ES2617483T3

ES2617483T3 - Sistema de guiado basado en la formación de imágenes para acoplamiento oftálmico utilizando un análisis de ubicación-orientación

Info

Publication number: ES2617483T3
Application number: ES12748108.3T
Authority: ES
Inventors: Adam Juhasz; Ilya Goldshleger
Original assignee: Alcon Lensx Inc
Current assignee: Alcon Lensx Inc
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2017-06-19
Anticipated expiration: 2032-08-08
Also published as: EP2731492A1; CN103957774A; US8398238B1; US20130050649A1; MX341196B; JP2014525286A; RU2608428C2; AU2012301512A1; AU2012301512C1; WO2013032650A1; BR112014004422A2; CN103957774B; EP2731492B1; JP6117786B2; MX2014001714A; RU2014111481A; KR101986647B1; CA2844272A1; AU2012301512B2; CA2844272C

Abstract

Un sistema (100) de acoplamiento oftálmico, que comprende: un sistema oftálmico (110) de formación de imágenes, que comprende un sistema de formación de imágenes tomográficas de coherencia óptica, configurado para formar una imagen de una parte de un ojo de un paciente durante un acoplamiento de una interfaz (50) de paciente al ojo, y un procesador de imagen (120) configurado para determinar una ubicación y una orientación de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen; y un sistema de guiado (140), acoplado al sistema (100) de formación de imágenes oftálmico, configurado para guiar el acoplamiento basándose en la ubicación y orientación determinadas antes de que la interfaz de paciente se acople al ojo, en donde la parte del ojo cuya imagen de ha formado comprende una parte cuya imagen se ha formado de un cristalino del ojo; y el procesador de imagen (120) está configurado para realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una imagen de exploración de una capa capsular anterior del cristalino y una imagen de exploración de una capa capsular posterior del cristalino en la imagen; y en donde el procesador de imagen (120) está configurado para determinar una profundidad máxima anterior y una profundidad mínima anterior de la capa capsular anterior y una profundidad máxima posterior y una profundidad mínima posterior de la capa capsular posterior a lo largo de una exploración variable, y para determinar la ubicación y la orientación del cristalino desde la profundidad máxima anterior, la profundidad mínima anterior, la profundidad máxima posterior, y la profundidad mínima posterior.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

DESCRIPCION

Sistema de guiado basado en la formacion de imagenes para acoplamiento oftalmico utilizando un analisis de ubicacion- orientacion

CAMPO TECNICO

Este documento de patente se refiere a sistemas y tecnicas para acoplamiento oftalmico. Con mas detalle, este documento se refiere a sistemas y metodos para proporcionar un sistema de guiado basado en la formacion de imagenes para acoplar un sistema oftalmico a un ojo de un paciente basandose en un analisis de ubicacion-orientacion.

ANTECEDENTES

La amplia introduccion y aceptacion de los sistemas quirurgicos con laser en aplicaciones oftalmicas dio paso a una nueva era de precision y control. Una de las claves para lograr este alto nivel de control es la inmovilizacion del ojo con relacion al sistema quirurgico con laser. En muchos dispositivos, la inmovilizacion se lleva a cabo fijando una interfaz de paciente a un objetivo del laser y luego acoplandola al ojo, a menudo por succion al vado. En otros sistemas, una parte de la interfaz de paciente se acopla al ojo, otra parte al objetivo, y luego el cirujano alinea y bloquea suavemente las dos partes juntas.

Uno de los factores de los que depende la precision y utilidad de estos sistemas es que la interfaz de paciente este acoplada al ojo en una posicion central. Tal acoplamiento central o centrado puede alinear un eje optico del objetivo del sistema laser y un eje optico del ojo. Dado que el haz laser es ffpicamente dirigido y controlado con relacion al eje optico del objetivo, alinear el eje optico del ojo con el eje optico del objetivo centrando el acoplamiento puede permitir controlar el haz laser dentro del ojo con alta precision.

Centrar el acoplamiento con las estructuras visibles del ojo, tales como la pupila o el limbo es a menudo un reto, sin embargo, por multiples razones. Los pacientes a veces mueven sus ojos durante el acoplamiento, incluso contra su propia voluntad. Tambien, incluso si la interfaz de paciente se centro con el ojo al principio del procedimiento de acoplamiento, el globo ocular puede rodar hacia un lado durante el acoplamiento debido a la presion aplicada por la interfaz de paciente despues de que se ha hecho contacto con el ojo. Ademas, la forma de las estructuras del ojo puede ser un elipsoide o irregular en algun grado. Tambien, el limbo y la pupila a menudo no son concentricos. En estos casos ffpicos el centro del ojo no esta totalmente bien definido: por ejemplo, centrar la interfaz de paciente con la pupila puede no centrarla con relacion al limbo.

Una capa adicional de complejidad surge en sistemas destinados a procedimientos de cataratas. El objetivo de los procedimientos de cataratas es el cristalino o lente, que tiene visibilidad limitada porque es una estructura interna del ojo y es esencialmente transparente. Ademas, el cristalino no es concentrico ffpicamente con las estructuras visibles del ojo, incluyendo el limbo y la pupila. Por todas estas razones, centrar la interfaz de paciente con el cristalino de visibilidad limitada es diffcil. Si la interfaz de paciente esta centrada con el limbo visible en su lugar, esto tambien puede dar como resultado el acoplamiento de la interfaz desalineada con el cristalino interno de visibilidad limitada. En este caso, cuando durante la cirugfa de cataratas el haz laser es referenciado con relacion al centro de la interfaz de paciente alineada y acoplada con el limbo, el haz laser puede estar mal dirigido con relacion al centro del cristalino, que es el objetivo pretendido de la cirugfa de cataratas.

Puede haber varias razones para que el cristalino este descentrado. En muchos ojos el cristalino esta anatomicamente descentrado. Ademas, la presion del acoplamiento tambien puede empujar e inclinar el cristalino a un lado cuando el cristalino es mantenido en su sitio solo por los musculos ciliares blandos.

Algunos sistemas compensan el cristalino descentrado intentando alinear la interfaz de paciente con el cristalino en lugar de la pupila visible. Sin embargo, la transparencia del cristalino hace diffcil para el cirujano determinar la ubicacion e inclinacion precisas del cristalino y alinear la interfaz de paciente consecuentemente.

Algunos sistemas (vease por ejemplo US2009/161827) emplean un sistema de formacion de imagenes para formar la imagen del cristalino para ayudar a la alineacion de la interfaz de paciente. Sin embargo, la utilizacion de tales sistemas de formacion de imagen tambien puede encontrar problemas.

Se ha hecho referencia al documento US2011304819 que se refiere a un acoplamiento de guiado de imagen que incluye alinear una unidad de acoplamiento y un ojo, generando una imagen de una estructura interna y mejorando la alineacion.

RESUMEN

Se puede utilizar un sistema de formacion de imagenes de video o un microscopio de video para ayudar en la alineacion de la interfaz de paciente y por lo tanto en el acoplamiento. Sin embargo, un microscopio de video se utiliza principalmente para formar la imagen de las estructuras visibles del ojo, tal como el limbo y la pupila, y puede no ser capaz de formar la imagen y evaluar la orientacion del cristalino, una estructura del ojo interna y esencialmente transparente. Utilizar un sistema de tomograffa de coherencia optica (OCT) en lugar del microscopio de video tiene la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ventaja de que los sistemas de formacion de imagenes por OCT pueden formar la imagen del cristalino de manera eficiente. Sin embargo, el proceso de formacion de imagenes por OCT es ffpicamente lento y no proporciona las imagenes lo suficientemente rapido como para ser util para el proceso de acoplamiento.

Una forma de acelerar el proceso de formacion de imagenes OCT es formar la imagen del cristalino objetivo solo selectivamente, produciendo asf imagenes a un ritmo mas rapido. Los ejemplos incluyen sistemas de exploracion por OCT que forman la imagen del cristalino solo a lo largo de ffneas o cffculos de exploracion de una dimension en lugar de las dos dimensiones completas, transversal al eje optico. Estos sistemas de formacion de imagenes de exploracion por OCT son capaces de generar imagenes a un ritmo mas rapido porque capturan solo la informacion de formacion de imagenes limitada o seleccionada. Adquirir solo la informacion de formacion de imagenes limitada, sin embargo, puede causar otros tipos de desaffos cuando se intenta centrar la interfaz de paciente con el cristalino desalineado del ojo, como se describe a continuacion.

El cristalino puede estar desalineado con respecto al eje optico del sistema de formacion de imagenes y por lo tanto la interfaz de paciente (PI) de diferentes formas. El eje optico del cristalino puede estar inclinado con relacion al eje optico de la PI, y el centro del cristalino puede ser movido o desplazado del eje optico de la PI. El cirujano puede analizar la imagen de OCT y llevar a cabo acciones de compensacion para compensar el desplazamiento del cristalino y la inclinacion del cristalino con el fin de alinear la interfaz de paciente con el cristalino.

Para llevar a cabo estos dos tipos de acciones de compensacion, el cirujano necesita identificar el desplazamiento y la inclinacion de forma separada de la imagen de OCT del cristalino. Sin embargo, la informacion de formacion de imagenes limitada proporcionada por los sistemas de exploracion por OCT mas rapidos implica informacion sobre la inclinacion y el desplazamiento. Por lo tanto, cuando se utiliza un sistema de formacion de imagenes de exploracion por OCT, el cirujano inicia el proceso de acoplamiento intentado analizar mentalmente la imagen de exploracion por OCT para separar la inclinacion y el desplazamiento del cristalino.

Durante este intento de separacion, el cirujano puede determinar que el cristalino esta desplazado una cierta distancia en una cierta direccion desde el eje optico de la PI y esta inclinado en una cierta direccion en un cierto grado con relacion a ella.

Una vez se separa el desplazamiento de la inclinacion, el cirujano puede determinar una direccion y una magnitud de un movimiento de compensacion de desplazamiento de un portico del sistema laser y mueve el portico como corresponde.

Posteriormente, el cirujano puede compensar tambien la inclinacion determinada del cristalino. Dado que el eje optico en la mayona de los sistemas de formacion de imagenes o laser no se puede inclinar, la accion de compensacion de la inclinacion puede incluir instruir al paciente parar que haga girar el ojo quirurgico, girando manualmente el globo ocular, o ajustando un sistema de luz de fijacion. Dado que ffpicamente el primer intento de centrado conduce solo a una mejora de la alineacion o compensacion, estas operaciones se repiten a menudo de una manera iterativa y en orden o combinaciones variables.

Si el cirujano tuvo exito en separar y determinar el desplazamiento y la inclinacion, luego el resultado de las acciones de compensacion de desplazamiento y de inclinacion (posiblemente iterativo) es que la PI resulta bien centrada con el cristalino. Por lo tanto, el cirujano puede proceder y acoplar la PI centrada y alineada sobre el ojo.

