-B.

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Las Figuras 17A-17D representan varias realizaciones de sujetadores del ojo que tienen aspectos de la invencion que tienen unas configuraciones alternativas de un miembro de contacto.

Las Figuras 18A(1)-18B(2) representan unas realizaciones de sujetadores del ojo que tienen aspectos de la invencion que tienen unas configuraciones alternativas de un miembro de contacto.

Descripcion detallada de la invencion

A continuacion se hara referencia en detalle a las realizaciones descritas de la invencion, ejemplos de las cuales estan ilustrados en las figuras que se acompanan.

I. Definiciones

A menos que se indique de otro modo, todos los terminos tecnicos y cientificos usados aqrn tienen el mismo significado que el que tendnan para un experto en la tecnica de la presente invencion. Se ha de entender que esta invencion no esta limitada a la metodologfa y los protocolos descritos, ya que pueden variar.

Como se usa aqrn, “acomodacion” se refiere a la capacidad de cambiar el foco de objetos distantes a objetos cercanos, cuya capacidad puede tender a disminuir con la edad.

El termino “coroides” se refiere a la capa altamente vascular del ojo debajo de la esclerotica.

Como se usa aqrn, “musculo ciliar” se refiere a un anillo muscular de un tejido situado debajo de la esclerotica y unido a la lente por medio de unas zonulas.

Como se usa aqrn, “conjuntiva” se refiere al tejido delgado y transparente que cubre el lado exterior de la esclerotica. En algunas realizaciones de la invencion se hace referencia a uno o mas dispositivos o sistemas de la invencion en contacto con las estructuras exteriores del ojo, tal como la esclerotica. En estas realizaciones se ha de entender que el dispositivo o los sistemas de la invencion pueden estar en contacto con la estructura nombrada, o pueden estar en contacto con la conjuntiva que cubre la estructura.

Como se usa aqrn, “cornea” se refiere al tejido transparente, avascular que es continuo con la esclerotica opaca y la conjuntiva semitransparente, y cubierto por una pelfcula lagrimal, o epitelio corneal, sobre su anterior superficie y banado por un humor acuoso sobre su superficie posterior.

Como se usa aqrn, “limbo” se refiere al lfmite en el que la cornea se junta con la esclerotica.

Como se usa aqrn, “retina” se refiere a la capa de tejido sensible a la luz que recubre la parte trasera interior del ojo

y envfa unos impulsos visuales a traves del nervio optico al cerebro.

Como se usa aqrn, “enfermedad ocular” se refiere a una enfermedad del ojo que incluye, pero no esta limitada a tumores, degeneracion ocular, retinopatfas, retinitis, vasculopatfas retinales, retinopatfas diabeticas, enfermedades de la membrana de Bruch y similares.

Como se usa aqrn, el termino “reducir una enfermedad ocular” abarca tambien el tratamiento y el alivio de la enfermedad ocular.

Como se usa aqrn, “esclerotica” se refiere a la estructura de soporte exterior, o “blanco”, del ojo.

Como se usa aqrn, el termino “sujeto” se refiere a un hombre o animal que tiene un ojo.

Como se usa aqrn, “cuerpo vttreo” se refiere a la gelatina transparente incolora que llena el ojo posterior a la lente y

que esta encerrada por una membrana hialoidea.

Como se usa aqrn, “zonulas” se refiere a un conjunto circular de fibras de colageno dirigidas radialmente que estan unidas en sus extremos a la lente y en los extremos exteriores del musculo ciliar.

Como se usa aqrn, el termino “presbiopfa” se refiere a la incapacidad del ojo de enfocar con precision objetos cercanos. La presbiopfa esta asociada con una edad avanzada y tfpicamente es causa de una disminucion de la acomodacion. La introduccion del tratamiento, por ejemplo la extirpacion por laser, de acuerdo con cualquiera de las puestas en practica aqrn descritas, preferiblemente aumenta o facilita un aumento de la acomodacion, lo que mitiga los efectos de la presbiopfa.

El termino “terapia radiodinamica” se refiere a la combinacion de rayos X colimados con una terapia sistematica administrada concomitantemente.

El termino “agentes radiodinamicos” se entiende que tiene su significado ordinario y simple, el cual incluye sin limitacion, unos agentes t que responden a la radiacion tales como los rayos X, y agentes que sensibilizan un tejido a los efectos de la radiacion.

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El termino “terapia fotodinamica” se refiere a un metodo terapeutico o de diagnostico que implica el uso de un agente fotorreactivo y una radiacion de una intensidad y una longitud de onda suficientes para activar el agente fotorreactivo. A continuacion, el agente fotorreactivo activado, a traves de la emision de ene^a, ejerce un efecto terapeutico o facilita la diagnosis mediante la deteccion de la energfa emitida.

El termino “agentes fotodinamicos” se entiende que tiene su significado simple y ordinario que incluye, sin limitacion, los agentes que reaccionan a la luz y los agentes que sensibilizan un tejido frente a los efectos de la luz.

“Radiacion”, como se usa aqrn, se entiende que tiene su significado ordinario que incluye, sin limitacion; al menos cualquier radiacion electromagnetica basada en fotones que cubre el intervalo a partir de la radiacion gamma a las ondas de radio e incluye energfas de rayos X, ultravioleta, visibles, infrarrojos, microondas, y ondas de radio. Por lo tanto, la radioterapia planificada y dirigida puede ser aplicada a un ojo con energfas en cualesquiera de estos intervalos de longitudes de onda.

“Radioterapia”, como se usa aqrn, y se entiende que tiene su significado ordinario, el cual incluye, sin limitacion, al menos cualquier tipo de terapia clmica que trata una enfermedad mediante la liberacion de energfa a traves de una radiacion electromagnetica. La radiacion X generalmente se refiere a fotones con unas longitudes de onda por debajo de aproximadamente 10 nm hasta aproximadamente 0,01 nm. Los rayos gamma se refieren a ondas electromagneticas con unas longitudes de onda por debajo de aproximadamente 0,01 nm. La radiacion ultravioleta se refiere a fotones con longitudes de onda desde aproximadamente 10 nm hasta aproximadamente 400 nm. La radiacion visible se refiere a fotones con longitudes de onda desde aproximadamente 400 nm hasta aproximadamente 700 nm. Los fotones con unas longitudes de onda por encima de 700 nm estan generalmente en las zonas de la radiacion infrarroja. Dentro del regimen de rayos X de la radiacion electromagnetica, los rayos X de baja energfa pueden ser referidos como de ortovoltaje. Mientras que las energfas del foton exactas incluidas dentro de la definicion de ortovoltaje vanan, para la presente descripcion, ortovoltaje se refiere al menos a unos fotones de rayos X con energfas desde aproximadamente 20 keV hasta aproximadamente 500 keV.

Como se usa aqrn, “tratamiento” se refiere a cualquier manera en la que uno o mas de los smtomas de una enfermedad o desorden son mejorados o de otro modo alterados beneficiosamente. Tratamiento tambien abarca cualquier uso terapeutico de los presentes sistemas.

Los diagnosticos pueden tambien ser realizados con cualquier tipo de fuente de energfa o tratamiento descrito aqrn y pueden ser referidos como “diagnosticos de radiacion”.

Como se usa aqrn, el termino “sistema de coordenadas global” o “sistema de coordenadas externo” se refiere a un mundo ffsico de una maquina o espacio. El sistema de coordenadas global es generalmente un sistema que se refiere a una maquina, tal como un ordenador o cualquier otro dispositivo operativo, al mundo ffsico o al espacio que es usado por la maquina. El sistema de coordenadas global puede ser usado, por ejemplo, para mover una maquina, los componentes de una maquina, u otros elementos desde una primera posicion hasta una segunda posicion. El sistema de coordenadas global puede tambien ser usado, por ejemplo, para identificar el lugar de un primer elemento con respecto a un segundo elemento.

“Kerma”, como se usa aqrn, se refiere a la energfa liberada (o absorbida) por volumen de aire cuando el aire es alcanzado con un haz de rayos X. La unidad de medida de Kerma es Gy. La tasa de aire-kerma son los Kerma (en Gy) absorbidos en el aire por unidad de tiempo. De igual manera, la tasa “tejido kerma” es la radiacion absorbida en el tejido por unidad de tiempo. Kerma es generalmente insensible a la longitud de onda de la radiacion, ya que incorpora todas las longitudes de onda en su lectura de julios.

Como se usa aqrn, el termino “dosis de radiacion” se entiende que incluye, sin limitacion, la energfa absorbida por unidad de masa de tejido. Un ejemplo de una medida de la dosis de radiacion es el Gray, que es igual a 1 julio por kilogramo, que tambien es igual a 100 rad. O por ejemplo, como se usa aqrn en algunas realizaciones, una dosis de radiacion puede ser la cantidad de radiacion, o energfa absorbida por unidad de masa de tejido, que es recibida o administrada durante un determinado penodo de tiempo. Por ejemplo, una dosis de radiacion puede ser la cantidad de energfa absorbida por unidad de masa de tejido durante un proceso, sesion, o procedimiento de tratamiento.

Como se usa aqrn, el termino “trayectoria” se entiende que incluye, sin limitacion, un camino, orientacion, angulo, o direccion general de desplazamiento. Por ejemplo, como se usa aqrn en algunas realizaciones, la trayectoria de un haz de luz puede incluir el camino real o planificado del haz de luz. En algunas realizaciones la trayectoria de un haz de luz puede ser determinada por una orientacion de una fuente de luz que emite el haz de luz, y la trayectoria puede, en algunas realizaciones, ser medida, tal como por un angulo, o determinada con respecto a una referencia, tal como un eje o un plano.

Como se usa aqrn, el termino “eje geometrico” se refiere a un eje que es el eje de simetna del ojo en la direccion anterior a la posterior. Este eje se extiende desde el centro de la cornea a traves del centro del polo posterior del ojo y es el eje sobre el que el ojo puede ser rotado alrededor con una simetna rotacional. El eje geometrico es un eje puramente relacionado con la anatoirffa ocular y puede ser determinado en cualquier ojo, incluso en un paciente ciego.

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Como se usa aqm, el termino “eje optico” del eje se toma para ser generalmente sinonimo del termino “eje geometrico”.

Como se usa aqm, el termino “eje visual” es el eje que atraviesa el centro de la lente para alcanzar el centro de la fovea. Es tipicamente determinado cuando el sujeto mira directamente a un objeto, el eje que intersecciona una zona sobre la fovea. El eje visual esta en cierta medida determinado por la funcion visual espedfica del paciente, puede verse afectado por la patologfa del ojo y el comportamiento adaptativo del paciente, y en algunos pacientes puede ser diffcil de determinar.

Como se usa aqm, el termino “eje de referenda” se refiere a un eje que relaciona con una anatoirna ocular del sujeto con respecto a un sistema de coordenadas externo, es decir un sistema de coordenadas externo al ojo, tal como un sistema de coordenadas definido por un dispositivo de tratamiento oftalmologico o de diagnostico (en algunos casos un eje de referencia puede ser referido aqm como un “eje de interes”). En las realizaciones descritas aqm con particular detalle, el eje de referencia es generalmente, o se aproxima y representa con exactitud, el eje geometrico del ojo como referenciado en un sistema de coordenadas externo.

Sin embargo, se pueden definir unos ejes de referencia alternativos, y se debena comprender que muchos aspectos de la invencion pueden ser aplicados utilmente, sin apartarse de la invencion, a sistemas y metodos en los que el eje de interes es diferente del eje geometrico. Por ejemplo, en ciertas realizaciones que tienen aspectos de la invencion el “eje de interes” puede ser el eje visual. Las realizaciones alternativas pueden definir un sistema de referencia del ojo con respecto a varias otras estructuras o propiedades del ojo observables y/o medibles. Independiente de que el eje del ojo este definido por un eje de referencia, puede estar alineado con respecto a un sistema de coordenadas externo, y puede servir como un eje de referencia para estructuras anatomicas del ojo que pueden ser de interes en diagnosis o tratamiento, tal como una macula de la retina que muestre una degeneracion macular.

Como se usa aqm, el termino “alineado con” significa disponer en una lmea o asf para ser coincidente o paralelo. En particular, una posicion del ojo del paciente esta alineada con un eje de referencia en un sistema de coordenadas externo cuando el eje geometrico del ojo es coincidente con el eje de referencia.

El termino “colocado con respecto a” se entiende que incluye, sin limitacion, que tiene una relacion angular fija entre cero y 180 grados. Por ejemplo, como se usa aqm, dos haces de luz o haces de rayos X estan situados uno con respecto al otro si son colineales, estan orientados uno con respecto al otro en un angulo fijo, o tienen otra relacion fija. En algunas realizaciones el angulo entre los haces de luz alineados o haces de rayos X puede ir desde aproximadamente cero grados hasta aproximadamente 360 grados, y puede incluir aproximadamente 90 grados, aproximadamente 180 grados, y aproximadamente 270 grados.

“Eje del haz” o “eje del dispositivo”, como se usa aqm, se entiende que incluye, sin limitacion, un eje direccional caractenstico de un dispositivo de tratamiento o de diagnostico, por ejemplo, un eje de propagacion de un haz de luz colimado o enfocado y/o un haz de rayos X colimado emitido por un dispositivo para tratamiento o diagnostico. En tales realizaciones, un eje del haz puede ser el eje de un haz de rayos X colimado de ortovoltaje emitido por un dispositivo de rayos X y usado para tratar un tejido objetivo en un organo, tal como un ojo. Tal realizacion puede tambien emitir un haz de laser colimado o enfocado que sea colineal con el haz de rayos X, por ejemplo, y tambien alineado con el eje del haz.

“Eje de tratamiento”, como se usa aqm, se entiende que incluye, sin limitacion, un eje de un organo o estructura anatomica en relacion con un dispositivo de tratamiento. Por ejemplo, en algunas realizaciones el eje de tratamiento del organo esta relacionado, tal como por un angulo, con un eje caractenstico del dispositivo de tratamiento (por ejemplo, el eje del haz de un dispositivo de tratamiento que emite un haz). En algunas realizaciones la interseccion del eje de tratamiento y del eje del dispositivo se usa para definir el objetivo para el haz de radioterapia.

Como se usa aqm, el termino “sesion de tratamiento” se entiende que incluye, sin limitacion, un unico o una pluralidad de administraciones de tratamiento terapeutico de un tejido objetivo, por ejemplo, una terapia de calor y/o una terapia de radiacion. Por ejemplo, en algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede incluir una unica administracion de haces de rayos X al ojo. En algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede incluir una pluralidad de administraciones de haces de rayos X y de radiacion de laser al ojo del sujeto. En algunas realizaciones una sesion de tratamiento esta limitada a, por ejemplo, una unica visita de un paciente a una clmica para tratamiento, y en algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede ampliarse a una pluralidad de visitas de un paciente a la clmica. En algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede incluir un unico procedimiento de administracion de radioterapia, y en algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede incluir una pluralidad de procedimientos que siguen diferentes protocolos para cada procedimiento. En algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede estar limitada a aproximadamente un unico dfa, y en algunas realizaciones una sesion de tratamiento puede ser aproximadamente 2 dfas, aproximadamente 3 dfas, aproximadamente 5 dfas, aproximadamente 1 semana, aproximadamente 10 dfas, aproximadamente 2 semanas, aproximadamente 3 semanas, aproximadamente 1 mes, aproximadamente 6 semanas, aproximadamente 2 meses, aproximadamente 3 meses, aproximadamente 6 meses, aproximadamente 1 ano, o mas larga.

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Como se usa aqrn, el termino “penodo de tratamiento” se entiende que incluye, sin limitacion, cualesquiera de una unica o una pluralidad de administraciones de radioterapia o un tratamiento terapeutico relacionado del tejido, y puede incluir una unica o una pluralidad de sesiones de tratamiento.

Como se usa aqrn, el termino “ordenes de magnitud” se entiende que incluye, sin limitacion, una clase de escala o magnitud de cualquier cantidad, en donde cada clase contiene valores de una relacion relacionada con la clase que la precede. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la relacion que relaciona cada clase puede ser 10. En estas realizaciones un orden de magnitud es una magnitud basada en un multiplo de 10, dos ordenes de magnitud estan basados en dos multiplos de 10, o 100, tres ordenes de magnitud estan basados en tres multiplos de 10, 1.000.

La energfa “laser” esta compuesta por fotones de diferentes energfas que van desde longitudes de onda cortas, tal como la radiacion ultravioleta, hasta las longitudes de onda largas, tal como la radiacion infrarroja. Laser se refiere mas al mecanismo de administracion que a la longitud de onda espedfica de la radiacion. La luz de laser es considerada “coherente” porque los fotones se desplazan en fase entre sf y con pequena divergencia. La luz de laser esta tambien colimada porque se desplaza con pequena divergencia ya que avanza en el espacio. La luz puede ser colimada sin ser coherente (en fase) y sin ser un laser; por ejemplo, las lentes pueden ser usadas para colimar una luz que no sea rayos X. La luz de rayos X es tfpicamente colimada con el uso de colimadores que no son lentes, la penumbra define el grado de colimacion con exito. Los punteros de laser son tfpicamente unas herramientas de visualizacion, en tanto que los laseres mayores de flujo mas alto se utilizan para aplicaciones terapeuticas. En algunas realizaciones de los sistemas y metodos aqrn descritos, se pueden usar los opticos, tales como lentes o espejos, y en algunas realizaciones no intervienen elementos opticos, aunque se pueden usar los colimadores.

