Medida da visão em candelas: description of a psychophysical technique to quantify luminous intensity / descrição de uma técnica psicofísica para quantificar intensidade luminosa / Vision measurement in candelas

OBJETIVO: Desenvolver um método e um dispositivo para quantificar a visão em candela (cd). Os estudos de medida da visão são importantes para todas as ciências visuais. MÉTODOS: É um estudo teórico e experimental. Foram descritos os detalhes do método psicofísico e da calibração do dispositivo. Foram realizados testes preliminares em voluntários. RESULTADOS: É um teste psicofísico simples e com resultado expresso em unidades do sistema internacional de medidas. Com a descrição técnica será possível reproduzir o experimento em outros centros de pesquisa. CONCLUSÃO: Os resultados aferidos em intensidade luminosa (cd) são uma opção para estudo visual. Esses resultados possibilitarão extrapolar medidas para modelos matemáticos e para simular efeitos individuais com dados aberrométricos.

PURPOSE: To develop a method and a device for vision measurement in candela (cd). Vision measurement studies are important to all visual sciences. METHODS:It is a theoretical and experimental study. The details of psychophysical method and device calibration were described. Preliminary tests were performed on volunteers. RESULTS:It is a simple psychophysical test and results are expressed in International System of Units. With this technical description it will be possible to reproduce the experiment in others research centers. CONCLUSION: The results measured in luminous intensity (cd) are an option for visual studies. These results allow to extrapolate measurements for mathematical models and to simulate data for individual aberrometry effects.

Desenvolvimento e resultados preliminares de um sistema cromático de iluminação para oftalmoscópios indiretos / Development and preliminary results of a chromatic illumination system for indirect ophthalmoscopes

OBJETIVOS: Aplicação da técnica de contraste cromático em exames de fundo de olho com oftalmoscópios indiretos. Apresentamos neste trabalho testes preliminares de um novo sistema de iluminação para oftalmoscópios indiretos, elaborado a partir de técnicas de composição cromática, denominado Sistema de Iluminação Cromático, que permite a composição de cores de luz situadas dentro do espectro visível. A finalidade deste sistema é permitir o uso da técnica de cromaticidade, já estudada em outras áreas da medicina como odontologia e dermatologia, na visualização de fundo de olho em exames de oftalmoscopia indireta. MÉTODOS: Para desenvolvimento deste trabalho foi adquirido um oftalmoscópio comercial comum e de uso geral. O equipamento teve seu sistema de iluminação original de fábrica, composto de uma fonte de luz branca alógena e filtros verde e azul, substituído pelo novo sistema de iluminação cromático implementado neste projeto. RESULTADOS: Foram realizados testes preliminares em um olho mecânico que simula as mesmas características de um olho humano biológico in vivo. Os resultados confirmam a possibilidade de obter-se luz em diferenciados comprimentos de ondas através do uso de fontes de luz independentes nas cores vermelho, verde e azul, para uso em instrumentação oftálmica. Embora exames in vivo com pacientes que possuam doenças de retina ainda estejam em fase de testes em nosso laboratório no IFSC-USP & UNIFESP, os resultados preliminares obtidos aqui demonstram que a técnica de contraste cromático para exames de fundo de olho pode futuramente representar um diferencial na qualidade dos exames de oftalmoscopia indireta. CONCLUSÃO: Foi apresentado neste trabalho o desenvolvimento de um sistema de iluminação totalmente inovador para aplicação em oftalmoscopia. Através dos diferentes contrastes e brilhos nas imagens de fundo de olho proporcionados pelas diferentes cores do sistema de iluminação cromático, acreditamos que em uma próxima...