Sin embargo, puede haber multiples problemas con tales sistemas de “imagenes sin procesar” que no procesan las imagenes y por lo tanto no proporcionan ninguna grna para el cirujano. Estos problemas incluyen que puede no ser facil para el cirujano separar mentalmente la inclinacion y el desplazamiento implicados en la imagen de exploracion por OCT sin el procesamiento y guiado computacional bajo la intensa presion de tiempo de un procedimiento quirurgico. Esto puede conducir potencialmente a acoplar la PI en el ojo en una posicion no centrada. Peor aun, el cirujano puede incluso iniciar ajustes que aumentan las desalineaciones en lugar de reducirlas y por lo tanto el proceso de alineacion iterativo puede no converger o converger solo despues de varias operaciones falsas.

Otra ineficiencia de los sistemas de “dos imagenes sin procesar” es que la imagen OCT del cristalino se presenta ffpicamente en una pantalla o dispositivo de visualizacion OCT dedicado, separado del dispositivo de visualizacion de microscopio de video. Por lo tanto, en sistemas donde el cirujano utiliza tanto un OCT como una imagen de video para el proceso de alineacion, el cirujano tiene que analizar la imagen de cristalino en el dispositivo de visualizacion OCT y las estructuras visibles en el dispositivo de visualizacion de video separado. Las imagenes en estos dos dispositivos de visualizacion son ffpicamente desde diferentes puntos de vista con diferentes ampliaciones y posiblemente utilizando diferentes convenciones de referencia. Por lo tanto, separar el desplazamiento y la inclinacion requiere un desafiante analisis paralelo entre dos tipos de imagenes muy diferentes. La necesidad de procesar y convertir los dos tipos de informacion de formacion de imagenes incongruente hacia atras y hacia delante puede abrumar al cirujano, posiblemente socavando la eficacia del centrado y del proceso de acoplamiento.

Para responder a estos desaffos, este documento de patente describe sistemas de acoplamiento guiados por formacion de imagenes que separan la inclinacion y el desplazamiento y los presenten de una manera intuitiva para el cirujano. En algunas implementaciones, un sistema de acoplamiento oftalmico puede incluir un sistema oftalmico de formacion de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

imagenes que comprende un procesador de imagen, y un sistema de guiado, acoplado al sistema oftalmico de formacion de imagenes, en donde el sistema oftalmico de formacion de imagenes esta configurado para formar la imagen de una parte de un ojo de un paciente, el procesador de imagen esta configurado para determinar una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen, y el sistema de guiado esta configurado para guiar una acoplamiento oftalmico basandose en la ubicacion y orientacion determinadas.

La parte del ojo cuya imagen se ha formado puede ser un cristalino u otra estructura, caractenstica o punto de referencia del segmento anterior del ojo. La ubicacion y orientacion pueden ser determinadas con relacion a una variedad de referencias, tal como un eje optico del sistema de formacion de imagenes, un espejo de referencia interno del sistema de formacion de imagenes, una superficie interna de un elemento optico del sistema quirurgico, o una estructura o capa oftalmica del segmento anterior.

En otras implementaciones, un sistema de acoplamiento oftalmico puede incluir un sistema oftalmico de formacion de imagenes, que comprende un procesador de imagen, en donde el sistema oftalmico de formacion de imagenes incluye un sistema oftalmico de formacion de imagenes en profundidad configurado para formar la imagen de una estructura interna del ojo de un ojo del paciente, y un sistema de formacion de imagenes de video configurado para formar una imagen de video de una estructura frontal de ojo del ojo, en donde la parte del ojo cuya imagen se ha formado comprende la estructura interna del ojo y la estructura frontal del ojo, y el procesador de imagen incluye un procesador de imagen en profundidad configurado para determinar una orientacion de la estructura interna del ojo de la imagen de la estructura interna del ojo, y un procesador de imagen de video configurado para determinar una ubicacion de la estructura frontal del ojo basandose en la imagen de la estructura frontal del ojo.

En algunas implementaciones, un metodo de guiar un acoplamiento oftalmico puede incluir la formacion de la imagen de una parte de un ojo de un paciente con un sistemas oftalmico de formacion de imagenes, determinar una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen con un procesador de imagen, y guiar un acoplamiento oftalmico basandose en la ubicacion y orientacion determinadas con un sistema de guiado.

En algunas implementaciones, un sistema de acoplamiento oftalmico puede incluir un sistema oftalmico de formacion de imagenes, que incluye un procesador de imagen, en donde el sistema oftalmico de formacion de imagenes esta configurado para formar la imagen de una parte de un ojo de un paciente, y el procesador de imagen esta configurado para procesar la imagen para reconocer una estructura oftalmica del ojo, y para determinar una desalineacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado con relacion a una referencia; y un sistema de guiado, acoplado al sistema oftalmico de formacion de imagenes, configurado para guiar un acoplamiento oftalmico basandose en la desalineacion determinada.

En algunas realizaciones, un sistema de guiado oftalmico puede incluir un sistema oftalmico de formacion de imagenes, que comprende un procesador de imagen, en donde el sistema oftalmico de formacion de imagenes esta configurado para formar la imagen de un ojo de un paciente, y el procesador de imagen esta configurado para procesar la imagen para reconocer una estructura oftalmica del ojo, y para determinar una posicion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado con relacion a una referencia; y un sistema de guiado, acoplado al sistema oftalmico de formacion de imagenes, configurado para guiar un procedimiento quirurgico oftalmico basado en ultrasonido basandose en la posicion determinada.

La invencion se define en las reivindicaciones independientes 1 y 19.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Las figs. 1A-B ilustran diferentes desalineaciones del ojo.

La fig. 1C ilustra dos dispositivos de visualizacion de un sistema de “dos imagenes sin procesar”.

La fig. 2 ilustra un sistema de acoplamiento guiado por formacion de imagenes.

Las figs. 3A-B ilustran una exploracion y una imagen OCT de un cristalino totalmente alineado.

Las figs. 4A-B ilustran una exploracion y una imagen OCT de un cristalino inclinado.

Las figs. 5A-B ilustran una exploracion y una imagen OCT de un cristalino desplazada.

La fig. 6 ilustra una imagen de exploracion por OCT de un cristalino, tanto inclinado como desplazado.

Las figs. 7A-B ilustran el dispositivo de visualizacion de microscopio de video de los indicadores de desplazamiento y de inclinacion.

Las figs. 8A-B ilustran implementaciones de un sistema de guiado con un portico y una luz de fijacion.

Las figs. 9A-C ilustran etapas de la compensacion de una desalineacion de desplazamiento y de inclinacion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Las figs. 10A-B ilustran dos implementaciones adicionales del dispositivo de visualizacion de microscopio de video.

Las figs. 11A-B ilustran realizaciones del sistema de acoplamiento.

La fig. 12 ilustra un metodo para hacer funcionar el sistema de acoplamiento guiado por formacion de imagenes.

La fig. 13 ilustra otro metodo para hacer funcionar el sistema de acoplamiento guiado por formacion de imagenes. DESCRIPCION DETALLADA

Las implementaciones y realizaciones en este documento de patente proporcionan un sistema de acoplamiento oftalmico que incluye un sistema de formacion de imagenes, capaz de separar e identificar un desplazamiento y una inclinacion de un ojo de un paciente y puede presentar informacion de desplazamiento y de inclinacion de una manera congruente, integrada para evitar abrumar al cirujano. Tal sistema de acoplamiento puede ser util para aumentar la precision y facilidad del acoplamiento de una interfaz de paciente de un sistema quirurgico oftalmico al ojo, tal como un sistema quirurgico de cataratas con laser.

Las figs. 1A-B ilustran diferentes desalineaciones de una interfaz 50 de paciente (PI) y su lente de contacto 51 de PI con relacion a un ojo 1. Las estructuras bien conocidas en el ojo 1 incluyen una cornea 2, un iris 3, una esclerotica 4, separada del iris 3 por el limbo 5. Una abertura del iris 3 define una pupila 6. Un cristalino o lente 7 es una estructura interna del ojo 1, mantenida en su sitio por los musculos ciliares suaves 8.

La fig. 1A ilustra que, como se ha descrito anteriormente, el cristalino 7 puede estar desplazado de un eje optico 10 del ojo 1 por una variedad de razones, de modo que un eje optico 11 de lente del cristalino 7 esta desplazado del eje optico 10 de ojo por un vector transversal A' = (A'x, A'y) y por lo tanto desde un eje optico 52 de PI de la PI 50 por un vector transversal A = (Ax, Ay). Por simplicidad, este desplazamiento transversal de los vectores sera referido simplemente como A' y A.

La fig. 1A ilustra uno de los desaffos de guiar un sistema de acoplamiento por metodos tradicionales. Incluso si un cirujano alinea y centra la interfaz 50 de paciente con el eje optico 10 del ojo como se define por las estructuras visibles del ojo 1 tales como la pupila 6, el eje optico 11 de lente del cristalino interno 7 diffcil de ver puede permanecer desplazado del eje optico 52 de PI de la interfaz 50 de paciente.

La fig. 1B ilustra otra forma de desalineacion del cristalino 7 y de la interfaz 50 de paciente. Incluso si un centro del cristalino 7 se encuentra en el eje optico 10 del ojo e incluso si el eje optico 10 del ojo coincide con el eje optico 52 de PI, el eje optico 11 del cristalino puede permanecer aun inclinado con relacion al eje optico 52 de PI. En general, esta inclinacion puede ser descrita por los angulos de Euler 0 = (9, 0), que seran referidos colectivamente como el angulo de inclinacion 0.

La fig. 1C ilustra como un ojo 1 desalineado o descentrado puede aparecer en un dispositivo de visualizacion de video 65 de un microscopio de video 60. Tales microscopios de video 60 a menudo visualizan un patron objetivo 68 para guiar al cirujano para alinear o centrar la PI 50 con el ojo 1.

Algunos sistemas de “dos imagenes sin procesar” pueden proporcionar una segunda imagen para guiar al cirujano acoplando la PI 50: un sistema 70 de formacion de imagenes puede proporcionar una vista en seccion transversal o de exploracion del ojo 1, mostrada en un dispositivo de visualizacion 75 de formacion de imagenes separado. La vista en seccion transversal puede mostrar la cornea 2 y el cristalino 7, separados por una camara acuosa anterior 12. El cristalino 7 puede estar envuelto por una capa capsular anterior 14 y una capa capsular posterior 16. Durante los procedimiento oftalmicos a menudo se administran relajantes musculares que relajan el iris 3 aumentando asf la pupila 6. Al menos por esta razon la pupila 6 expandida a menudo ni siquiera aparece en imagenes en seccion transversal o de exploracion.

Como se ha descrito anteriormente, cuando se hacen funcionar tales sistemas de “dos imagenes sin procesar”, se espera que el cirujano analice la imagen en seccion transversal en el dispositivo de visualizacion 75 en combinacion con la imagen del dispositivo de visualizacion de video 65, separe mentalmente la inclinacion y el desplazamiento del cristalino 7 y luego realice acciones de compensacion, vigilandolas en el dispositivo de visualizacion 65 del microscopio de video 60. Sin embargo, retroceder y avanzar repetidamente los dos tipos diferentes de imagenes y trasladar la informacion de imagen consecuentemente sin procesamiento computacional y guiado puede ser muy abrumador y consumidor de tiempo para el cirujano.