Las dos camaras del ojo son las camaras anterior y posterior. La camara anterior incluye, entre otras cosas, la lente, la conjuntiva, la cornea, la esclerotica, el aparato trabecular, los cuerpos ciliares, los musculos, y procesos, y el iris. La camara posterior incluye, entre otras estructuras, el humor vttreo, la retina, y el nervio optico.

Por “enfermedades oculares”, como se usa en esta descripcion, se entiende que tiene su significado ordinario, el cual incluye, sin limitacion, al menos las enfermedades del ojo anterior (por ejemplo, glaucoma, presbiopfa, cataratas, ojo seco, conjuntivitis) asf como las enfermedades del ojo posterior (por ejemplo, las retinopatfas, la degeneracion macular relacionada con la edad, la degeneracion macular diabetica, y el melanoma coroidal).

Las drusas son unos depositos hialinos en la membrana de Bruch debajo de la retina. Los depositos son debidos a, o al menos son marcadores de procesos inflamatorios. Estan presentes en un gran porcentaje de pacientes mayores de 70 anos. Aunque no se conoce la causa, las drusas estan asociadas con marcadores del lugar en el que esta ocurriendo una inflamacion y en donde la neovascularizacion tiene una alta posibilidad de ocurrir en un futuro; estas son las zonas de la llamada “retina vulnerable”. Por lo tanto, es beneficiosa la aplicacion de una radiacion que reduzca la inflamacion en la zona, de acuerdo con algunas realizaciones de la invencion.

Como se usa aqrn, Purkinje es un termino usado para indicar una imagen reflejada fuera de una superficie del ojo. Por ejemplo, la primera Purkinje se refiere a la reflexion fuera de la superficie anterior de la cornea y la segunda Purkinje se refiere a la reflexion fuera de la superficie posterior de la cornea.

II. Sistema y metodo de alineacion del ojo

Un aspecto de la invencion esta dirigido a sistemas para identificar y alinear de forma objetiva y exacta un eje de referencia de un ojo del paciente. En las realizaciones descritas con particular detalle el eje de referencia es, o se aproxima o representa exactamente el eje geometrico del ojo, y por lo tanto, los terminos “eje geometrico” y “eje de referencia” seran usados frecuentemente de forma intercambiable. En estas realizaciones el eje geometrico del ojo es identificado y alineado con referencia a un sistema de coordenadas externo.

En otro aspecto de la invencion el ojo alineado puede a continuacion ser colocado con relacion al eje del haz o eje del dispositivo de un componente de diagnostico o terapeutico cuya posicion es referenciada con respecto al sistema de coordenadas externo comun, tal como un laser de exdmero de un sistema refractivo de cirugfa de correccion de la vision, un sistema de tratamiento con rayos X de ortovoltaje, o similares. Tfpicamente, el sistema de coordenadas externo sera un sistema de coordenadas tridimensional para fines de alineacion del ojo, independientemente de los grados particulares de libertad de movimiento que puedan ser incorporados en la estructura de un diagnostico asociado o dispositivo terapeutico particulares.

Los aspectos de la invencion encontraran utilidad tanto en investigacion de laboratorio como en aplicaciones clmicas. Las ventajas de la presente invencion son numerosas. Las ventajas a modo de ejemplo de los sistemas y metodos que se describen a continuacion incluyen:

(i) proporcionar informacion objetiva de la alineacion del ojo que permita una alineacion del ojo con

respecto a un punto o lmea externos, tal como un eje del instrumento o del dispositivo, o para proporcionar informacion sobre la alineacion del ojo indicando cuando la presente alineacion del ojo es la misma que la alineacion anterior del ojo;

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(ii) proporcionar datos de la alineacion del ojo que puedan ser usados en combinacion con otros instrumentos de diagnostico y terapeuticos;

(iii) permitir que datos de la alineacion del ojo sean proporcionados sin requerir instrumentacion, tal como una gma del ojo, que pudiera bloquear o impedir el uso de dispositivos de diagnostico y/o terapeuticos que pudieran usar ventajosamente una informacion de alineamiento del ojo para mejorar sus operaciones de diagnostico y/o terapeuticas; y

(iv) permitir a uno que lleve el ojo de un sujeto a una particular alineacion deseada, en tanto que el sujeto esta con una anestesia general o que de otro modo sea incapaz de cooperar para llevar su ojo a una particular alineacion, por ejemplo con uso de una gma del ojo, el ojo de un sujeto puede ser llevado a una alineacion predeterminada.

Con referencia ahora a las figuras, y mas particularmente a la Figura 1, se muestra una vista lateral esquematica de una porcion anterior de un ojo 10 en asociacion con un diagrama de bloques de un sistema 100 de alineacion que tiene aspectos de la invencion. El sistema y metodo en esta realizacion de la invencion estan basados en la deteccion de la coalineacion de la primera reflexion de Purkinje desde el ojo 10 del sujeto con el centro del limbo 30 del ojo del sujeto. Cuando el ojo 10 esta apropiadamente iluminado por una fuente de luz, se pueden detectar cuatro reflexiones de Purkinje pero la primera (cornea anterior) es tfpicamente la mas brillante.

A continuacion se describiran brevemente los elementos del ojo 10 necesarios para entender la presente invencion. La cornea 12 del ojo 10 esta caracterizada por una superficie anterior 16 y una superficie posterior 14 que son concentricas una con otra. La restante porcion del ojo 10 representada en la Figura 1 es el iris 24 que se extiende hacia afuera de la superficie posterior 14 de la cornea 12. El cfrculo de interseccion entre el iris 24 y la superficie interior 14 es un punto de referencia conocido como el limbo, la posicion indicada por el numero de referencia 26. El limbo 26 de un ojo es visible desde el exterior y es facilmente representable mediante imagenes.

En realizaciones que tienen aspectos de la invencion, un eje de referencia puede estar definido por la coalineacion de la primera, segunda, tercera, o cuarta reflexion de Purkinje con el centro del limbo. El primer reflejo de Purkinje se define como la imagen virtual formada por la luz reflejada desde la superficie anterior 16 de la cornea 12. El segundo reflejo de Purkinje es una imagen de la luz de entrada formada por la reflexion desde la superficie corneal posterior 14. La luz que no es reflejada desde la superficie corneal anterior 16 o la superficie corneal posterior 14 se propaga a traves de la cornea y el humor acuoso, y a traves de la lente del ojo sobre la retina. El tercer reflejo de Purkinje es una imagen virtual formada por la luz de entrada 14 reflejada desde la superficie anterior de la lente, en tanto que la cuarta imagen de Purkinje esta formada por la luz reflejada desde la superficie posterior de la lente en su interfaz con el humor vftreo. Vease, por ejemplo, P.N. Cornsweet y H.D. Crane, J. Opt. Soc. Am. 63, 921 (1973) para una discusion mas detallada de la formacion de imagenes de Purkinje.

Alternativamente, el eje es definido por una Purkinje desde una superficie opcional 34 situada sobre el ojo 10 tal como cualquiera de las superficies de contacto del ojo en las aplicaciones de prioridad. Igualmente, en la Figura 1, una reflexion desde la cubierta corneal 34 puede ser denominada un “primer reflejo de Purkinje”. Vease por ejemplo, la discusion que viene a continuacion con respecto a la realizacion mostrada en las Figuras 5A-5B, en las que el termino “primer reflejo de Purkinje” se usa para describir una reflexion desde una superficie anterior de un elemento del dispositivo (miembro de contacto 520) que en operacion esta dispuesto sobre la superficie de la cornea (este puede ser un miembro transparente o puede incluir una superficie de un espejo para mejorar la reflexion) y actua en ciertos aspectos como un sustituto de la superficie corneal anterior 16.

En las realizaciones descritas con particular detalle, el eje geometrico de referencia es identificado y determinado por la coalineacion del centro del limbo 26 y un primer reflejo de Purkinje. Esto es, el eje de referencia 18 en la Figura 1 es coincidente con el centro del limbo 26 y el plano 28 normal a la cornea 12 en donde el plano 28 encuentra la porcion anterior 16 de la cornea en el punto 32, que esta sustancialmente en el centro de la cornea del ojo. Este eje de referencia es, o se aproxima y representa con exactitud a, el eje geometrico del ojo, y por lo tanto, el termino “eje geometrico” se puede usar de forma intercambiable con “eje de referencia” en este ejemplo.

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema 100 para realizar un metodo que tiene aspectos de la invencion. En la realizacion ilustrada, el sistema 100 incluye una camara 102 situada para formar una imagen del ojo 10 a lo largo del eje geometrico 18. La camara 102 proporciona datos de la imagen de video del ojo 10 sobre un monitor de visualizacion 104. Acoplado al monitor de visualizacion 104 esta un generador 106 de imagenes, tal como un ordenador personal programado con un soporte logico de diseno asistido por ordenador disponible comercialmente, capaz de generar y superponer imagenes geometricas sobre la imagen del ojo 10 que aparece en el monitor de visualizacion 104. En operacion, el generador 106 de imagenes superpone una imagen sobre la imagen del ojo 10 en el monitor de visualizacion 104. La imagen superpuesta es tfpicamente una forma geometrica dimensionada y colocada para coincidir con un punto de referencia anatomico que aparece en la imagen del ojo 10. El punto de referencia anatomico seleccionado debena ser uno que permaneciera sin cambiar de tamano, forma y posicion con relacion al ojo 10.

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Un punto de referencia anatomico preferido es el limbo 26, el cual es generalmente circular. Por consiguiente, como un primer paso, el generador 106 de imagenes puede ser operado para colocar una imagen de un drculo sobre la imagen del limbo 26. El generador 106 de imagenes comprende un procesador y puede colocar el centro 30 del limbo 26 mediante el uso del procesador dentro del sistema. A continuacion, se identifica el primer reflejo 32 Purkinje. La luz procedente de la fuente de luz 108 se desplaza a lo largo del camino 35, entra en el ojo 10 a traves de la cornea 12 y es dirigida por la lente a la retina. Una porcion de la luz es reflejada en el punto 32 fuera de la superficie anterior de la cornea 16 (u opcionalmente, la superficie anterior de la cubierta 34), que identifica el primer reflejo de Purkinje. La alineacion del centro 30 del limbo con el primer reflejo 32 de Purkinje define y permite la situacion exacta del eje geometrico 18. La generacion de estas coordenadas de la imagen es bien entendida en los campos de los graficos de ordenador y en el diseno asistido por ordenador. De este modo, una realizacion de la invencion incluye un sistema 102 de captacion de imagenes para generar una alineacion a lo largo del eje geometrico 18 a partir de la informacion captada en dos lugares distintos pero interrelacionados en un ojo 10 del sujeto. En una realizacion preferida la alineacion se genera a partir de una imagen combinada del centro lfmbico 30 y del reflejo corneal en el lugar 32. Alternativamente, en otra realizacion, la superficie 34 de la cubierta proporciona una superficie reflectora para una imagen 38 de Purkinje.

El centro lfmbico 30 y el reflejo 32 de Purkinje de la cornea anterior son unas caractensticas oculares que son ambas independientes y fuertemente acopladas. Son independientes porque son extrafdas de unas estructuras biologicas diferentes; estan fuertemente acopladas debido a que generalmente hay una proxima relacion geometrica entre el centro lfmbico 30 y el reflejo 32 de la cornea anterior que procede del vertice de la curvatura de la cornea. Espedficamente, la posicion y la orientacion del ojo pueden ser determinadas simultaneamente cuando estas dos caractensticas oculares estan alineadas conjuntamente. El fuerte acoplamiento entre el centro lfmbico y las caractensticas oculares del reflejo corneal anterior no solo facilita la captacion simultanea de ambas, sino que permite que estas caractensticas sean unas referencias cruzadas o combinadas en un espacio de caractensticas comunes que mantenga la relacion geometrica entre las dos.

Como se ha observado antes, un sistema 102 de captacion de imagenes genera una imagen 106 de estas caractensticas captando una imagen del reflejo corneal anterior, que capta una imagen del lfmite lfmbico, procesa estas imagenes, y correlaciona la distribucion espacial del centro lfmbico y del reflejo corneal anterior para proporcionar una imagen combinada centro lfmbico / reflejo de Purkinje, o centro de cubierta de la lente / centro de reflejo de Purkinje. El sistema 102 de captacion de imagenes incluye, o esta unido a, una o mas fuentes de luz 108 tal como una o unas LED que dirigen la luz hacia la superficie del ojo 10. El sistema 102 de la camara preferiblemente incluye una optica que incluye al menos un espejo parcialmente reflectante que dirige la luz al ojo 10 y que pasa la luz reflejada desde el ojo 10 hacia un dispositivo 102 de captacion de imagenes. La optica tambien incluye en una realizacion un sistema de lentes con una o mas lentes de modo que la luz procedente de la fuente de luz 108 es dirigida desde la superficie 32 corneal anterior, en donde la luz reflejada desde la superficie 32 corneal anterior representa un primer reflejo de Purkinje. El sistema de lentes dirige tambien la luz procedente de la fuente de luz 108 para reflejar la luz procedente del iris 24, la luz reflejada desde el iris exterior que representa el lfmite lfmbico.

En una realizacion la luz reflejada por la cornea anterior en el punto 32 y la luz reflejada por el iris 24 son simultaneamente captadas por un dispositivo 102 de captacion de imagenes, tal como un dispositivo digital de captacion de imagenes, y son visualizadas en el monitor de visualizacion 104 para captar y generar una imagen combinada de un lfmite lfmbico en un primer reflejo de Purkinje que puede ser usada para determinar la alineacion ocular. En una realizacion el dispositivo 102 de captacion de imagenes esta formado por dos camaras que respectivamente captan una imagen de un primer reflejo de Purkinje 32 y una imagen de un iris 24 y la esclerotica 17 que determina el lfmite lfmbico al mismo tiempo o cerca en el tiempo. En esta realizacion un lfmite lfmbico que representa al menos una porcion del iris captado y un primer reflejo de Purkinje que representa al menos una porcion del reflejo corneal anterior son generados en donde estan correlacionados el centro lfmbico y el primer reflejo de Purkinje. Estas imagenes correlacionadas pueden ser combinadas conjuntamente para formar una imagen o pueden ser enlazadas de modo que puedan ser analizadas bien como una imagen o como dos imagenes separadas. En las diversas realizaciones de la presente invencion el centro lfmbico combinado y la informacion del primer reflejo de Purkinje proporciona un eje geometrico 18 que puede ser usado para determinar la alineacion del ojo, tratamiento y/o referencias de diagnostico.

La alineacion objetiva del ojo puede ser determinada mediante la colocacion del ojo 10 del sujeto con relacion al dispositivo 102 de captacion de imagenes para permitir la formacion de imagenes del ojo del sujeto. El dispositivo de captacion de imagenes obtiene datos del ojo del paciente mientras que la cara del sujeto esta situada aproximadamente vertical sobre y asegurada por un reposacabezas articulado de modo que los ojos del sujeto miren sustancialmente hacia adelante, en la direccion del dispositivo 102 de captacion de imagenes. En ciertas realizaciones el dispositivo de captacion de imagenes es ajustable, por ejemplo, mediante el uso de una palanca de mando. La palanca de mando puede ser inclinada horizontalmente, verticalmente, o a la vez horizontal y verticalmente, sobre una base fija, con el fin de ajustar el lugar y/o la imagen visualizada en el monitor de visualizacion 104 por el modulo 400 de formacion de imagenes.

Un haz de luz 35 es aplicado al ojo 10 del sujeto. El dispositivo 102 de captacion de imagenes detecta una porcion del haz 35 de vuelta despues de chocar en el ojo 10 del sujeto y genera, basado en la porcion detectada del haz,

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una imagen del limbo de una porcion del limbo del ojo del sujeto y/o un primer reflejo de Purkinje del ojo del sujeto, el cual puede ser visualizado en el monitor de visualizacion l04. Observando las posiciones de la imagen del limbo y del primer reflejo de Purkinje se puede determinar la alineacion del ojo objetiva y reproducible. Una coalineacion concentrica del primer reflejo de Purkinje del ojo del sujeto y del centro del limbo del ojo del sujeto establece la alineacion de un eje geometrico ocular 18 con el sistema 100.