PURPOSE: Chromatic contrast is a technique used in some areas of medicine to provide better visualization of biological tissues. Based on principles of color composition, a new illumination system was constructed using colored emitting diodes to reproduce the spectral range of visible light. This technique was devised to be used in indirect ophthalmoscopes to improve the visualization of the posterior segment of the eye. METHODS: The original illumination system of a general purpose indirect ophthalmoscope was substituted by a system of color-emitting diodes. RESULTS: Using an electronic interface it was possible to control the intensity of the color lights and therefore generate different wavelengths in the visible spectrum of the light. Preliminary tests undertaken in a mechanical model of the human eye generated very clear and homogenous colors. However in vivo examinations with patients were performed in our laboratory at the IFSC-USP and UNIFESP, and obtained the preliminary results show the possibilities of the chromatic contrast technique, and may represent in the future a differential in the analyses of the posterior segment of the eye. CONCLUSION: The use of color-emitting diodes to reproduce the spectral range of the visible light in indirect ophthalmoscopes seems to be a promising technological advance in the fundoscopy of the eye. This is an innovation that can yield better quality examinations with indirect ophthalmoscopes.

Resultados preliminares de um algoritmo para ablação de lente de contato personalizada / Preliminary results of an algorithm for customized soft contact lens ablation

OBJETIVO: Desenvolver simulação computadorizada de ablação para produzir lentes de contato personalizadas a fim de corrigir aberrações de alta ordem. MÉTODOS: Usando dados reais de um paciente com ceratocone, mensurados em um aberrômetro ("wavefront") com sensor Hartmann-Shack, foram determinados as espessuras de lentes de contato que compensam essas aberrações assim como os números de pulsos necessários para fazer ablação as lentes especificamente para este paciente. RESULTADOS: Os mapas de correção são apresentados e os números dos pulsos foram calculados, usando feixes com a largura de 0,5 mm e profundidade de ablação de 0,3 µm. CONCLUSÕES: Os resultados simulados foram promissores, mas ainda precisam ser aprimorados para que o sistema de ablação "real" possa alcançar a precisão desejada.

PURPOSE: To develop a computer simulation for customized soft contact lenses in order to correct aberrations of higher order. METHODS: Using real data from a patient diagnosed with keratoconus, which were measured using a Hartmann-Shack wavefront sensor, the thickness of the contact lenses that compensate these aberrations as well the numbers of pulses required to ablate the lenses were specifically determined for the patient. RESULTS: The maps of correction are presented and the numbers of pulses are calculated, using a 0.5 mm beam width and a 0.3 µm ablation depth. CONCLUSIONS: The results shown here are promising, but they should be improved so that the ablation in actual physical systems can reach the desired accuracy.

Resultados preliminares de um sistema computadorizado e estereoscópico para pupilometria in vivo / Preliminary results of a computerized and stereoscopic system for in vivo pupillometry

OBJETIVOS: Desenvolver um sistema digital, com capacidade de induzir acomodação, para medida do diâmetro e formato da pupila para dez diferentes níveis de iluminação (LUX), variando do nível mesópico ao fotópico. MÉTODOS: Um sistema óptico para conjugar imagens da pupila iluminada por LED infravermelho e branco foi projetado e montado usando um capacete típico de oftalmoscópio e uma máscara típica de mergulhador como suporte e uma câmera CCD de alta resolução e sensibilidade. Algoritmos usando princípios de processamento de imagens foram implementados para leitura do arquivo de vídeo e a detecção automática do centro geométrico e diâmetro da pupila para cada quadro. RESULTADOS: Apresentamos dados preliminares deste sistema para um paciente voluntário. Os dados sobre posição horizontal (x), vertical (y) do centro geométrico e do diâmetro da pupila foram exportados para arquivos texto que podem ser impressos usando um programa convencional de planilha (Excel). O processo de acomodação é garantido por uma mira virtual (LED branco) localizada a 6 metros do olho do paciente e o nível de iluminação é precisamente controlado por uma placa eletrônica que alimenta o LED central que tem sua potência controlada pelo "software". CONCLUSÕES: Com o instrumento desenvolvido dados precisos da posição e tamanhos da pupila podem então ser obtidos estereoscopicamente (para ambas as pupilas e ao mesmo tempo) para qualquer paciente. Acreditamos que tal instrumento possa ser útil em algumas práticas oftálmicas onde as características geométricas da pupila sejam importantes.