La fig. 2 ilustra un sistema 100 de acoplamiento oftalmico guiado por formacion de imagenes que puede facilitar un acoplamiento guiado por formacion de imagenes simplificado y mas eficiente. El sistema 100 de acoplamiento puede incluir un sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes que puede incluir un procesador de imagen 120, donde el sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes puede estar configurado para formar la imagen de una parte del ojo 1 de un paciente 19. La formacion de imagenes se puede realizar de una variedad de formas. Por ejemplo, se puede generar un haz de formacion de imagenes por el sistema 110 de formacion de imagenes, luego acoplarle a una optica 130 del sistema 100 de acoplamiento a traves de un divisor de haz BS1 y dirigirle hacia el ojo 1. El haz de formacion de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

imagenes devuelto, devuelto desde el ojo 1, puede ser redirigido o desviado por el mismo divisor de haz BS1 al sistema 110 de formacion de imagenes para formar una imagen del ojo 1.

El procesador de imagen 120 puede estar configurado para determinar una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen generada a partir del haz de formacion de imagenes devuelto. La ubicacion se puede expresar en terminos de un desplazamiento A con relacion a una referencia tal como el eje optico 52 de PI, y la orientacion se puede expresar en terminos de una inclinacion 0 relativa al eje optico 52 de PI.

La parte cuya imagen se ha formado puede incluir partes de una estructura interna del ojo y partes de sus estructuras frontal o visible. Por ejemplo, la fig. 1C ilustra el caso cuando la parte del ojo cuya imagen se ha formado incluye una parte de la cornea 2, una parte de la capa capsular anterior 14 y una parte de la capa capsular posterior 16. En otras implementaciones, la parte del ojo cuya imagen se ha formado puede incluir una capa capsular de lente, una region objetivo de lente, el cristalino 7, un nucleo endurecido del cristalino 7, el limbo 5, el iris 3, la pupila 6, un endotelio corneal, un epitelio corneal, o una estructura oftalmica en el segmento anterior del ojo 1, entre otros.

El sistema 100 de acoplamiento tambien puede incluir un sistema de guiado 140, acoplado al sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes, configurado para guiar un acoplamiento oftalmico basandose en la ubicacion y orientacion determinadas. El sistema de guiado 140 puede incluir un dispositivo de visualizacion de video de un microscopio de video o un dispositivo de visualizacion del sistema 110 de formacion de imagenes. El sistema de guiado 140 puede estar configurado para guiar el acoplamiento oftalmico visualizando imagenes e informacion de guiado para un cirujano oftalmico.

El sistema 100 de acoplamiento puede ser parte de un sistema oftalmico mas grande que tambien puede realizar otras funciones. Por ejemplo, el sistema 100 de acoplamiento puede estar integrado con un laser quirurgico 101, donde un haz de laser quirurgico del laser quirurgico 101 puede ser acoplado a la optica 130 en un divisor de haz BS2 que ha de ser dirigido al ojo 1. El laser quirurgico 101 puede realizar procedimientos de cataratas, tales como una fragmentacion del cristalino 7 o una lisis del cristalino 7. Tambien puede realizar procedimientos en la cornea, tales como crear cortes relajantes en el limbo o crear cortes de acceso para una punta de facoemulsificacion de ultrasonido. El laser quirurgico 101 tambien puede realizar procedimientos relacionados con LASIK, incluyendo cortes de aletas en la cornea 2.

El sistema 100 de acoplamiento tambien puede ser parte de un sistema de formacion de imagenes mas grande o mas complejo, tal como un microscopio quirurgico que, sin embargo, no realiza un procedimiento quirurgico. En su lugar, puede realizar una formacion de imagen de una parte del segmento anterior del ojo 1. Finalmente, el sistema 100 de acoplamiento puede ser parte de una variedad de sistemas de diagnostico, por ejemplo en la forma de un sistema de alineacion que no implica necesariamente contacto ffsico directo con el ojo.

El sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes puede incluir una amplia variedad de sistemas de formacion de imagenes, tal como un sistema de tomograffa de coherencia optica (OCT), un sistema OCT de dominio de frecuencia, un sistema OCT basado en espectrometro, un sistema basado en ultrasonido, un sistema basado en microscopio, un sistema de formacion de imagenes electronico, un sistema de formacion de imagenes digital, un sistema de formacion de imagenes de Purkinje, un sistema de iluminacion estructural, un sistema de lampara de hendidura, o un sistema de formacion de imagenes de Scheimpflug. Las diferencias posiblemente sustanciales entre estos sistemas de formacion de imagenes se trataran mas adelante.

El sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes puede incluir un sistema de formacion de imagenes de exploracion para realizar una exploracion dirigiendo un haz de formacion de imagenes a puntos de al menos uno de un arco, una knea, un bucle, un drculo, una elipse, una estrella, una lmea con caractensticas repetidas, un patron bidimensional y una malla bidimensional. El sistema 110 de formacion de imagenes puede formar la imagen de la parte del ojo cuya imagen se ha formado en un rango de profundidad en puntos de la exploracion.

Las implementaciones de los sistemas de acoplamiento oftalmico guiados por imagen que se pueden combinar ventajosamente con el sistema 100 de acoplamiento oftalmico guiado por la formacion de imagenes descrito aqrn se han descrito en el documento de patente de propiedad conjunta: “Image-Guided Docking for Ophthalmic Surgical Systems” por A. Juhasz y K. Vardin, Solicitud de Patente USPTO Numero: 12/815.179, incorporada por la presente en su totalidad a modo de referencia.

La fig. 3A ilustra una implementacion del sistema 110 de formacion de imagenes. El sistema 110 de formacion de imagenes puede incluir, por ejemplo, un sistema OCT basado en espectrometro (SB-OCT), que dirige un haz de formacion de imagenes a los puntos (x, y) de un drculo o bucle 112 de exploracion, orientado tfpicamente transversal al eje optico 52 de PI. Cuando el haz de laser de formacion de imagenes es devuelto desde un punto (x, y) espedfico del drculo 112 de exploracion, lleva informacion de formacion de imagenes sobre las estructuras oftalmicas que muestran las mismas coordenadas transversales (x, y) de todas las profundidades d dentro de un rango de profundidad entre una profundidad minima d(min) y una profundidad maxima d(max) - a veces denominado un exploracion A. Se ha observado que los sistemas OCT de dominio de tiempo adquieren la informacion de formacion de imagenes de exploracion A desde profundidades secuencialmente diferentes, mientras que los sistemas OCT basados en espectrometro adquieren la informacion de formacion de imagenes de exploracion A desde todas las profundidades simultaneamente. Aqrn la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

profundidad d se puede medir desde diferentes puntos de referencia, incluyendo un espejo de referencia del sistema SB- OCT, un punto de referencia interno a la optica 130, una superficie distal de la lente de contacto 51 de PI en contacto con la cornea 2, o incluso desde una estructura oftalmica o un punto de referencia dentro del ojo 1. Algunos sistemas oftalmicos de formacion de imagenes son capaces de recoger y devolver informacion de formacion de imagenes desde un rango de formacion de imagenes entre una profundidad minima d(min) que es esencialmente cero micras, 0 |j, medida desde la lente de contacto 51 de PI, capturando informacion de formacion de imagenes corneales, a una profundidad maxima de d(max) = 5.000 j, 7.000 j, o incluso 10.000 j, capturando la informacion de formacion de imagenes que cubre la mayor parte del segmento anterior del ojo hasta la capa capsular posterior 16.

Las exploraciones A del ojo tomadas en puntos (x, y) subsiguientes a lo largo del drculo 112 de exploracion pueden estar integradas en una imagen de exploracion del ojo, a veces denominada una exploracion B. Una exploracion B en esencia despliega la imagen del ojo desde un cilindro 113 de formacion de imagenes definido por el drculo 112 de exploracion y el rango de formacion de imagenes d(min)-d(max). Esta imagen desplegada puede ser etiquetada o indexada por una variable de exploracion: una longitud a lo largo del drculo 112 de exploracion o una variable de exploracion angular a, definida por ejemplo en radianes.

La fig. 3B ilustra una imagen o exploracion B de un cristalino 7 totalmente alineado y centrado, desplegada desde el cilindro 113 de formacion de imagenes. Visiblemente, el haz de exploracion esta ubicado en la capa capsular anterior (ACL) 14 a una profundidad d(ant) a lo largo de toda la exploracion circular, generando asf una imagen de exploracion 114 que es una lmea horizontal a una profundidad de d = d(ant) de aproximadamente 3.400 j en este ejemplo a lo largo de todo el rango de radianes 2n de la variable de exploracion angular a. De forma analoga, una imagen de exploracion 116 de capa capsular posterior (PCL) en el cilindro 113 de formacion de imagen es una lmea horizontal en d=d(post) de aproximadamente 7.800 j. Por simplicidad y claridad, no se ha mostrado la imagen de la cornea 2 a una profundidad cercana a d=0 j.

Como se ha mencionado anteriormente, uno de los desaffos de los sistemas de “dos imagenes sin procesar” de la fig. 1C es que proporcionan al cirujano una imagen de microscopio de video y una seccion transversal observando de manera diferente o imagen de exploracion por OCT y promueven a que el cirujano analice rapidamente estas imagenes incongruentes para separar y determinar el desplazamiento y la inclinacion del cristalino 7. Estas tareas son muy exigentes y pueden potencialmente abrumar al cirujano, especialmente bajo la presion de tiempo de la cirugfa.

Las implementaciones del sistema 100 de acoplamiento guiado por la formacion de imagenes pueden reducir este problema por el sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes no solo visualizando la imagen para el cirujano para analisis, sino que ademas el propio sistema 110 de formacion de imagenes realiza un proceso de reconocimiento de imagen en la imagen. Este proceso de reconocimiento de imagen puede ser capaz de reconocer el ACL y el PCL dentro de la imagen en bruto ruidosa y generar la imagen de exploracion ACL 114 y la imagen de exploracion PCL 116. Una vez que se han generado las imagenes de exploracion ACL y PCL 114 y 116 por el sistema 110 de formacion de imagenes, el procesador de imagen 120 puede analizar las imagenes generadas para separar computacionalmente el desplazamiento y la inclinacion del cristalino 7, y el sistema de guiado 140 puede visualizar el desplazamiento y la inclinacion determinados de una manera conveniente para el cirujano, liberando asf al cirujano del analisis mental requerido hasta ahora.

El dispositivo de visualizacion conveniente por el sistema de guiado 140 puede, por ejemplo, integrar la informacion de desplazamiento y de inclinacion en la misma imagen de microscopio de video. En otros casos, una segunda imagen puede ser visualizada de forma separada pero de una manera congruente con la imagen en el microscopio de video, en donde la segunda imagen podna mostrar la informacion de inclinacion y la imagen de microscopio de video la informacion de desplazamiento. La segunda imagen puede ser visualizada en el mismo dispositivo de visualizacion que la imagen de video, solo en una region diferente del dispositivo de visualizacion, o en un segundo dispositivo de visualizacion separado.