En algunas realizaciones de la invencion el sistema 100 incluye ademas un controlador para controlar el tiempo en el que el dispositivo 102 de captacion de imagenes capta respectivamente imagenes de la cornea y el limbo y acopla las representaciones digitales de los mismos al controlador para analisis. El controlador preferiblemente incluye un microprocesador y una memoria asociada. El microprocesador puede analizar las imagenes de la cornea y del limbo captadas para generar un respectivo primer reflejo de Purkinje y un centro del limbo que son combinados o enlazados conjuntamente como se describe mas adelante. Alternativamente, el microprocesador puede almacenar las imagenes captadas y correlacionadas para transmision por medio de una interfaz de comunicacion a un ordenador remoto para analisis y para generar el respectivo centro del limbo, el primer reflejo de Purkinje y una informacion ocular combinada o enlazada. En esta realizacion, antes de transmitir los datos que representan las imagenes captadas, el microprocesador determina si las imagenes captadas son suficientes para proporcionar datos de alineacion, es decir datos usados para alinear el ojo. Si se decide que la imagen del reflejo corneal es suficiente, el microprocesador controla el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen del iris casi simultaneamente con la imagen corneal captada que se decidio que era suficiente para proporcionar datos de la alineacion del ojo. Como se usa aqm, el termino se refiere simultaneamente a ser al mismo tiempo o proximos en el tiempo, por ejemplo, dentro de aproximadamente 0,5 segundos, de modo que las imagenes captadas de la retina y del iris sean correlacionadas.

Generacion de senales tras la alineacion optica

En una realizacion de la invencion el microprocesador controla una o mas de las camaras en el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen corneal y/o una imagen del iris, y generar una senal de alineacion que indica que un ojo esta apropiadamente alineado con el sistema. Una alineacion apropiada es cuando un eje intersecciona el ojo al menos dos caractensticas predeterminadas en el ojo, por ejemplo, el centro del limbo y el primer reflejo de Purkinje. La senal de alineacion puede ser generada por un conmutador o similar que es manualmente accionado por un medico cuando se decide que el ojo del sujeto esta alineado al ser visualizado en el monitor de visualizacion 104. Alternativamente, el sistema puede detectar automaticamente cuando esta el ojo en alineacion suficiente con el sistema.

Se genera una senal solamente cuando el camino 35 del haz del haz de luz reflejado desde una superficie 32 de medida esta coalineado con el centro del limbo 30 o centro de la superficie 34 de la cubierta. Con el fin de conseguir la coalineacion, el dispositivo 102 de captacion de imagenes, en cooperacion con el generador 106 de imagenes, reconoce la reflexion del haz de sonda 35 desde la superficie corneal anterior que corresponde al primer reflejo de Purkinje, y el centro del limbo. Como se muestra en el grafico 700 en la Figura 2, la senal 710 de coalineacion es esencialmente cero hasta que la reflexion coincidente del primer reflejo de Purkinje y el centro del limbo son detectados 720. En el punto 730 el eje geometrico esta alineado con el sistema, y de acuerdo con la invencion, la senal puede ser usada para iniciar un suceso subsiguiente. O ciertamente, en alineacion, la senal es definida y a continuacion si no hay senal, esto en sf es una senal de que el dispositivo esta fuera de alineacion.

En una realizacion una senal de alineacion acciona un aparato rastreador ocular para monitorizar el movimiento del ojo durante un procedimiento diagnostico o terapeutico u otra funcion deseada. En un sistema de rastreador ocular convencional se puede pedir al paciente que se fije en una fuente de iluminacion mientras que un haz de laser visible coincidente con un eje del haz terapeutico es dirigido sobre la cornea del paciente. Basado en la observacion del cirujano del haz de laser visible en relacion con la posicion corneal, el cirujano aplicara manualmente el rastreador ocular usando su mejor juicio sobre la posicion corneal. Ventajosamente, de acuerdo con la invencion, el rastreador ocular puede ahora ser iniciado automaticamente y mas exactamente ya que la senal de alineacion solamente sera generada cuando el eje geometrico del paciente este apropiadamente alineado.

En ciertas realizaciones el sistema de rastreo del ojo esta configurado para rastrear el movimiento del paciente, tal como un movimiento del ojo, para uso por el sistema. El sistema de rastreo del ojo puede calcular una imagen tridimensional del ojo del paciente por medio de entradas del medico, y puede incluir el rastreo en tiempo real del movimiento del ojo del paciente. El sistema de rastreo del ojo obtiene datos que se convierten en un factor para determinar la planificacion del tratamiento para varios estados medicos relacionados con el ojo. Por ejemplo, el sistema de rastreo del ojo puede crear una imagen de la zona posterior del ojo del paciente mediante el uso de los datos que obtiene. En ciertas realizaciones los datos pueden ser transferidos a traves de comunicacion por cable u otro medio, tal como un medio inalambrico, a un dispositivo de tratamiento o de diagnostico. En ciertas realizaciones un modulo de procesamiento acoplado al dispositivo de tratamiento o de diagnostico puede procesar datos sobre el ojo del paciente y presentar una imagen del ojo del paciente sobre un monitor de visualizacion acoplado. En ciertas realizaciones el monitor de visualizacion acoplado puede presentar una imagen en tiempo real del ojo del paciente, que incluye el movimiento del ojo.

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En otra realizacion la senal de alineacion se utiliza para aplicar de forma reversible un dispositivo de colocacion y/o estabilizacion ocular al ojo del sujeto, el dispositivo de colocacion y/o estabilizacion ocular esta en aplicacion cooperativa con el sistema. Un dispositivo de colocacion y/o estabilizacion ocular a modo de ejemplo se describe en detalle mas adelante, y esta ilustrado en las Figuras 4A-5B.

Telemetro

En otra realizacion de la invencion el sistema incluye un detector de proximidad (103 en la Figura 1) en la forma de un telemetro (camara) o transductor tal como un transductor de ultrasonidos para determinar cuando un ojo esta a una distancia predeterminada del sistema. El detector de proximidad esta preferiblemente situado contiguo al dispositivo 102 de captacion de imagenes. El detector de proximidad es operado en un modo de transmision y de recepcion. La distancia entre un punto de referencia del sistema (por ejemplo un punto seleccionado colineal con el camino 35) y el ojo del sujeto (por ejemplo, la superficie corneal 16) puede ser determinado por el microprocesador o un circuito integrado especializado acoplado al detector de proximidad. El microprocesador o circuito integrado calcula la distancia entre el ojo y el sistema para determinar la proximidad del ojo al sistema.

En una realizacion el microprocesador o circuito integrado compara la distancia determinada entre el ojo y el sistema con un valor de la distancia predeterminada almacenado en la memoria, un registro o similar, accesible por el microprocesador o circuito integrado. Cuando el microprocesador determina a partir de la salida del detector de proximidad que el individuo esta a una distancia predeterminada o correcta, el microprocesador senala el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen de un area del limbo 26. Simultaneamente, el microprocesador puede senalar el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen de la cornea 12. En una realizacion, el microprocesador primero controla el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen de la cornea que es inmediatamente analizada por el microprocesador para determinar si el primer reflejo de Purkinje captado es suficiente para proporcionar la informacion de alineacion antes discutida. Cuando se ha detectado una primera imagen Purkinje suficiente, el microprocesador senala el dispositivo 102 de captacion de imagenes para captar una imagen del limbo 26. En esta realizacion el microprocesador analiza la imagen captada de la cornea en cuanto a suficiencia en tiempo suficiente para que el microprocesador pueda senalar el dispositivo de captacion de imagenes para captar una imagen del limbo suficientemente cerca en tiempo a la imagen captada de la cornea de modo que las imagenes esten correlacionadas y puedan ser consideradas captadas simultaneamente.

Hay que tener en cuenta que ademas de usar en la operacion del sistema de alineacion como se ha descrito antes, el detector de proximidad puede ser configurado para monitorizar la distancia del ojo a lo largo de cualquier penodo de tiempo seleccionado, por ejemplo despues de la alineacion del eje de referencia del ojo (por ejemplo, el eje 18) por el sistema de alineacion, durante la operacion de tratamiento o de diagnostico (por ejemplo, entrada para realimentacion de los controles, enclavamientos de seguridad y similares).

Acoplamiento del sistema de alineacion a un sistema de tratamiento

En algunas realizaciones de la invencion la alineacion del sistema esta directa o indirectamente acoplada a un dispositivo de tratamiento o de diagnostico. El metodo de alineacion se usa en combinacion con un dispositivo de tratamiento para tratar una amplia variedad de estados medicos relativos al ojo. Como se discute posteriormente con mas detalle, una vez que el eje de referencia esta definido, puede ser enlazado geometricamente a las estructuras anatomicas del ojo que pueden ser de interes en el tratamiento de estructuras o enfermedades, por ejemplo lugares del tejido sobre la retina tales como la macula afectada por degeneracion macular. Igualmente, el eje de referencia puede estar enlazado a otras zonas de tratamiento del ojo, tales como zonas de la retina tales como la fovea, la macula, una lesion patologica tal como un tumor, un crecimiento de los vasos sangumeos, una membrana, una telectasia, y una zona edematosa, y similares.

Por ejemplo, el sistema puede ser usado solo o en combinacion con otros tratamientos para tratar la degeneracion macular, la retinopatfa diabetica, las retinopatfas inflamatorias, las retinopatfas infecciosas, los tumores en, alrededor, o cerca del ojo, el glaucoma, los desordenes refractivos, las cataratas, la inflamacion posquirurgica de cualesquiera de las estructuras del ojo (por ejemplo, trabeculoplastia, trabeculectoirna, lentes intraoculares, tubos de drenaje para glaucoma, trasplantes de cornea, infecciones, desordenes inflamatorios idiopaticos, etc), tirigio, ojo seco, y otras enfermedades oculares u otros estados medicos relacionados con el ojo. El sistema de tratamiento es preferiblemente un sistema de radioterapia que tambien incluye unos controles para definir la energfa maxima del haz (por ejemplo, comprendida entre aproximadamente 30 keV hasta aproximadamente 150 keV), los angulos del haz, las geometnas del ojo, y los controles para apagar el dispositivo cuando el paciente y/o el ojo se mueven fuera de su sitio.

El sistema de tratamiento con radioterapia incluye, en algunas realizaciones, una fuente de radiacion, un sistema para controlar y mover la fuente a una coordenada en un espacio tridimensional, un sistema de formacion de imagenes, y una interfaz para que un profesional de la salud introduzca parametros de tratamiento. Espedficamente, algunas realizaciones del sistema de radioterapia incluyen un modulo o subsistema de generacion de radioterapia que incluye la fuente de radiacion y el suministro de potencia para operar la fuente, un modulo o subsistema de control electromotriz que opera para controlar la potencia de la fuente asf como la direccionalidad de la fuente, un modulo de acoplamiento que enlaza la fuente y el control al ojo, y un subsistema de formacion de imagenes. En

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algunas realizaciones estos modulos estan enlazados a una interfaz para un profesional de la salud y forman las bases del sistema de planificacion del tratamiento. En otra realizacion descrita mas adelante el sistema de tratamiento es un sistema quirurgico fotoextirpativo por laser.

Las Figuras 3A y 3B ilustran dos ejemplos de realizaciones que tienen aspectos de la invencion, en los que el sistema de alineacion esta acoplado a un sistema de tratamiento (por ejemplo, un dispositivo de radioterapia, un laser de extirpacion, o similar) y configurado para proporcionar una funcionalidad de control operativo y/o de monitorizacion de la funcionalidad del sistema de tratamiento, tal como el control de la posicion, el control de la orientacion, el control de temporizacion, la habilitacion-inhabilitacion de la potencia, y similares. En los ejemplos mostrados el sistema de alineacion esta acoplado a un sistema de tratamiento, en donde el generador 306 de imagenes esta acoplado a un dispositivo de colocacion 310 usado para colocar un dispositivo de tratamiento oftalmico (312 y 314 en las Figuras 3A y 3B, respectivamente), por ejemplo, un laser de extirpacion o un dispositivo de radioterapia.

En las Figuras 3A, la posicion del eje geometrico 18, apropiadamente colocado por el sistema de alineacion, puede ser usado situando el dispositivo 310 para dirigir el dispositivo 312 de tratamiento oftalmico a un tejido objetivo 318, el cual puede o no puede estar situado a lo largo del eje 18. En este ejemplo el objetivo 318 esta colocado fuera del eje con respecto al eje geometrico 18, como se discutira mas adelante.

En la Figura 3B la posicion del eje geometrico 18, colocado apropiadamente por el sistema de alineacion, puede ser usado por el dispositivo de colocacion 310 para “centrar” el dispositivo 314 de tratamiento oftalmico sobre el eje geometrico 18 del ojo, por ejemplo, en donde como un objetivo de tratamiento es centrado sobre el eje geometrico, como se discutira mas adelante.

En estas realizaciones de la invencion la posicion del ojo y el dispositivo de tratamiento son conocidos en todo momento, y los angulos de entrada del haz terapeutico o de diagnostico pueden por tanto ser efectuados. Por ejemplo, el eje geometrico del ojo puede ser determinado y definido como el eje de referencia del sistema. Un eje de tratamiento puede ser definido con respecto al eje de referencia, y a continuacion el dispositivo de tratamiento puede ser colocado en un angulo y/o distancia de desplazamiento conocidos del eje de referencia. Para objetivos de tratamiento que estan en el eje de referencia, el eje de tratamiento puede ser definido como el eje de referencia. Segun la zona que tiene que ser tratada, el dispositivo de tratamiento puede ser reajustado; por ejemplo, un brazo de un robot puede mover el dispositivo de tratamiento a una posicion para enviar un haz terapeutico a un lugar sobre o en el ojo.

Volviendo a la realizacion ilustrada en la Figura 3A se muestra una vista esquematica de una realizacion de alineacion y tratamiento, que incluye una vista de la seccion transversal de una porcion del ojo tomada a lo largo del eje geometrico. El sistema 300 incluye un dispositivo 302 de captacion de imagenes colocado para formar una imagen del ojo 10 a lo largo del eje geometrico 18. El dispositivo 302 de captacion de imagenes proporciona datos de datos de la imagen del ojo 10 a un monitor de visualizacion 304. Acoplado al monitor de visualizacion 304 esta un generador 306 de imagenes, tal como un ordenador personal disponible comercialmente programado con un soporte logico de diseno asistido por ordenador disponible comercialmente, capaz de generar y superponer imagenes geometricas sobre la imagen del ojo 10 que aparece en el monitor de visualizacion 304. En operacion, el generador 106 de imagenes superpone una imagen sobre la imagen del ojo 10 en el monitor de visualizacion 304. La imagen superpuesta es tipicamente una forma geometrica dimensionada y colocada para coincidir con un punto de referencia anatomico que aparece en la imagen del ojo 10. El punto de referencia anatomico seleccionado debena ser uno que permaneciera sin cambiar de tamano, forma y posicion con relacion al ojo 10.

Un punto de referencia anatomico preferido es el limbo 26, el cual es generalmente circular. Por consiguiente, como un primer paso, el generador 306 de imagenes puede ser operado para situar una imagen de un cfrculo sobre la imagen del limbo 26. El generador 306 de imagenes puede a continuacion situar el centro 30 del limbo 26. A continuacion, el primer reflejo 32 de Purkinje es identificado. La luz procedente de la fuente de luz 308 se desplaza a lo largo del camino 35, entra en el ojo 10 a traves de la cornea 12 y es dirigida por la lente a la retina. Una porcion de la luz es reflejada en el punto 32 fuera de la superficie anterior de la cornea 16, que identifica el primer reflejo de Purkinje. La alineacion del centro 30 del limbo con el primer reflejo 32 de Purkinje define y permite la colocacion exacta del eje geometrico 18 como un eje de referencia con respecto al sistema de coordenadas externo.

Con la posicion del eje geometrico 18 apropiadamente situado, el eje geometrico 18 se convierte en un eje de referencia, y puede por lo tanto ser usado colocando el dispositivo 310 para dirigir el dispositivo 312 de tratamiento oftalmico hacia el ojo en una orientacion predeterminada con respecto al eje geometrico 18 tal como un haz terapeutico, tal como un haz de radiacion electromagnetica colimado 311, puede ser dirigido a una coordenada predeterminada del ojo 10 para entrar en la superficie del cuerpo (punto 324 sobre la esclerotica superficial 17) y propagarse para chocar sobre un tejido objetivo 318 seleccionado.

Hay que tener en cuenta que la Figura 3A es una ilustracion plana de la anatoirna tridimensional del ojo, y en general el eje 311 del dispositivo 312 no necesita interseccionar el eje de referencia 18 (es decir, los ejes 18 y 311 pueden, pero no necesitan, estar dentro de un plano). En general, el eje 311 del haz puede tener una orientacion seleccionada con respecto al eje de referencia 18, tal como un angulo seleccionado “0” y desplazado “d” con

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respecto al eje 18. El dispositivo 312 de hecho puede formar un angulo para interseccionar cualquier lmea anterior- posterior dentro del ojo.

Una vez identificado el eje de referencia 18, el tratamiento puede ser realizado por un dispositivo orientado con respecto al eje 18, por ejemplo en el que un objetivo de tratamiento esta a lo largo del eje 18 (vease la descripcion referente a la Figura 3B). Alternativamente, un eje distinto 19 puede ser definido con respecto al eje 18, por ejemplo por un desplazamiento de distancia “d”, de modo que el eje 19 interseccione el objetivo de tratamiento 318 colocado fuera del eje con respecto al eje 18. El eje 19 puede ser llamado el eje de “tratamiento”. Basado en una geometna sencilla, el dispositivo 312 puede ahora ser colocado de modo que el eje 311 del haz interseccione el eje de tratamiento 19 en el tejido objetivo 318. El eje 18 puede ser usado para definir uno o mas ejes correlacionados en el sistema de coordenadas externo, y para definir uno o mas puntos de interseccion adicionales con respecto al haz 311. Hay que tener en cuenta para objetivos de tratamiento que estan en el eje de referencia 18, que el desplazamiento “d” puede ser aproximadamente cero, y que para un tratamiento administrado a traves de o en la cornea, el angulo “0” puede aproximarse a cero.