PURPOSE: We developed a digital system with accommodation capacities for measurement of the diameter and shape of the in vivo pupil for 10 different levels of illumination intensity, varying from mesopic to photopic. METHODS: An optical system for conjugating images from an infrared and white light illuminated pupil was designed and mounted using an ophthalmoscope helmet and a typical diving mask as support for a high-resolution and sensitivity CCD. Using an IBM compatible computer sequences of video in AVI format were digitized for several seconds at a mean rate of 30 Hz. Algorithms using principles of image processing were implemented for detection of the pupil edges. RESULTS: We present preliminary results of this system for a voluntary patient. Data for the horizontal (x) and vertical (y) central position and for the diameter of the pupil were then exported to files that could be read by typical spread sheet programs (Excel). CONCLUSIONS: In this manner, precise data can be obtained stereoscopically (for both pupils at the same time) for any patient, given that the accommodation process is guaranteed by using a white LED virtual mire located 6 meters from the patient's eye. An electronic board precisely controls the level of illumination. We believe here developed instrument may be useful in certain ophthalmic practices where precise pupil geometric data are needed.

Neural networks and statistical analysis for classification of corneal videokeratography maps based on Zernike coefficients: a quantitative comparison / Redes neurais e análise estatística para classificação de mapas topográficos da córnea baseados em coeficientes de Zernike: uma comparação quantitativa

PURPOSE: The main goal of this study was to develop and compare two different techniques for classification of specific types of corneal shapes when Zernike coefficients are used as inputs. A feed-forward artificial Neural Network (NN) and discriminant analysis (DA) techniques were used. METHODS: The inputs both for the NN and DA were the first 15 standard Zernike coefficients for 80 previously classified corneal elevation data files from an Eyesys System 2000 Videokeratograph (VK), installed at the Departamento de Oftalmologia of the Escola Paulista de Medicina, São Paulo. The NN had 5 output neurons which were associated with 5 typical corneal shapes: keratoconus, with-the-rule astigmatism, against-the-rule astigmatism, "regular" or "normal" shape and post-PRK. RESULTS: The NN and DA responses were statistically analyzed in terms of precision ([true positive+true negative]/total number of cases). Mean overall results for all cases for the NN and DA techniques were, respectively, 94 percent and 84.8 percent. CONCLUSION: Although we used a relatively small database, results obtained in the present study indicate that Zernike polynomials as descriptors of corneal shape may be a reliable parameter as input data for diagnostic automation of VK maps, using either NN or DA.

OBJETIVOS: Nosso principal objetivo neste trabalho foi de desenvolver e comparar duas técnicas diferentes para classificação de superfícies corneanas. Uma rede neural artificial alimentada adiante e análise descriminante foram as técnicas de classificação comparadas neste trabalho. MÉTODOS: As entradas para ambos os métodos de classificação foram os primeiros 15 coeficientes de Zernike para 80 córneas mensuradas anteriormente em um topógrafo Eyesys instalado no Departamento de Oftalmologia da Escola Paulista de Medicina - UNIFESP. A rede neural tem 5 saídas que foram associados aos cinco casos típicos contidos na base de dados: ceratocone, astigmatismo a favor da regra, astigmatismo contra a regra, formato "regular" ou "normal" e pós-PRK. RESULTADOS: Os resultados de ambos os métodos foram estatisticamente analisados em termos de precisão. Os resultados gerais para ambos os métodos de redes neurais e análise discriminante foram 94 por cento e 84,8 por cento, respectivamente. CONCLUSÃO: Embora tenha-se utilizado uma base de dados relativamente pequena, os resultados obtidos aqui indicam que os polinômios de Zernike podem ser um parâmetro de entrada para classificação de diferentes formatos de córnea, tanto para uso com redes neurais ou análise discriminante.

