ES2933898T3 - Sistema para cortar un colgajo mediante tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización - Google Patents

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Abstract

La presente descripción proporciona un sistema y método para cortar un colgajo en cirugía oftálmica con láser utilizando tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización (PS-OCT). El sistema incluye un sistema PS-OCT, un láser de femtosegundo, un dispositivo de control y un procesador. El sistema PS-OCT incluye una fuente PS-OCT, un componente de polarización, un reflector de referencia, un divisor de haz, una placa de ondas y un detector. El procesador recibe datos relacionados con un patrón de interferencia de un haz de PS-OCT reflejado, recibido en el detector, determina una orientación relativa de la fibra de la muestra, determina si un patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo para cortar la aleta debe ajustarse horizontal o verticalmente. verticalmente, en función de la orientación relativa de la fibra, y puede generar una señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo. La descripción proporciona además un método para cortar un colgajo en un ojo utilizando PS-OCT. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema para cortar un colgajo mediante tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización
CAMPO TÉCNICO
La presente divulgación se refiere a la Tomografía de Coherencia Óptica ("TCO''), y más específicamente, a los sistemas para cortar un colgajo en la cirugía oftálmica, mediante los datos generados por tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización (''TCO-SP'').
ANTECEDENTES
En oftalmología, la cirugía oftálmica se realiza en el ojo y estructuras visuales accesorias para salvar y mejorar la visión de decenas de miles de pacientes cada año. Sin embargo, dada la sensibilidad de la visión incluso a las pequeñas variaciones en el ojo y la naturaleza diminuta y delicada de muchas estructuras oculares, la cirugía oftálmica es difícil de realizar, y la reducción de errores quirúrgicos incluso menores o poco comunes, o las mejoras moderadas en la precisión o exactitud de las técnicas quirúrgicas pueden marcar una gran diferencia en la visión del paciente tras la cirugía.
Un tipo de cirugía oftálmica, la cirugía ocular refractiva, se utiliza para corregir una variedad de problemas de visión. Un tipo común de cirugía refractiva se conoce como LASIK (LASer In Situ Keratomileusis, queratomileusis in situ con láser) y se utiliza para corregir la miopía y la hipermetropía, el astigmatismo o errores de refracción más complejos. Otras cirugías oftálmicas pueden corregir defectos corneales u otros problemas. Por ejemplo, la Queratectomía FotoTerápica (QFT) se puede utilizar para eliminar tejido corneal enfermo o irregularidades corneales, ya sea sola o junto con la LASIK. Otra cirugía oftálmica común es la eliminación de cataratas.
Durante la LASIK, QFT, cirugía de cataratas y otras cirugías oftálmicas, las operaciones correctoras se realizan comúnmente en las partes interiores del ojo, tales como el estroma corneal o el cristalino, en lugar de en la superficie del ojo. Esta práctica tiende a mejorar los resultados quirúrgicos al permitir que la operación correctora se dirija a la parte más eficaz del ojo, manteniendo intactas las partes protectoras externas de la córnea, y por otras razones.
Se puede acceder a la parte interior del ojo de varias maneras, pero con frecuencia el acceso implica cortar un colgajo de la córnea o cortar de otro modo la córnea. El corte de la córnea se suele realizar con un láser de femtosegundo, que utiliza la fotodisrupción para crear incisiones, lo que elimina el daño colateral de los tejidos circundantes asociado con los láseres más lentos y las complicaciones asociadas con instrumentos mecánicos de corte, tales como cuchillas. La naturaleza pulsada del láser de femtosegundo provoca la vaporización del tejido corneal en un patrón intercalado, correspondiente a la ubicación del foco del haz cuando se pulsa el láser, dejando intacto el tejido corneal correspondiente a la ubicación del foco del haz cuando el láser de femtosegundo se apaga entre pulsos. Por lo general, el láser de femtosegundo pulsado solo está encendido durante un tiempo de pulso muy corto. Luego, el foco del haz se mueve a una nueva ubicación dentro de la córnea antes de que el láser de femtosegundo se vuelva a pulsar. Esto produce una serie de pequeñas fotodisrupciones, normalmente de unos cuantos micrómetros de tamaño medio. Las pequeñas fotodisrupciones también suelen estar separadas unos cuantos micrómetros. El patrón intercalado (un "patrón de fotodisrupciones") así formado permite cortar de manera eficaz el tejido corneal, lo que permite, por ejemplo, separar y levantar el colgajo, mientras se reduce el daño al tejido corneal por el láser de femtosegundo.
Por lo tanto, los láseres de femtosegundo se pueden utilizar para diseccionar tejido a nivel microscópico. Al cortar un colgajo, es importante que el cirujano tenga información adicional sobre los tejidos que se van a cortar y las estructuras internas del ojo que no se pueden ver de manera eficaz usando solo el microscopio quirúrgico.
El documento US 2010/0324542 A1 divulga un método para realizar una operación de cataratas que incluye las etapas de: obtener imágenes de una o más marcas corneales creadas por una operación de córnea, determinar la información de ubicación de la córnea con respecto a la ubicación de una región de tratamiento de la operación de córnea en función de las imágenes de las marcas de la córnea y la colocación de pulsos de láser para una cirugía de cataratas utilizando la información de ubicación de la córnea. También se divulga un sistema de láser oftálmico correspondiente, que incluye un sistema de obtención de imágenes para obtener imágenes de una región corneal de un ojo, un analizador de imágenes para facilitar la determinación de la información de ubicación de la córnea en función de una o más imágenes proporcionadas por el sistema de obtención de imágenes, y un sistema láser quirúrgico para colocar pulsos de láser en el cristalino de un ojo utilizando la información de ubicación de la córnea. El sistema de obtención de imágenes incluye un sistema de tomografía de coherencia oftálmica (TCO).
SUMARIO
La presente divulgación proporciona un sistema para cortar un colgajo de una córnea de un ojo mediante TCO-SP, que incluye un sistema de TCO-SP, un procesador y un láser de femtosegundo que se puede manejar para generar un patrón de fotodisrupción para cortar un colgajo en una muestra en la córnea del ojo, y conectado a un dispositivo de control operable para ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo. El sistema de TCO-SP incluye una fuente de TCO-SP que se puede manejar para generar un haz de origen de TCO-SP, un componente de polarización que se puede manejar para controlar una polarización del haz de origen de TCO-SP y un divisor de haces. El divisor de haces se puede manejar para dividir el haz de origen de TCO-SP en un haz de la muestra que se desplaza a lo largo de un brazo de la muestra hasta que es reflejado por una muestra para formar un haz de la muestra reflejado, y un haz de referencia que se desplaza a lo largo de un brazo de referencia hasta que es reflejado por el reflector de referencia para formar un haz de referencia reflejado, y que se puede manejar para combinar el haz de la muestra reflejado y el haz de referencia reflejado a fin de formar un haz de TCO-SP reflejado. El sistema de TCO-SP incluye además una placa ondulatoria en el brazo de la muestra, pudiéndose manejar la placa ondulatoria para convertir el haz de la muestra en luz polarizada con un estado de polarización conocido de manera que un haz de la muestra polarizado incida sobre la muestra. El sistema de TCO-SP incluye además un detector que se puede manejar para recibir el haz de TCO-SP reflejado, detectar un patrón de interferencia del haz de TCO-SP reflejado y generar datos relativos al patrón de interferencia. El procesador se puede manejar para recibir datos relativos al patrón de interferencia del haz de TCO-SP reflejado, determinar la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra, determinar si el patrón de fotodisrupción debe ajustarse horizontal o verticalmente en función la orientación relativa de las fibras y la densidad de las fibras de la parte de la muestra, generar una señal de control que se puede manejar para ajustar el patrón de fotodisrupción horizontal o verticalmente cuando se determina que el patrón de fotodisrupción debe ajustarse, y transmitir la señal de control al dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo.
En realizaciones adicionales, que pueden combinarse entre sí a menos que sean claramente excluyentes: el polarizador es un polarizador vertical o un polarizador horizontal; el detector es un sistema de detector doble que comprende un detector sensible a la polarización vertical y un detector sensible a la polarización horizontal, y el sistema comprende además un divisor de haces de polarización que se puede manejar para dividir el haz de TCO-SP reflejado en un componente polarizado verticalmente y un componente polarizado horizontalmente, estando el componente polarizado verticalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización vertical, y estando el componente polarizado horizontalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización horizontal; el detector es un sistema de un único detector que comprende un detector sensible a la polarización horizontal y un detector sensible a la polarización vertical combinados; el procesador se puede manejar además para determinar si la orientación relativa de las fibras de la muestra es inferior a un umbral especificado por el usuario, y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario; el procesador se puede manejar además para determinar una densidad relativa de fibras de la parte de la muestra parte de la muestra, determinar si la densidad relativa de fibras es inferior a un umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la densidad relativa de fibras es inferior al umbral especificado por el usuario; la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a una profundidad mínima especificada por el usuario, necesaria para crear un colgajo funcional; y el procesador se puede manejar además para generar y transmitir una representación pictórica de la parte de la muestra que refleja el haz polarizado de la muestra, y en donde el sistema comprende además un visor que se puede manejar para presentar la representación pictórica.