Las Figuras 3C-3D ilustran un ejemplo de una realizacion en la que el sistema de alineacion esta acoplado a un sistema de tratamiento adaptado para tratamiento con rayos X de ortovoltaje de una zona de la retina que generalmente incluye la macula. La Figura 3C es una vista de la seccion transversal de un ojo tomada a lo largo del eje geometrico en un plano horizontal, mostrado en asociacion con el sistema 300 de alineacion-tratamiento. La Figura 3D es una vista frontal en detalle de un ojo visto alineado con el eje 18 (temporal a la derecha, nasal a la izquierda).

Como se muestra en la Figura 3D, aunque se puede emplear un unico eje 311 del haz, se puede definir una pluralidad de ejes del haz en los que dos o mas haces de tratamiento estan dirigidos a chocar sobre el objetivo 318 estereotacticamente. El eje de tratamiento 19 puede ser elegido para interseccionar un objetivo 318 seleccionado dentro del ojo, y empleado como una referencia para orientar dos o mas haces de tratamiento dirigidos a chocar sobre el objetivo 318 estereotacticamente. En el ejemplo de la Figura 3D, el eje de tratamiento 19 se elige para interseccionar un objetivo 318 seleccionado dentro del ojo, y se emplea como una referencia para orientar tres haces de tratamiento proyectados a lo largo de tres ejes diferentes 311a, 311b y 311c, los ejes de los haces estan definidos para que cada uno choque sobre el objetivo 318 desde una direccion diferente.

Varios haces pueden ser proyectados simultanea o secuencialmente con penodos intervinientes de no tratamiento, si se desea. Igualmente, se pueden disponer varios haces por medio de varios dispositivos de tratamiento situados separadamente. No obstante, una realizacion preferida emplea un unico dispositivo 312 de tratamiento (por ejemplo, una fuente de rayos X de ortovoltaje colimados), el cual es secuencialmente reposicionado de nuevo colocando el dispositivo 310 para administrar un tratamiento en dosis secuenciales a lo largo de cada uno de ejes del haz, tal como los ejes 311a, 311b y 311c.

Los ejes de los haces tiene cada uno un respectivo diferente punto de entrada en la superficie del cuerpo (324a, 324b y 324c respectivamente) y cada uno sigue un camino de tejido diferente al objetivo 318. Igualmente cada haz sigue un camino de tejido diferente para cualquier propagacion mas alla del objetivo 318. De esta forma, la dosis del haz de tratamiento que penetra en el tejido alejado del objetivo 318 puede ser minimizada con respecto a la dosis recibida en el objetivo 318.

El eje 311 del haz (o de varios haces, cada uno con ejes 311a-c) puede ser seleccionado para seguir un camino de tejido que evite estructuras o tejidos vulnerables que estan lejos del objetivo 318 para minimizar la dosis recibida por tales tejidos. Por ejemplo, en el tratamiento de la macula para la degeneracion macular, los ejes 311a-c pueden ser seleccionados para administrar una dosis seleccionada de tratamiento con el haz (por ejemplo, una dosis seleccionada de energfa de rayos X absorbida) a un objetivo 318 en o cerca de la retina 340, centrada sobre la macula 342 mientras que se minimiza la radiacion absorbida por el nervio optico 350, la lente, y similares.

En el ejemplo mostrado, los tres ejes 311a, 311b y 311c de los haces estan definidos de modo que los ejes dirigidos hacia la parte posterior de ojo entren en el cuerpo sobre la superficie de la esclerotica anterior 17 en los puntos 324a, 324b y 324c, cada punto de entrada a una distancia seleccionada mas alla del limbo 26. Tal orientacion del haz puede evitar o minimizar la absorcion por la lente y otras estructuras dentro del ojo, mediante la apropiada seleccion de los caminos del haz.

El dispositivo de colocacion 310 puede favorecer el control robotizado con cualesquiera grados de libertad seleccionados y puede tener unos correspondientes sensores de realimentacion para permitir un control de tratamiento exacto por un procesador y/o un operador manual. Veanse por ejemplo, los sistemas con un alto grado de libertad de control quirurgico robotizado tales como los empleados en el sistema de radiocirugfa robotizada CyberKnife® (Accuray, Inc. Sunnyvale, CA) y el sistema quirurgico mmimamente invasivo Da Vinci® (Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, CA). Tales sistemas pueden favorecer un alto grado de alcance y flexibilidad operativos. Hay que tener en cuenta que en el caso mas general el eje de tratamiento 19 no necesita ser paralelo al eje de referencia 18, y el objetivo 318 puede ser situado con relacion al eje 18 por otros metodos analtticos que no incluyen un eje de tratamiento definido separadamente. Por otra parte, un peligro real o al menos conceptual de los sistemas robotizados de un alto grado de libertad que emplean un tratamiento de haz de energfa es el gran numero posible de

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caminos del haz (por ejemplo, tras un fallo del sistema de control), y los temas de riesgo asociados, la complejidad regulatoria, y los altos costes de modificacion de la instalacion y del lugar del usuario final.

Las importantes ventajas de seguridad y regulatorias/validacion, asf como la compacidad y la reduccion de costes, pueden ser proporcionadas por la configuracion del dispositivo 310 de colocacion para tener unos reducidos grados de libertad y dispositivos de control simplificado y/o de soporte logico. Particularmente cuando un sistema de tratamiento es optimizado para una particular gama de procedimientos de tratamiento (por ejemplo, objetivos de tratamiento en o cerca de la retina), un numero finito de grados de libertad rotacional o traslacional (por ejemplo, los accionadores electricos montados en un carril o un pivote) pueden proporcionar la deseada gama de caminos del haz seleccionables para administrar una dosis medicamente optima al objetivo de tratamiento.

Como se ha ilustrado en la Figura 3D, uno o mas ejes (311a, 311b y 311c) de los haces se definen de modo que cada eje este dentro de una superficie conceptual conica y por lo que cada haz interseccione el vertice del cono. El cono puede ser definido como que tiene su eje conico el eje de tratamiento 19 con el vertice dispuesto en el objetivo 318. En este ejemplo el eje de tratamiento 19 se define paralelo al eje de referencia 18, que tiene unos desplazamientos x-y definidos en un plano perpendicular por “dx” y “dy” respectivamente (para un objetivo de tratamiento interseccionado por el eje de referencia los desplazamientos son cero). Una vez definido el eje de tratamiento 19, la base 34, el angulo de vertice (“0” en la Figura 3C), y las posiciones rotacionales de los ejes 311a-c con respecto al eje 19, pueden ser ajustados para proporcionar la interseccion del haz en aproximadamente el objetivo 318 asf como para disponer los puntos de entrada 324a-c situados en una posicion deseada de la superficie del cuerpo.

Como se muestra en la Figura 3C, en un ejemplo de un tratamiento de la degeneracion macular con rayos X de ortovoltaje, los desplazamientos dx y dy se seleccionan para definir un eje de tratamiento 19 centrado sobre la macula, el angulo 0 se selecciona para proporcionar la interseccion de los haces 311a-c sobre la superficie macular, y la base 34 se selecciona para disponer los puntos de entrada 324a-c de la superficie en una zona de la esclerotica anterior inferior mas alla del lfmite del limbo 26. En este ejemplo una fuente de un haz de rayos X puede ser situada colocando el dispositivo 310 para proyectar un haz colimado desde una distancia de la fuente de rayos X seleccionada para formar un haz que tenga una anchura caractenstica en la entrada “w” del tejido. Hay que tener en cuenta que aunque un haz de tratamiento puede ser proyectado a traves de un parpado u otro tejido proximo al ojo, los parpados (en este caso el parpado inferior) pueden ser convenientemente replegados para exponer un area adicional de la esclerotica anterior 17.

En el ejemplo mostrado en las Figuras 3C-3D, el objetivo 318 es aproximadamente la fovea 344. Como se muestra en la Figura 3C, el haz de rayos X colimado 311 de ortovoltaje en la entrada a la esclerotica tiene una anchura efectiva del haz de We (por ejemplo, definida por un lfmite en la isodosis del 90%). El haz 311 se extiende a medida que se propaga a traves del ojo para tener una anchura efectiva del haz de Wt, que cubre un area que rodea el objetivo que constituye la zona de tratamiento, que en este caso corresponde a la macula.

En el ejemplo mostrado, para cada eje 311a-c del haz se puede seleccionar un angulo rotacional O para definir un camino de propagacion distinto para el haz (por ejemplo, un camino que evite estructuras vulnerables tales el nervio optico 350 y que sea los suficientemente distinto de otros haces de tratamiento para reducir la dosis al tejido colateral). Hay que tener en cuenta que cuando el eje de tratamiento 19 esta desplazado del eje 18 de referencia geometrico, los puntos 324a-c tenderan a estar a unas distancias diferentes del limbo 26, y la combinacion fuera de la base 34 y del angulo rotacional O para el haz mas proximo puede ser seleccionada para asegurar un espacio libre corneal mmimo “c” deseado para la entrada del haz (324a en la Figura 3B).

El dispositivo de colocacion 310 puede convenientemente tener unos accionadores que facilitan 5 grados de libertad de movimiento para el dispositivo 312 de tratamiento, como proporcionar un ajuste x-y-z relativo al ojo del paciente, y la rotacion de los angulos 0 y O para dirigir cada uno de los haces 311a-c al objetivo 318 a lo largo de un camino distinto. Vease, por ejemplo, el sistema de colocacion limitado para una fuente y colimador de rayos X, descrito y mostrado con respecto a las Figuras 12E-F de la solicitud de patente de EEUU de invencion conjunta / propiedad N°12/100.398, titulada “Radiocirugfa ortovoltaica” presentada el 9 de abril de 2008 por Gertner et al.

Una persona con una experiencia ordinaria en la tecnica apreciara que para un dispositivo especializado optimizado para una particular gama de tratamientos, se pueden proporcionar menos grados de libertad, como por ejemplo cuando ciertos de los parametros descritos pueden ser razonablemente fijados. Hay que tener en cuenta en este aspecto que un dispositivo de colocacion y/o estabilizacion del ojo, tal como esta mostrado en las Figuras 4-5, puede incluir accionadores (o emplear el movimiento manual del paciente) suficientes para cambiar la posicion y orientacion del ojo tratado 10, para sustituir los grados de libertad del dispositivo de colocacion 310 con respecto al dispositivo 312 de tratamiento. Asf, el paciente y/o el ojo pueden ser movidos en uno o mas parametros con respecto al dispositivo 312, hasta que se haya determinado que el camino 311 de tratamiento esta correctamente dirigido hacia el objetivo 318 (que puede ser confirmado por el sistema de alineacion).

En algunas realizaciones se pueden incluir uno o mas sistemas de camaras de formacion de imagenes adicionales. En el ejemplo mostrado en la Figura 3A, la camara 322 esta configurada para ser colocada por el dispositivo de colocacion 310, y dirigida para obtener una imagen del area de interseccion del haz terapeutico 311 con una

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superficie del cuerpo expuesta, tal como un area expuesta de la superficie de la esclerotica del ojo. Adicionalmente, un haz de luz de referencia puede ser dispuesto para iluminar y/o marcar el area de interseccion. Por ejemplo, el dispositivo 312 puede incorporar una baliza del puntero de laser a lo largo de un camino coincidente con el haz terapeutico 311 (por ejemplo, dirigido por un espejo coalineado), para indicar la interseccion del haz 311 sobre una superficie del ojo (por ejemplo, para la confirmacion visual o automatizada de la alineacion del haz 311, o similar). Alternativamente, se puede disponer un haz de luz de referencia que no este dirigido a lo largo de un camino coincidente con el haz terapeutico 311, por ejemplo, configurado para ser dirigido colocando el dispositivo 310 en un camino que intersecciona la superficie en el area (vease la Figura 2C y la descripcion relacionada de la Solicitud de propiedad conjunta de EEUU N° 11/873.386 presentada el 16 de octubre de 2007).

En la realizacion representada en la Figura 3B, el sistema 350 incluye una camara 302 colocada para formar una imagen del ojo 10 a lo largo del eje 18 geometrico o de referencia. La camara 302 proporciona datos de imagenes de video del ojo 10 a un monitor de visualizacion 304. Acoplado al monitor de visualizacion 304 esta un generador 306 de imagenes, tal como un ordenador personal programado con un soporte logico de diseno asistido por ordenador disponible comercialmente, capaz de generar y superponer unas imagenes geometricas sobre la imagen del ojo 10 que aparece en el monitor de visualizacion 304. En operacion, el generador 306 de imagenes superpone una imagen sobre la imagen del ojo 10 en el monitor de visualizacion 304. La imagen superpuesta es tipicamente una forma geometrica dimensionada y colocada para coincidir con un punto de referencia anatomico que aparece en la imagen del ojo 10. El punto de referencia anatomico seleccionado debena ser uno que queda sin cambiar de tamano, forma y posicion con relacion al ojo 10.

Un punto de referencia anatomico preferido es el limbo 26, que es circular. Por consiguiente, como un primer paso, el generador 306 de imagenes puede ser operado para situar una imagen de un cfrculo sobre la imagen del limbo 26. El generador 306 de imagenes puede entonces situar el centro 30 del limbo 26. A continuacion se identifica el primer reflejo de Purkinje 32. La luz procedente de la fuente de luz 308 se desplaza a lo largo del camino 35, entra en el ojo 10 a traves de la cornea 12 y es dirigida por la lente hacia la retina. Una porcion de la luz es reflejada en el punto 32 fuera de la superficie anterior de la cornea 16, que identifica el primer reflejo de Purkinje. La alineacion del centro 30 del limbo con el primer reflejo de Purkinje 32 define y permite la situacion exacta del eje geometrico 18. Con la posicion del eje geometrico 18 apropiadamente situada, el eje geometrico 18 se convierte en un eje de referencia, y de este modo puede ser usado para colocar el dispositivo 310 para dirigir el dispositivo 314 de tratamiento oftalmico hacia el ojo y coalineado con el eje geometrico 18 de modo que un haz terapeutico, tal como un haz de un laser 316 de extirpacion pueda ser dirigido a una coordenada predeterminada del ojo 10, tal como el punto 32 sobre la cornea 12 del ojo 10.

El dispositivo 314 de tratamiento, en una realizacion de la invencion, se utiliza para el tratamiento de la degeneracion macular del ojo mediante el uso de radioterapia. Por ejemplo, en algunas realizaciones se describen sistemas y metodos para uso de radioterapia sobre porciones seleccionadas de la retina para impedir o reducir la neovascularizacion de la retina. Algunas realizaciones descritas aqu tambien se refieren a sistemas y metodos para tratar el glaucoma o controlar la curacion de heridas mediante el uso de radioterapia. Por ejemplo, se describen realizaciones de sistemas y metodos para uso de radioterapia sobre un tejido en la camara anterior que sigue a la cirugfa del glaucoma, tal como la trabeculoplastia, la trabeculotoirna, la canaloplastia, y la iridotoirna con laser, para reducir la posibilidad de complicaciones posoperativas. En otras realizaciones se describen sistemas y metodos para usar la radioterapia para tratar drusas, depositos inflamatorios en la retina que se cree que llevan a la perdida de la vision en la degeneracion macular. El tratamiento localizado de drusas y la inflamacion circundante puede impedir el avance del AMD seco y/o humedo.

En algunas realizaciones, la terapia con laser se aplica a las drusas en combinacion (terapia adyuvante) con una radiacion de rayos X colocalizada para sustancialmente el mismo lugar en donde el laser es incidente sobre la retina; el laser puede crear un efecto de calentamiento localizado que puede facilitar el tratamiento de radiacion, o el laser puede extirpar una zona, o punto laser, mientras que la radiacion puede impedir la posterior cicatriz alrededor de la zona. Tal terapia de combinacion puede mejorar la eficacia de cada terapia individualmente. De forma similar, las terapias adyuvantes pueden incluir la radioterapia con rayos X en combinacion con uno o mas farmacos u otras medicinas o productos qmmicos que mejoran la radioterapia. En algunas realizaciones la terapia con rayos X se combina con cirugfa invasiva tal como la vitrectoirna, la retirada de la catarata, la trabeculoplastia, la trabeculectoirna, la fotocoagulacion con laser, y otras cirugfas.