Resultados preliminares de um sistema de topografia de grande-ângulo usando videoceratógrafo com discos de Plácido / Preliminary results of a wide-angle corneal topography system for Placido-based videokeratographers

OBJETIVO: Desenvolver a instrumentação e o "software" para topografia de córnea de grande-ângulo usando o tradicional disco de Plácido. O objetivo é permitir o mapeamento de uma região maior da córnea para topógrafos de córnea que usem a técnica de Plácido, fazendo-se uma adaptação simples na mira. MÉTODOS: Utilizando o tradicional disco de Plácido de um topógrafo de córnea tradicional, 9 LEDs (Light Emitting Diodes) foram adaptados no anteparo cônico para que o paciente voluntário pudesse fixar o olhar em diferentes direções. Para cada direção imagens de Plácido foram digitalizadas e processadas para formar, por meio de algoritmo envolvendo elementos sofisticados de computação gráfica, um mapa tridimensional completo da córnea toda. RESULTADOS: Resultados apresentados neste trabalho mostram que uma região de até 100 por cento maior pode ser mapeada usando esta técnica, permitindo que o clínico mapeie até próximo ao limbo da córnea. São apresentados aqui os resultados para uma superfície esférica de calibração e também para uma córnea in vivo com alto grau de astigmatismo, mostrando a curvatura e elevação. CONCLUSÃO: Acredita-se que esta nova técnica pode propiciar a melhoria de alguns processos, como por exemplo: adaptação de lentes de contato, algoritmos para ablações costumizadas para hipermetropia, entre outros.

PURPOSE: To develop the instrumentation and software for wide-angle corneal topography using a Placido-based videokeratographer. The objective is to allow the measurement of a greater area of the cornea using a simple adaptation to the Placido mire. METHODS: Using the traditional Placido disc of a commercial corneal topographer, 9 LEDs (Light Emitting Diodes) were installed on the conic mire so that the voluntary patient could gaze in different directions. For each direction Placido images were acquired and processed to form, using a sophisticated computer graphics algorithm, a tridimensional map of the whole cornea. RESULTS: It was shown that up to 100 percent more area of the cornea may be mapped using the here described technique. We present results for a spherical surface calibration and also for a highly astigmatic cornea and analyze quantitatively the additional area that is recovered in terms of curvature and true elevation. CONCLUSIONS: We believe that this new technique opens opportunities for the improvement of other applications which might benefit from this additional information, such as: contact lens adaptation and design improvement, algorithms for customized refractive surgery, among others.

Medida da visão e testes psicofísicos / Vision measurement and psychophysical tests

A medida da visão é a base para o estudo e a padronização das ciências visuais. A medida da acuidade visual tem grande importância tanto para a pesquisa como para a prática clínica. Esta revisão bibliográfica (1) revê os conceitos fundamentais para compreender o sentido visual e as unidades de medida; (2) apresenta os limites fundamentais ao desempenho visual e os princípios das medidas da aberração ocular; e (3) discute métodos para medir e classificar a visão com novas tecnologias.

Vision measurement is the basis for the study and standardization of visual sciences. Measurement of visual acuity has great value for research and for clinical practice. This paper (1) reviews the fundamental concepts to understand visual sense and the measuring units; (2) presents the fundamental limits to visual performance and the principles of aberration measurement of the eye; and (3) discusses methods for measuring and classifying vision with new technologies.

Simulação computacional de cirurgias foto-refrativas personalizadas e precisão relacionada à ordem das aberrações ópticas / Computational simulation of customized photorefractive surgery and precision of correction related to different order aberrations

O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento e a implementação de um algoritmo para simulação de cirurgias foto-refrativas. Sabe-se que os atuais " flying-spot" lasers para cirurgia refrativa disponíveis no mercado ainda contêm limitações na correção de algumas aberrações de ordem alta. No entanto, há muito pouca informação quantitativa sobre os erros envolvidos em função da complexidade das aberrações. Aplicando-se superfícies objetivo descritas por uma série de coeficientes de Zernike e o conceito matemático de convolução, várias ablações personalizadas foram simuladas para várias aberrações, desde baixa ordem (esfero-cilíndricas) até aberrações de décima ordem (como coma, aberração esférica, entre outras). Os resultados mostram que o perfil de ablação de cada pulso do laser assim como seu diâmetro são fatores críticos quando o objetivo é corrigir aberrações de alta ordem. Além disso, outras conclusões foram possíveis, como por exemplo a de que nem todas as aberrações de alta ordem induzem aos mesmos erros na ablação. Também foi possível verificar que a correção de aberrações de alta ordem nos termos radiais (como aberração esférica) é bem mais difícil do que naqueles termos contendo alta frequência angular (como trefoil).

