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Patent Searching and Data


Title:
A BINOCULAR CAMPIMETRIC PUPILLOMETER DEVICE FOR NEUROPHARMACOLOGICAL AND FUNCTIONAL BRAIN ASSESSMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/132754
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a binocular campimetric pupillometer device for neuropharmacological and/or functional brain assessment, comprising: a mask (2) which, installed over the eyes of a patient (1), blocks out a large amount of the light arriving from the exterior; stimulation units (4) disposed in the mask (2), to emit luminous stimuli toward each of the eyes of the patient (1) independently and at specific angles; measuring units (3) disposed in the mask (2) to measure the pupillary response to the stimuli emitted by the stimulation units (4), where each measuring unit (3) comprises a camera (3a) which focuses on the pupil of the eye of the patient (1); and at least one control unit (5) connected to the stimulation units (4) and to the measuring units (3), for the independent control of the stimuli emitted by each stimulation unit (4) and the independent control of each measuring unit (3), where each stimulation unit (4) comprises a plurality of light sources disposed on a perimetral ring encircling the ocular perimeter, enabling the illumination of the eye and its retina at each campimetric radian; said light sources are able to emit light at different wavelengths, producing a flash which is perceived as white by the patient (1), likewise infrared emission, which is invisible to the patient (1). The device enables the objective assessment of the neurological and neuropharmacological disruptions associated with the visual pathway by means of campimetry based on the pupillary response.

Inventors:
GUZMÁN CARMINE CHRISTIAN DANI (CL)
EBLEN ZAJJUR ANTONIO ALEJANDRO (CL)
Application Number:
PCT/CL2018/050148
Publication Date:
July 02, 2020
Filing Date:
December 27, 2018
Export Citation:
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Assignee:
UNIV PONTIFICIA CATOLICA CHILE (CL)
International Classes:
A61B3/024; A61B3/10; A61B3/11; A61B3/14
Domestic Patent References:
WO1999021474A11999-05-06
Foreign References:
US20160270656A12016-09-22
US20160262611A12016-09-15
US20180279937A12018-10-04
Attorney, Agent or Firm:
ESTUDIO CAREY LTDA. (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo pupilómetro campímetro binocular para evaluación encefálica funcional y/o neurofarmacológica, caracterizado porque comprende:

un antifaz (2) que, instalado sobre los ojos de un paciente (1), bloquea gran parte de la luz proveniente del exterior;

unidades de estimulación (4) dispuestas en el antifaz (2), para emitir estímulos luminosos hacia cada ojo del paciente (1) en forma controlada, selectiva e independiente;

unidades de medición (3) dispuestas en el antifaz (2), para medir la respuesta pupilar a la luz emitida por las unidades de estimulación (4), en donde cada unidad de medición (3) comprende una cámara (3a) que enfoca la pupila del ojo del paciente (1); y

al menos una unidad de control (5) conectada a las unidades de estimulación (4) y a las unidades de medición (3), para el control independiente de los estímulos emitidos por cada unidad de estimulación (4) y el control independiente de cada unidad de medición (3), en donde cada unidad de estimulación (4) comprende una pluralidad de fuentes de luz dispuestas en un anillo perimetral alrededor del perímetro ocular, permitiendo iluminar el ojo y su retina en cada radial campimétrico, dichas fuentes de luz son capaces de emitir luz en distintas longitudes de onda, produciendo un destello percibido como blanco por el paciente (1), así como emisión infrarroja, invisible para el paciente (1), estimulando en forma selectiva cada cuadrante retiniano uni o bilateralmente; y

en donde, durante la operación del dispositivo, la al menos una unidad de control (5):

controla cada unidad de estimulación (4) en forma independiente de acuerdo parámetros de estimulación predefinidos, dichos parámetros de estimulación seleccionados del grupo que comprende intensidad del destello, longitud de onda del destello y ángulo de proyección, de manera independiente o combinada, permitiendo estimular lumínicamente y en forma selectiva cada cuadrante de la retina de uno o de ambos ojos;

controla la cámara (3a) de cada unidad de medición (3) para enfocar las pupilas del paciente (1) en forma independiente, utilizando luz infrarroja desde la pluralidad de fuentes de luz y midiendo el diámetro de cada pupila en tiempo real;

activa una o ambas unidades de estimulación (4) a requerimiento; e inicia la adquisición sincronizada de imágenes de ambos ojos del paciente (1) por parte de las cámaras (3a) en forma simultánea, dichas imágenes siendo indicativas de mediciones de diámetro de cada pupila en función del tiempo transcurrido.