La presente divulgación proporciona además un método para cortar un colgajo de la córnea de un ojo mediante tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización (TCO-SP). Este método no forma parte de la materia objeto reivindicada y se describe con fines ilustrativos.
El método incluye recibir, en un detector de un sistema de TCO-SP, un patrón de interferencia de un haz de TCO-SP reflejado, comprendiendo el haz de TCO-SP reflejado un haz de la muestra reflejado y un haz de referencia reflejado combinados, siendo reflejado el haz de la muestra reflejado por una parte de una muestra de la córnea del ojo, y siendo reflejado el haz de referencia reflejado desde un reflector de referencia, determinar una orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra, determinar si un patrón de fotodisrupción generado por un láser de femtosegundo para cortar el colgajo de la muestra debe ajustarse horizontal o verticalmente, en función de la orientación relativa de las fibras, generar una señal de control que se pueda manejar para ajustar el patrón de fotodisrupción horizontal o verticalmente cuando se determina que el patrón de fotodisrupción debe ajustarse, y transmitir la señal de control a un dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo, pudiéndose manejar el dispositivo de control para ajustar el patrón de fotodisrupción.
En ejemplos ilustrativos adicionales, que pueden combinarse entre sí a menos que sean claramente excluyentes: el detector del sistema de TCO-SP es un sistema de detector doble que comprende un detector sensible a la polarización vertical y un detector sensible a la polarización horizontal, y el sistema de TCO-SP además comprende un divisor del haz de polarización que se puede manejar para dividir el haz de TCO-SP reflejado en un componente polarizado verticalmente y un componente polarizado horizontalmente, estando el componente polarizado verticalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización vertical y estando el componente polarizado horizontalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización horizontal; el detector del sistema de TCO-SP es un sistema de un único detector que comprende un detector sensible a la polarización horizontal y sensible a la polarización vertical combinados; el método no reivindicado comprende además determinar si la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario; el método no reivindicado comprende además determinar una densidad relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra, determinar si la densidad relativa de las fibras es inferior a un umbral especificado por el usuario, y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la densidad relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario; la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a una profundidad mínima especificada por el usuario requerida para crear un colgajo funcional; y el método no reivindicado comprende además generar una representación pictórica de la parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra, y transmitir la representación pictórica a un visor.
Los sistemas anteriores se pueden utilizar con los métodos anteriores y viceversa. Además, cualquier sistema descrito en el presente documento se puede utilizar con cualquier método descrito en el presente documento y viceversa.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para una comprensión más completa de la presente invención y sus características y ventajas, ahora se hace referencia a la siguiente descripción, tomada junto con los dibujos adjuntos, que no están a escala, en los que los mismos números se refieren a las mismas características, y en los que:
La FIGURA 1 es un diagrama esquemático de un sistema de TCO-SP;
la FIGURA 2A es una imagen procesada digitalmente de un iris porcino generado mediante TCO-SP;
la FIGURA 2B es una imagen histológica del mismo iris porcino representado en la FIGURA 2A, mostrando la imagen histológica las ubicaciones de los vasos sanguíneos en el estroma anterior;
la FIGURA 3A es una imagen procesada digitalmente de un tendón de pollo generada mediante TCO no sensible a la polarización;
la FIGURA 3B es una imagen procesada digitalmente del mismo tendón de pollo representado en la FIGURA 3A, pero generada mediante TCO-SP;
la FIGURA 4A es una imagen procesada digitalmente de una cola de ratón generada mediante TCO no sensible a la polarización;
la FIGURA 4B es una imagen procesada digitalmente de la misma cola de ratón representada en la FIGURA 4A, pero generada mediante TCO-SP;
la FIGURA 5A es una imagen procesada digitalmente de una pata de ratón expuesta generada mediante TCO no sensible a la polarización;
la FIGURA 5B es una imagen procesada digitalmente de la misma pata de ratón expuesta representada en la FIGURA 5A, pero generada mediante TCO-SP;
la FIGURA 6 diagrama esquemático de un sistema para cortar un colgajo en cirugía oftálmica láser mediante TCO-SP; y
la FIGURA 7 es un diagrama de flujo de un método no reivindicado para cortar un colgajo de la córnea de un ojo durante una cirugía oftálmica mediante TCO-SP.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
En la siguiente descripción, se exponen detalles a modo de ejemplo para facilitar la explicación de la materia objeto divulgada. Sin embargo, debería ser evidente para el experto habitual en el campo que las realizaciones divulgadas son ilustrativas y no exhaustivas de todas las posibles realizaciones.
Los sistemas divulgados son para cortar un colgajo de la córnea de un ojo empleando los datos generados mediante TCO-SP. El sistema incluye un sistema de TCO-SP, un láser de femtosegundo que genera un patrón de fotodisrupción y un dispositivo de control que puede ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo y un procesador. El sistema de TCO-SP incluye una fuente de TCO-SP que genera un haz de origen de TCO-SP, un componente de polarización, un reflector de referencia, un divisor del haz, una placa ondulatoria y un detector. El procesador recibe datos relativos a un patrón de interferencia de un haz de TCO-SP reflejado, recibido en el detector, determina la orientación relativa de las fibras de una parte de la muestra (en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra) y determina si el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo debe ajustarse horizontal o verticalmente en función de la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra. Como se utiliza en el presente documento con respecto a un ojo, "horizontal" se refiere a las direcciones X e Y del plano X-Y, definido como el plano aproximadamente perpendicular al vértice de la córnea, y "vertical" se refiere a la dirección Z del plano X-Y, definido como el plano aproximadamente perpendicular al plano X-Y. El procesador puede generar una señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo horizontal o verticalmente, cuando se determina que debe ajustarse el patrón de fotodisrupción. Esta señal de control puede transmitirse al dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo para ajustar el patrón de fotodisrupción.
También se proporciona un método con fines ilustrativos, que no forma parte de la materia objeto reivindicada, para cortar un colgajo de la córnea de un ojo mediante TCO-SP. El método incluye recibir primero, en un detector de un sistema de TCO-SP, un patrón de interferencia de un haz de TCO-SP reflejado, comprendiendo el haz de TCO-SP reflejado un haz de la muestra reflejado y un haz de referencia reflejado combinados, siendo reflejado el haz de la muestra reflejado por una muestra, y siendo reflejado el haz de referencia reflejado desde un reflector de referencia. El método incluye además determinar una orientación relativa de las fibras de una parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra (en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra), determinar si un patrón de fotodisrupción generado por un láser de femtosegundo para cortar un colgajo de la muestra debe ajustarse horizontal o verticalmente, en función de la orientación relativa de las fibras, generar una señal de control que se puede manejar para ajustar el patrón de fotodisrupción horizontal o verticalmente cuando se determina que el patrón de fotodisrupción debe ajustarse, y transmitir la señal de control a un dispositivo de control conectado a el láser de femtosegundo, pudiéndose manejar el dispositivo de control para ajustar el patrón de fotodisrupción.
La TCO-SP es un método de obtención de imágenes funcionales que es una extensión de la TCO. La TCO-SP proporciona un contraste y una diferenciación de los tejidos adicionales (con respecto a los métodos tradicionales de TCO que solo miden la reflectividad) al utilizar además las propiedades de polarización de la luz de una muestra para discernir más información relacionada con la muestra. La muestra puede ser una muestra biológica, tal como un ojo humano. La TCO-SP se basa en el concepto de que algunos tejidos pueden cambiar el estado de polarización de la luz incidente. La TCO-SP se puede utilizar para visualizar determinadas propiedades de polarización del ojo, por ejemplo, birrefringencia, diatenuación y despolarización. Debido a que varias estructuras o capas del ojo, incluida la córnea, el epitelio de la retina y la capa de fibras nerviosas de la retina, alteran el estado de polarización de la luz incidente, una imagen de TCO-SP (también denominada en el presente documento representación pictórica) puede presentar un contraste específico del tejido, lo que permite al usuario determinar las propiedades de polarización, tales como la alineación de las fibras y la densidad de las fibras.
La TCO-SP se puede utilizar para medir la birrefringencia tisular, que está directamente relacionada con la orientación de las fibras de los tejidos. La orientación de las fibras del tejido corneal está relacionada directamente con la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea. En general, la birrefringencia tisular es la propiedad óptica de un material que tiene un índice de refracción (velocidad de propagación de la luz) que depende de la polarización y la dirección de propagación de la luz. En la TCO-SP, la birrefringencia tisular se puede determinar midiendo el retardo de fase de la luz que incide y se refleja en la muestra, en función de la profundidad del tejido. En una muestra, la birrefringencia tisular suele estar provocada por estructuras fibrosas estrechas que no pueden resolverse con los sistemas de TCO convencionales. Dichos sistemas de TCO solo tienen en cuenta la intensidad de la luz reflejada o retrodispersada.