Acoplamiento reversible de un dispositivo ocular en el ojo tras la alineacion

Con referencia ahora a las Figuras 4A-4B, tras la identificacion del eje geometrico 18, como se ha descrito con detalle antes, un dispositivo ocular, por ejemplo el dispositivo ocular 400 descrito en la solicitud provisional de EEUU de propiedad conjunta numero 61/020.655, presentada el 11 de Enero de 2008, titulada “Sistema y Metodo para la Colocacion y Estabilizacion de un Ojo”, puede ser colocado sobre, y alineado con el ojo 10. Tras la colocacion y la alineacion, el dispositivo ocular 400 puede ser utilizado para varios metodos, que incluyen:

(i) estabilizar el ojo de forma controlable,

(ii) manipularffsicamente la posicion del ojo,

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(iii) limitar el movimiento del ojo durante el tratamiento,

(iv) proporcionar una referencia posicional con relacion a las coordenadas externas de la superficie del ojo y su anatoirna interna,

(v) proporcionar fiduciarios relativos al ojo,

(vi) mantener la lubricacion corneal durante el tratamiento, y

(vii) proporcionar un mecanismo para alinear un dispositivo de tratamiento y senalar de forma continua la adecuada alineacion o desalineacion.

Las Figuras 4A-4B ilustran esquematicamente una vista arriba-abajo del dispositivo ocular 400 que esta acoplado de forma reversible y controlable a la cornea 12 y/o el limbo 24 del ojo 10, en asociacion con el sistema de alineacion 100. Hay que tener en cuenta que el dispositivo ocular 400 (y otras realizaciones del dispositivo ocular que tienen aspectos de la invencion) pueden ser empleados utilmente independientemente de los sistemas de alineacion, tal como el sistema 100. El dispositivo ocular puede ser soportado por un montaje (no mostrado) acoplado al brazo de colocacion 480 para mantener el ojo en una primera posicion para proporcionar estabilidad al ojo mientras el ojo esta siendo tratado. El montaje puede ser configurado para ajustar manual y/o roboticamente la posicion del dispositivo 400 y el ojo 10. El dispositivo ocular 400 incluye un miembro de contacto 420 que hace contacto con el ojo 10. El miembro de contacto 420 puede ser colocado sobre el ojo en una variedad de posiciones, y por lo tanto es util en una amplia variedad de procedimientos de tratamiento ocular.

Como se ilustra mas adelante en la Figura 4B, el miembro de contacto 420 con el ojo incluye una estructura curva que esta generalmente centrada en el eje 18 y hace contacto con porciones de la superficie anterior del ojo 10. Como se vera mas adelante con referencia a la Figura 5A, la grna ocular puede proporcionar una superficie reflectante exterior normal a e interseccionada por el eje central del miembro de contacto con el ojo, que permite la alineacion del ojo mediante el uso de una reflexion desde esta superficie reflectante como una reflexion de Purkinje, esto es, como una sustituta de la primera reflexion de Purkinje fuera de la superficie anterior de la cornea.

En algunas realizaciones el miembro de contacto 420 hace contacto con toda o una porcion de la superficie corneal 16, y en algunas realizaciones el miembro de contacto 420 hace contacto con porciones de la superficie de la esclerotica 17 (representada por lmeas de puntos) dispuesta contigua al limbo 26 mientras que cubre toda o una parte de la superficie corneal 16. Por ejemplo, en una realizacion el miembro de contacto 420 con el ojo tiene un perfil configurado de modo que la periferia 437 del miembro de contacto 420 este en contacto con la esclerotica 17 contigua al limbo 26, y configurada para que la porcion central del miembro de contacto 420 cubra sustancialmente la cornea, pero que no este en contacto ffsico directo con al menos una porcion central de la cornea.

En otra realizacion alternativa el miembro de contacto 420 puede ser dimensionado y configurado de modo que en operacion cubra una mayona de la superficie corneal, mientras que deja toda o una porcion del limbo 26 visible mas alla del borde 437 del miembro de contacto 420. En esta realizacion una camara de un sistema de alineacion (vease, por ejemplo, las Figuras 1 y 6) puede estar dispuesta para obtener y puede procesar imagenes del limbo mientras el miembro de contacto 420 esta en contacto con la cornea 12. Por ejemplo, una camara, tal como la camara 102 u otra camara puede ser dispuesta, configurada para hacer posible un sistema de alineacion para confirmar la colocacion y la estabilidad del miembro de contacto 420 por la relacion espacial del miembro 420 con el limbo 26.

El miembro de contacto 420 con el ojo puede ser mantenido contra el ojo 10 mediante una fuerza de empuje seleccionada, por ejemplo, aplicada mecanicamente por medio del brazo de colocacion 480. Ademas, o alternativamente, se puede emplear una succion por vacfo para crear una atraccion entre el miembro 420 y la superficie del ojo 10. El soporte del ojo ilustrado en las Figuras 4A-4B incluye un puerto de vacfo 410 que funciona como un pasaje de aire y/o fluido y puede ser adaptado para ser acoplado a una fuente de vacfo a traves de la tubena de vacfo 275. En la realizacion ilustrada en las Figuras 4A-4B el puerto de vacfo 410 esta colocado por medio del miembro 420 de contacto con el ojo de modo que se forme un espacio de comunicacion de aire o fluido a traves del miembro 420 de contacto con el ojo para permitir que el aire atrapado entre el miembro 420 de contacto con el ojo y la superficie anterior de la cornea 12 del ojo 10 sea eliminado, aplicando reversiblemente de este modo el miembro 420 de contacto con el ojo con la superficie anterior del ojo en la zona de la cornea 12. La presion del vacfo puede ser ajustada para comodidad del paciente, y en relacion con la fuerza de empuje y la geometna de la copa. Por ejemplo, una presion de vacfo de aproximadamente 25 mmHg o menor se ha visto que es adecuada para proporcionar estabilidad al ojo en una realizacion que tiene aspectos de la invencion. Cuando el dispositivo ocular es asentado sobre y acoplado con el ojo 10, el espejo 430 es alineado de modo que sea sustancialmente paralelo al plano 28 (normal a la cornea 12 en el eje 18 coincidente con el centro del limbo 26). De este modo el espejo 430 se convierte en una herramienta de alineacion adicional para realizar un procedimiento de alineacion en el ojo 10 de un sujeto. Los metodos de alineacion que tienen aspectos de la invencion pueden incluir identificar de una reflexion del haz 35 (fuente de luz 108) desde el espejo 430, y alinear la reflexion con respecto a un punto de referencia anatomico tal como el centro del limbo 26. Tales metodos pueden ser empleados ademas de, o en vez de, los metodos de alineacion basados en un primer reflejo de Purkinje desde la superficie 16 de la cornea 12 como se ha descrito antes con respecto a la Figura 1.

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Hay que tener en cuenta que todo o una parte del miembro de contacto 420 puede comprender un material transparente para permitir a un operador (y/o una camara del sistema) visualizar la posicion relativa de las estructuras del ojo tal como el limbo 26 cuando el miembro de contacto 420 es llevado a hacer contacto con el ojo 10, y mientras el miembro 420 permanece en contacto.

Un metodo a modo de ejemplo para realizar un procedimiento de alineacion tras la colocacion del dispositivo ocular 400 sobre el ojo 10 del sujeto incluye soportar la cabeza del sujeto en una posicion fijada en un sistema de coordenadas externo, determinar la posicion y la orientacion del ojo de acuerdo con cualquiera de los metodos antes descritos, que unen a la parte frontal del ojo 10 un dispositivo 400 de contacto ocular efectivo para estabilizar la posicion del ojo con relacion al dispositivo de contacto 400, y despues de esto determinar la posicion y la orientacion del dispositivo de contacto ocular en el sistema de coordenadas externo, para asf determinar la posicion y la orientacion del ojo del paciente en el sistema de coordenadas externo. El ojo 10 puede despues de esto ser movido o colocado como se desee, mientras que se mantiene estable el contacto entre el ojo 10 y el miembro de contacto 420, y mientras se monitoriza el movimiento o la posicion del dispositivo de contacto 400 en el sistema de coordenadas externo. Por ejemplo, despues de unir el ojo 10 al dispositivo 400 de contacto ocular, el metodo puede incluir mover el dispositivo 400 de contacto ocular para colocar el dispositivo 400 en una orientacion seleccionada en el sistema de coordenadas externo, tal como ajustando la posicion angular del miembro de contacto 420 con respecto a la cabeza del sujeto. Se puede a continuacion determinar la posicion del dispositivo ocular en el sistema de coordenadas externo con el mismo colocado en la orientacion seleccionada.

En una realizacion relacionada, con el dispositivo ocular 400 colocado ahora sobre el ojo, un dispositivo terapeutico puede ser utilizado para proporcionar un tratamiento terapeutico al ojo del sujeto. En esta realizacion, una fuente de un haz electromagnetico colimado, tal como un haz de rayos X, se coloca de modo que cuando sea accionada, sea dirigida a lo largo de una lmea de vision seleccionada en una coordenada seleccionada en el sistema de coordenadas externo que corresponde a una zona objetivo seleccionada en el ojo del sujeto.

Las Figuras 17A-17D representan realizaciones de soportes del ojo 400(a-d) que tienen aspectos de la invencion, similares en muchos aspectos a los mostrados en las Figuras 4A-B y las Figuras 16, que tienen unas configuraciones alternativas del miembro de contacto 420. En cada figura el soporte 400 del ojo se muestra superpuesto en una vista esquematica frontal de una porcion de un ojo 10 que tiene el iris 24 contiguo a la zona de la esclerotica 17, la union de los cuales define el limbo 26. En cada figura el ojo 10 se muestra alineado con el eje de referencia 18 colocado en el centro del limbo 26. En cada figura el poste 422 de soporte se muestra centrado sobre el eje 420, aunque no necesita ser centrado.

La Figura 17A representa una realizacion en la que el miembro de contacto 420 esta dimensionado para tener un margen que puede ser colocado sobre la superficie del ojo para dejar sin cubrir toda o la mayor parte del lfmite 26 del limbo. Esta configuracion facilita una confirmacion visual de la colocacion del miembro 420. Esta configuracion tambien facilita el uso de metodos automatizados de reconocimiento de patrones / deteccion del lfmite, por ejemplo, mediante el uso de imagenes captadas por la camara 102, u otra camara dispuesta para captar imagenes del limbo. Por ejemplo, el detector de proximidad 103 en la Figura 1 puede en ciertas realizaciones incluir una camara con telemetro, la cual puede tambien ser empleada para determinar la posicion del limbo 26 con respecto al miembro de contacto 420.

La Figura 17B representa una realizacion en la que el miembro de contacto 420 esta dimensionado para cubrir todo o una parte del limbo 26. En ciertas realizaciones el comparativamente gran miembro 420 de contacto o copa proporciona una gran estabilidad del control del ojo para una combinacion dada de fuerza de empuje y/o presion de vacfo, y puede facilitar un contorno que evite el contacto directo con el centro de la cornea. Hay que tener en cuenta que el miembro 420 puede comprender un material transparente que permita la visualizacion de la porcion cubierta del limbo 26.

La Figura 17C representa una realizacion en la que el miembro de contacto 420 esta configurado para ser asimetrico con respecto al limbo 26, y en operacion puede ser colocado descentrado con respecto al centro lfmbico (vease el eje 18).

La Figura 17D representa una realizacion en la que el miembro de contacto 420 esta configurado para incluir uno o mas lobulos 440, los lobulos se extienden mas alla del limbo 26, cubren zonas de la esclerotica contiguas a una o mas zonas 324 de entrada del haz de tratamiento. En la realizacion mostrada los lobulos rodean porciones de un patron de tres zonas de entrada del haz de tratamiento dispuestas radialmente similares a las mostradas en la Figura 3D. Por ejemplo, en un soporte del ojo para uso en un sistema de tratamiento de rayos X de ortovoltaje, los lobulos pueden comprender un material seleccionado para absorber los rayos X, por ejemplo para reducir la dosis absorbida por la lente del ojo. En este ejemplo, una gran porcion del limbo 26 es expuesta en porciones de la superficie del ojo no proximas a los haces de tratamiento, y uno o mas fiduciarios 450 pueden ser dispuestos para facilitar los dispositivos de rastreo del ojo. En una realizacion alternativa (no mostrada) los lobulos pueden rodear completamente las zonas 324 de entrada del haz.

La Figura 5A representa una configuracion de un soporte 500 del ojo, que es generalmente similar al soporte 400 del ojo mostrado en las Figuras 4A-B, pero en el que el poste 522 esta descentrado desde la porcion central del

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miembro de contacto - copa 520 de la lente de la esclerotica. En particular, el desplazamiento desde el eje central de la gma ocular, indicado en 523, es suficiente para permitir que un haz de luz dirigido a lo largo de este eje sea reflejado fuera de la zona central de la gma ocular, no obstruida por un brazo de colocacion 522 y un brazo de colocacion 580. Esto permite que la superficie exterior de la gma ocular, normal a y que intersecciona el eje 523, proporcione un punto de reflexion para un haz dirigido al centro del ojo, que de este modo produce una reflexion de Purkinje que corresponde a la primera reflexion de Purkinje desde la superficie anterior de la cornea, cuando la gma ocular esta centrada sobre el ojo del paciente. Como en las realizaciones de las Figuras 4A-B, tambien se dispone una fuente de vado 575 opcional en esta realizacion para disponer una aplicacion de succion de la copa 520 con el ojo 10. Todo o una parte del miembro de contacto 520 puede comprender un material transparente, por ejemplo un polfmero claro tal como el PMMA (polimetilo de metacrilato) para permitir que un operador vea la posicion relativa de las estructuras del ojo tales como el limbo 26 y el iris 24 cuando el miembro de contacto o copa 520 es llevado a hacer contacto con el ojo 10.

Adicionalmente, la transparencia permite la transmision de la luz a y detras desde la superficie y el interior del ojo a traves de la copa 520 mientras que esta en contacto con el ojo 10, para hacer posible la observacion de las estructuras internas del ojo a traves de la cornea, tales como la retina. La camara 102 de formacion de imagenes esta tambien dispuesta en esta realizacion. Una caractenstica de esta realizacion es que la camara 102 de formacion de imagenes puede visualizar una estructura del ojo tal como el fondo directamente a traves de la copa 520 mientras que se esta realizando una terapia. Una imagen del fondo puede obtenerse a traves de la porcion clara de la copa 520 de la esclerotica sin el poste en el camino. El Purkinje de la porcion de contacto 520 y su centro se alinean con el Purkinje de la cornea, y la posicion de alineacion 523 de la porcion de contacto 520 puede ser usada como un sustituto para lo que sena la alineacion si el Purkinje de la cornea fuera usado para la alineacion 18.

Las Figuras 18A-18B representan unas realizaciones de soportes 500(a-b) del ojo que tienen aspectos de la invencion, muy similares con respecto a los mostrados en las Figuras 5A-B y 16, que tienen unas configuraciones alternativas del miembro de contacto 520. Para cada figura, el soporte 500 del ojo se muestra superpuesto sobre una vista esquematica de una porcion de un ojo 10 que tiene el iris 24 contiguo a la zona de la esclerotica 17, la union de las cuales define el limbo 26. Cada figura incluye una vista frontal (1) y una vista de la seccion transversal (2) tomada a lo largo de la lmea (2)-(2) en la vista (1).

La Figura 18A representa una realizacion en la que el miembro de contacto 520 esta configurado para incluir un area 595 de ventana que comprende un material transparente que permite la visualizacion del interior del ojo a traves de la cornea central mientras que el soporte 500a del ojo esta en contacto con el ojo 10 (o todo el miembro de contacto 520 puede comprender un material transparente). La ventana 595 puede tambien estar configurada para facilitar la visualizacion o captacion de una imagen para la reflexion de un haz de luz colimado o coherente desde la superficie exterior de la ventana 595, como se describe en los metodos de alineacion aqm. El puerto de vacfo 510 esta configurado para aplicar una fuerza de succion que adhiere el soporte 500a del ojo al ojo 10. Hay que tener en cuenta que cualquier espacio entre la ventana 595 y la superficie superior exterior 16 corneal puede ser llenada con una solucion o un gel oftalmico, que puede ser compuesto para reducir los efectos refractivos entre la ventana 595 y la cornea. El poste de soporte 522 puede ser dispuesto para montar en el miembro de contacto 520 descentrado con respecto a la ventana 595 para no obstruir la visualizacion a traves de la ventana. En este ejemplo el miembro de contacto 520 esta dimensionado y conformado para dejar sin cubrir toda o una gran porcion del limbo 26.

La Figura 18B representa una realizacion en la que el soporte 500b del ojo esta configurado en una disposicion generalmente similar al soporte 500a del ojo de la Figura 18A, pero en la que una abertura central 597 esta dispuesta de modo que la superficie central 16 de la cornea este expuesta. El miembro de contacto 520 esta configurado en una forma de anillo anular que rodea toda o una porcion de la abertura 597 del lfmite. Alternativamente, el miembro 520 puede no estar totalmente cerrado alrededor de la periferia de la abertura 597, por ejemplo que tiene una forma plana en forma de “C” mas bien que una “O”. En el ejemplo mostrado, una ranura anular 512 esta rebajada debajo de la superficie (superficie de contacto con el ojo) del miembro 520 para facilitar la distribucion de la presion de vacfo desde el puerto de vacfo 510 de comunicacion alrededor del area de contacto periferica del miembro 520. La realizacion mostrada permite que una primera reflexion de Purkinje sea convenientemente captada o visualizada desde la superficie corneal exterior 16 mientras que el soporte 500b del ojo esta en contacto operativo con el ojo 10, lo que facilita las realizaciones de los metodos de alineacion aqm descritos.