La realizacion del proceso de reconocimiento de imagen por el procesador de imagen 120 puede jugar un papel util cuando en una imagen de OCT en bruto el ACL/PCL 14/16 puede aparecer solo como regiones de puntos de imagen que reflejan la luz algo mas que sus regiones vecinas. Pero los contornos de estas regiones mas reflectantes a menudo no estan definidos con demasiada claridad, especialmente si el ruido de la formacion de imagenes es sustancial, o si hay un ruido sistematico, o hay lmeas de imagen adicionales, o si algunas lmeas de imagen transversales o artefactos estan presentes en la imagen.

Para reconocer las capas capsulares incluso en una imagen con ruido y para determinar la inclinacion y el desplazamiento del cristalino, en algunas implementaciones el procesador de imagen 120 puede estar configurado para analizar las imagenes de exploracion de las capas reconocidas utilizando un modelo geometrico del cristalino 7 para determinar una ubicacion y una orientacion del cristalino 7. Por ejemplo, el procesador de imagen 120 puede intentar ajustar una esfera, un elipsoide o curvas elfpticas a las regiones de reflexion mejorada, y reconocer las regiones reflectantes como las imagenes de exploracion de capas capsulares si pueden ser ajustadas suficientemente bien con la esfera o elipsoide del modelo geometrico. Los bordes de las regiones pueden ser determinados, por ejemplo, como los puntos donde el gradiente de la intensidad de imagen exhibe un maximo local. Tambien se puede implementar una amplia variedad de aproximaciones de reconocimiento de imagen. Las desalineaciones y sus analisis seran descritos en

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

el contexto de las siguientes figuras.

La fig. 4A ilustra una situacion de “inclinacion pura” cuando el centro del cristalino 7 esta en el eje optico 52 de PI, pero el eje optico 11 del cristalino esta inclinado con relacion al eje optico 52 de PI por un angulo de inclinacion 0.

La fig. 4B ilustra que en situaciones de desalineacion las imagenes de exploracion de las capas capsulares son a menudo lmeas sinusoidales como una funcion de la variable de exploracion angular, angulo, o fase a. Por ejemplo, en la situacion de “inclinacion pura” de la fig. 4A la imagen de exploracion ACL 114 y la imagen de exploracion PCL 116 pueden ser lmeas sinusoidales que estan “en fase” como una funcion de la variable de exploracion angular a, cuando son vistas desde sus maximos que estan alineados a lo largo del angulo de exploracion a.

La fig. 5A ilustra una situacion de “desplazamiento puro”, cuando el eje optico 11 del cristalino esta alineado con el eje optico 52 de PI, pero el centro del cristalino 7 esta desplazado del eje optico de PI por un desplazamiento A.

La fig. 5B ilustra que en esta situacion de desplazamiento puro la imagen de exploracion ACL 114 y la imagen de exploracion PCL 116 pueden ser aun sinusoidales, pero estan “fuera de fase” una con relacion a la otra por un desfase de 8 = n radianes. Este desfase 8 provoca que el maximo de la imagen de exploracion ACL 114 este alienado con el mmimo de la imagen de exploracion PCL 116. Tfpicamente, el desfase 8 puede estar relacionado con el angulo de inclinacion 0 por relaciones geometricas.

Tambien se ha observado que las amplitudes de imagen o las profundidades maxima y minima de las imagenes de exploracion ACL 114 y PCL 116 pueden estar relacionadas con el angulo de inclinacion 0 y el desplazamiento A por relaciones geometricas.

La fig. 6 ilustra que en una situacion generica cuando el cristalino 7 esta tanto desplazado como inclinado, las imagenes de exploracion ACL/PCL 114/116 exhiben una combinacion de las imagenes de inclinacion pura y de desplazamiento puro. Correspondientemente, la imagen de exploracion ACL 114 y la imagen de exploracion pCl 116 se pueden separar por un desfase general 8 = aA(min)-aP(min). El desfase 8 es tambien igual a 8 = aA(max)-aP(max)cuando se mide mas alla de 2n en la fig. 6. Aqm, aA(min) se refiere al angulo de exploracion, o fase, a donde la imagen de exploracion ACL 114 tiene su mmimo dA(min) y por lo tanto su profundidad mas baja o mas profunda. En otros terminos, aP(min), aA(max) y aP(max), estan definidos de forma analoga en el contexto de las imagenes de exploracion ACL/PCL 114/116.

Mas generalmente, el procesador de imagen 120 puede estar configurado para determinar no solo los extremos de las imagenes ACL/PCL 114/116, sino para seguir cualquier numero de procedimientos para determinar una fase anterior y una amplitud anterior de la imagen de exploracion 114 de la capa capsular anterior y una fase posterior y una amplitud posterior de la imagen de exploracion 116 de la capa capsular posterior, y para determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino desde la fase anterior, la amplitud anterior, la fase posterior y la amplitud posterior.

Por ejemplo, el procesador de imagen 120 puede determinar una fase anterior caracterfstica aA de la imagen de exploracion ACL 114, tal como aA(min) o aA(max), asf como las amplitudes anteriores caracterfsticas o profundidades dA correspondientes, tales como las profundidades dA(min) o dA(max), que corresponden a las fases anteriores aA(min) o aA(max). Ademas, el procesador de imagen 120 tambien puede determinar una fase caracterfstica aP de la imagen de exploracion PCL 116, tal como aP(min) o aP(max), asf como una profundidad de imagen caracterfstica dP, tal como las profundidades dP(min) o dP(max) correspondientes.

Con estas fases y amplitudes, el procesador de imagen 120 puede proseguir y determinar los componentes desconocidos (Ax, Ay) del vector de desplazamiento A y los angulos de Euler desconocidos (9, 0) del angulo de inclinacion 0 a partir de un analisis de diferentes componentes de las fases y profundidades o amplitudes determinadas anteriores:

(Ax, Ay, 9, 0) = F1(aA, dA, aP, dP), (1)

donde F1 es una funcion de sus argumentos que pueden ser diferentes combinaciones o emparejamientos de los angulos de exploracion y profundidades determinados correspondientes a los maximos o mmimos de la profundidad de las imagenes de exploracion ACL/PCL 114/116.

Como se ha mencionado anteriormente, el analisis puede implicar utilizar un modelo de las capas capsulares. Por ejemplo, el analisis puede asumir que las capas capsulares 14 y 16 pueden ser moldeadas como partes de una esfera o un elipsoide, y luego proseguir para determinar los parametros de la esfera o elipsoide ajustando las imagenes ACL/PCL 114/116 con la esfera o elipsoide.

Hay un gran numero de formas alternativas de llevar a cabo este analisis. Algunas tecnicas que pueden ser implementadas ventajosamente para este analisis ya estaban descritas en el documento de patente de propiedad conjunta: “Imaging Surgical Target Tissue by Nonlinear Scanning” por I. Goldshleger y col., Solicitud de Patente USPTO Numero 12/619.606, incorporada por la presente en su totalidad a modo de referencia.

Los ejemplos de analisis alternativos incluyen el procesador de imagen 120 que determina la profundidad maxima

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

anterior dA(max) y la profundidad mmima anterior dA(min) de la imagen de exploracion ACL 114, y la profundidad maxima posterior dP(max) y la profundidad mmima posterior dP(min) de la imagen de exploracion PCL 116 a lo largo de la variable de exploracion a, y determinar el desplazamiento y la inclinacion de estos extremos:

(Ax, Ay, 9, 0) = F2(dA(min), dA(max), dP(min), dP(max)), (2)

donde F2 es otra funcion de sus argumentos.

Los angulos de exploracion y profundidades pueden ser determinados, seleccionados y analizados de acuerdo con otros numerosos criterios. Aunque las funciones correspondientes Fn(x1, ... xm) (donde m puede ser 2, 3, 4 o mas) y los detalles del analisis puede proseguir de forma diferentes, el esquema general para extraer el desplazamiento Ay la inclinacion 0 sigue siendo el mismo.

En algunas implementaciones, el procesador de imagen 120 puede estar configurado para determinar una fase y una amplitud de solo una de las imagenes de exploracion de capa capsular, y de aquellas para determinar una ubicacion o desplazamiento y una orientacion o inclinacion del cristalino 7.

Las figs. 7A-B ilustran que el sistema de guiado 140 puede incluir una unidad de visualizacion 142 tal como un dispositivo de visualizacion 142 de microscopio de video. El sistema de guiado 140 puede estar acoplado al procesador de imagen 120 de modo que la unidad de visualizacion 142 pueda presentar un indicador de desalineacion de ubicacion o de desplazamiento basado en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y un indicador de desalineacion de orientacion o de inclinacion basado en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, ambos determinados por el procesador de imagen 120 que procesa la imagen SB-OCT por uno de los metodos anteriores. El propio ojo 1 puede estar indicado solo muy esquematicamente, con solo la pupila 6 y el iris 3 mostrados explfcitamente y el sombreado suprimido por claridad.

En general, el indicador de desalineacion de ubicacion puede incluir un indicador 144 de ubicacion del ojo o de desplazamiento basado en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y una referencia de ubicacion o de desplazamiento o patron de referencia 148-s. Un operador del sistema 100 de acoplamiento puede reducir la desalineacion de desplazamiento de la parte del ojo cuya imagen se ha formado alineando el indicador 144 de ubicacion o de desplazamiento del ojo con la referencia 148-s de ubicacion. En realizaciones donde la parte del ojo cuya imagen se ha formado incluye el cristalino 7, las realizaciones del indicador 144 de ubicacion o de desplazamiento del ojo pueden representar una ubicacion del cristalino o un desplazamiento del cristalino y por lo tanto sera denominado indicador 144 de desplazamiento de ojo/cristalino.

Ademas, el indicador de desalineacion de orientacion puede incluir un indicador 146 de orientacion o de inclinacion del ojo basado en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y una referencia 148-t de orientacion o de inclinacion. El operador del sistema 100 de acoplamiento puede reducir la desalineacion de orientacion o inclinacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado alineando el indicador 146 de orientacion del ojo con la referencia 148-t de orientacion o de inclinacion. En realizaciones donde la parte del ojo cuya imagen se ha formado incluye el cristalino 7, el indicador 146 de inclinacion del ojo puede representar una inclinacion del cristalino y por lo tanto sera denominado indicador 146 de inclinacion del ojo/cristalino.

La fig. 7A ilustra una realization donde la referencia 148-s de desplazamiento y la referencia 148-t de inclinacion estan integradas en un unico objetivo, reticula, o patron de referencia 148 en la unidad de visualizacion 142. En otras implementaciones, las referencias 148-s y 148-t se pueden separar, por ejemplo dos patrones objetivo visualizados lado a lado, o dos patrones de referencia visualizados en pantallas separadas, o en areas separadas del mismo dispositivo de visualizacion.