La integración de la TCO-SP en la cirugía oftálmica con láser como se describe en el presente documento es ventajosa, porque en muchas operaciones quirúrgicas, por ejemplo, en LASIK, es importante preservar la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea, ya que dichas operaciones dependen del tejido corneal para sanar con una intervención postoperatoria mínima o nula. Por consiguiente, es preferible hacer incisiones en lugares donde el tejido corneal tenga una gran alineación de fibras, porque la alineación de fibras es esencial para la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea. Aunque puede ser deseable cortar un colgajo de tejido que tenga una gran densidad y una gran alineación de las fibras, puede ser más preferible evitar las secciones en las que la alineación de las fibras sea débil incluso si esas fibras son densas, porque aquellas secciones con alineación de fibras débil o insuficiente tendrán una estabilidad biomecánica débil.
En la cirugía LASIK, por ejemplo, el cirujano primero corta un colgajo de la superficie anterior de la córnea con un láser de femtosegundo, lo que permite el acceso al interior del ojo, y luego puede realizar una ablación en el ojo con un láser excimérico. El colgajo se suele cortar lo más fino posible para preservar la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea. En la mayoría de los colgajos corneales, el láser de femtosegundo realizará el corte por debajo del epitelio y la membrana de Bowman e incluirá al menos algunas de las laminillas corneales en el corte. Las laminillas corneales incluyen las capas de fibras de colágeno que forma el estroma corneal. Por lo tanto, el colgajo se corta preferentemente para incluir la cantidad más fina de las fibras de colágeno entrecruzadas más densas del estroma corneal necesarias para seguir creando un colgajo funcional. Debido a que el usuario debe poder retirar el colgajo para permitir suficiente acceso al láser excimérico, un colgajo funcional debe poder retirarse sin desgarrarse o provocar un traumatismo adicional en el ojo. Además, la curación postoperatoria tras la creación de un colgajo funcional se limita a la regeneración del tejido epitelial mientras se mantiene la topografía corneal posterior. La cámara anterior del ojo está presurizada. Por lo tanto, cuando un corte del colgajo puede afectar a la integridad mecánica del estroma corneal, la presión sobre la córnea posterior deformará el tejido corneal, lo que dará lugar a un resultado quirúrgico deficiente e impredecible.
Preservar la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea cuando se corta un colgajo es complicado, porque la densidad de las laminillas corneales aumenta hacia la superficie anterior de la córnea. Así pues, el láser de femtosegundo utilizado para cortar el colgajo debe penetrar en la densa superficie anterior de la córnea con suficiente profundidad para que el cirujano pueda retirar el colgajo sin que se rompa, pero también, solo con la profundidad necesaria para generar un colgajo funcional conservando la capacidad del paciente para que cicatrice rápidamente. Al implementar la TCO-SP, los sistemas divulgados visualizan la alineación de las fibras del estroma corneal para controlar el espesor del colgajo corneal determinando y ajustando la profundidad a la que se corta el colgajo.
Los láseres de femtosegundo actuales solo se pueden programar para cortar un colgajo a una entrada de profundidad predeterminada y constante por parte del usuario o determinada por el sistema y la configuración de acoplamiento. Debido a que el colgajo se corta en cuestión de segundos y el ojo a veces se acopla al sistema, dichos sistemas generalmente no se pueden ajustar mientras se realiza el corte. Por lo general, todo el colgajo se corta a la profundidad programada y solo se proporciona información estructural sobre la profundidad del corte. Por consiguiente, dichos sistemas no son capaces de distinguir entre estructuras estromales con niveles variables de alineación o densidad de las fibras.
Por el contrario, los sistemas divulgados proporcionan una visualización en tiempo real de las capas de la córnea para determinar aquellas con la mayor densidad y entrecruzamiento de fibras de colágeno. El tiempo real puede significar en menos de medio segundo, en menos de un segundo o en menos del tiempo de reacción normal de un usuario de información visual o auditiva. Los datos generados por dichos sistemas se pueden utilizar, por ejemplo, para ajustar el láser de femtosegundo mientras se corta el colgajo. Debido a que la exploración mediante TCO-SP se puede realizar muy rápidamente, por ejemplo, generando al menos decenas de miles de exploraciones axiales por segundo, dichos sistemas pueden generar datos para optimizar el colgajo mientras se crea. En este ejemplo, la TCO-SP puede revelar que las medidas y los planes anteriores para cortar el colgajo no son precisos ni óptimos en vista de la orientación o la densidad de las fibras del estroma corneal. Además, pueden surgir imprecisiones puntuales durante la operación, como la rotación de los ojos y cambios en la posición del paciente. Cuando surge alguna de estas condiciones, los sistemas divulgados pueden ajustar la forma del corte del colgajo, la profundidad del corte del colgajo o pueden variar el espesor de partes del colgajo con vistas a preservar la estabilidad biomecánica del tejido corneal.
Al ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo para ajustar el corte del colgajo, por ejemplo, al minimizar la profundidad del colgajo en lugares donde las fibras del estroma corneal carecen de alineación o densidad, los sistemas divulgados pueden disminuir el riesgo de complicaciones quirúrgicas posteriores al paciente y mejorar los resultados quirúrgicos. Los datos de TCO-SP generados pueden ser utilizados por un cirujano (1) antes de la operación, (2) durante una operación quirúrgica y (3) en análisis postoperatorios. Antes de la operación, se pueden utilizar los datos relativos a la densidad y la alineación de las fibras para evaluar si el paciente es un buen candidato para el tratamiento con láser. Los datos también se pueden utilizar para determinar la profundidad del corte requerido para crear un colgajo funcional y para determinar los lugares donde la profundidad del colgajo puede o debe variarse para compensar el mayor riesgo de complicaciones posquirúrgicas y la dificultad de cicatrización debido al traumatismo físico sobre el tejido corneal. Al comienzo de la operación, se pueden utilizar los datos para confirmar que los parámetros significativos del ojo no han cambiado desde el análisis preoperatorio, de modo que el paciente ya no sea un buen candidato para el tratamiento con láser. Durante la operación, los datos se pueden utilizar para variar la profundidad del corte en general o solo en determinados lugares para compensar, por ejemplo, los errores en las mediciones preoperatorias o errores relacionados con el movimiento del paciente o la desalineación durante el acoplamiento del láser de femtosegundo. Después de la operación, se pueden comparar las imágenes de TCO-SP preoperatorias con las imágenes de TCO-SP generadas posteriormente para evaluar si la córnea se está cicatrizando correctamente.
La TCO es una técnica de análisis interferométrico para el examen estructural de una muestra que refleje al menos parcialmente la luz, como un tejido biológico. Los sistemas de TCO se pueden utilizar para determinar perfiles de distancia y profundidad y otra información basada en patrones de interferencia creados por la interacción entre un haz reflejado de un reflector de referencia y un haz reflejado de una muestra.
En un sistema de TCO, un solo haz de origen de TCO se divide, mediante un divisor del haz, en dos componentes de haz, un haz de la muestra que se propaga y es reflejado al menos parcialmente por una muestra, y un haz de referencia que se propaga y es reflejado por un reflector de referencia. Cada componente de haz normalmente se vuelve a reflejar al divisor del haz y se combina, aunque es posible que determinados sistemas de TCO no requieran que cada haz reflejado vuelva al divisor del haz para combinarse. Cuando se combinan el haz de la muestra reflejado y el haz de referencia reflejado, se genera un patrón de interferencia, que se puede utilizar para medir distancias y perfiles de profundidad de la muestra y otra información, así como para obtener imágenes de estructuras diana internas por las que pasó el haz de la muestra. En la cirugía oftálmica, se puede utilizar un sistema de TCO, por ejemplo, para proporcionar vistas transversales de la retina en alta resolución.
Los sistemas de TCO generalmente se basan en la intensidad de la luz reflejada retrodispersada. Estos sistemas de TCO no pueden diferenciar directamente entre diferentes tipos de tejidos y tienen problemas para distinguir entre las capas de tejidos. Esto es especialmente problemático cuando una enfermedad ocular ha dañado, distorsionado, desplazado o roto las capas de retina. Por lo tanto, cualquier diferenciación tisular adicional proporcionada por la TCO SP tiene un valor significativo en el diagnóstico de enfermedades oculares, la planificación de tratamientos quirúrgicos y la realización de dichos tratamientos.
