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.

Processamento digital de imagens refletidas pelo filme lacrimal da superfície anterior da córnea / Digital processing of images reflected from the lachrymal film of the anterior corneal surface

Neste trabalho foi implementado um algoritmo para processamento de imagens refletidas pela fina lâmina lacrimal da superfície anterior da córnea humana. Este processamento é uma importante etapa em instrumentos oftálmicos para análise da da topografia da córnea. Um anteparo em forma de cone, com discos concêntricos pintados em sua superfícies, é posicionado diante da córnea do paciente. A córnea neste caso comporta-se como um espelho convexo esférico. Os raios de luz provindos do anteparo geram uma imagem virtual localizada atrás da córnea. Atrás do cone alinhado com o eixo deste existe um sistema óptico de aumento e uma câmera CCD. A imagem virtual é ampliada e focalizada na matriz deste CCD, cujo sinal é enviado a uma placa de aquisição de imagens ("frame-grabber") instalada em um IBM-PC compatível. As imagens digitalizadas contêm as informações essenciais para que as curvaturas sobre a superfície possam ser calculadas. Nosso algoritmo se mostrou bastante satisfatório na tarefa de extração de bordas destas imagens, e permitiu o mapeamento das curvaturas destas córneas, até mesmo para olhos bastante claros ou córneas irregulares. O desvio médio para superfícies teste foi de 50mm (0,02 pixels), 95mm (0,04 pixels)para olhos claros, e 72mm (0,03 pixels) para olhos escuros. Os resultados deste algoritmo foram satisfatórios para todas as superfícies teste e para córneas in vivo sob condições adversas de iluminação

Refrator ocular automático / Ocular autorefrator

Um sistema de medidas automáticas e objetivas de erros refrativos oculares (miopia, hipermetropia e astigmatismo), utilizando tecnologia laser, foi desenvolvido. O sistema consiste em projetar, através de um laser de diodo (lambida=850nm), um alvo luminoso (um anel) no fundo do olho do paciente e os feixes de luz que emergem do olho e atingem um detector CCD matricial são analisados quanto às suas vergências. Os feixes emergentes do olho testado são divididos em seis partes (três meridianos) e são analisados dois a dois pelo CCD. A distância entre as duas imagens formadas em cada meridiano fornece o poder de refração naquele meridiano. Com os poderes de refração dos três meridianos (0 graus, 120 graus e 240 graus) é possível determinar o erro refrativo ocular. Comparativamente com os sistemas por nós anteriormente desenvolvidos, este sistema utiliza o mesmo princípio básico de medidas, porém a forma do alvo de medida e o detector utilizados, resultaram num sistema menos complexo para o alinhamento ótico e com menor introdução de erros. Medidas em olhos artificiais e em olhos humanos foram realizadas apresentando excelente concordância com os resultados obtidos em consultórios oftalmológicos e estão dentro da precisão requerida para estes tipos de medidas (0,125di e 5 graus).

An automatic and objective system for measuring ocular refractive errors (myopia, hyperopia and astigmatism) was developed using laser technology. The system consists of projecting a light target (a ring), using a diode laser (À=850nm), at the fundus of the patient's eye. The light beams scattered from the retina are analyzed by a CCD detector (matrix) regarding their vergence. The beams which emerge from the tested eye are divided into six portions (three meridians) and are analyzed in pairs by the CCD. The distances between the two images in each meridian provide the refractive power in that particular meridian. As the refractive power is obtained for the fr meridians coº' 120° e 240°), it is possible to determine the ocular refractive error. This system uses the sarne basic principle for detecting the refractive errors as our previous ones 123, but the new measuring target and the detector have provided a less complex system for the optical alignment avoiding most of the measurement errors introduced in the other system. Measurements in artificial eyes and in human eyes were done and they are in good agreement with the retinoscopic measurements and also they are as precise as these kinds of measurement require (0,125di and 5°).

Detecçäo de bordas de imagens refletidas pela superfície anterior da córnea / Edge detection of the images reflected by anterior surface of the cornea

Desenvolveu-se neste trabalho um método para detecção de bordas de imagens refletidas pela superfície anterior da córnea, quando iluminada por anéis concêntricos baseando-se em técnicas de processamento de imagens.

A method for edge detection from images reflected off the anterior surface of the cornea was developed, based an image processing technics.

Sistema de análise topográfica da córnea humana / System of topographical analysis of human corneal

Um sistema computadorizado de análise do contorno da córnea foi desenvolvido. Anéis iluminados são projetados na córnea e a imagem refletida é processada, gerando como resultado mapas coloridos com códigos de cor.

A computerized system which analyses the contour of the cornea was developed. Illuminated rings are projected on the subject and the reflected image is processed. As a result, color-coded maps are generated

Análise biométrica ocular por interferometria com laser de baixa coerência / Pcular biometric analysis by interferometry with low coherent laser

Os autores apresentaram resultados preliminares de uma nova técnica para paquimetria e biometria oculares utilizando inferferometria com laser de baixa coerência. Testes iniciais mostram um método que reúne três características importantes; alta resoluçäo, fácil operacionalidade e custo razoável. Discute-se ainda a potencialidade do mesmo para obtençäo de informaçäo concernente á estrutura da retina.