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (5) está conectada a al menos una unidad de almacenamiento y, opcionalmente, a al menos una unidad de procesamiento.

3. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de control (5) está conectada a al menos un dispositivo externo para el almacenamiento, procesamiento y análisis, de las mediciones de diámetro de cada pupila en función del tiempo transcurrido, y, opcionalmente, para la visualización de un gráfico diámetro de pupila versus tiempo para cada ojo del paciente (1).

4. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada unidad de medición (3) comprende además un lente objetivo (3b), en donde dicho lente objetivo (3b) es anastigmático o superior, y en donde dicho lente objetivo (3b) es operado en conjunto con la cámara (3a) mediante la unidad de control (5).

5. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara (3a) de cada unidad de medición (3) es una cámara digital de al menos 200 cuadros por segundo.

6. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cada fuente de luz de la pluralidad de fuentes de luz de la unidad de estimulación (4) es una fuente de luz LED.

7. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada unidad de estimulación (4) es capaz de emitir estímulos luminosos en color rojo, verde y azul.

8. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de control (5) ejecuta patrones de estimulación selectiva de los cuadrantes campimétricos de cada ojo, activando/desactivando al menos una fuente de luz de la unidad de estimulación (4) en forma aleatoria desde el punto de vista del paciente (1).

9. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de control (5) ejecuta patrones de estimulación unilateral para un ojo del paciente (1) y registra el reflejo pupilar contralateral en el otro ojo del paciente (1).

Description:
DISPOSITIVO PUPILÓMETRO CAMPÍMETRO BINOCULAR PARA EVALUACIÓN

ENCEFÁLICA FUNCIONAL Y NEUROFARMACOLÓGICA

MEMORIA DESCRIPTIVA

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo pupilómetro campímetro binocular para evaluación encefálica funcional y/o neurofarmacológica.

ANTECEDENTES

[0002] Actualmente existen numerosos instrumentos o dispositivos ópticos usados en distintas disciplinas como la oftalmología, neurología y optometría, encargadas del diagnóstico y seguimiento de enfermedades del sistema nervioso. Por ejemplo, entre dichos dispositivos se encuentra el foróptero, tonómetro, biomicroscopio o lámpara de hendidura, campímetro o perímetro y el pupilómetro.

[0003] El campímetro o perímetro es un instrumento que se emplea en pruebas de campimetría o perimetría visual, dirigidas a evaluar alteraciones relacionadas al campo visual, es decir, a la porción del espacio que es capaz de captar un ojo inmóvil en un momento dado. El campímetro emite un estímulo visual en una posición aleatoria, buscando que el paciente indique si ve la luz presionando un botón. Usualmente, el paciente se sienta frente a una máquina que posee una cúpula cóncava con un objetivo en el centro, y un soporte para el descanso de la barbilla del paciente. Luego, se cubre el ojo que no se está analizando y una computadora enciende luces en el interior del domo para que el paciente presione un botón cada vez que se ve una luz. La computadora luego automáticamente genera un mapa, usualmente representado en un gráfico radial que representa cada radial campimétrico, y calcula el campo visual del paciente detectando las áreas no vistas por él (escotomas).

[0004] Por otra parte, se conoce como pupilómetro a dos dispositivos diferentes, uno de ellos dirigido a medir la reactividad de la pupila de un paciente, mediante el reflejo pupilar a un estímulo luminoso, y el otro a determinar la distancia entre las pupilas mediante estímulos luminosos. En el primer caso, el pupilómetro es usualmente un dispositivo monocular portátil, que utiliza principalmente luz infrarroja para proporcionar una medición confiable y objetiva del tamaño, la simetría indirecta y la reactividad de las pupilas a través de la medición del reflejo pupilar a la luz. La pupilometría automatizada elimina la subjetividad de la evaluación, proporcionando datos pupilares más precisos y permitiendo una detección temprana de los cambios patológicos para un diagnóstico y tratamiento más oportuno del paciente. En este sentido, los pupilómetros también se pueden emplear para monitorear la respuesta pupilar, midiendo el diámetro de la pupila en respuesta a estímulos visuales. [0005] Si bien los campímetros y pupilómetros son métodos diferentes que se aplican por separado, aportan mayor objetividad a las mediciones de campo visual y respuesta pupilar. Sin embargo, su operación manual genera la necesidad de una solución diferente que evite toda subjetividad en dichas mediciones mediante un dispositivo automatizado y de simple uso, que reduzca considerablemente la intervención tanto del usuario que realiza las pruebas como del paciente, otorgando información fidedigna respecto al campo visual y respuesta pupilar mediante un dispositivo que integre ambos métodos.