Las Figuras 16A a 16B representan unas especies alternativas que tienen aspectos de la intervencion de un poste de “separacion” apropiado que puede ser empleado con los dispositivos de colocacion y/o estabilizacion del ojo tal como se ha mostrado en las Figuras 4A-B y 5A-B. Es ventajoso tener un dispositivo 400 de estabilizacion tal como se ha mostrado en las Figuras 4A-B (o 500 como en las Figuras 5A-B) en el que el miembro de contacto con el ojo o copa 420 (520) puede permanecer acoplado al ojo 10 en el caso de que un paciente voluntaria o involuntariamente lo aparte del sistema de alineacion 100 despues de que el miembro de contacto este acoplado en el ojo, o si el operador decide desaplicar el brazo de colocacion 480 (580) en algun punto en un procedimiento del paciente. Por ejemplo, un paciente puede estornudar o llegar sobresaltarse durante el curso de un procedimiento, que hace que el paciente se mueva involuntariamente.

Cada una de las Figuras 16A a 16F representa una porcion de miembro de contacto 420 (520) de un sistema 400 (500) de colocacion/estabilizacion de un ojo montado en un poste multipieza 422 (522) que comprende una porcion

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proximal 422a (522a) del poste acoplada al miembro de contacto y una porcion distal 422b (522b) del poste acoplada al dispositivo de estabilizacion del ojo, las porciones proximal y distal del poste estan configuradas para aplicarse entre sf de forma liberable. Cada una de las Figuras 16A-16F incluye pares de vistas emparejadas, en las que la vista (1) muestra las porciones proximal y distal 422a-422b aplicadas, y la vista (2) muestra las porciones proximal y distal 422a-422b desaplicadas en una vista en despiece ordenado.

Cada una de las especies de las Figuras 16A-16F puede ademas incluir una tubena y una fuente de vado como se ha descrito antes. En algunas realizaciones la tubena de vado 475 (575) puede ser montada y conectada para permanecer unida al miembro de contacto 420 con el ojo cuando las porciones 422a,b del poste estan desaplicadas. Por ejemplo, en una realizacion la tubena y la fuente de vado pueden estar montadas en la ropa del paciente (tal como un cuello) para permanecer con el paciente en caso de que el paciente se aleje del sistema general 100. Igualmente, cada una de las especies de las Figuras 16A-16F puede ser empleada con una fuerza de empuje aplicada por el brazo de colocacion (480 en las Figuras 4A-B) como se ha descrito antes.

Se debena comprender que el mecanismo ilustrado en las Figuras 16A-16F son a modo de ejemplo, y variaciones seran evidentes a un experto en la tecnica sin apartarse de la invencion. Por ejemplo, las configuraciones de las porciones distal y proximal del poste pueden generalmente ser invertidas. Igualmente, los dispositivos pueden incluir unos sensores configurados para los procesadores del sistema de control de senales tras la aplicacion o desaplicacion de las porciones 422a,b.

La Figura 16A muestra un dispositivo 400 en el que el distal y el proximal estan perfilados para proporcionar un zocalo 422a y un poste 422b en los que la aplicacion solamente transmite una fuerza de compresion significativa, pero transmite poca o ninguna fuerza de traccion perpendicular al ojo (por ejemplo, es mantenido en posicion por una fuerza de empuje), mientras que resiste la fuerza lateral. Se puede permitir que las porciones distal-proximal giren axialmente, o se puede proporcionar una torsion axial, si se desea, mediante una disposicion enchavetada en los lados o el fondo del zocalo (no mostrado).

La Figura 16B muestra un dispositivo 400 en el que las porciones distal y proximal 422a,b son generalmente similares a las de la Figura 16A, pero en el que el zocalo y los postes estan perfilados para proporcionar un ligero efecto “encaje rapido” en donde una porcion agarra la otra tras la desaplicacion. Una o ambas porciones 422a,b puede comprender un material elastico, y se pueden incorporar muescas en porciones del zocalo o del poste para aumentar la flexibilidad.

La Figura 16C muestra un dispositivo 400 en el que las porciones distal y proximal 422a,b incluyen un acoplamiento magnetico, por ejemplo cuando un iman permanente o un electroiman y/o material ferromagnetico es incorporado en una o ambas de las porciones 422a,b para crear una fuerza de atraccion predefinida entre las porciones distal y proximal aplicadas.

La Figura 16D muestra un dispositivo 400 en el que las porciones distal y proximal son generalmente similares a la de la Figura 16C, la cual adicional o alternativamente incluye un material adhesivo que de forma liberable une las porciones 422a,b conjuntamente, por ejemplo en la forma de una cinta adhesiva o productos “post-it”.

La Figura 16E muestra un dispositivo 400 en el que las porciones distal y proximal 422a,b son generalmente similares a la de la Figura 16A, pero en la cual el zocalo y los postes estan aplicados profundamente para aplicar una fuerza lateral a una distancia seleccionada encima de la superficie del miembro de contacto con el ojo.

La Figura 16F ilustra la adaptacion de cualquiera de las especies de las Figuras 16A-E a un dispositivo 500 de “poste lateral”, en el que la estructura 522a-522b del poste esta colocada suficientemente fuera del eje para proporcionar una porcion central 595 no obstruida, la cual puede ser transparente (una ventana para la transmision de la luz) para hacer posibles ciertos metodos que tienen aspectos de la invencion como se ha descrito aquf

Alineacion mediante dimensionamiento del limbo

En otra realizacion de la invencion el sistema de alineacion utiliza el dimensionamiento del limbo para definir el eje geometrico. En esta realizacion, como esta ilustrado en las Figuras 6A-C, se muestra una vista lateral esquematica de una porcion de un ojo 10. El sistema de alineacion en esta realizacion de la invencion esta basado en la deteccion del area maxima del limbo 26 del ojo 10 del sujeto. La cornea 12 del ojo 10 esta caracterizado por una superficie anterior 16 y una superficie posterior 14 que son concentricas una con otra, y el iris 24 se extiende hacia afuera hacia la superficie posterior 14 de la cornea 12. El drculo de interseccion entre el iris 24 y la superficie interior 14 es un punto de referencia anatomico conocido como el limbo 26. Se pueden formar facilmente imagenes del limbo de un ojo.

Como se ha discutido antes, un “eje de interes” identificado como un eje de referencia para las realizaciones de un metodo de alineacion del ojo que tienen aspectos de la invencion pueden ser ventajosamente, pero no necesariamente, el eje optico o el eje geometrico del ojo. El eje geometrico 18 en las Figuras 6A-C puede ser determinado para estar alineado con el sistema de coordenadas externo 100 cuando el eje 18 es coincidente con el centro del limbo 26 cuando el area circunscrita por el lfmite del limbo esta colocada para conseguir su area aparente maxima con respecto a la camara 102. En la realizacion ilustrada la camara 102 esta colocada para formar

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A continuacion, se determina la primera area definida por el lfmite del limbo. Como se muestra, la Figura 6A representa el ojo 10 en colocado formando un angulo de modo que el area 610 definida por el lfmite del limbo sea menos que la maxima. La camara 102, o preferiblemente el ojo 10, es a continuacion colocado en una segunda posicion y se opera el generador 106 de imagenes para generar una segunda imagen del limbo 26, como se muestra en la Figura 6B. El generador 106 de imagenes puede entonces situar el lfmite del limbo 26. A continuacion, se determina la segunda area 611 definida por el lfmite del limbo. Como se muestra, la Figura 6B representa el ojo 10 formando un angulo de modo que el area 610 definida por el lfmite del limbo sea menos que la maxima. Este proceso se repite hasta que el area maxima definida por el lfmite del limbo sea identificada, como esta ilustrado en la Figura 6C, en la que la direccion 600 esta coalineada con el eje de referencia 18. La deteccion del area maxima 612 del limbo 26 indica que el ojo esta en alineacion con el sistema, y se define el eje de referencia 18.

Identificacion del lfmite lfmbico

Como se ha observado antes, el lfmite lfmbico se determina en los metodos de alineacion descritos. La determinacion del lfmite lfmbico, y del centro lfmbico, puede ser realizada de varias maneras. Un metodo a modo de ejemplo para determinar el centro del limbo esta ilustrado diagramaticamente en la Figura 7, que muestra la secuencia 700 de los sucesivos pasos de procesamiento de los datos para identificar el lfmite lfmbico y el centro lfmbico. La imagen de entrada 710 representa datos de la imagen de alta resolucion del ojo que se aplica. El primer paso 720 de procesamiento de datos es promediar y reducir la imagen de entrada 710. Esto puede ser realizado convolucionando los datos que definen la imagen de entrada 710 con un filtro Gaussiano de paso bajo que sirve para promediar espacialmente y por lo tanto reducir el ruido de alta frecuencia. Como la promediacion espacial introduce una redundancia en el dominio espacial, la imagen filtrada es a continuacion submuestreada sin ninguna perdida de informacion adicional. La imagen submuestreada sirve de base para el subsiguiente procesamiento con la ventaja de que sus menores dimensiones y su resolucion mas baja llevan a unas demandas de calculo menores con respecto a la original, a tamano completo, de la imagen entrada 710.

Los siguientes pasos de procesamiento de datos implicados en la localizacion del lfmite del limbo, y del centro del limbo, incluyen la localizacion secuencial de los diversos componentes del lfmite lfmbico. En consecuencia, el paso 730 situa el lfmite lfmbico (o exterior) 732 del iris. El paso de localizacion puede ser realizado en dos subpasos. El primer subpaso incluye una operacion de deteccion del borde que esta ajustada con la configuracion esperada de los lugares de imagenes de alto contraste. Este ajuste se basa en las propiedades genericas del componente de interes del lfmite (por ejemplo, la orientacion) asf como en las limitaciones espedficas que son proporcionadas por los componentes del lfmite previamente aislados. El segundo subpaso incluye un plan en el que los pfxeles del borde detectados votan para ejemplificar unos valores particulares para un modelo parametrizado del componente de interes del lfmite.

Con mas detalle, para el lfmite lfmbico 732 del paso 730, la imagen es filtrada con un detector del borde basado en el gradiente que esta ajustado en orientacion para favorecer la verticalidad cercana. De este modo, incluso con los parpados cerrados, las porciones izquierda y derecha del limbo senan claramente visibles y orientadas cerca de la vertical cuando la cabeza esta en una posicion derecha. El lfmite lfmbico es modelado como un drculo parametrizado por sus dos centros de coordenadas, xc e yc, y su radio, r. Los pfxeles del borde detectados son adelgazados y a continuacion dispuestos en histrograma en un espacio tridimensional (xc, yc, r) de acuerdo con los valores permitidos (xc, yc, r) para un lugar de la imagen dado (x, y). El punto (xc, yc, r) con el maximo numero de votos se toma para representar el lfmite lfmbico. Finalmente, con el lfmite lfmbico 732 aislado, el paso de procesamiento final 740 incluye la localizacion del centro 750 del limbo.

El enfoque antes descrito para identificar el centro del limbo puede ser generalizado de varias formas. Por ejemplo, las representaciones de imagenes distintas de las orientadas por la deteccion del borde basada en el gradiente pueden ser usadas para mejorar los lfmites del iris. Segundo, se pueden emplear las parametrizaciones alternativas del lfmite del iris. Finalmente, la localizacion del lfmite del iris puede ser realizada sin los pasos iniciales de promediacion y submuestreo espacial.

Definicion de la zona objetivo retinal despues de la alineacion ocular

Como se ha descrito antes con respecto a las Figuras 1-5, un primer reflejo de Purkinje (o una reflexion equivalente desde el miembro que cubre la cornea, tal como el miembro de contacto 420 o 520 con el ojo) puede ser correlacionado y alineado con relacion al centro del limbo 26 para definir un eje de referencia 18. El centro del limbo puede ser detectado de forma manual o automatica como se describe con respecto a las Figuras 6-7. Ademas, el eje

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de referencia puede ser alineado con el sistema de coordenadas externo de un sistema de colocacion/estabilizacion del ojo y/o de tratamiento del ojo.

Una realizacion del metodo que tiene aspectos de la invencion incluye alinear el ojo con el sistema de coordenadas y definir el eje de referencia, e identificar una zona del tejido objetivo de tratamiento con relacion a la interseccion del eje de referencia con una porcion del ojo, por ejemplo la retina. Con el ojo alineado como se ha descrito antes, y el eje de referencia definido y correlacionado con un sistema de coordenadas externo, una zona del tejido objetivo de tratamiento dentro del ojo puede ser identificada y situada dentro del sistema de coordenadas externo.

En una posterior realizacion del metodo que tiene aspectos de la invencion se incluye, despues de situado un tejido objetivo del tratamiento con respecto al eje de referencia ocular definido y alineado con respecto a un sistema de tratamiento, el dispositivo de tratamiento esta colocado con relacion a este eje de referencia para administrar un tratamiento deseado al tejido objetivo (por ejemplo, una zona objetivo retinal en o cerca de la macula).

La Figura 8A representa una seccion transversal de un ojo 10 del sujeto en un eje sagital (Z-Y) para incluir una superficie corneal anterior 16, una superficie corneal posterior 14, una lente 20, y una superficie retinal 50, en asociacion con el sistema 800. El sistema 800 incluye una fuente de luz 35 colimada que ilumina una superficie 16 de la cornea y su punto focal 15, como se muestra. Hay que tener en cuenta en este aspecto que los dispositivos de colocacion y estabilizacion que tienen aspectos de la invencion, y descritos con respecto a las Figuras 5A-B, facilitan que un miembro de contacto con el ojo o copa 520 transparente, que permite un camino de transmision de la luz hacia y desde las estructuras externas y/o internas del ojo 10, mientras que el ojo es estabilizado o colocado. Aunque el punto focal esta representado enfrente de la lente 20, el punto focal puede enfocar detras de la lente y mas cerca de la retina 50 asf dependiendo de la potencia (dioptnas) de la cornea 12 y/o de la lente 20. El eje 18 es la prolongacion del camino 35 de la fuente de luz colimada a traves del eje anterior-posterior de un ojo y hacia la retina 50. Mientras la fuente de luz colimada se desplaza a traves o cerca del centro de la lente, el haz colimado no se refractara en gran medida. Esto es importante en el tratamiento de radioterapia debido a que la radiacion se desplaza en lmea recta a traves del ojo.

El dispositivo 102 incluye un dispositivo de formacion de imagenes tal como una camara de fondo o una maquina de tomograffa de coherencia optica (OCT). Los principios de la OCT son familiares a los expertos en la tecnica y con el objeto de la presente invencion abarcan la reflectometna de coherencia optica y otras formas de interferometna optica. Los dispositivos adicionales de formacion de imagenes contemplados por la presente invencion incluyen CT Scan, MRI, ecograffa A- o B-, una combinacion de estos, u otros dispositivos de creacion de imagenes oftalmicos tales como un laser oftalmoscopio de rastreo.

En la Figura 8B se representa una imagen de video 104 de una vista frontal (X-Y) del ojo 10 en la configuracion mostrada en la Figura 8A. El punto 55 representa el punto focal 15 visto en un monitor 104 de formacion de imagenes mediante el uso de un dispositivo 102 de formacion de imagenes que puede detectar la longitud de onda de la luz procedente de la fuente de luz colimada 108. El lfmite 42 es una pupila en la Figura 8B. La zona 30 es un cfrculo, cuyo centro coincide con el centro del limbo 26. La fuente de luz colimada 108 puede estar colocada en el eje X-Y de modo que el centro de su reflexion 55 coincida con el centro 30 del limbo 26. Se pueden formar imagenes facilmente del limbo de un ojo; hasta el punto de que se puedan formar imagenes del limbo 26 con la misma camara que la reflexion de la fuente de luz colimada 12, ambos centros pueden ser alineados en el eje X-Y. Con tal alineacion, se puede determinar la interseccion del eje de referencia 18 con la retina.

En algunas realizaciones un eje de tratamiento puede ser definido desplazado del eje de referencia 18. El eje de tratamiento puede ser paralelo al eje de referencia, seleccionado de modo que el objetivo sea su interseccion con la retina. Los haces de tratamiento pueden entonces ser colocados con respecto al eje de tratamiento, por ejemplo, en angulos de rotacion seleccionados con respecto al eje de tratamiento.

En ciertos casos el eje 18 coincide con una zona cerca de la macula sobre la retina 50. Vease la Figura 11 para un mayor detalle. Este punto puede ser llamado el centro del polo posterior del ojo.

La Figura 9A representa un ejemplo en el que el centro del foco de luz colimada 55 en el plano X-Y, representado en el monitor de video 104, no es coincidente con el centro del cfrculo 30 (el centro del limbo 26). La Figura 9B representa el caso que corresponde cuando es visto en el eje anterior-posterior (Y-Z) del ojo, en asociacion con el sistema de alineacion 900. El punto focal 14 esta ahora fuera del centro o fuera del eje como se muestra en la Figura 9A en la vista frontal. El haz 35 procedente de la fuente de luz 108 se extiende a traves del ojo hacia la retina y esta representado en la Figura 9B como eje 25. El eje 25 es diferente del eje de referencia 18 en el plano Y-Z; el eje 25 es un eje en el que un haz de luz colimado sena refractado y su posicion sobre el fondo sena afectada por la refraccion. El eje 18 es el eje en esta figura que representa un eje Y-Z que se alinea hacia un punto cerca de la macula (vease la Figura 11 para un mayor detalle).