Las figs. 7A-B ilustran que el indicador 144 de desplazamiento del ojo (o indicador de desplazamiento) y el indicador 146 de inclinacion del ojo (o indicador de inclinacion) pueden ser marcas o iconos en la unidad de visualizacion 142, tales como las marcas X y O mostradas. El sistema 110 de formation de imagenes puede ser calibrado de tal manera que el desplazamiento del ojo y la inclinacion del ojo son compensados o eliminados completamente cuando los indicadores 144 y 146 de desplazamiento y de inclinacion correspondientes son manipulados hacia el centro del patron de referencia 148 integrado.

La fig. 8A ilustra que algunos sistemas 100 de acoplamiento pueden incluir un portico 150, controlado por un controlador 152 de portico, capaz de moverse esencialmente transversal al eje optico 52 de PI de la interfaz 50 de paciente y la optica 130. El portico 150 puede estar configurado para alojar un objetivo 154 de la optica 130 del ojo o aplicarse a el, al que puede estar fijado la interfaz 50 de paciente. Con este diseno, un operador del sistema 100 de acoplamiento puede hacer funcionar el portico 150 para mover o ajustar el objetivo 154, la interfaz 50 de paciente y su lente de contacto 51, reduciendo de este modo y eliminando eventualmente la desalineacion de desplazamiento o de ubicacion del ojo.

El sistema de guiado 140 puede ayudar al cirujano en este procedimiento presentando la marca o icono 144 de indicador de desplazamiento del cristalino en la unidad de visualizacion 142. El cirujano puede mover el portico 150 para acercar el indicador 144 de desplazamiento al centro u origen de la referencia 148, utilizando en esencia la referencia 148 como una reticula o un objetivo. El indicador 144 de desplazamiento que alcanza el centro de las reticulas 148 puede senalar al

9

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

cirujano que se ha eliminado la desalineacion de ubicacion o el desplazamiento A del ojo.

De forma analoga, el sistema de guiado 140 puede presentar el indicador 146 de inclinacion en la unidad de visualizacion 142 para ayudar al cirujano a reducir y eliminar eventualmente la desalineacion de orientacion moviendo el indicador 146 de inclinacion hacia el centro de la referencia o retfculas 148.

La inclinacion del cristalino no puede ser compensada inclinando el eje optico del sistema laser, ya que la mayona de los sistemas laser u opticas no permiten tal inclinacion. Tambien, mover el portico 150 puede no ser capaz de compensar tampoco la desalineacion de inclinacion del cristalino. Por lo tanto, en algunas realizaciones del sistema 100 de acoplamiento, el cirujano puede elegir instruir al paciente verbalmente para provocar que el paciente gire el ojo cuya imagen se ha formado para reducir su desalineacion de orientacion. El cirujano puede vigilar el movimiento del icono o indicador 146 de inclinacion cuando el paciente gira el ojo y puede dar nuevas instrucciones a la luz de las acciones del paciente. Dar instrucciones de manera iterativa puede ayudar al cirujano a mover el icono 146 de inclinacion hacia el centro de las retfculas 148, reduciendo y eliminando eventualmente la desalineacion de inclinacion.

La fig. 8A ilustra que en otras implementaciones del sistema 100 de acoplamiento el sistema de guiado 140 puede incluir un sistema 160 de luz de fijacion, configurado de modo que el cirujano u operador pueda ajustar una luz de fijacion 165 del sistema 160 de luz de fijacion para guiar al paciente para realizar al menos una rotacion o un movimiento lateral del ojo. La luz de fijacion 165 puede ser proyectada hacia un ojo 1c de no acoplamiento o control, como se ha mostrado.

La fig. 8B ilustra que la luz de fijacion 165 tambien puede ser proyectada hacia el ojo 1d de acoplamiento por una realizacion alternativa del sistema 160 de luz de fijacion.

El sistema 160 de luz de fijacion puede ser combinado ventajosamente con otros sistemas de luz de fijacion, descritos por ejemplo en el documento de patente de propiedad conjunta “Electronically Controlled Fixation Light for Ophthalmic Imaging Systems”, por T.Juhasz y col., Solicitud de Patente USPTO numero 12/885.193, incorporado por la presente en su totalidad a modo de referencia.

Las figs. 9A-C ilustran las operaciones de un procedimiento de reduccion de desalineacion. La fig. 9A ilustra el eje optico 11 del cristalino que tiene tanto una inclinacion 0 como un desplazamiento A con relacion al eje optico 52 de PI, tambien denominado como eje optico 28 de sistema, en un caso donde el cristalino 7 esta desalineado incluso con el propio ojo 1.

La fig. 9B ilustra la etapa del procedimiento despues de que el cirujano haya provocado la rotacion del ojo del paciente, o bien dando una instruccion verbal al paciente, moviendo manualmente el ojo 1, o ajustando la luz de fijacion 165. En esta etapa se reduce o se elimina optimamente la desalineacion de inclinacion 0, lo que da como resultado que el eje optico 11 del cristalino resulta alienado o paralelo con el eje optico 52 de PI, pero que tiene aun una desalineacion de desplazamiento A' residual. La reduccion o eliminacion de la desalineacion de inclinacion 0 esta representada en el dispositivo de visualizacion de video 142 por el indicador 146 de inclinacion de ojo/cristalino que se ha movido hacia el centro del patron de referencia 148, mientras que el indicador 144 de desplazamiento de ojo/cristalino esta aun fuera del centro del patron de referencia 148.

La fig. 9C ilustra la segunda etapa despues de que el cirujano haya movido el portico 150 para compensar el desplazamiento A' residual. En esta etapa el eje optico 11 del cristalino y el eje optico 52 de PI (o eje optico 28 del sistema) pueden estar totalmente alineados, y coincidir posiblemente en su totalidad. Despues de que se elimine tambien el desplazamiento A' residual, tanto el indicador 146 de inclinacion de ojo/cristalino como el indicador 144 de desplazamiento de ojo/cristalino se mueven hacia el otro del patron de referencia 148.

La fig. 10A ilustra que en algunas implementaciones, el sistema 100 de acoplamiento puede estar configurado no solo para visualizar el desplazamiento y la inclinacion de iconos/indicadores 144 y 146 basandose en el procesador de imagen 120 que ha procesado la imagen SB-OCT, sino tambien para proporcionar un guiado de acoplamiento calculado adicional para el cirujano. El procesador de imagen 120 puede no solo determinar donde visualizar el indicador 146 de inclinacion de ojo/cristalino y el indicador 144 de desplazamiento de ojo/cristalino con relacion al patron de referencia 148, sino que puede estar configurado para calcular una respuesta de reduccion de desalineacion y tambien visualizarla para el operador del sistema. En particular, el procesador de imagen 120 puede calcular una desalineacion de ubicacion basandose en una desalineacion de la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado y una referencia de ubicacion del sistema de acoplamiento oftalmico, y visualizar una realizacion del indicador 144 de desalineacion o desplazamiento de ubicacion que incluye un indicador 144 de correccion de desplazamiento basado en la desalineacion de ubicacion calculada.

En la implementacion mostrada, el indicador 144 de correccion de desplazamiento puede ser un vector, visualizado en el monitor de video 142, demostrando la direccion en la que necesita moverse el portico para reducir la desalineacion de desplazamiento. Una magnitud del vector puede indicar la magnitud del movimiento del portico. El vector 144 indicador de la correccion de desplazamiento se puede complementar con sugerencias de correccion numerica visualizadas, tales como cuantos milnrietros debe moverse el portico y en que direccion precisa.

La fig. 10A tambien ilustra un indicador 146 de correccion de inclinacion analogo que es parte del indicador 146 de inclinacion, calculado basandose en una desalineacion de la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se

10

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ha formado, tal como el eje optico 11 del cristalino, y una referencia de orientacion del sistema de acoplamiento oftalmico, tal como el eje optico 28 del sistema o el eje optico 52 de PI. El sistema de guiado 140 puede visualizar en el monitor de video o en la unidad de visualizacion 142 el indicador 146 de correccion de inclinacion o desalineacion de orientacion basandose en la desalineacion de orientacion calculada. El indicador 146 de correccion de inclinacion puede incluir un vector de correccion de inclinacion, cuya magnitud y direccion, complementadas posiblemente con valores numericos, pueden indicar cuanto debena moverse la luz de fijacion 165 del sistema 160 de luz de fijacion y en que direccion para compensar la inclinacion.

La fig. 11A muestra otra realizacion del sistema 100 de acoplamiento guiado por formacion de imagenes. En este sistema 100 de acoplamiento, el sistema de guiado 140 y a traves de el posiblemente el procesador de imagen 120 pueden estar acoplados a un sistema 177 de reduccion de desalineacion. El sistema 177 de reduccion de alineacion puede ser capaz de reducir una o mas desalineacion del ojo cuya imagen se ha formado con relacion al eje optico 52 de PI o en general a la optica 130.

El sistema 177 de reduccion de desalineacion puede incluir el portico 150 con el controlador 152 de portico, o la fuente 160 de luz de fijacion, o ambos. En estas implementaciones, el sistema de guiado 140 puede calcular no solo los indicadores 144 y 146 de correccion de desplazamiento y de inclinacion, como en la implementacion de la fig. 10A, sino que puede enviar las senales de control reales a traves del acoplamiento electronico a al menos uno del controlador 152 de portico y del sistema 160 de luz de fijacion para llevar a cabo realmente las correcciones de desalineacion correspondientes ajustando el portico 150 o la luz de fijacion 165, sin esperar un analisis o intervencion del cirujano. En algunas implementaciones, el sistema de guiado 140 puede incluir un corrector 149 de desalineacion que realiza el calculo y la generacion de las senales de control anteriores basandose en el procesador de imagen 120 que tiene determinada la inclinacion 0 y el desplazamiento A con relacion al eje optico 52 de PI. En otras implementaciones, el propio procesador de imagen 120 puede realizar estas funciones.

El controlador 152 de portico, que ha recibido la senal de control del sistema de guiado 140, puede mover el portico 150 para ajustar una posicion del objetivo 154 para reducir la desalineacion de ubicacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado. En otros ejemplos, el sistema 160 de luz de fijacion, que ha recibido una senal de control del sistema de guiado 140 puede generar o ajustar una luz de fijacion 165 para que el ojo del paciente provoque o dirija una reduccion de la desalineacion de orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado. Como antes, el sistema 160 de luz de fijacion puede proyectar la luz de fijacion 165 o bien hacia el ojo 1c de control o bien hacia el ojo 1d de acoplamiento.

En tales implementaciones computarizadas, se pueden reducir o eliminar las desalineaciones de desplazamiento y de inclinacion principalmente bajo el control electronico del sistema de guiado 140. Estas implementaciones pueden liberar al cirujano de la tarea de llevar a cabo una parte o la totalidad de la compensacion de la desalineacion: las labores del cirujano puede ser aligeradas para supervisar solamente la reduccion de desalineacion realizada por el sistema 100 de acoplamiento computarizado.

La fig. 10B ilustra otra implementacion del sistema de guiado 140. En este ejemplo, al menos uno del indicador de desalineacion de ubicacion y del indicador de desalineacion de orientacion puede incluir una imagen de una parte de un cristalino del ojo, indicativa de la desalineacion correspondiente.