Al utilizar la información transportada por la luz polarizada además de la información transportada por la luz reflejada, la TCO-SP proporciona una mejor diferenciación de los tejidos y mediciones cuantitativas de las propiedades de la muestra. Para medir las propiedades de polarización de una muestra mediante TCO-SP, la muestra normalmente se ilumina con luz de un estado de polarización conocido o se ilumina con luz en varios estados de polarización con relaciones conocidas. Por ejemplo, la muestra se puede iluminar mediante un sistema óptico a gran escala o la luz generada por una fuente de TCO-SP se puede propagar a la muestra a través de una fibra óptica, que puede ser una fibra de Mantenimiento de la Polarización (MP). Cuando se utiliza una fuente luminosa de TCO-SP, genera un haz de origen de TCO-SP, que primero se propaga a través de un filtro de polarización que tiene una polarización conocida. A continuación, un divisor del haz divide el haz de origen de TCO-SP polarizado en dos componentes de haz, un haz de la muestra que se propaga y es reflejado al menos parcialmente por una muestra (el brazo de la muestra), y un haz de referencia que se propaga y es reflejado por un reflector de referencia (el brazo de referencia). Dado que TCO-SP es sensible a la polarización, cada componente de haz puede atravesar o entrar en contacto con determinadas placas ondulatorias, filtros, espejos o lentes, según la configuración específica de TCO-SP. Una vez que cada componente de haz es reflejado respectivamente por la muestra y el reflector de referencia, pueden volverse a combinar en el divisor del haz para formar un haz de TCO-SP reflejado. Cuando el haz de la muestra reflejado y el haz de referencia reflejado se vuelven a combinar, se forma un patrón de interferencia. El haz de TCO-SP reflejado se dirige a un detector sensible a la polarización, que detecta y genera datos relativos a la luz polarizada reflejada del haz de TCO-SP reflejado. Los datos pueden ser transmitidos y utilizados por un procesador para determinar determinadas propiedades de polarización, como la orientación de las fibras del tejido que refleja el haz de la muestra.
Haciendo referencia ahora a las figuras, la FIGURA 1 es un diagrama esquemático del sistema de TCO-SP 100. Como se muestra, el sistema de TCO-SP 100 incluye la fuente luminosa 105 de TCO-SP, el componente de polarización 110, el divisor 115 del haz, el reflector de referencia 120, el divisor 125 del haz polarizador, el detector sensible a la polarización vertical 130, el detector sensible a la polarización horizontal 135 y la placa ondulatoria 145. En la FIGURA 1, el sistema 100 también incluye un sistema de polarización 150.
La fuente de TCO-SP 105 genera un haz de origen de TCO-SP, que se propaga a través de un polarizador vertical 110, hasta un divisor 115 del haz. El componente de polarización 110 puede controlar una polarización del haz de origen de TCO-SP. Como se muestra, el componente de polarización 110 es un polarizador vertical (denominado de aquí en adelante polarizador vertical 110, en la FIGURA 1), y el sistema de polarización 150 es una placa de cuarto de onda (QWP, Quarter Wave Píate) colocada a 22.5 grados (descrita en detalle a continuación). La fuente luminosa de TCO-SP puede ser, por ejemplo, un diodo superluminiscente, un láser supercontinuo o un láser de fuente de barrido. Aunque está marcada como fuente luminosa de TCO-SP, la fuente de TCO-SP 105 puede ser cualquier fuente luminosa adecuada para la formación de imágenes de TCO. En el sistema 100, cualquier haz de luz descrito puede ser propagado por fibras ópticas. Por ejemplo, la luz puede ser propagada por una fibra monomodal convencional (no MP) y se puede implementar un modulador para diferenciar entre los cambios de polarización en el tejido y el sistema. Como alternativa, la luz puede ser propagada por una fibra de mantenimiento de la polarización (MP), que permite que la luz se propague en dos canales ortogonales lineales (rápido y lento). Cada canal lineal de luz ortogonal es generalmente perpendicular al otro (es decir, el canal rápido es perpendicular al canal lento).
Al salir de la fuente de TCO-SP 105, el haz de origen de TCO-SP normalmente es luz polarizada, lo que significa que generalmente es luz que varía en un solo plano. Por el contrario, la luz no polarizada es luz que varía en más de un plano. Cuando el haz de origen de TCO-SP pasa a través del polarizador vertical 110, la luz transmitida que llega al divisor 115 del haz está polarizada verticalmente, lo que significa que la luz solo varía en dirección vertical. El polarizador vertical 110 es un tipo de polarizador lineal, otro ejemplo del cual es un polarizador horizontal, en el que la luz transmitida solo varía en una dirección horizontal. Cuando se aplican a la luz polarizada linealmente, los términos "vertical" y "horizontal" se refieren respectivamente a la dirección en que la onda varía en el eje óptico en el que se propaga. Un polarizador lineal puede ser un polarizador de absorción, que absorbe los estados de polarización no deseados y transmite el estado de polarización seleccionado. Por ejemplo, un polarizador vertical absorbe los estados de polarización no deseados, incluidos los estados de polarización horizontal, y solo transmite estados de polarización vertical. Como alternativa, un polarizador lineal puede ser un polarizador de división de haz, que divide la luz no polarizada en dos componentes de haz, cada uno con estados de polarización opuestos (es decir, un componente de haz tendría un estado de polarización vertical y el otro, un estado de polarización horizontal).
Aunque el componente de polarización 110 se describe en la FIGURA 1 como un polarizador vertical, como alternativa, el componente de polarización 110 puede ser un polarizador horizontal u otro polarizador de un estado de polarización conocido, aunque el uso de un polarizador vertical u horizontal puede facilitar el análisis de los datos generados en relación con haz de TCO-SP reflejado. La importancia del componente de polarización 110 es recibir el haz de origen de TCO-SP incidente y transmitir un haz de origen de TCO-SP polarizado con una polarización conocida. De manera similar, la importancia de la placa ondulatoria 145 y el sistema de polarización 150 es recibir un haz de luz incidente y transmitir un haz de luz con una polarización conocida, que se describe en detalle a continuación. Por consiguiente, algunos sistemas de TCO-SP pueden no incluir el sistema de polarización 150 dependiendo de la configuración del sistema. Por ejemplo, el sistema de polarización 150 puede no utilizarse cuando el haz de luz que sale del divisor del haz del brazo de referencia es ortogonal (p. ej., el divisor del haz de luz que sale 115 está en un ángulo de 45 grados y la placa ondulatoria 145 está orientada a 0 grados con respecto a la polarización vertical u horizontal de la luz propagada en el haz de la muestra).
Cuando el haz de origen de TCO-SP polarizado verticalmente llega al divisor del haz, se divide en dos componentes de haz, un haz de la muestra polarizado que se propaga y es reflejado al menos parcialmente por una muestra, y un haz de referencia polarizado que se propaga y es reflejado por un reflector de referencia. El haz de la muestra se puede denominar haz propagado sobre el brazo 160 de la muestra, y el haz de referencia se puede denominar haz propagado sobre el brazo de referencia 170. Como se describe en detalle a continuación, el estado de polarización del haz de referencia se conoce porque se conocen las propiedades ópticas del reflector de referencia y porque se conoce el estado de polarización del haz de referencia. En la FIGURA 1, se conoce el estado de polarización del haz de referencia porque el haz de referencia se convierte por medio de un sistema de polarización 150, antes de alcanzar el reflector de referencia, para producir dos componentes de polarización ortogonales con intensidades iguales al volver a entrar en el divisor del haz. El sistema de polarización 150 puede ser una QWP, por ejemplo, una QWP a 22.5 grados. Cada componente de haz normalmente se vuelve a reflejar al divisor 115 del haz y se combina, aunque es posible que determinados sistemas de TCO no requieran que cada haz reflejado vuelva al divisor del haz para combinarse.
Cuando el haz de la muestra se transmite a lo largo del brazo 160 de la muestra, pasa a través de la placa ondulatoria 145 antes de llegar a la muestra 101. Como se muestra, la placa ondulatoria 145 es una QWP y la muestra 101 es un ojo humano. La placa ondulatoria 145 convierte la luz polarizada verticalmente lineal del haz de la muestra en luz polarizada circularmente con un estado de polarización conocido. Aunque se describe que el sistema 100 utiliza una QWP, otros sistemas pueden implementar otros tipos de placas ondulatorias, por ejemplo, una placa de media onda (HWP, Half-Wave Píate) o una placa ondulatoria completa (FWP, Full Wave Píate). Una placa ondulatoria, también denominada retardador, es un dispositivo óptico que altera el estado de polarización de una onda de luz que pasa a través de él. Específicamente, una placa ondulatoria es un material ópticamente transparente que resuelve un haz de luz polarizada en dos componentes ortogonales (es decir, en ángulo recto entre sí); retarda la fase de un componente en relación con el otro; y vuelve a combinar los componentes en un solo haz con características de polarización alteradas. Por ejemplo, una HWP cambia la dirección de polarización de la luz polarizada linealmente y una QWP puede convertir la luz polarizada linealmente en luz polarizada circularmente y viceversa, o puede convertir la luz polarizada linealmente en luz polarizada elípticamente y viceversa. Las placas ondulatorias están construidas con material birrefringente, por ejemplo, cuarzo o mica, lo que hace que el índice de refracción difiera según las diferentes orientaciones de la luz que pasa a través de él. El comportamiento óptico de una placa ondulatoria varía en función de muchos factores, tales como el espesor de la placa ondulatoria, la longitud de onda de la luz incidente y la variación del índice de refracción. Por ejemplo, dependiendo del espesor de la placa ondulatoria, la luz con componentes de polarización a lo largo de ambos ejes se transmitirá en un estado de polarización diferente. Al alterar estos parámetros, dichas placas ondulatorias pueden alterar la polarización de la luz incidente al introducir un desplazamiento de fase controlado entre los dos componentes de polarización de la onda de luz.