La Figura 10 representa una configuracion de un dispositivo utilizada para conseguir los resultados en las Figuras 8A-9B. Un ojo 10 esta representado en la Figura 10 en un plano Y-Z y la cornea 12 del ojo esta representada en la superficie frontal. Una imagen del fondo (vease la Figura 11) puede ser obtenida simultaneamente por la camara de fondo 1010. La baliza de laser 1015 se proyecta desde la fuente de laser 1030 hacia la retina y puede estar alineada

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con el eje de referencia 18 alineandola con el centro del limbo y alineandola simultaneamente con su punto focal 15, representado por su reflexion en una camara 102 de formacion de imagenes ordinaria. El divisor 1020 de haz permite la desviacion de la baliza de laser 1015 de modo que pueda ser transmitido a traves del eje de referencia del ojo 10. La luz infrarroja procedente de la camara de fondo 1010 puede pasar a traves del divisor 1020 de haz de modo que se puedan formar imagenes del fondo simultaneamente con la baliza de laser 1015 en la imagen de fondo a traves de la camara de fondo 1010. El divisor 1020 de haz puede al menos parcialmente reflejar la luz blanca incidente de modo que la camara 102 pueda formar imagenes del ojo. El divisor 1022 de haz refleja el haz 1015 de la baliza de laser y tambien al menos transmite parcialmente la luz blanca de modo que pueda formar imagenes de la parte frontal del ojo en el plano X-Y; esto es, el plano en la parte frontal del ojo. El sistema incluye tambien un dispositivo de posicion X-Y que hace posible que la baliza de laser 1015 sea movida a diferentes posiciones a lo largo del eje X-Y en la parte frontal del ojo. Un elemento de deteccion de la posicion (PSD) puede tambien ser incluido en el camino de la baliza de laser o mediante el uso de un divisor de haz adicional para detectar el movimiento o la estabilidad de la baliza a lo largo del tiempo. El soporte logico de formacion de imagenes integrado con, o enlazado a, la camara 102 puede permitir que la estabilidad del ojo 10 sea tambien cuantificada a lo largo del tiempo.

La Figura 11A representa una imagen 1105 del fondo obtenida con el sistema de la Figura 10 cuando el foco de la baliza de laser y el punto de entrada de la baliza de laser estan alineados en el centro del limbo. La proyeccion de la baliza de laser en el fondo 1105 es el punto de interseccion del eje de referencia con la retina 1130, y en esta realizacion coincide con el centro aproximado del eje optico o geometrico del ojo. Como referencia, el disco optico 1110 y la macula/fovea 1120, o centro de agudeza visual, se muestra y se fija con un pequeno desplazamiento “d” del eje de referencia representado por la baliza 1130. La Figura 11B representa una ilustracion del ojo representado en la Figura 12B en la que la baliza 1130 no esta alineada con el centro del limbo.

La Figura 12A representa un compendio de la metodologfa adaptada para ser usada en un sistema para administrar una terapia de radiacion a la macula de un paciente. El sistema de alineacion 1200 se usa para obtener una imagen del fondo mostrada en la Figura 12B. Una OCT tridimensional, u otro instrumento que pueda medir distancias cuantitativamente sobre la retina, obtiene la imagen 1210 para cuantificar las distancias entre el nervio optico y la fovea. La imagen de la OCT tridimensional 1210 puede ser correlacionada y registrada con respecto a la imagen del fondo mostrada en las Figuras 11A-B. Tal registro permite que la imagen del fondo con la baliza del laser sobre el eje de referencia sea graduada para las distancias reales 1230 (a,b,c en la Figura 12B). La medida 1220 de la longitud axial hace posible que la OCT 3D o la OCT 2D sean graduadas para las distancias reales debido a que estos instrumentos dependen de la longitud axial para determinar las mediciones cuantitativas de estos parametros. Una vez que las medidas estan completas 1230, el limbo y la cornea del ojo son hechos corresponder con la macula ambos en el plano X-Y y en el plano Z. El foco de la baliza de laser a una profundidad en el ojo y su relacion con la esclerotica y el limbo pueden ser usados en combinacion con una metrica sobre el fondo para administrar una terapia de radiacion.

La Figura 13A representa un haz 1310 de terapia de rayos X que se desplaza a traves de un ojo 1300 con un angulo 1320. Estos haces 1310 de rayos X estan referenciados en los angulos 1320 con el eje 1330. Dependiendo del tejido de tratamiento del que se trate, el eje 1330 puede ser el eje optico, el eje geometrico, u otro eje definido como el eje de tratamiento.

En la Figura 13B el centro 1365 de la terapia de radiacion esta centrado con respecto al eje geometrico u optico 1360. Con la metrica ffsica determinada como se ha discutido antes con referencia a las Figuras 12A-B, se conocen la relacion entre el centro del limbo, el eje geometrico u optico relativo al centro del limbo, y la macula.

La Figura 13C representa el centro 1375 de la terapia de radiacion coincidente con la macula 1370 y no con el eje geometrico u optico 1360. En este sistema de planificacion de la radioterapia el foco del laser a traves de la cornea en combinacion con el centrado del puntero del laser sobre el centro del limbo hace posible una referencia virtual o suplente, para la posicion de la macula, y por tanto, permite que los angulos de los haces de radioterapia sean triangulados con respecto a la macula sin visualizacion. El sistema puede igualmente ser usado para calibrar una lente u otro dispositivo de contacto ocular que un paciente pueda llevar para la administracion de la radioterapia. En otra realizacion, una lesion sobre la retina o un deposito de drusas puede ser hecho corresponder con la parte frontal del ojo.

La Figura 14 representa un metodo 1475 para usar el sistema de la actual descripcion para obtener la relacion entre el centro del limbo, el eje optico del ojo, y la posicion de un haz que se desplaza a traves del limbo con relacion a estas posiciones cuando un paciente se fija en un objeto. Con estos datos la relacion entre el eje optico y el eje visual puede ser determinada para un paciente individual. El primer paso en el metodo es formar una imagen del punto focal 1470 de la baliza de laser, alinear el foco de la baliza de laser con el centro del limbo 1472, y observar con la camara 1474 de formacion de imagenes de fondo, como se ha descrito antes. A partir de esta alineacion con el eje optico/geometrico, el centro de tratamiento puede ser mantenido en esta posicion o puede ser movido 1476 una distancia hacia la fovea o el centro de una lesion, que define un eje de tratamiento separado.

Sistema de cirugfa fotoextirpativa del ojo

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El uso del metodo de alineacion antes discutido es, en una realizacion de la invencion, aplicado a una cirugfa fotoextirpativa del ojo. En la Figura 15 se muestra esquematicamente esta realizacion de la invencion del sistema de cirug^a del ojo. El sistema 1500 puede representar un sistema de cirugfa fotoextirpativa del ojo para reformar la cornea de un paciente representada por la superficie corneal anterior 1512. El sistema puede incluir un componente 1510 de la OCT que emite un haz de sonda 1514 que pasa a traves del divisor 1520 de haz y se propaga hacia el ojo 1502. El haz es perforado para preferiblemente limitar el diametro del haz de sonda. Esto es ventajoso ya que limita que el haz de sonda rastree sobre una pequena dimension lateral que da como resultado una deteccion mas rapida de la senal de la OCT. El haz de sonda esta alineado con el eje de referencia del ojo mediante una coalineacion del centro 1560 del limbo 1565 y el primer reflejo de Purkinje 850 discutido con detalle antes. El sistema puede ademas incluir un componente 1530 del laser terapeutico que emite un haz terapeutico que tiene un eje de propagacion del haz mostrado en 1532. El haz de sonda 1514 del componente 1510 de la OCT esta coalineado y coincidente con el eje 1532 del haz terapeutico en la superficie corneal. La situacion del eje 1532 del eje del haz terapeutico sobre la superficie corneal durante el procedimiento terapeutico es controlada por el rastreador ocular 1540 de una manera bien conocida por los expertos en la tecnica. Esto es, el movimiento del ojo debido a un movimiento voluntario e involuntario es monitorizado en tiempo real para coordinar la extirpacion de la cornea con el haz terapeutico.

El rastreador ocular 1540 incluye al menos un dispositivo de captacion de imagenes tal como una camara para al menos rastrear el ojo en tiempo real. El dispositivo de captacion de imagenes puede detectar la posicion del ojo y relacionar la direccion del sistema del laser con la posicion del ojo. Un monitor de visualizacion opcional dirigido hacia el operador del sistema del laser puede representar la posicion del dispositivo del laser en tiempo real en algunas realizaciones. En algunas realizaciones el dispositivo de captacion de imagenes detecta la posicion del ojo y se usa un soporte logico de digitalizacion para rastrear la posicion del ojo. Se cree que el ojo permanece dentro de una posicion prefijada, o campo de tratamiento, que puede corresponder a los bordes del limbo. Cuando el ojo se desvfa mas alla de un umbral del movimiento se puede enviar una senal al dispositivo del laser. El umbral del movimiento incluye un grado o medida en la que el ojo es capaz de mover y permanecer dentro de los parametros de tratamiento sin apagar el dispositivo del laser. En algunas realizaciones el umbral del movimiento puede ser medido en radianes, grados, milfmetros, etc. La fuente de laser se apaga cuando el ojo esta fuera de posicion mas alla del umbral del movimiento, y la fuente de laser se enciende cuando el ojo esta dentro del umbral del movimiento. En algunos metodos de fijacion del umbral del movimiento, un profesional del tratamiento delimita los bordes del limbo, y el soporte logico que planifica el tratamiento registra a continuacion los bordes del limbo. Si el limbo del ojo se separa del lfmite del borde delimitado, se envfa una senal al dispositivo del laser para apagarlo.

Sistema de radioterapia

En otra realizacion de la invencion el sistema de alineacion se utiliza para definir un eje ocular de interes que intersecciona la retina en una zona objetivo retinal cerca de la macula, y combinado con un plan de tratamiento terapeutico en el que un dispositivo de radioterapia esta alineado con una aguja colocada al menos parcialmente a traves de la esclerotica e incluso en el interior del vftreo del ojo. Una grna de luz, o puntero, puede ser colocado en o acoplado con la aguja para iluminar la retina con una fuente de luz colimada. La aguja y la grna de luz pueden ser estabilizadas dentro de la esclerotica de modo que la fuente de luz colimada sea estable en la zona del objetivo retinal. El dispositivo de radioterapia puede a continuacion ser alineado con la aguja para administrar radiacion en una lmea recta a lo largo de la aguja y a lo largo del camino de la grna de luz y hacia la zona del objetivo retinal deseada. Con este plan de tratamiento las zonas pequenas de la retina pueden ser apuntadas con mas precision.

El sistema de radioterapia usado en combinacion con los metodos de alineacion antes descritos puede ser configurado para administrar en cualquier sitio desde aproximadamente 1 Gy hasta aproximadamente 40 Gy durante un penodo de tratamiento, o desde aproximadamente 10 Gy hasta aproximadamente 20 Gy durante un penodo de tratamiento, a zonas del ojo que incluyen, pero no limitadas a, la retina, la esclerotica, la macula, el nervio optico, la bolsa capsular del cristalino o lente artificial, los musculos ciliares, la lente, la cornea, el canal de Schlemm, la coroides, y la conjuntiva. En algunas realizaciones el sistema puede ser configurado para administrar desde aproximadamente 15 Gy hasta aproximadamente 25 Gy durante un penodo de tratamiento. En algunas realizaciones el sistema 10 es capaz de administrar una terapia de rayos X en cualquier plan de fraccionamiento (por ejemplo, aproximadamente 1 Gy por dfa, aproximadamente 5 Gy por dfa, aproximadamente 10 Gy por mes, o aproximadamente 25 Gy por ano), ya que el sistema de planificacion del tratamiento puede retener en la memoria y recordar que zonas han sido tratadas basandose en las caractensticas anatomicas y la enfermedad del paciente unicas. Estas caractensticas y los tratamientos previos estan almacenados en la base de datos de tratamientos para futuras referencias.

El sistema puede tambien administrar energfas de fotones diferentes dependiendo del grado de la enfermedad o de la zona del ojo que esta siendo tratada. Por ejemplo, el tubo de generacion de rayos X puede administrar fotones con energfas de foton que van desde aproximadamente 20 keV hasta aproximadamente 40 keV, hasta aproximadamente 60 keV, o hasta aproximadamente 100 keV. Puede ser conveniente usar fotones con energfas de foton que van desde aproximadamente 20 keV hasta aproximadamente 50 keV para estructuras en la parte anterior del ojo debido a que los fotones con estas energfas de foton penetraran menos. Puede ser conveniente utilizar fotones con energfas de foton que van desde aproximadamente 60 keV hasta aproximadamente 100 keV o mayores para estructuras en la zona posterior del ojo para una mayor penetracion en la retina. En algunas realizaciones el

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tubo de generacion de rayos X puede emitir fotones con energfas de foton desde aproximadamente 10 keV hasta aproximadamente 500 keV, desde aproximadamente 25 keV hasta aproximadamente 100 keV, desde aproximadamente 25 keV hasta aproximadamente 150 keV, desde aproximadamente 40 keV hasta aproximadamente 100 keV, o cualquier combinacion de intervalos descritos antes o aqm. En algunas realizaciones la seleccion de la energfa de foton puede estar basada sobre calculos de diagnostico, que pueden incluir un modelo del ojo creado a partir de datos anatomicos tomados del ojo real del paciente que ha de ser tratado. El profesional medico que lo trata puede elegir las energfas del haz basandose en la enfermedad y despues fijar la maquina en el nivel de energfa deseado. En algunas realizaciones el sistema puede recibir una energfa de entrada del profesional medico con relacion al tipo de enfermedad, y el nivel de energfa puede ser prefijado, el cual tambien puede ser sometido a modificacion por el profesional medico.

Metodos de tratamiento

De este modo, los dispositivos y metodos de alineacion antes descritos son utiles en combinacion con numerosos dispositivos de tratamiento y composiciones para tratar una amplia variedad de estados del ojo de un sujeto. Las fuentes de la energfa del tratamiento, tales como los dispositivos electromagneticos que emiten energfa, pueden ser utilizados para llevar a cabo manipulaciones corneales y/o no corneales. De acuerdo con las arquitecturas y tecnicas de algunas realizaciones de la invencion, la fuente o fuentes (cuando se utilizan en combinacion) pueden ser activadas para dirigir energfa sobre y/o a partes del ojo, tales como la conjuntiva y la esclerotica para tratar estados tales como la presbiopfa, en donde la energfa afecta al menos a una propiedad del ojo y da como resultado una mejora de una propiedad del ojo.

En algunas realizaciones de la invencion se tratan trastornos del enfoque tales como la miopfa y la hipermetropfa. La miopfa o falta de vision cercana se refiere a una anomalfa refractiva de la vista en la que los objetos distantes aparecen borrosos como resultado de que los rayos de luz que entran en el ojo son llevados a enfocar delante de la retina. La hipermetropfa, o falta de vision lejana, por otra parte, se refiere a una anomalfa refractiva de la vista en la que los objetos cercanos aparecen desenfocados o borrosos como resultado de que los rayos de luz que entran en el ojo son llevados a enfocar detras de la retina.

Ademas de la miopfa y la hipermetropfa, la presbiopfa esta tfpicamente asociada con la falta de capacidad de una persona de enfocar en distancias cortas y tiende a desarrollarse y a avanzar con la edad. Con respecto a este avance, se cree que la presbiopfa avanza a medida que el ojo progresivamente pierde su capacidad de acomodarse o de enfocar de forma precisa en la vision cercana con el aumento de la edad de una persona. Por consiguiente, el estado de presbiopfa generalmente significa una disminucion universal de la amplitud de acomodacion de la persona afectada.

La miopfa y la hipermetropfa pueden ser tratadas quirurgicamente mediante el uso de tecnicas que incluyen intervenciones corneales, tales como reformar una curvatura de la superficie de la cornea situada dentro del area del limbo, y manipulaciones no corneales, tales como alterar las propiedades de la esclerotica (que esta situada fuera del area del limbo), el musculo ciliar, las zonulas, o la lente. Un ejemplo de los anteriores tratamientos incluye la extirpacion de la superficie de la cornea propiamente dicha para formar una disposicion multifocal (por ejemplo, la vision a distancia en un ojo y la vision de lectura en otro ojo de acuerdo con un plan de tratamiento denominado monovision) que facilita la vista por un paciente de los objetos cercanos y los lejanos. Un ejemplo del tratamiento posterior incluye introducir entalladuras en porciones de la esclerotica para asf aumentar la acomodacion. Las intervenciones no corneales incluyen tfpicamente retirar o tirar hacia atras temporalmente la conjuntiva del sujeto, mediante el uso de forceps y tijeras y/o uno o mas escalpelos, cauterio, plasma, y metodos de laser, seguidas por las manipulaciones no corneales reales (por ejemplo, formacion de entalladuras en la esclerotica). Despues de realizar las entalladuras, a continuacion tfpicamente la conjuntiva se sutura de nuevo en su posicion.