En el ejemplo mostrado, el sistema de guiado 140 puede superponer la imagen OCT del cristalino 7 con la imagen de video del ojo y el patron de referencia 148, constituyendo un indicador 147 de desplazamiento-inclinacion integrado. En algunos casos, la imagen OCT puede ser solamente simbolica, por ejemplo una imagen simplificada basada en un modelo de forma para la imagen OCT actual. La ubicacion y la orientacion de la imagen de cristalino superpuesta como el indicador 147 de desplazamiento-inclinacion con relacion a la referencia 148 pueden ser una visualizacion instructiva de la inclinacion y el desplazamiento de la desalineacion del cristalino 7 para el cirujano. En algunos casos, el cirujano puede ser instruido para centrar la imagen 147 del cristalino superpuesta con el centro de la referencia 148 para eliminar el desplazamiento, y alinear los ejes principales de la imagen 147 del cristalino elipsoidal con los del patron de referencia 148 para eliminar la inclinacion.

La imagen OCT de la lente 7, utilizada en el indicador 147 de desplazamiento-inclinacion, puede ser tomada por ejemplo de la siguiente manera. En primer lugar, se puede realizar una exploracion por OCT circular, lo que da como resultado una imagen OCT sinusoidal. Se puede identificar el angulo de exploracion angular que corresponde al maximo y al mmimo de la OCT. Luego, se puede realizar una exploracion lineal a traves del cristalino 7, entre el angulo maximo y mmimo que es probable que o bien cruce el centro del cristalino 7, o al menos pase mas cerca de el. El resultado de esta exploracion lineal puede ser muy instructivo sobre el desplazamiento y la inclinacion del cristalino 7. Asf, visualizar la imagen OCT del cristalino obtenida a traves de la exploracion lineal en el dispositivo de visualizacion 142 de microscopio de video como el indicador 147 de desplazamiento-inclinacion puede ayudar al cirujano a reducir o eliminar las desalineaciones de manera eficiente.

Una funcion principal del sistema 100 de acoplamiento es ayudar al acoplamiento de la interfaz 50 de paciente sobre el ojo 1. Las realizaciones descritas anteriormente que generan una imagen de la parte del ojo cuya imagen se ha formado antes del acoplamiento y proporcionan los indicadores 144 y 146 de desplazamiento y de inclinacion en combinacion con el patron de referencia 148 objetivo llevan a cabo bien esta funcion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Se puede mejorar el funcionamiento del sistema 100 de acoplamiento implementando un sistema 110 de formacion de imagenes que es capaz de formar la imagen de una parte del ojo cuya imagen se ha formado no solo antes del acoplamiento oftalmico sino repetidamente durante el acoplamiento.

Los sistemas que visualizan una o una pocas imagenes actualizadas durante el procedimiento de acoplamiento pueden proporcionar una retroalimentacion valiosa sobre las acciones del cirujano, proporcionando una mejora en la precision y funcionamiento del sistema 100 de acoplamiento.

Algunas realizaciones del sistema 110 de formacion de imagenes pueden ofrecer una mejora cualitativa adicional a este respecto. Pueden proporcionar no solo unas pocas imagenes actualizadas durante el acoplamiento, sino una imagen esencialmente en directo del procedimiento de acoplamiento. Una retroalimentacion esencialmente en directo puede entregar informacion oportuna para el cirujano para centrar el acoplamiento con precision mejorada y para optimizar el proceso de varias formas diferentes.

Una frecuencia de actualizacion de imagenes de video en directo utilizada, a menudo es tfpicamente 24 fotogramas/segundo. Por lo tanto, los sistemas de formacion de imagenes que pueden proporcionar imagenes a una frecuencia de 20-25 fotogramas/segundo o superior pueden proporcionar imagenes que apareceran esencialmente en directo para el cirujano. Mientras que los sistemas con una velocidad de fotograma o frecuencia de actualizacion de menos de 20-25 fotogramas/segundo pueden no ser percibidos como formacion de imagenes de video en directo, sino mas bien como imagenes erraticas, irregulares, que posiblemente incluso distraen del procedimiento de acoplamiento.

A este respecto, las realizaciones del presente sistema 110 de formacion de imagenes pueden ser clasificadas como sigue. Los sistemas OCT de dominio de tiempo, o TD-OCT realizan una exploracion A, es decir forman una imagen de un rango de profundidades que corresponden a una unica coordenada (x, y) secuencialmente transversal. Por lo tanto, las exploraciones A por TD-OCT toman mucho tiempo, y los sistemas TD-OCT tomar solo varios cientos a una pocos miles de exploraciones A por segundo. En algunas implementaciones, su funcionamiento puede ser incluso mas lento. Para obtener una imagen OCT con una resolucion razonable se puede requerir integrar viarios cientos de exploraciones A tomadas a lo largo de una lmea de puntos (x, y) a una exploracion B. Por lo tanto, los sistemas TD-OCT pueden generar exploraciones B con una frecuencia de actualizacion de 1-10 fotogramas/segundo, a menudo tan pequenas como uno pocos fotogramas por segundo. Tales imagenes aparecen erraticas para el cirujano y proporcionan una retroalimentacion mas lenta que en directo para el proceso de acoplamiento. Por lo tanto, los sistemas TD-OCT no pueden proporcionar retroalimentacion suficientemente rapida para validar o desalentar los ajustes de desalineacion del cirujano a la velocidad real del acoplamiento.

Este funcionamiento de formacion de imagenes lento tiene desventajas. Por ejemplo, el sistema 100 de acoplamiento oftalmico esta configurado para guiar y ayudar a la alienacion de la Pi 50 con el ojo 1 antes del acoplamiento. En esta etapa previamente acoplada, el paciente 19 es aun capaz de mover el ojo 1. En particular, el paciente esta respirando, moviendo el ojo hacia arriba y hacia abajo. A velocidades bajas de formacion de imagenes, un sistema de formacion de imagenes TD-OCT no puede seguir el ritmo del movimiento de respiracion hacia arriba y hacia abajo del ojo, provocando que el sistema de formacion de imagenes TD-OCT visualice artefactos de movimiento, tales como saltos en la imagen y lmeas discontinuas de imagen.

Por el contrario, los sistemas SB-OCT, o Basados en Espectrometros recopilan datos de imagen en un puto (x, y) desde todas las profundidades simultaneamente. Estas imagenes son a veces aun denominadas exploraciones A, incluso aunque no hay exploracion secuencial implicada. Debido a la naturaleza paralela o simultanea de recopilar los datos de imagen desde las diferentes profundidades, los sistemas SB-OCT pueden tomar hasta 500.000 exploraciones A por segundo. Por lo tanto, la misma exploracion B que contiene varios cientos de exploraciones A como anteriormente, puede ser generada con una frecuencia de actualizacion de mas de 20 fotogramas por segundo, posiblemente hasta 1.000 fotogramas por segundo.

Se ha observado aqrn que visualizar realmente estas imagenes tambien toma tiempo y puede ser limitado por el funcionamiento electronico de la unidad de visualizacion OCT 142. Las frecuencias de actualizacion citadas anteriormente caracterizan la velocidad de adquisicion de imagen por el sistema 110 de formacion de imagenes. La velocidad de visualizacion puede ser mas lenta, dependiendo de los factores limitativos electronicos y de transferencia de datos.

El funcionamiento de los sistemas SB-OCT puede acelerarse adicionalmente utilizando procesadores dedicados y patrones de exploracion calculados previamente almacenados en memorias dedicadas para activar la exploracion rapida del haz de formacion de imagenes, como se ha descrito por ejemplo en la Solicitud de Patente de los E.E.U.U “Image- Guided Docking for Ophthalmic Surgical Systems” por A. Juhasz y K. Vardin.

Dado que las velocidades de formacion de imagenes de los sistemas de formacion de imagenes SB-OCT y TD-OCT estan en lados opuestos de la velocidad de video en directo de 20-25 fotogramas/segundo, las realizaciones del sistema 110 de formacion de imagenes que utilizan sistemas de formacion de imagenes SB-OCT son capaces de proporcionar informacion de retroalimentacion en vivo oportuna y fluida para el cirujano libre de artefactos de movimiento, mientras que los sistemas de formacion de imagenes TD-OCT tfpicos no son capaces de proporcionar retroalimentacion en

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

directo fluida para el cirujano y son propensos a visualizar artefactos de movimiento. Los sistemas con retroalimentacion de formacion de imagenes en directo, como se ha tratado anteriormente, ofrecen una precision cualitativamente mejorada del procedimiento de acoplamiento.

Ademas, la velocidad de formacion de imagenes superior permite a los sistemas 110 de formacion de imagenes SB-OCT crear imagenes mucho mas complejas, mtidas y detalladas del cristalino 7 o explorar el cristalino 7 a lo largo de varios drculos para mapear la forma real del cristalino 7 en lugar de utilizar modelos y basarse en suposiciones sobre la geometrfa y forma del cristalino 7.

Un factor final, que impacta en el funcionamiento a largo plazo de las realizaciones del sistema 110 de formacion de imagenes es que los sistemas SB-OCT no tienen partes moviles y por lo tanto su fiabilidad y capacidad de servicio son muy satisfactorias. Por el contrario, los sistemas TD-OCT tienen partes que se mueven rapidamente, asociadas con el movimiento de un espejo de referencia en un brazo de referencia del aparato OCT. Obviamente, la presencia de partes moviles en los sistemas TD-OCT aumenta la posibilidad de mal funcionamiento o desalineacion, disminuyendo asf posiblemente su funcionamiento total, demandando un campo de servicio mas frecuente y aun mirando la posibilidad de degradacion de funcionamiento a largo plazo.

En suma, los sistemas TD-OCT no son necesariamente equivalentes a los sistemas SB-OCT, al menos por las siguientes razones. (i) Los sistemas TD-OCT no proporcionan formacion de imagenes en directo, o imagenes de retroalimentacion en frecuencias de actualizacion utiles para procesos de acoplamiento y quirurgicos de alta precision. (ii) Los sistemas TD-OCT son propensos a visualizar artefactos de movimiento. (iii) Los sistemas TD-OCT tambien pueden tener dificultades para proporcionar imagenes de exploracion en 2D o imagenes detalladas, de alta precision. (iv) Finalmente, los sistemas de formacion de imagenes TD-OCT requieren servicios de campo y mantenimiento mucho mas a menudo que el sistema SB-OCT. Asf, los sistemas TD-OCT y los sistemas SB-OCT son suficientemente diferentes de modo que para muchas aplicaciones no son equivalentes a realizaciones de un sistema OCT generico. Mas bien, el grado de diferencia entre sus funcionamientos para la aplicacion espedfica ha de ser analizados sobre una base de caso por caso.

La fig. 11B ilustra que otras implementaciones del sistema 100 de acoplamiento pueden requerir alguna informacion de una imagen de video creada por un sistema 180 de formacion de imagenes de video. En estos sistemas 100 de acoplamiento, las realizaciones del sistema 100 de acoplamiento oftalmico pueden incluir un OCT o un sistema 110 de formacion de imagenes en profundidad que puede generar una imagen en profundidad de una estructura interna de ojo del ojo 1. El procesador de imagen 120 puede incluir un procesador de imagen 120 en profundidad que puede determinar una orientacion de la estructura interna del ojo a partir de la imagen en profundidad de la estructura interna del ojo.