Como se muestra en la FIGURA 1, la placa ondulatoria 145 está posicionada a 45 grados, lo que significa que el eje de transmisión del componente de polarización (en este caso, el polarizador vertical 110) se selecciona de tal manera que la luz polarizada linealmente que incide sobre la placa ondulatoria está a mitad de camino (en ángulo de 45 grados) entre los ejes rápido y lento de la placa ondulatoria 145. Así pues, la placa ondulatoria 145 convierte la luz polarizada verticalmente lineal en luz polarizada circularmente. De manera similar, cuando el haz de referencia se transmite a lo largo del brazo de referencia 170, pasa a través del sistema de polarización 150 antes de alcanzar el reflector de referencia 120. En la FIGURA 1, el sistema de polarización 150 es una QWP posicionada a 22.5 grados, lo que significa que el eje de transmisión de la luz polarizada linealmente está posicionado de manera que los ejes rápido y lento de la placa ondulatoria diferirán, lo que hará que la luz transmitida por el sistema de polarización 150 sea elíptica. Como alternativa, el sistema de polarización 150 puede ser un rotador de Faraday, que es un rotador de polarización basado en el efecto Faraday. En general, un rotador de Faraday puede rotar el estado de polarización de la luz incidente porque una polarización de la luz incidente está en resonancia ferromagnética con el material del rotador de Faraday, lo que hace que su velocidad de fase sea mayor que la otra.
Cuando cada componente de haz reflejado se combina en el divisor del haz, forman un haz de TCO-SP reflejado y se genera un patrón de interferencia. El haz de TCO-SP reflejado se dirige a un Divisor 125 del Haz de Polarización ("DHP"). Como se muestra, el DHP 125 divide el haz de TCO-SP reflejado en un componente polarizado verticalmente y dirigido hacia un detector sensible a la polarización vertical 130, y un componente polarizado horizontalmente y dirigido hacia un detector sensible a la polarización horizontal 135. En otros ejemplos, el sistema 100 puede implementar un único detector que puede detectar tanto la luz de TCO-SP reflejada que está polarizada verticalmente como la polarizada horizontalmente. Un sistema de un único detector puede incluir un detector sensible a la polarización horizontal y un detector sensible a la polarización vertical combinados. Los sistemas de un único detector y de detector doble generan imágenes de reflectividad (TCO) y de birrefringencia (TCO-SP) relativamente similares, respectivamente.
Como se muestra en la FIGURA 1, cada detector puede detectar y generar datos relativos al patrón de interferencia y, por consiguiente, el haz de TCO-SP reflejado. Estos datos pueden transmitirse a un procesador (no mostrado) y pueden procesarse para generar información sobre la muestra, incluida la orientación y la densidad de las fibras del tejido. Debido a que la orientación y la densidad de las fibras del tejido afectan a la polarización de la luz incidente (en este caso, el haz de la muestra), al menos a través de la birrefringencia, el retardo de fase del haz de la muestra reflejado puede determinarse en función de la profundidad del tejido. Estos datos relativos al retardo de fase del haz de la muestra reflejado, en relación con el retardo de fase del haz de referencia reflejado, proporcionan información directamente relacionada con la orientación y la densidad de las fibras del tejido atravesado por el haz de la muestra. En general, la birrefringencia del tejido aumenta a medida que aumentan la alineación, la orientación y la densidad de las fibras y, como resultado, el retardo de fase del haz de la muestra reflejado diferirá en comparación con el haz de referencia reflejado.
Los datos generados en cada uno de los detectores 130 y 135 del sistema 100 pueden transmitirse a un procesador (no mostrado) y utilizarse, por ejemplo, para generar una representación pictórica del tejido corneal en la parte del ojo 101 que reflejó el haz de la muestra. Las representaciones pictóricas pueden presentarse en un visor, que puede ser un monitor o un visor frontal, por ejemplo. Dichas representaciones pictóricas pueden indicar la orientación relativa de las fibras y la densidad de las fibras del tejido corneal, en función de las propiedades de birrefringencia del tejido corneal en la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra. Dichas representaciones pictóricas pueden proporcionar información al usuario para controlar o ajustar un corte de colgajo manualmente, para planificar una operación de corte de colgajo o para determinar si un paciente es un candidato adecuado para dichas operaciones con láser de femtosegundo.
En los sistemas de TCO-SP de espacio libre y los sistemas de TCO-SP basados en fibras MP, se mantiene el estado de polarización en el interferómetro. Por lo tanto, las placas ondulatorias se suelen implantar porque se conocen las transformaciones de polarización que se producirán en las placas ondulatorias. Por el contrario, para los sistemas de las fibras monomodales, existen transformaciones de polarización desconocidas en el propio sistema y, por lo tanto, las placas ondulatorias normalmente no son eficaces. En dichos sistemas de fibras monomodales, un enfoque alternativo es modular los estados de polarización de la luz y explorar el tejido en el mismo lugar varias veces con diferentes polarizaciones y reconstruir los datos generados de una manera que diferencie entre la birrefringencia del tejido y la birrefringencia del sistema.
Aunque no se muestra en la FIGURA 1, se pueden implementar componentes adicionales con el sistema 100. Por ejemplo, se pueden utilizar varios polarizadores circulares para crear luz polarizada circularmente o, como alternativa, para absorber o transmitir selectivamente luz polarizada circularmente en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario al de las agujas del reloj. En otro ejemplo, se pueden implementar placas ondulatorias, filtros, componentes de polarización, sistemas de polarización, espejos o lentes adicionales, dependiendo de la configuración de TCO-SP seleccionada. Además, en los sistemas de las fibras monomodales, a menudo se pueden implementar moduladores de polarización para diferenciar entre los cambios de polarización en el tejido y el sistema.
El sistema de TCO-SP 100 de la FIGURA 1 es una configuración de ejemplo de un sistema de TCO-SP. Otro ejemplo de configuración de TCO-SP puede incluir una fuente luminosa de TCO-SP que genera un haz de origen de TCO-SP que se propaga a través de un modulador de polarización a un interferómetro, donde se divide en un haz de referencia dirigido a una referencia y un haz de la muestra dirigido a la muestra, y cuando la muestra reflejada y los haces de referencia reflejados se combinan, se dirigen a un detector. Otro ejemplo de configuración de TCO-SP puede incluir una fuente luminosa de TCO-SP que genera un haz de origen de TCO-SP que se propaga a un interferómetro, donde se divide en un haz de referencia dirigido a una referencia y un haz de la muestra dirigido a la muestra. El haz de referencia se refleja desde la referencia y pasa a través de un componente de polarización que convierte el estado de polarización del haz de referencia de retorno en un estado de polarización con dos componentes de polarización ortogonales iguales (es decir, componentes verticales y horizontales iguales). El haz de la muestra pasa a través de un modulador de polarización antes de entrar en contacto y ser reflejado por la muestra. Tanto la muestra reflejada como los haces de referencia reflejados se combinan y se dirigen a un detector.
La FIGURA 2A es una imagen procesada digitalmente 205 de un iris porcino generada por TCO-SP y la FIGURA 2B es una imagen histológica 255 del mismo iris porcino que muestra las ubicaciones de los vasos sanguíneos en el estroma anterior. Al comparar las FIGURAS 2A y 2B, estas imágenes demuestran que una alineación alta de las fibras produce un retardo local alto, y una alineación baja de las fibras produce un retardo local bajo. Específicamente, en la posición 260 de la FIGURA 2, las fibras de colágeno del estroma anterior tienen una alta alineación de fibras debido a la presencia de vasos sanguíneos, lo que hace que las fibras de colágeno se alineen allí. Cuando se compara con la posición correspondiente 210 de la FIGURA 1, la imagen TCO-SP muestra un alto retardo local en el estroma anterior, porque la imagen 205 tiene un tono significativamente más claro en la posición 210, en comparación con la posición 205. En contraste con la posición 210, la posición 205 muestra un retardo local bajo en el estroma posterior, porque la imagen 205 tiene una sombra significativamente más oscura. La posición 205 de la FIGURA 1 corresponde a la posición 265 de la FIGURA 2, lo que indica que las fibras de colágeno no están alineadas en el estroma posterior en ausencia de vasos sanguíneos. Conjuntamente, las FIGURAS 2A y 2B demuestran que la TCO-SP, por ejemplo, como se describe en la FIGURA 1, se puede utilizar para determinar determinadas propiedades de polarización relacionadas con la naturaleza birrefringente de una muestra, en este caso, un iris porcino.
La FIGURA 3A es una imagen procesada digitalmente 305 de un tendón de pollo generada por TCO no sensible a la polarización, y la FIGURA 3B es una imagen procesada digitalmente 355 del mismo tendón de pollo representado en la FIGURA 3A, pero generada por TCO-SP. La imagen de TCO-SP 355 demuestra un contraste significativo entre los tejidos con una alta alineación de fibras, tal como el tendón en la posición 360, y los tejidos con una baja alineación de fibras, tal como los tejidos conjuntivos por encima del tendón en la posición 365 y por debajo en la posición 370. Por el contrario, dado que la imagen de TCO 305 solo tiene en cuenta la intensidad de reflexión y no la polarización, presenta un contraste significativamente menor entre los tejidos con alta alineación de fibras y los tejidos con baja alineación de fibras.