PURPOSE: To develop and implement an algorithm for simulation of photorefractive surgery. It is well known that many flying-spot lasers in the market have limitations in correcting higher order aberrations, but there is little quantitative information about errors related to aberration complexity. METHODS: By applying known surfaces described by Zernike polynomials of different orders it was possible to simulate several target surfaces that may well resemble in vivo cases of refractive surgery candidates. An algorithm that uses the mathematical concept of convolution was implemented and several simulated surfaces were tested, ranging from low order aberrations (sphere-cylinder) to 10th order aberrations, (high orders of coma, spherical aberration, trefoil, etc). RESULTS: the results show that the laser profile and diameter are critical factors when considering the correction of higher order aberrations. CONCLUSIONS: Not all aberrations of the same high order induce the same amount of error - spherical aberrations are shown to be far more difficult to correct than higher order aberrations related to angular frequency.

Desenvolvimento de um instrumento automatizado para medida do campo visual do olho humano / Development of an automated instrumento for human visual field measurements

Neste artigo é descrito o desenvolvimento de um instrumento computadorizado para medidas do campo visual do olho humano. Apresentam-se detalhes da implementação do primeiro protótipo (hardware e software) e resultados preliminares em testes in vivo. Sabe-se que algumas patologias de grande risco para qualidade da visão, como o glaucoma (aumento da pressão intra-ocular), provocam lentamente a morte de células sensoriais (cones e bastonetes)na retina. Normalmente, o paciente só percebe o problema quando aproximadamente 50 por cento destas células já estiverem mortas. Um dos instrumentos que pode auxiliar no diagnóstico precoce destas patologias é campímetro automatizado. Apesar de existirem instrumentos importados que realizam este exame, eles contêm softwares que utilizam bases de dados geradas a partir de exames em população com características demográficas bastante diferentes daquelas encontradas no Brasil. Normalmente, essas bases de dados são provenientes dos EUA e Europa, mas sabe-se que a predisposição a diversas patologias está associada às condições demográficas (por exemplo, descobriu-se que na população de pele negra a incidência de glaucoma é maior quando comparada com a população de cor branca, em termos gerais e para residentes em uma mesma região geográfica). Além da raça, fatores como temperatura, clima e radiação solar podem também influenciar a sensibilidade visual. Assim, o desenvolvimento de um instrumento que incorpore uma base de dados colhida em olhos da população brasileira, possibilitará exames mais precisos no país. Apresenta-se aqui as diferentes etapas do desenvolvimento deste instrumento e os resultados preliminares.

Medindo o poder refrativo de lentes de contato gelatinosas personalizadas / Measuring the refractive power of customized soft contact lenses

OBJETIVO: Lentes de contato gelatinosas com curvas-base esféricas têm sido usadas há anos. O cálculo do poder refrativo de lentes deste tipo é fácil, bastando utilizarmos a equação do fabricante de lentes para lentes espessas. No entanto, para projetos de lentes de contato personalizadas, não há ainda métodos confiáveis para medida das aberrações ópticas de ordem mais alta. Esse trabalho foi desenvolvido no laboratório do Centro de Ciências da Visão (Center for Visual Science) da Universidade de Rochester, Nova York, com aparelho óptico que permite realizar medidas precisas de aberrações de ordem baixa e alta de lentes de contato gelatinosas personalizadas. Este é um passo essencial na verificação e obtenção de lentes de contato personalizadas de qualidade, e o instrumento desenvolvido na Universidade de Rochester permite verificar a qualidade de fabricação destas lentes. MÉTODOS: Um aparelho óptico de bancada foi montado em laboratório. Este aparelho consiste de uma célula úmida onde as lentes de contato são depositadas. Consiste também de uma série de lentes e espelhos e um sensor de frente-de-onda de Hartmann-Shack. As lentes de contato personalizadas utilizadas neste projeto foram fabricadas pela empresa Bausch & Lomb. Das dezenas de lentes de contato mensuradas no aparelho, restringimos aqui a apresentar os resultados de uma lente personalizada para ceratocone. RESULTADOS: O erro quadrático médio (EQM) do instrumento foi de 0,04 micrômetro, sendo que o EQM das aberrações induzidas na lente está entre 4 e 6 micrômetros, ou seja, a precisão do aparelho está em torno de 1 por cento. Este valor é mais do que suficiente para medidas precisas destes tipos de lentes de contato, algo até então inviável utilizando-se os sensores ou aparelhos convencionais de aberrometria. CONCLUSÃO: Com o instrumento desenvolvido neste trabalho foi possível realizar medidas precisas de aberrações de alta ordem. Esta tecnologia é importante para o desenvolvimento...