Ademas, el sistema 100 de acoplamiento y en particular el sistema de guiado 140 pueden incluir el sistema 180 de formacion de imagenes de video que puede incluir un procesador 182 de imagen de video y un dispositivo de visualizacion de video 184 que puede ser analogo al dispositivo de visualizacion 142 de microscopio de video. El sistema 180 de formacion de imagenes de video puede estar configurado para formar imagenes de video de una estructura frontal de ojo del ojo, y el procesador 182 de imagen de video puede estar configurado para determinar una ubicacion de la estructura frontal del ojo a partir de la imagen de video de la estructura frontal del ojo. Como antes, el sistema 180 de formacion de imagenes de video puede estar acoplado al sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes o puede estar configurado para presentar en el dispositivo de visualizacion de video 184 un indicador de desalineacion de orientacion que utiliza la orientacion determinada de la estructura interna del ojo, determinada por el procesador de imagen 120, y un indicador de desalineacion de ubicacion que utiliza la ubicacion determinada de la estructura frontal del ojo, determinada por el procesador 182 de imagen de video.

En algunas implementaciones, el procesador de imagen 120 en profundidad puede realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una parte de la imagen de exploracion ACL 114 y una parte de la imagen de exploracion PCL 116 en la imagen de la estructura interna del ojo, que puede ser el cristalino 7, o su bolsa capsular o su nucleo endurecido.

El procesador de imagen 120 en profundidad puede determinar la desalineacion de orientacion o de inclinacion de la estructura interna del ojo basandose en los resultados del proceso de reconocimiento de imagen realizando cualquiera de los metodos descritos en relacion a la fig. 6 y posteriormente, implicando fases y amplitudes de la imagen de exploracion.

El procesador 182 de imagen de video puede realizar un proceso de reconocimiento de imagen de video para reconocer una imagen de la estructura frontal del ojo en la imagen de video, y para determinar una ubicacion de la estructura frontal del ojo basandose en el resultado del proceso de reconocimiento de imagenes de video. La estructura frontal del ojo cuya imagen se ha formado puede ser la pupila 6 o el limbo 5 del ojo, por ejemplo.

Como se ha descrito en relacion con las figs. 4-6, el analisis por el procesador de imagen 120 en profundidad puede determinar no solo la orientacion del cristalino 7, la estructura interna del ojo, sino tambien su ubicacion. Por lo tanto, en algunas implementaciones, el sistema 100 de acoplamiento podrfa determinar dos ubicaciones: la ubicacion de la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

estructura interna del ojo cuya imagen se ha formado como determinada por el procesador de imagen 120 en profundidad, y la ubicacion de la estructura frontal del ojo como se ha determinado por el sistema 180 de formacion de imagenes de video. Aunque la estructura interna del ojo puede no estar totalmente alineada con el ojo, estas dos ubicaciones puede ser diferentes.

Alinear la interfaz 50 de paciente con la ubicacion de la estructura interna del ojo, con la ubicacion de la estructura frontal del ojo, o con una ubicacion intermedia o media generada utilizando ambas de estas localizaciones puede ser ventajoso para diferentes propositos.

Las figs. 7A-B y la fig. 10A ilustran que despues de las operaciones de reconocimiento de imagen se realizaron por el sistema 110 de formacion de imagenes en profundidad y el sistema 180 de formacion de imagenes de video, el dispositivo de visualizacion de video 184 puede presentar un indicador de desalineacion de orientacion del ojo relacionado con la orientacion determinada de la estructura interna del ojo que incluye el indicador 146 de orientacion del ojo y la referencia 148 de orientacion. En la realizacion donde la estructura interna del ojo cuya imagen se ha formado es el cristalino 7, el cirujano puede reducir la desalineacion de inclinacion del cristalino alineando el indicador 146 de inclinacion del cristalino con la referencia 148 de orientacion. Como se ha descrito en relacion a las figs. 7-10, el cirujano puede conseguir esta alineacion instruyendo al paciente 19 para que gire el ojo de acoplamiento, o girando manualmente el ojo 1, o ajustando la fuente 160 de luz de fijacion, entre otros.

El dispositivo de visualizacion de video 184 tambien puede presentar un indicador de desalineacion de ubicacion que incluye el indicador 144 de ubicacion del ojo relacionada con la ubicacion determinada de la estructura frontal del ojo cuya imagen de video se ha formado, y la referencia 148 de ubicacion del sistema de acoplamiento oftalmico. Como antes, el operador del sistema 100 de acoplamiento oftalmico puede reducir la desalineacion de ubicacion del cristalino alineando el indicador 144 de ubicacion del cristalino con la referencia 148 de ubicacion. Como se ha descrito en relacion a las figs. 7-10, el cirujano puede reducir esta desalineacion de ubicacion haciendo funcionar el portico 150.

El sistema 100 de acoplamiento de la fig. 11B se puede utilizar en combinacion con cualquier bloque o unidad de las realizaciones descritas previamente de la fig. 2, figs. 8A-B y de la fig. 11A. Por ejemplo, el sistema 100 de acoplamiento puede incluir la fuente 160 de luz de fijacion, configurada para ajustar la luz de fijacion 165 en relacion a al menos uno del indicador de desalineacion de ubicacion y del indicador de desalineacion de orientacion.

La fig. 12 ilustra que una realizacion de un metodo 300 de guiar un acoplamiento oftalmico puede incluir: una formacion de imagenes 310 de una parte del ojo 1 del paciente 19 con el sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes; una determinacion 320 de una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo 1 cuya imagen se ha formado analizando la imagen con el procesador de imagen 120; y un guiado 330 de un acoplamiento oftalmico basado en la ubicacion y orientacion determinada con el sistema de guiado 140.

La formacion de imagenes 310 puede incluir la formacion de imagenes al menos de una capsula del cristalino, la capa capsular anterior ACL 14, la capa capsular posterior PCL 16, una region de objetivo del cristalino, el cristalino 7, su nucleo, la cornea 2, el iris 3, el limbo 5, la pupila 6, un endotelio corneal y un epitelio corneal.

En realizaciones donde la formacion de imagenes 310 incluye la formacion de imagenes de una parte del cristalino 7 del ojo, la determinacion 320 puede incluir realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una imagen de exploracion ACL 114 de la capa capsular anterior ACL 14 y para reconocer una imagen de exploracion PCL 116 de la capa capsular posterior PCL 16 en la imagen.

Como se ha descrito en relacion a la fig. 6, una vez que se ha realizado el reconocimiento imagen, la determinacion 320 puede ademas incluir determinar una fase anterior y una amplitud anterior de la imagen de exploracion ACL 114 y una fase posterior y una amplitud posterior de la imagen de exploracion PCL 116, y determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino 7 a partir de la fase anterior, la amplitud anterior, la fase posterior y la amplitud posterior.

En otras realizaciones, la determinacion 320 puede incluir determinar una profundad maxima anterior y una profundidad minima anterior de la capa capsular anterior y una profundidad maxima posterior y una profundidad minima posterior de la capa capsular a lo largo de una variable de exploracion; y determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino 7 a partir de la profundidad maxima anterior, la profundidad minima anterior, la profundidad maxima posterior y la profundidad minima posterior.

Aun en otras realizaciones, la determinacion 320 puede incluir reconocer una imagen de una parte de capa capsular del cristalino en la imagen; determinar una fase y una amplitud de la capa capsular, y determinar una ubicacion y orientacion del cristalino utilizando la fase y la amplitud determinadas.

El guiado 330 puede incluir presentar un indicador de desalineacion de ubicacion basandose en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y presentar un indicador de desalineacion de orientacion basandose en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado.

El guiado 330 tambien puede incluir presentar, como parte del indicador de desalineacion de ubicacion, el indicador 144 de ubicacion del cristalino o de la lente basandose en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha

14

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

formado y la referencia 148 de ubicacion del sistema de acoplamiento oftalmico, y presentar como parte del indicador de desalineacion de orientacion, el indicador 146 de orientacion del ojo o del cristalino basandose en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado y la referencia 148-t de orientacion del sistema de acoplamiento oftalmico. La referencia 148-t de orientacion y la referencia 148-s de ubicacion pueden ser el mismo objetivo o patron de referencia 148.

El guiado 330 tambien puede incluir presentar el indicador de desalineacion de ubicacion para ayudar a un operador del sistema 100 de acoplamiento oftalmico para hacer funcionar el portico 150 para reducir una desalineacion de ubicacion del ojo o del cristalino. Ademas, el guiado 330 tambien puede incluir presentar el indicador 146 de desalineacion de orientacion para ayudar al cirujano a instruir al paciente 19 para girar el ojo, o a girar manualmente el ojo, o para ajustar la fuente 160 de luz de fijacion para reducir la desalineacion de orientacion del ojo.

El metodo 300 puede incluir realizar repetidamente la formacion de imagenes 310, la determinacion 320, y el guiado 330. El guiado 330 puede incluir actualizar la presentacion del indicador de desalineacion de ubicacion y del indicador de desalineacion de orientacion de acuerdo con la formacion de imagenes 310 repetida y la determinacion 320 durante el acoplamiento oftalmico. Tal funcionamiento repetido del metodo de guiado 300 puede proporcionar retroalimentacion valiosa para el cirujano, mejorando la precision del proceso de acoplamiento. Otra mejora cualitativa se puede conseguir actualizando la imagen y repitiendo la formacion de imagenes a una frecuencia de actualizacion de video en directo, tal como a 20-25 fotogramas/segundo o mas rapida. Repetir el metodo 300 a tales velocidades de video puede ser capaz de proporcionar una retroalimentacion para el cirujano.

La fig. 13 ilustra que un metodo alternativo 400 de guiar un acoplamiento oftalmico puede incluir: una formacion de imagenes 410 de una estructura interna del ojo de un ojo de un paciente con el sistema 110 de formacion de imagenes en profundidad; una determinacion de una orientacion 420 de la estructura interna del ojo a partir de la imagen en profundidad de la estructura interna del ojo con el procesador de imagen 120; una formacion de imagenes de video 430 de una estructura frontal de ojo del ojo con el sistema 180 de formacion de imagenes de video; una determinacion de una ubicacion 440 de la estructura frontal del ojo a partir de la imagen de video de la estructura frontal del ojo con el procesador 182 de imagen de video; y una presentacion 450 de un indicador de desalineacion de orientacion que utiliza la orientacion determinada de la estructura interna del ojo y un indicador de desalineacion de ubicacion que utiliza la ubicacion determinada de la estructura frontal del ojo con el sistema de guiado 140 o la unidad de visualizacion de video 184.