La FIGURA 4A es una imagen 405 procesada digitalmente de la cola de un ratón generada por TCO no sensible a la polarización, y la FIGURA 4B es una imagen 455 procesada digitalmente de la misma cola de ratón, pero generada por TCO-SP. Al contario de la imagen de TCO 405, la imagen de TCO-SP 455 muestra claramente un patrón de bandas debido a la birrefringencia tisular. Específicamente, los tendones de la posición 460 tienen una alta alineación de fibras y, por consiguiente, son muy birrefringentes. Los tendones de la posición 460 aparecen como estructuras brillantes por un lado de una arteria en el medio, en la posición 465. La comparación de la imagen de TCO 405 y la imagen de TCO-SP 455 demuestra que la TCO-SP proporciona una mayor diferenciación de los tejidos e información adicional sobre el tejido, en comparación con la TCO no sensible a la polarización.
La FIGURA 5A es una imagen procesada digitalmente 505 de una pata de ratón expuesta generada por TCO no sensible a la polarización, y la FIGURA 5B es una imagen procesada digitalmente 555 de la misma pata de ratón expuesta, pero generada por TCO-SP. Al contrario de la imagen de TCO 505, la imagen de TCO-SP 555 muestra claramente un patrón de bandas que se debe a la birrefringencia tisular de los tendones extensores de la pata del ratón. Específicamente, los tendones extensores 560 tienen una alta alineación de fibras y, por consiguiente, son muy birrefringentes. Estos tendones extensores no se distinguen fácilmente en la imagen de TCO 505. Por lo tanto, una comparación de la imagen de TCO 505 y la imagen de TCO-SP 555 también demuestra que la TCO-SP proporciona una mayor diferenciación de los tejidos e información adicional sobre el tejido, en comparación con la TCO no sensible a la polarización.
La FIGURA 6 es un diagrama esquemático de un sistema 600 para cortar un colgajo en cirugía oftálmica con láser mediante TCO-SP. El sistema 600 incluye un sistema de TCO-SP 605, que está conectado al procesador 650 y la memoria 655. El procesador 650 también está conectado al láser de femtosegundo 620 a través del dispositivo de control 625, que puede ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo. El láser de femtosegundo 620 puede generar un patrón de fotodisrupción para cortar un colgajo de la muestra. Como se muestra, el procesador 650 también está conectado al visor 630. El sistema de TCO-SP 605 puede ser idéntico al sistema de TCO-SP 100 descrito en la FIGURA 1, o puede ser un sistema de TCO-SP similar con componentes adicionales, con menos componentes o sustituidos. En la FIGURA 6, aunque no se muestra, el sistema de TCO-SP 605 incluye una fuente luminosa de TCO-SP, un componente de polarización, un divisor del haz, un sistema de polarización (en el presente documento, una QWP a 22.5 grados), un reflector de referencia, una placa ondulatoria (en el presente documento, una QWP a 45 grados) y un DHP. El componente de polarización controla la polarización del haz de origen de TCO-SP. El sistema de TCO-SP 605 también incluye un detector sensible a la polarización vertical 610 y un detector sensible a la polarización horizontal 615, ambos conectados al procesador 650.
Como se describe en la FIGURA 1, la fuente luminosa de TCO-SP genera un haz de origen de TCO-SP, que se propaga a través del componente de polarización hasta el divisor del haz. El componente de polarización recibe el haz de origen de TCO-SP incidente y transmite un haz de origen de TCO-SP polarizado con una polarización conocida. En el divisor del haz, el haz de origen de TCO-SP polarizado se divide en dos componentes de haz, un haz de la muestra polarizado que se propaga y se refleja al menos parcialmente en una muestra, y un haz de referencia polarizado que se propaga y se refleja en una muestra de referencia. reflector. El haz de la muestra se puede denominar haz propagado sobre el brazo de la muestra, y el haz de referencia se puede denominar haz propagado sobre el brazo de referencia.
En el brazo de la muestra, en la FIGURA 6, antes de llegar a la muestra, el haz de la muestra pasa a través de una placa ondulatoria (en el presente documento, una QWP a 45 grados), que convierte el haz de la muestra en luz polarizada con un estado de polarización conocido, de modo que un haz de la muestra polarizada incide sobre la muestra. De manera similar, en el brazo de referencia, antes de llegar al reflector de referencia, el haz de referencia pasa a través de un sistema de polarización (en el presente documento, una QWP a 22.5 grados), que convierte el estado de polarización del haz de referencia de retorno en un estado de polarización con dos componentes de polarización ortogonales iguales. En otros ejemplos, dependiendo de la configuración del sistema de TCO-SP, es posible que no se implemente un sistema de polarización. Cada uno de estos componentes de haz (el haz de la muestra y el haz de referencia) normalmente se vuelve a reflejar en el divisor del haz y se combinan, aunque es posible que determinados sistemas de TCO-SP no requieran que cada haz reflejado vuelva al divisor del haz para combinarse.
Cuando el haz de la muestra reflejado y el haz de referencia reflejado se combinan en el divisor del haz, forman un haz de TCO-SP reflejado, que se dirige al DHP. En el DHP, el haz de TCO-SP reflejado se divide en un componente polarizado verticalmente y dirigido hacia el detector sensible a la polarización vertical 610, y un componente polarizado horizontalmente y dirigido hacia el detector sensible a la polarización horizontal 615. Aunque se describe como un sistema de detector doble, el sistema 600 puede configurarse como un sistema de un único detector, en el que el detector único detecta tanto la luz de TCO-SP reflejada que está polarizada verticalmente como la polarizada horizontalmente. Un sistema de un único detector puede incluir un detector sensible a la polarización horizontal y un detector sensible a la polarización vertical combinados. Como se muestra en la FIGURA 6, los detectores 410 y 415 generan datos relativos al patrón de interferencia del haz de TCO-SP reflejado y transmiten esos datos al procesador 650.
El procesador 650 puede procesar los datos para determinar ciertas propiedades de polarización de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, tales como la orientación relativa de las fibras, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra, el ojo 601. El procesador 650 puede determinar además si el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo 620 debe ajustarse horizontal o verticalmente en función de la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra. Como se utiliza en el presente documento con respecto a un ojo, "horizontal" se refiere a las direcciones X e Y del plano X-Y, definido como el plano aproximadamente perpendicular al vértice de la córnea, y "vertical" se refiere a la dirección Z del plano X-Y, definido como el plano aproximadamente perpendicular al plano X-Y. El procesador 650 puede generar una señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo 620 horizontal o verticalmente, cuando se determina que debe ajustarse el patrón de fotodisrupción. Esta señal de control puede transmitirse al dispositivo de control 625 para ajustar el patrón de fotodisrupción.
Como se ha descrito anteriormente, al cortar un colgajo de la córnea, es importante preservar la integridad biomecánica y la estabilidad de la córnea para minimizar el traumatismo en el tejido y facilitar la cicatrización posoperatoria con una intervención mínima o nula. El sistema 600 puede controlar o ajustar la profundidad o la forma del colgajo ajustando el patrón de fotodisrupción en el que se corta el colgajo mediante los datos generados por el sistema de TCO-SP 605. El procesador 650 puede generar una señal de control para ajustar la profundidad o la forma del colgajo ajustando el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo, cuando se determina que el patrón de fotodisrupción debe ajustarse, y transmite la señal de control al dispositivo de control 625 de láser de femtosegundo 620. En un ejemplo, el procesador puede configurarse adicionalmente para determinar si la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario. En otro ejemplo, el procesador puede configurarse adicionalmente para determinar la densidad relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra, determinar si la densidad relativa de las fibras es inferior a un umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la densidad relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario. En ambos ejemplos, la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a la profundidad mínima especificada por el usuario requerida para crear un colgajo funcional.
Al ajustar la profundidad del corte del colgajo o ajustar la forma del corte del colgajo, ajustando el patrón de fotodisrupción en lugares donde la alineación de las fibras es menor que la medida, calculada o prevista, el método 700, que no forma parte de la materia objeto reivindicada, puede optimizar el corte del colgajo, preservando así la integridad biomecánica y la estabilidad del tejido corneal. En otro ejemplo, el sistema 600 también puede optimizar el corte del colgajo para tener en cuenta las imprecisiones puntuales que puedan surgir durante la operación, por ejemplo, la rotación del ojo o los cambios de posición del paciente.
En el sistema 600, el procesador 650 puede configurarse además para utilizar los datos con el fin de generar una representación pictórica del tejido en la parte del ojo que reflejó el haz de la muestra. Las representaciones pictóricas se pueden presentar en el visor 630, que puede ser un visor de visualización o un visor frontal. Dichas representaciones pictóricas indican la orientación de las fibras del tejido corneal en función de la birrefringencia del tejido corneal. Debido a que la orientación de las fibras del tejido corneal afecta a la polarización de la luz incidente (el haz de la muestra), al menos a través de la birrefringencia, se puede determinar el retardo de fase del haz de la muestra reflejado en función de la profundidad del tejido. Generalmente, la birrefringencia del tejido aumenta a medida que aumenta la orientación de las fibras y, por este motivo, el retardo de fase del haz de la muestra reflejado diferirá en comparación con el haz de referencia reflejado.