Los dispositivos de energfa electromagnetica pueden incluir, por ejemplo, lasers que emiten una amplia gama de longitudes de onda, tal como los lasers que tienen unas longitudes de onda que van, por ejemplo, desde aproximadamente 0,2 micras a aproximadamente 3,1 micras. Los tamanos de haz de laser a modo de ejemplo pueden ir desde 0,005 mm hasta aproximadamente 1,0 mm, o 2,0 mm. Los valores de la energfa de laser a modo de ejemplo por valores del impulso van desde aproximadamente 0,1 mJ hasta aproximadamente 50 mJ dependiendo de, por ejemplo, la duracion del impulso y del tamano del punto del haz de laser. Las anchuras del impulso de laser pueden ir desde aproximadamente 150 nanosegundos hasta aproximadamente 1.000 microsegundos. Las areas para ser tratadas pueden ser rastreadas previamente con un laser vascular o de impulso largo Er, Cr:YSGG, o de impulso largo Er, Cr:YAG, para minimizar el sangrado.

En una realizacion de la invencion se administra radioterapia. La radioterapia es particularmente util para tratar la degeneracion macular. La degeneracion macular es un estado en el que las celulas sensibles a la luz de la macula, una parte cerca del centro de la retina del ojo humano, funcionan mal y lentamente dejan de trabajar. La degeneracion macular es la principal causa de la perdida de vision central en personas con una edad superior a cincuenta anos. Las pruebas clmicas e histologicas indican que la degeneracion macular en parte esta causada por o resulta de un proceso inflamatorio que finalmente causa la destruccion de la retina. El proceso inflamatorio puede provocar la destruccion directa de la retina o la destruccion por medio de la formacion de membranas neovasculares que pierden fluido y sangre en la retina, lo que rapidamente produce cicatrices.

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La radioterapia puede ser usada en combinacion con otras terapias para el ojo. La radioterapia puede ser usada para limitar los efectos secundarios de otros tratamientos o puede trabajar sinergicamente con otras terapias. Por ejemplo, la radioterapia puede ser aplicada a quemaduras de laser en la retina o a implantes o cirugfa en la zona anterior del ojo. La radioterapia puede ser combinada con uno o mas tratamientos farmaceuticos, y/o tratamientos o agentes fotodinamicos. Por ejemplo, la radioterapia puede ser usada conjuntamente con un tratamiento anti-VEGF, receptores VEGF, esteroides, compuestos antiinflamatorios, moleculas de union del ADN, terapias de formacion de radicales de oxfgeno, moleculas que transportan oxfgeno, moleculas/terapias de porfirina, gadolinio, formulaciones a base de partmulas, quimioterapias oncologicas, terapias de calor, terapias de ultrasonidos, y terapias con laser.

En algunas realizaciones los radiosensibilizadores y/o radioprotectores pueden ser combinados con un tratamiento para disminuir o aumentar los efectos de la radioterapia, como discutido en Thomas y otros, Modificadores de radiacion: Vision de conjunto e investigaciones futuras del tratamiento, Hematol. Oncol. Clin. N. Am. 20 (2006) 119139; Senan y otros, Diseno de pruebas de radiacion combinada con terapia angiogenica, Oncologist 12 (2007) 465477. Algunas realizaciones incluyen radioterapia con los siguientes radiosensibilizadores y/o tratamientos: 5- fluorouracilo, antimetabolito pirimidina fluorinado, anti-S fase citoxina, trifosfato 5-fluorouridina, monofosfato 2- desoxifluorouridina (Fd-UMP), y capecitabina trifosfato 2-desoxifluorouridina, analogos de platino tal como cisplatino y carboplatino, fluoropirimidina, gemcitabina, antimetabolitos, taxanos, docetaxelo, inhibidores de topoisomerasa I, irinotecano, inhibidores de ciclo-oxigenasa-2, radiosensibilizadores de celulas hipoxicas, terapia antiangiogenica, bevacizumab, anticuerpos monoclonales recombinantes, mediacion ras y receptor del factor de crecimiento epidermico, vector factor de necrosis tumoral, vector adenoviral Egr-RNF (Ad5.Egr-TNF), e hipertermia. En algunas realizaciones las realizaciones incluyen radioterapia con los siguientes radioprotectores y/o tratamientos: amifostina, sucralfato, tiol citoprotectivo, vitaminas y antioxidantes, vitamina C, tocoferol-monoglucosido, pentoxifilina, alfa- tocoferol, beta-caroteno, y pilocarpina.

Los agentes antiangiogenicos (AAs) estan dirigidos a inhibir el crecimiento de nuevos vasos sangumeos. El bevacizumab es un anticuerpo monoclonal humanizado que actua uniendo y neutralizando el VEGF, que es un ligante con un papel central en la indicacion de vfas que controlan el desarrollo de los vasos sangumeos. Los hallazgos sugieren que la terapia anti-VEGF tiene un efecto antivascular directo en los tejidos humanos. Por el contrario, los inhibidores kinasa tirosina (TKIs) de pequenas moleculas impiden la activacion de los VEGFRs, que de este modo inhiben las vfas de indicacion aguas abajo mas que unirse al VEFG directamente. Los agentes daninos vasculares (VDAs) provocan una rapida parada de la vasculatura establecida, lo que lleva a una muerte del tejido secundario. Los agentes desestabilizadores-microtubulos, que incluyen las combrestastatinas y ZD6126, y medicamentos relacionados con el 5,6-dimetilxantenona-4- acido acetico (DMXAA) son dos grupos principales de VDAs. Se pueden usar tambien los inhibidores mezclados, que incluyen agentes como los inhibidores EGFR o los agentes neutralizadores y los agentes citotoxicos anticancengenos.

De este modo, el sistema de la presente invencion puede ser usado en algunas realizaciones para proporcionar un tratamiento de radioterapia. Un eje de tratamiento que proporciona una referencia sobre que aplicacion de los haces de radiacion se aplican puede ser acoplado a o alineado con un eje del sistema de radioterapia, sobre el cual se puede colocar una fuente de rayos X, por ejemplo siendo rotada. La fuente de rayos X puede rotar alrededor del eje del sistema del dispositivo de radioterapia, alrededor del cual la fuente de rayos X puede ser rotada. La fuente de rayos X puede rotar alrededor del eje del sistema con o independiente de un subsistema de formacion de imagenes y su correspondiente eje. Con el eje de tratamiento alineado con el eje del sistema, y con el dispositivo de acoplamiento que aplica el ojo se pueden determinar las trayectorias de los haces de radiacion para dirigir los haces de radiacion para ser coincidentes con el tejido objetivo del ojo del sujeto. El espacio definido del eje de tratamiento, el eje del sistema, la situacion del dispositivo de acoplamiento, y la situacion de la fuente de rayos X proporciona un marco de coordenadas confinado que puede ser usado, por ejemplo, para dirigir la orientacion y la administracion de los haces de radiacion.

En una realizacion de la invencion, se administra la terapia radiodinamica. Los agentes radiodinamicos pueden ser administrados bien sistematicamente o en el vttreo; a continuacion se apunta directamente con radioterapia a la zona en el ojo para ser tratada, como se ha descrito antes. La zona apuntada puede ser localizada de forma precisa mediante el uso del dispositivo de la invencion y/o en combinacion con un modelo del ojo, y a continuacion la radiacion puede ser aplicada de forma precisa a esa zona. En la terapia radiodinamica se pueden usar haces de tamanos de aproximadamente 1 mm o menos para tratar trastornos oculares si el objetivo son drusas, por ejemplo. En otros ejemplos, el tamano del haz es menor de aproximadamente 6 mm.

Se ha contemplado ademas que el sistema de la presente invencion puede ser utilizado para tratar una variedad de tipos de cancer del ojo. A continuacion se describen tratamientos de cancer a modo de ejemplo. El melanoma intraocular comienza a partir de unas celulas pigmentarias denominadas melanocitos, las cuales se encuentran en la parte del ojo conocida como la uvea. La uvea incluye el iris, el cual forma la parte coloreada del ojo; el cuerpo ciliar, que ayuda al cambio de forma de la lente dentro del ojo de modo que pueda enfocar; y la coroides, que es una capa muy profunda del ojo. Aunque poco comun, el melanoma uveal es el tumor primario del ojo mas comun en adultos; aproximadamente 1.200 personas son diagnosticadas de esta enfermedad cada ano en los Estados Unidos. Los factores asociados con el desarrollo de esta enfermedad incluyen el color claro de la piel, la exposicion ambiental y una predisposicion genetica. Si el melanoma empieza en el iris, puede aparecer como una mancha oscura en el ojo. Sin embargo, si comienza en el cuerpo ciliar o coroides, los smtomas pueden aparecer como problemas de vision, si

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acaso. En estos casos la enfermedad es usualmente detectada durante un examen rutinario. Las posibilidades de recuperacion y respuesta al tratamiento dependen del lugar del melanoma y si se ha extendido. Los melanomas del tracto uveal posterior (los canceres que surgen del cuerpo ciliar o de la coroides - las partes mas profundas del ojo) son tipicamente mas malignos, con una tasa de mortalidad a los cinco anos del 30% cuando el tumor se ha extendido a areas fuera del ojo. Los melanomas del tracto uveal anterior (los que surgen del iris) tienen una tasa de mortalidad del 2% al 3% en cinco anos. De este modo, en una realizacion de la invencion, el melanoma intraocular es tratado mediante el uso del sistema de la invencion.

El tratamiento normal del melanoma intraocular incluye la retirada quirurgica del ojo, o enucleacion. Debido al efecto de este procedimiento sobre el aspecto de un paciente, las incertidumbres de diagnostico posibles y la posibilidad de que se extienda el cancer, se han introducido tratamientos alternativos. Estos tratamientos incluyen la radiacion con placas radioactivas, la fotocoagulacion con laser, la termoterapia transpupilar y la crioterapia. Tambien se ha contemplado una terapia con un haz de protones que tiene la capacidad de apuntar de forma precisa a tumores objetivo sin causar danos serios al tejido sano que rodea el ojo.

La metastasis coroidal ocurre cuando el cancer se extiende a la capa coroidal del ojo desde otro lugar primario, tal como el pecho. En estas situaciones, el objeto del tratamiento es mejorar la calidad de vida del paciente conservando la vision y evitando la retirada del ojo. La quimioterapia, la terapia de radiacion con un haz externo, y la terapia de protones en combinacion con el sistema antes descrito son contempladas por la presente invencion para el tratamiento de metastasis coroidales de modo que el tratamiento terapeutico permita la conservacion del ojo, consiga una alta probabilidad de control local, y ayude a evitar la perdida de vision y el dolor.

El retinoblastoma es un cancer infantil poco comun. Comienza en la retina, y representa aproximadamente el 3% de los canceres en ninos menores de 15 anos -aproximadamente 4 casos por millon. Lo mas normal es que ocurra antes de la edad de dos anos, con un 95% de retinoblastomas diagnosticados antes de la edad de cinco anos. El tumor puede afectar a un ojo (aproximadamente el 75% de los casos), o a ambos ojos (25% de los casos). Se curan mas del 90% de los retinoblastomas que no se extienden mas alla del ojo. El retinoblastoma esta a veces causado por una mutacion genetica heredada; cuando ocurre en ambos ojos, es siempre el resultado de una mutacion genetica. El tratamiento del retinoblastoma de acuerdo con la presente invencion contempla un enfoque multidisciplinario, e implica tratar el cancer asf como conservar la vision. Si el tumor es especialmente grande, o si hay pocas posibilidades de conservar la vista normal, se puede considerar la cirugfa. Otras opciones incluyen la crioterapia, la fotocoagulacion, la quimioterapia, y la terapia de radiacion. La terapia externa de radiacion de haz con protones ha sido usada en casos seleccionados para controlar tumores. La terapia con protones en combinacion con el sistema de la invencion tambien es contemplada por la presente invencion.

Los hemangiomas coroidales son tumores vasculares benignos que son usualmente bien contenidos, y pueden causar una disminucion de las capacidades visuales. El tratamiento de los hemangiomas coroidales esta pensado para reducir la recogida de fluido debajo de la retina y disminuir el tamano del tumor. El tratamiento normal implica la fotocoagulacion con laser, la cual vuelve a unir con exito la retina, aunque no siempre puede destruir completamente el tumor. En los ultimos anos se han usado el tratamiento con placa radiactiva y los tratamientos de radiacion con haz de protones. La terapia con haz de protones comparte la capacidad de apunte preciso del tumor de las placas radioactivas, y por lo tanto es contemplado para uso con el sistema de la presente invencion.

Ademas de los metodos de tratamiento de cancer antes descritos, la invencion contempla tambien la alineacion y manipulacion del ojo para separar estructuras cnticas del eje de tratamiento para administrar cantidades terapeuticas de radiacion a tumores fuera, pero cerca, del ojo. De este modo, en una realizacion de la invencion el sistema se usa para colocar el ojo para el tratamiento de estados extraoculares. En una realizacion de la invencion el dispositivo antes descrito se utiliza en combinacion con otras terapias para el ojo. Por ejemplo, uno o mas tratamientos de terapia tales como la crioterapia, la fotocoagulacion, la quimioterapia, y la terapia de radiacion pueden ser utilizados en combinacion con el sistema de la presente invencion para proporcionar un tratamiento terapeutico del ojo.

A partir de lo anterior se puede ver como se consiguen los objetos y caractensticas de la invencion. Mientras que se han descrito ciertos aspectos y realizaciones de la descripcion, estos han sido presentados a modo de ejemplo solamente, y no se pretende que limiten el alcance de la descripcion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100) de definicion de un eje de referencia (18) de un ojo (10) de un paciente en un sistema de coordenadas externo, caracterizado por que comprende:

(a) una fuente de luz (108) para dirigir un haz de luz coherente o enfocado sobre una superficie reflectora (16) asociada con el ojo del paciente,

(b) un sistema (102) de formacion de imagenes para registrar una imagen de un limbo (26) del ojo del paciente y una imagen formada por una reflexion del haz de luz desde la cornea (12) del ojo del paciente, y

(c) un procesador conectado operativamente al sistema (102) de formacion de imagenes para

(i) a partir de la imagen del limbo (26), determinar el centro (30) del limbo del ojo (10) del paciente en el sistema de coordenadas externo, y

(ii) a partir de la imagen de la reflexion, determinar cuando la posicion de la reflexion es coincidente con el centro (30) del limbo, en que posicion un eje (18) normal a la cornea (12) en el centro corneal define el eje de referencia.
2. El sistema (100) de la reivindicacion 1, en donde el sistema incluye ademas un reposacabezas configurado para estabilizar una cabeza del paciente.
3. El sistema (100) de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en donde la fuente de luz (108) de (a) es un haz de luz coherente.
4. El sistema (100) de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en donde la fuente de luz (108) de (a) es un haz de luz enfocado.
5. El sistema (100) de cualquier reivindicacion anterior, en donde el procesador esta configurado para generar una senal cuando se cumpla la condicion de coincidencia en el paso (ii).
6. El sistema (100) de la reivindicacion 5, en donde el procesador esta configurado para generar unas senales de colocacion para colocar un dispositivo de diagnostico o terapeutico en una posicion seleccionada y en un angulo con respecto al eje de referencia (18).
7. El sistema (100) de cualquier reivindicacion anterior, en donde dicho sistema (102) de formacion de imagenes incluye un fotodetector de CCD.
8. El sistema (100) de la reivindicacion 7, que ademas comprende un procesador de imagenes y en donde el procesador esta configurado, en el paso (i), para encajar la imagen de limbo (26) en un cfrculo, y encontrar el centro del cfrculo.
9. El sistema (100) de la reivindicacion 7, que ademas comprende un segundo procesador de imagenes y en donde el procesador esta configurado, en el paso (ii), para determinar en cada posicion del ojo del ojo del paciente, si el centro (30) del limbo (26) es el mismo que la posicion de la imagen de la reflexion desde la cornea (12).
10. El sistema (100) de la reivindicacion 7, en donde el sistema (102) de formacion de imagenes esta configurado para registrar las reflexiones de un haz fuera de la superficie de la retina (340), y el procesador esta configurado para

(iii) determinar la posicion de una imagen formada por la reflexion del haz de luz en (c) fuera de la retina(340) del ojo (10) del paciente, cuando el paso de la posicion de la imagen de reflexion fuera de la cornea es coincidente con el centro de la imagen del limbo (26),

(iv) determinar la posicion de una imagen formada por la reflexion de un segundo haz de luz fuera de una estructura de interes (342) seleccionada en la retina (340), y

(v) determinar la posicion de la imagen de la reflexion del segundo haz fuera de la estructura de interes en el sistema de coordenadas externo, con relacion a la posicion de la imagen de la reflexion fuera de la retina a lo largo del eje de referencia (18; 35).