Otra realizacion del sistema de guiado 140 de alineacion puede incluir un sistema que proporciona guiado para la fijacion precisa de la interfaz 50 de paciente sobre la punta distal del sistema 100 de acoplamiento oftalmico, su optica 130 o su objetivo 154. La precision de las aletas corneales, creadas durante los procedimientos LASIK; es muy sensible incluso a las desalineaciones mas pequenas del eje optico 52 de PI con el eje optico 28 del sistema, incluso del orden de diez micras. Por lo tanto, las mejoras de funcionamiento considerables se pueden conseguir aplicando el sistema de guiado 140 basado en la formacion de imagenes para formar la propia imagen de la interfaz 50 de paciente antes y durante el proceso de fijarla al extremo distal del sistema 100 incluso antes de iniciar cualquier proceso de acoplamiento, y para proporcionar un guiado al cirujano para ajustar la PI 50 basandose en las desalineaciones cuyas imagenes se han formado de la PI 50 y del objetivo 154.

Aun otra aplicacion puede ser utilizar el sistema de guiado 140 no para ayudar a un procedimiento de acoplamiento, sino en combinacion con un sistema quirurgico de facoemulsificacion basado en ultrasonido para guiar la determinacion precisa de un objetivo de las diferentes operaciones quirurgicas, incluyendo la insercion de la punta de facoemulsificacion por el cirujano oftalmico.

Aun en otra implementacion, el sistema oftalmico de guiado 140 puede estar acoplado al sistema oftalmico 110 de formacion de imagenes que incluye un sistema de formacion de imagenes OCT Basado en un Espectrometro (SB-OCT). El sistema 110 de formacion de imagenes puede estar configurado para generar una imagen en directo de una region oftalmica modificada por un procedimiento quirurgico. En algunas implementaciones, la frecuencia de actualizacion de imagen puede ser de 20-25 fotogramas/segundo o superior.

En la especificacion anterior, numerosos sistemas incluyen uno o mas procesadores programables, y numerosas operaciones del metodo incluidas los procesadores que funcionan basandose en un programa almacenado correspondiente. En estos sistemas, existen realizaciones en las que los sistemas incluyen sistemas de memoria, asociados con los procesadores que son capaces de almacenar los programas correspondientes, y los medios de programa que estan almacenados en los sistemas de memoria. Por ejemplo, el procesador de imagen 120, el sistema de guiado 140, el controlador de portico 152, el sistema 177 de reduccion de desalineacion, y el procesador 182 de imagen de video todos tienen realizaciones que incluyen una memoria o sistemas de memorias que corresponden a estos procesadores que son capaces de almacenar un programa o medios de programa para su procesador, posiblemente en un medio legible por ordenador.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100) de acoplamiento oftalmico, que comprende:

un sistema oftalmico (110) de formacion de imagenes, que comprende

un sistema de formacion de imagenes tomograficas de coherencia optica, configurado para formar una imagen de una parte de un ojo de un paciente durante un acoplamiento de una interfaz (50) de paciente al ojo, y

un procesador de imagen (120) configurado para determinar una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen; y

un sistema de guiado (140), acoplado al sistema (100) de formacion de imagenes oftalmico, configurado para guiar el acoplamiento basandose en la ubicacion y orientacion determinadas antes de que la interfaz de paciente se acople al ojo,

en donde la parte del ojo cuya imagen de ha formado comprende una parte cuya imagen se ha formado de un cristalino del ojo; y el procesador de imagen (120) esta configurado para realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una imagen de exploracion de una capa capsular anterior del cristalino y una imagen de exploracion de una capa capsular posterior del cristalino en la imagen; y

en donde el procesador de imagen (120) esta configurado para determinar una profundidad maxima anterior y una profundidad minima anterior de la capa capsular anterior y una profundidad maxima posterior y una profundidad minima posterior de la capa capsular posterior a lo largo de una exploracion variable, y para determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino desde la profundidad maxima anterior, la profundidad minima anterior, la profundidad maxima posterior, y la profundidad minima posterior.
2. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, comprendiendo el sistema de formacion de imagenes tomograficas de coherencia optica:

al menos uno de un sistema de tomograffa de coherencia optica (OCT) de dominio de tiempo, un sistema OCT de dominio de frecuencia, y un sistema OCT basado en un espectrometro.
3. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, comprendiendo el sistema de formacion de imagenes tomograficas de coherencia optica:

un sistema de formacion de imagenes de exploracion, configurado para realizar una exploracion dirigiendo un haz de formacion de imagenes a puntos de al menos uno de un arco, una lmea, un bucle, un drculo, una elipse, una estrella, una lmea con caractensticas repetidas, un patron bidimensional y una malla bidimensional, y

formar la imagen de la parte del ojo cuya imagen se ha formado en un intervalo de profundidad en puntos de la exploracion.
4. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1,

la parte del ojo formada cuya imagen se ha formado comprende al menos una lente-capsula, una capa capsular anterior del cristalino, una capa capsular posterior del cristalino, una region de objetivo de lente, una lente, y un nucleo.
5. El sistema de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, en donde:

el procesador de imagen (120) esta configurado para analizar las imagenes de exploracion de las capas reconocidas utilizando un modelo geometrico del cristalino para determinar una ubicacion y una orientacion del cristalino.
6. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, en donde: el procesador de imagen (120) esta configurado

para determinar una fase anterior y una amplitud anterior de la imagen de exploracion de la capa capsular anterior y una fase posterior y una amplitud posterior de la imagen de exploracion de la capa capsular posterior, y

para determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino desde la fase anterior, la amplitud anterior, la fase posterior y la amplitud posterior.
7. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, en donde: el sistema de guiado (140) comprende una unidad de visualizacion (142); y

el sistema de guiado esta configurado para visualizar en la unidad de visualizacion

5

10

15

20

25

30

35

40

45

un indicador de desalineacion de ubicacion basado en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y

un indicador de desalineacion de orientacion basado en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado.
8. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 7, en donde: el indicador de desalineacion de ubicacion comprende

un indicador de ubicacion del ojo basado en la ubicacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y

una referencia de ubicacion del sistema de acoplamiento oftalmico, en donde un operador del sistema de acoplamiento oftalmico puede reducir una desalineacion de ubicacion de ojo alineando el indicador de ubicacion de ojo y la referencia de ubicacion; y

el indicador de desalineacion de orientacion comprende

un indicador de orientacion de ojo basado en la orientacion determinada de la parte del ojo cuya imagen se ha formado, y

una referencia de orientacion del sistema de acoplamiento oftalmico, en donde el operador del sistema de acoplamiento oftalmico puede reducir una desalineacion de orientacion de ojo alineando el indicador de orientacion de ojo y la referencia de orientacion.
9. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 7, en donde el sistema de guiado oftalmico (140) esta configurado

para visualizar el indicador de desalineacion de ubicacion para ayudar a un operador del sistema de acoplamiento oftalmico para hacer funcionar un portico del sistema de acoplamiento oftalmico para reducir una desalienacion de ubicacion de ojo, y

para visualizar el indicador de desalineacion de orientacion para ayudar al operador del sistema de acoplamiento oftalmico a hacer que el paciente gire el ojo para reducir una desalineacion de orientacion de ojo.
10. El sistema de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 9, en donde:

el sistema de guiado (140) comprende un sistema de luz de fijacion, configurado de modo que el operador puede ajustar una luz de fijacion del sistema de luz de fijacion para guiar al paciente para realizar al menos o bien una rotacion del ojo o bien un movimiento lateral del ojo.
11. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 7, en donde:

al menos uno del indicador de desalineacion de ubicacion y del indicador de desalineacion de orientacion comprende una imagen de una parte de un cristalino del ojo, indicativa de la desalineacion correspondiente.
12. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, en donde:

el sistema oftalmico (110) de formacion de imagenes esta configurado para formar una imagen de la parte del ojo cuya imagen se ha formado repetidamente durante el acoplamiento oftalmico.
13. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 12, en donde:

el sistema oftalmico (110) de formacion de imagenes comprende un sistema de formacion de imagenes OCT basado en espectrometro, configurado para formar una imagen de la parte del ojo cuya imagen se ha formado con una frecuencia de actualizacion de al menos 20 fotogramas/segundo.
14. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 1, comprendiendo el sistema oftalmico de formacion de imagenes:

un sistema de formacion de imagenes de video configurado para generar una imagen de video de una estructura frontal de ojo del ojo, en donde

la parte del ojo cuya imagen se ha formado comprende la estructura interna del ojo y la estructura frontal del ojo.
15. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 14, comprendiendo el procesador de imagen:

5

10

15

20

25

30

35

40

un procesador de imagen en profundidad, configurado para determinar una orientacion de una estructura interna del ojo a partir de la imagen de la estructura interna del ojo, generada por el sistema de formacion de imagenes tomografico de coherencia optica; y

un procesador (182) de imagen de video configurado para determinar una ubicacion de la estructura frontal del ojo a partir de la imagen de video de la estructura frontal del ojo.
16. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 15, en donde: el procesador de imagen en profundidad esta configurado

para realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una imagen de una parte de una capa capsular anterior de un cristalino del ojo, y una imagen de una parte de una capa capsular posterior del cristalino del ojo en la imagen en profundidad de la estructura interna del ojo, y

para determinar la orientacion de la estructura interna del ojo basandose en un resultado del proceso de reconocimiento de imagen.
17. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 15, en donde: el procesador (182) de imagen de video esta configurado

para realizar un proceso de reconocimiento de imagen de video para reconocer una imagen de la estructura frontal del ojo en la imagen de video, y

para determinar la ubicacion de la estructura frontal del ojo basandose en un resultado del proceso de reconocimiento de imagen de video.
18. El sistema (100) de acoplamiento oftalmico de la reivindicacion 15, en donde:

el procesador de imagen en profundidad esta configurado para determinar interna del ojo cuya imagen se ha formado; y

el sistema (100) de acoplamiento oftalmico esta configurado para determinar cuya imagen se ha formado utilizando la ubicacion de la estructura interna del ojo y estructura frontal del ojo.
19. Un metodo de guiar un acoplamiento oftalmico, comprendiendo el metodo:

formar una imagen de una parte de un ojo de un paciente durante un acoplamiento de una interfaz de paciente al ojo con un sistema de formacion de imagenes tomografico de coherencia optica de un sistema oftalmico de formacion de imagenes; comprendiendo la parte del ojo cuya imagen se ha formado una parte de un cristalino del ojo cuya imagen se ha formado;

determinar una ubicacion y una orientacion de la parte del ojo cuya imagen se ha formado analizando la imagen con un procesador de imagen; y

guiar el acoplamiento basandose en la ubicacion y orientacion determinada con un sistema de guiado antes de que la interfaz de paciente sea acoplada al ojo, y

realizar un proceso de reconocimiento de imagen para reconocer una imagen de exploracion de una capa capsular anterior del cristalino de una imagen de exploracion de una capa capsular posterior del cristalino en la imagen;

determinar una profundidad maxima anterior y una profundidad minima anterior de la capa capsular anterior y una profundidad maxima posterior y una profundidad minima posterior de la capa capsular posterior a lo largo de una variable de exploracion, y

determinar la ubicacion y la orientacion del cristalino a partir de la profundidad maxima anterior, la profundidad minima anterior, la profundidad maxima posterior, y la profundidad minima posterior.

una ubicacion de la estructura

la ubicacion de la parte del ojo la ubicacion determinada de la