Los datos generados por el sistema de TCO-SP del sistema 600 se pueden utilizar antes de la operación para evaluar si el paciente es un buen candidato para el tratamiento con láser. Dichos datos se pueden utilizar además para examinar las características de la córnea a fin de determinar la profundidad del corte requerido para crear un colgajo funcional y para determinar los lugares donde la profundidad del colgajo puede o debe variarse para compensar el mayor riesgo de complicaciones postquirúrgicas y la dificultad de cicatrización debido a un traumatismo físico sobre el tejido corneal. Los datos generados antes de la operación se pueden utilizar durante la operación para confirmar que los parámetros relevantes del ojo no han cambiado desde el análisis preoperatorio, de modo que el paciente ya no sea un buen candidato para el tratamiento con láser. Después de la operación, se pueden comparar las imágenes de TCO-SP anteriores (aquellas generadas antes de la operación y durante la operación) con las imágenes de TCO-SP generadas posteriormente para evaluar si la córnea está cicatrizando correctamente.
Un procesador 650 puede incluir, por ejemplo, un microprocesador, un microcontrolador, un Procesador de Señales Digitales (PSD), un circuito integrado de aplicaciones específicas (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) o cualquier otro circuito digital o analógico configurado para interpretar y/o ejecutar instrucciones de programa y/o procesar datos. En algunas realizaciones, el procesador 650 puede interpretar y/o ejecutar instrucciones de programa y/o procesar datos almacenados en la memoria 655. La memoria 655 puede configurarse en parte o en su totalidad como memoria de aplicación, memoria de sistema o ambas. La memoria 655 puede incluir cualquier sistema, dispositivo o aparato configurado para contener y/o albergar uno o más módulos de memoria. Cada módulo de memoria puede incluir cualquier sistema, dispositivo o aparato configurado para retener instrucciones y/o datos del programa durante un período de tiempo (p. ej., medios legibles por ordenador). Los diferentes servidores, dispositivos electrónicos u otras máquinas descritas pueden contener uno o más procesadores o memorias similares para almacenar y ejecutar instrucciones de programa para llevar a cabo la funcionalidad de la máquina asociada.
La FIGURA 7 es un diagrama de flujo de un método 700 para cortar un colgajo en cirugía oftálmica con láser utilizando TCO-SP, que no forma parte de la materia objeto reivindicada y se proporciona únicamente con fines ilustrativos.
En la etapa 705, se recibe un patrón de interferencia de un haz de TCO-SP reflejado en un detector de un sistema de TCO-SP. El haz de TCO-SP reflejado incluye un haz de la muestra reflejado y un haz de referencia reflejado combinados. El haz de la muestra reflejado se refleja en una parte de una muestra, y el haz de referencia reflejado se refleja desde un reflector de referencia del sistema de TCO-SP. La muestra puede ser un tejido biológico. Como se describe en la FIGURA 7, la muestra es un ojo humano. El detector de la etapa 705 puede ser un sistema de un único detector o de detector doble. Un sistema de detector doble incluye un detector sensible a la polarización vertical y un detector sensible a la polarización horizontal, y el sistema de TCO-SP puede incluir además un divisor del haz de polarización que divide el haz de TCO-SP reflejado en un componente polarizado verticalmente y un componente polarizado horizontalmente, estando el componente polarizado verticalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización vertical, y el componente polarizado horizontalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización horizontal. Un sistema de un único detector puede incluir un detector sensible a la polarización horizontal y un detector sensible a la polarización vertical combinados.
En la etapa 710, se determina la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra. Debido a que las fibras del tejido ocular que reflejan el haz de la muestra son birrefringentes, cualquier cambio en la polarización del haz de la muestra después de entrar en contacto con la muestra proporciona información sobre las propiedades de polarización de ese tejido, por ejemplo, la orientación de las fibras y la fibra. Generalmente, la birrefringencia del tejido aumenta a medida que aumenta la orientación de las fibras y, por este motivo, el retardo de fase del haz de la muestra reflejado diferirá en comparación con el haz de referencia reflejado.
En la etapa 715, se determina si un patrón de fotodisrupción generado por un láser de femtosegundo para cortar un colgajo de la muestra debe ajustarse horizontal o verticalmente, en función de la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra. Al ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo, el método 700 puede ajustar la profundidad del corte del colgajo o la forma del corte del colgajo en función de la orientación relativa de las fibras determinada en la etapa 710. Por ejemplo, si se determina que la orientación de las fibras de una sección particular del ojo es débil o se ve afectada de otro modo, se puede determinar que el patrón de fotodisrupción debe ajustarse para disminuir la profundidad del colgajo global o solo en una sección, o para ajustar la forma del colgajo a fin de cortar alrededor de la sección débil o afectada.
En la etapa 720, se genera una señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción ajustando el láser de femtosegundo a través de un dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo, pudiendo el dispositivo de control ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo, cuando se determina que se debe ajustar el patrón de fotodisrupción en la etapa 715. En este ejemplo, la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a la profundidad mínima especificada por el usuario necesaria para crear un colgajo funcional, independientemente de si se ajusta la profundidad o la forma del corte del colgajo mediante el patrón de fotodisrupción. En la etapa 725, la señal de control puede transmitirse a un dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo para ajustar el patrón de fotodisrupción.
Por ejemplo, si en la etapa 710 se determina que la orientación de las fibras del tejido difiere de determinados parámetros definidos por el usuario, y en la etapa 715 se debe ajustar el patrón de fotodisrupción, el dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo puede configurarse para ajustar el patrón de fotodisrupción en tiempo real. En este ejemplo, se puede determinar durante la operación de corte del colgajo que el tejido tiene una alineación de fibras relativamente baja, de modo que existe un riesgo significativo para la estabilidad biomecánica del tejido corneal. En estas situaciones, la profundidad del colgajo se puede ajustar a la profundidad mínima requerida para crear un colgajo funcional. En otro ejemplo, se puede optimizar la profundidad del colgajo para tener en cuenta las imprecisiones puntuales que puedan surgir durante la operación, por ejemplo, la rotación del ojo o los cambios de posición del paciente. Además, por ejemplo, si en la etapa 710 se determina que la orientación de las fibras del tejido difiere de determinados parámetros definidos por el usuario, como alternativa o además de ajustar la profundidad del colgajo, se puede configurar el láser de femtosegundo para ajustar el patrón de fotodisrupción en tiempo real, lo que puede provocar que la profundidad o la forma del colgajo se ajusten en tiempo real. Al ajustar la profundidad o la forma del colgajo, ajustando el patrón de fotodisrupción, el láser de femtosegundo puede evitar las secciones de tejido en las que se detecte un riesgo significativo para la estabilidad biomecánica del tejido corneal, optimizando así el colgajo mientras se crea.
En un ejemplo, el método 700 puede incluir además determinar si la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario. En otro ejemplo, el método 700 también puede incluir determinar si la orientación relativa de las fibras o la densidad de las fibras es inferior a un umbral especificado por el usuario y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras o la densidad de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario. En ambos ejemplos, la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a la profundidad mínima especificada por el usuario requerida para crear un colgajo funcional.
El método 700 puede incluir además generar una representación pictórica de la parte de la muestra que reflejó el haz de la muestra y transmitir la representación pictórica a un visor. Dicha representación pictórica puede ser una imagen de TCO-SP procesada digitalmente, por ejemplo, como la mostrada en la FIGURA 2a , FIGURA 3B, FIGURA 4B o FIGURA 5B.
El método 700 puede implementarse en los sistemas de la FIGURA 1 o la FIGURA 6, o cualquier otro sistema adecuado. El punto de inicialización preferido para dichos métodos y el orden de sus etapas pueden depender de la implementación escogida. En algunas realizaciones, algunas etapas pueden omitirse, repetirse o combinarse opcionalmente. En algunas realizaciones, algunas etapas de dichos métodos pueden ejecutarse en paralelo con otras etapas. En determinadas realizaciones, los métodos pueden implementarse parcial o totalmente en un software incorporado a medios legibles por ordenador.