PURPOSE: Soft contact lenses with spherical base curves have been used for many years. The computation of the refractive powers of these lenses is easy, requiring only that one uses the lens maker equation for thick lenses. Nevertheless, for customized contact lenses, there is yet no reliable method for measuring the higher order optical aberrations. In this study we have developed in the Center for Visual Sciences of the University of Rochester an optical apparatus that allows for precise measurement of low and high order aberrations of customized soft contact lenses. METHODS: An optical apparatus was mounted on a conventional optical bench. This apparatus consists of a wet cell where the contact lenses are placed, a series of relay lenses, mirrors, beam splitters, and a Hartmann-Shack sensor. Bausch & Lomb manufactured the lenses used in this study. RESULTS: The root mean square error (RMSE) of the instrument was 0.04 microns. Given that the RMSE of the customized lens is between 4 and 6 microns, i.e., the precision of the instrument is approximately 1 percent. This precision is more than sufficient for the type of measurements necessary for manufacturing customized contact lenses. CONCLUSION: The instrument developed is extremely precise for measuring high order aberrations - up to the 10th order Zernike polynomials, that is, up to the 66th term. This technology is important for the development of new methods of optical corrections for patients that usually do not adapt to normal sphere-cylinder spectacles or that cannot undergo refractive surgery, such as those which have keratoconus, for example.

Sistema portátil para medida da topografia da córnea humana in vivo / A hand-held in vivo corneal topography system

Neste trabalho foram desenvolvidos e implementados a instrumentação e o software para um novo tipo de instrumento médico-hospitalar. Trata-se de um distema para medidas da topografia da córnea humana que utiliza um mini-computador pessoal, ou computador portátil (CP). Utilizando princípios da videolaceratoscopia, foi construído um sistema de projeção com Discos de Plácido extremamente compacto e eficiente que utiliza LED (Light Emitting Diode) de alta intensidade como fonte de iluminação. A carenagem que circunda os discos foi projetada para ser acoplada em um modelo comercial de CP de ótimo custo/benefício, que já vem de fábrica com sistema CCD (Charge-Coupled Device) de fotografia digital. Imagens de Plácidos são capturadas em tempo real no monitor do CP e digitalizadas na memória interna. Algoritmos que utilizam princípios de processamento de imagens foram implementados para detectar as bordas dos Discos de Plácido e processar os dados referentes à topografia da córnea. Resultados preliminares para 4 esferas de calibração e 10 córneas de 5 voluntários foram satisfatórios quando comparados com sistemas de videoceratografia convencionais (erros de menos de 0,2 dioptrias). Outra vantagem do instrumento é a facilidade de transporte e manuseio, podendo também ser utilizado no ambulatório para medidas de triagem ou dentro da sala cirúrgica.

Técnicas diferentes para análise de imagens de Plácido podem melhorar precisão da videoceratografia / Different techniques for Plácido image analysis may improve precision of videokeratography

OBJETIVOS: A videoceratografia é tecnologia que vem sendo utilizada para análise da superfície da córnea desde meados dos anos 80. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de diferentes técnicas para a detecção de bordas em imagens de Plácido e a comparação dos resultados obtidos em cada algoritmo, visando as conseqüências para o cálculo da curvatura axial. Métodos: Foram capturadas imagens de Plácido de 4 diferentes superfícies esféricas utilizando o equipamento Eyesys system 2000. Cada imagem foi salva no formato bitmap em disco rígido de um computador pessoal IBM PC. Seis algoritmos de processamento de imagem foram desenvolvidos utilizando técnicas documentadas na literatura. Os métodos considerados foram: (1) Derivada numérica de primeira ordem, (2) Derivada de Fourier de primeira ordem, (3) Derivada de Fourier de segunda ordem, (4) Filtro de Marr-Hildreth, (5) Filtro de Canny e (6) Laplaciano morfológico (morfologia matemática). Cada um dos algoritmos foi testado e analisado para imagens de Plácido. Resultados: As distâncias radiais do centro das imagens de Plácido às bordas obtidas por cada algoritmo foram comparadas com uma simulação computacional do sistema VK. A média do desvio padrão em pixels/milímetros/dioptria para todas as esferas para os métodos (1)-(6), respectivamente, foi: (1) 33,1695/0,7961/0,79, (2) 32,79/0,7870/0,7724, (3) 60,7150/1,4572/1,4192, (4)18,97/0,4553/0,4572, (5) 46,33/1,1119/1,0917, (6) 20,55/0,4932/0,48. Conclusão: Pesquisadores e oftalmologistas devem ficar atentos na escolha de equipamentos de videoceratografia e também quando comparar medidas de equipamentos diferentes, uma vez que podem ocorrer diferenças relacionadas ao método de processamento de imagens utilizado pelo fabricante. Demonstramos neste trabalho que o método de Marr-Hildreth é mais preciso que o método de Fourier ou métodos como derivada numérica.

Técnicas para facilitar o diagnóstico da topografia da córnea in vivo / Techniques for facilitating in vivo corneal topography diagnosis

OBJETIVOS: Um dos instrumentos mais utilizados atualmente para o diagnóstico da córnea humana é o videoceratógrafo (VC). Os resultados do VC são impressos na tela do computador na forma de gráficos codificados por cor cujas linhas de contorno delimitam regiões de mesma curvatura. No entanto não há análise criteriosa na literatura dos benefícios de se utilizar diferentes métodos de visualização para estes mapas. MÉTODOS: Instrumento desenvolvido em nosso laboratório para topografia da córnea foi utilizado nos estudos e para coleta de dados in vivo. A córnea com ceratocone de paciente voluntário foi utilizada como fonte de dados de entrada para todos os métodos de visualização implementados. RESULTADOS: Vários tipos de mapas de visualização foram gerados. Os vários métodos de visualização foram comparados e constatou-se que para cada anomalia existem métodos que salientam os problemas e métodos que "escondem" estes mesmos defeitos. DISCUSSAO: Os aspectos relacionados à visualização científica da córnea têm sido de pouca exploração tanto no Brasil quanto na literatura estrangeira. No entanto, com os resultados apresentados neste primeiro trabalho, acreditamos que seja de fundamental importância aumentar não somente o escopo destes estudos, mas também estendê-lo para outros instrumentos médicos. CONCLUSAO: Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam a importância de se fazer a escolha correta do método de visualização científica para este tipo de instrumento.

Videokeratograph (VKS) for monitoring corneal curvature during surgery

Purpose: We have developed an instrument for computerized surgical videokeratography. A corneal central region of approximately 7.00 mm in diameter may be analyzed, providing the surgeon with information of the power and the astigmatism. Methods: The system is based on a fiber optic Placido disc projecting cone, which is attached to the objective lens of aZeiss compatible surgical microscope. At the beam splitter we installed a monochromatic high resolution camera. A frame grabber is installed on a PC and images are digitized at a 480x640 resolution. Image processing is used for edge detection of rings. Results: Calibrating curves based on 4 spherical surfaces were generated and approximately 3600 points are calculated for each examination. Preliminary measurements on 10 healthy corneas were compared with those of an EyeSys System 2000 Corneal Topographer. Mean deviation was 0.05 for radius of curvature, 0.24 D for the power and 5.0 degrees for the cylinder. Conclusions: This surgical V KS, with some hardware and software improvements, may be used to reduce residual astigmatisms in conventional cataract and keratoplasty. It could also be used to gather preoperative data in corneal topography assisted LASIK.