La materia objeto divulgada anteriormente se debe considerar como ilustrativa y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir la totalidad de dichas modificaciones, mejoras y otras realizaciones que caen dentro del alcance de la presente divulgación. Por lo tanto, en la medida máxima permitida por la ley, el alcance de la presente divulgación se determinará mediante la interpretación más amplia permitida de las siguientes reivindicaciones y no estará restringida y limitada por la divulgación detallada anteriormente.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (600) para cortar un colgajo de la córnea de un ojo mediante tomografía de coherencia óptica sensible a la polarización (TCO-SP), que comprende:
un sistema de TCO-SP (100) que comprende:
una fuente de TCO-SP (105) que se puede manejar para generar un haz de origen de TCO-SP;
un componente de polarización (110) que se puede manejar para controlar una polarización del haz de origen de TCO-SP;
un reflector de referencia (120);
un divisor (115) del haz que se puede manejar para dividir el haz de origen de TCO-SP en un haz de la muestra que se desplaza a lo largo de un brazo de la muestra hasta que es reflejado por una muestra en la córnea del ojo para formar un haz de la muestra reflejado, y un haz de referencia que se desplaza a lo largo de un brazo de referencia hasta que es reflejado por el reflector de referencia para formar un haz de referencia reflejado, y que se puede manejar para combinar el haz de la muestra reflejado y el haz de referencia reflejado a fin de formar un haz de TCO-SP reflejado; una placa ondulatoria (145) que se puede manejar para convertir el haz de la muestra en luz polarizada con un estado de polarización conocido de manera que un haz de la muestra polarizado incida sobre la muestra;
un detector que se puede manejar para recibir el haz de TCO-SP reflejado, detectar un patrón de interferencia del haz de TCO-SP reflejado y generar datos relativos al patrón de interferencia; y
un láser de femtosegundo (620) que se puede manejar para generar un patrón de fotodisrupción para cortar un colgajo de la muestra, y conectado a un dispositivo de control (625) que se puede manejar para ajustar el patrón de fotodisrupción generado por el láser de femtosegundo; y
un procesador (650) que se puede manejar para:
recibir datos relativos al patrón de interferencia del haz de TCO-SP reflejado;
generar una señal de control; y
transmitir la señal de control al dispositivo de control conectado al láser de femtosegundo, caracterizado por que el procesador (650) está además configurado para:
determinar una orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, en función de una propiedad de birrefringencia de la parte de la muestra;
determinar si el patrón de fotodisrupción debe ajustarse horizontal o verticalmente en función de la orientación relativa de las fibras de la parte de la muestra; y
generar la señal de control que se puede manejar para ajustar el patrón de fotodisrupción horizontal o verticalmente cuando se determina que debe ajustarse el patrón de fotodisrupción.
2. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el componente de polarización es un polarizador vertical o un polarizador horizontal.
3. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el detector es un sistema de detector doble que comprende un detector sensible a la polarización vertical (130; 610) y un detector sensible a la polarización horizontal (135; 615), y en donde el sistema (600) comprende además
un divisor (125) del haz de polarización que se puede manejar para dividir el haz de TCO-SP reflejado en un componente polarizado verticalmente y un componente polarizado horizontalmente, estando el componente polarizado verticalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización vertical (130; 610), y estando el componente polarizado horizontalmente dirigido hacia el detector sensible a la polarización horizontal (135; 615).
4. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el detector es un sistema de un único detector que comprende un detector sensible a la polarización horizontal y un detector sensible a la polarización vertical combinados.
5. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el procesador (650) se puede manejar además para determinar si la orientación relativa de las fibras es inferior a un umbral especificado por el usuario, y generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la orientación relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario.
6. El sistema (600) de la reivindicación 5, en donde la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a la profundidad mínima especificada por el usuario requerida para crear un colgajo funcional.
7. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el procesador (650) se puede manejar además para: determinar una densidad relativa de las fibras de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra, en función de las propiedades de birrefringencia de la parte de la muestra;
determinar si la densidad relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario; y
generar la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción cuando la densidad relativa de las fibras es inferior al umbral especificado por el usuario.
8. El sistema (600) de la reivindicación 7, en donde la señal de control para ajustar el patrón de fotodisrupción no hace que la profundidad del colgajo sea inferior a la profundidad mínima especificada por el usuario requerida para crear un colgajo funcional.
9. El sistema (600) de la reivindicación 1, en donde el procesador (600) se puede manejar además para generar y transmitir una representación pictórica de la parte de la muestra que refleja el haz de la muestra; y
en donde el sistema (600) comprende además un visor (630) que se puede manejar para presentar la representación pictórica.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210307830A1 (en) * 2018-01-31 2021-10-07 Transenterix Surgical, Inc. Method and Apparatus for Providing Procedural Information Using Surface Mapping
US11000413B2 (en) 2019-02-15 2021-05-11 Amo Development, Llc Ophthalmic laser surgical system and method implementing simultaneous laser treatment and OCT measurement
CN111281651B (zh) * 2020-04-02 2020-12-18 华中科技大学 一种产生回转对称面的扫描方法及装置
CN112450873A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 爱博图湃(北京)医疗科技有限公司 用于角膜塑形镜验配的光学相干层析***
CN113670827A (zh) * 2021-08-20 2021-11-19 华南师范大学 偏振敏感型光学相干-高光谱显微成像装置及其检测方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6325792B1 (en) * 1991-11-06 2001-12-04 Casimir A. Swinger Ophthalmic surgical laser and method
US5303709A (en) * 1991-12-16 1994-04-19 Dreher Andreas W Retinal eye disease diagnostic system
US5411511A (en) * 1993-11-12 1995-05-02 Hall; Gary W. Method and device for determining placement of keratotomy incisions
US5822035A (en) * 1996-08-30 1998-10-13 Heidelberg Engineering Optische Messysteme Gmbh Ellipsometer
US6208415B1 (en) * 1997-06-12 2001-03-27 The Regents Of The University Of California Birefringence imaging in biological tissue using polarization sensitive optical coherent tomography
US6451006B1 (en) * 2001-02-14 2002-09-17 20/10 Perfect Vision Optische Geraete Gmbh Method for separating lamellae
US6641577B2 (en) * 2001-11-28 2003-11-04 20/10 Perfect Vision Optische Geraete Gmbh Apparatus and method for creating a corneal flap
WO2003086180A2 (de) * 2002-04-18 2003-10-23 Haag-Streit Ag Messung optischer eigenschaften
JP5567246B2 (ja) * 2003-10-27 2014-08-06 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 周波数ドメイン干渉測定を利用して光学撮像を実行する方法および装置
US7359062B2 (en) * 2003-12-09 2008-04-15 The Regents Of The University Of California High speed spectral domain functional optical coherence tomography and optical doppler tomography for in vivo blood flow dynamics and tissue structure
EP2272424A1 (en) * 2004-10-29 2011-01-12 The General Hospital Corporation Polarisation-sensitive optical coherence tomography
EP2659851A3 (en) * 2006-02-01 2014-01-15 The General Hospital Corporation Apparatus for applying a plurality of electro-magnetic radiations to a sample
WO2007149601A2 (en) * 2006-02-01 2007-12-27 The General Hospital Corporation Apparatus for controlling at least one of at least two sections of at least one fiber
JP5135324B2 (ja) * 2006-04-05 2013-02-06 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション サンプルの偏光感応性光周波数領域画像形成のための方法、構成およびシステム
US8125648B2 (en) * 2006-06-05 2012-02-28 Board Of Regents, The University Of Texas System Polarization-sensitive spectral interferometry
WO2008091961A2 (en) * 2007-01-23 2008-07-31 Volcano Corporation Optical coherence tomography implementation
EP4292573A3 (en) * 2007-03-13 2024-02-21 AMO Development, LLC Apparatus for creating ocular surgical and relaxing incisions
US7864332B2 (en) * 2007-06-14 2011-01-04 Chien Chou Differential-phase interferometric system
US9456925B2 (en) * 2007-09-06 2016-10-04 Alcon Lensx, Inc. Photodisruptive laser treatment of the crystalline lens
US7798647B2 (en) * 2007-09-18 2010-09-21 Carl Zeiss Meditec, Inc. RNFL measurement analysis
US20100324542A1 (en) * 2007-11-02 2010-12-23 Kurtz Ronald M Method to Guide a Cataract Procedure by Corneal Imaging
WO2011042031A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-14 Wavelight Gmbh Vorrichtung für die ophthalmologische laserchirurgie
EP2542154B1 (en) * 2010-03-05 2020-09-09 The General Hospital Corporation Apparatus for providing electro-magnetic radiation to a sample
US8908189B2 (en) * 2011-04-15 2014-12-09 Carl Zeiss Meditec, Inc. Systems and methods for swept-source optical coherence tomography
EP2574273B1 (en) * 2011-06-23 2014-09-24 Nidek Co., Ltd. Optical coherence tomography apparatus
US20130110095A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Brian S. Boxer Wachler Method of correcting vision problems using only a photodisruption laser
JP6061554B2 (ja) * 2012-01-20 2017-01-18 キヤノン株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
JP6071331B2 (ja) * 2012-08-27 2017-02-01 キヤノン株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
EP2745819B1 (en) * 2012-12-18 2017-08-09 Telesto GmbH Laser therapy system for treatment of a collagen structure and varicose blood vessels in an eye
WO2014186674A2 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Ninepoint Medical, Inc. Angular image manipulation
JP6184232B2 (ja) * 2013-07-31 2017-08-23 キヤノン株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
US9618325B2 (en) * 2013-08-26 2017-04-11 Lumedica Inc. Optical coherence tomography imaging systems and methods
US9689661B2 (en) * 2013-12-03 2017-06-27 The General Hospital Corporation Apparatus and method to compensate for input polarization mode variation
US10568687B2 (en) * 2015-01-16 2020-02-25 The Regents Of The University Of California Integrated intraoperative diagnosis and thermal therapy system
JP6690390B2 (ja) * 2015-04-30 2020-04-28 株式会社ニデック 光コヒーレンストモグラフィー装置

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