[0006] En este contexto, la publicación WO 2016/099402 Al divulga un método y sistema para monitorear y/o evaluar las respuestas pupilares a una iluminación continua de luz que comienza con una primera intensidad y que cambia gradualmente a una intensidad subsiguiente durante un período de tiempo predefinido. El sistema de dicha publicación puede utilizarse para detectar respuestas pupilares indicativas de alguna enfermedad. El sistema comprende una fuente de luz con intensidad de luz ajustable, configurada para exponer un solo ojo de un sujeto, o cada uno de los ojos por separado, a una iluminación continua de luz que comienza en una primera intensidad y que cambia gradualmente a una intensidad subsiguiente durante un período de tiempo predefinido; comprendiendo un dispositivo de medición configurado para medir un parámetro asociado con la respuesta de la pupila de dicho ojo, por ejemplo, su diámetro.

[0007] Si bien el método y sistema divulgados en la publicación WO 2016/099402 Al hacen objetiva la medición de la respuesta pupilar, permitiendo detectar condiciones asociadas a enfermedades visuales, dicho sistema no realiza un análisis del tipo campimétrico. Aun cuando se indica que es posible asociar la pérdida del campo visual con las respuestas pupilares, el sistema de dicha publicación no permite reemplazar el uso de un campímetro. Adicionalmente, la presión ejercida sobre el área periorbital del paciente con el dispositivo por parte del evaluador induce variaciones en las respuestas pupilares.

[0008] Por otra parte, la patente US 7,810,928 B2 describe un método y sistema para evaluar las respuestas pupilares de un paciente a estímulos lumínicos en la forma de destellos, dirigiéndose a diferentes funciones visuales y poblaciones celulares mediante la incorporación de series de destellos que varían cromáticamente, por luminosidad y/o por ubicación en el campo visual, permitiendo un aumento en el número de vías reflejas aferentes y eferentes que se pueden evaluar, asistiendo en la evaluación de neuropatologías que puede manifestarse en cualquiera de las vías ópticas.

[0009] Si bien la patente US 7,810,928 B2 describe un sistema que puede ser portable, y que entre sus componentes puede comprender múltiples füentes de luz LED, entre ellas luces LED infrarrojas en una disposición anular en la periferia de la apertura ocular, dichas luces se usan en combinación con espejos que desvían la luz visible pero que son permeables a la luz infrarroja, permitiendo la captura de la luz infrarroja por los dispositivos de imágenes. Luego, esta combinación de luces visibles e infrarrojas busca usar la luz visible para los estímulos visuales que activarán la respuesta pupilar, estímulos formados por destellos de luz, y la infrarroja para obtener una imagen de dicha respuesta. El sistema en la patente US 7,810,928 B2 comprende una construcción compleja y costosa, empleando elementos ópticos como espejos y lentes que no solo encarecen el sistema, sino que lo hacen delicado y reducen su portabilidad. Además, dicho sistema no permite reemplazar el uso de un campímetro, restringiendo su aplicación a la evaluación del reflejo pupilar ante destellos luminosos de diferentes colores o longitudes de onda.

[0010] Por lo tanto, se hace necesario contar con un dispositivo con capacidad de ser usado tanto en pruebas pupilares, asociadas a la respuesta pupilar, como en pruebas campimétricas, asociadas a determinar el campo visual del paciente, de una manera objetiva e integrada.

[0011] Finalmente, existen numerosos estudios asociados al empleo de los pupilómetros en la evaluación de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, así como también trastornos cognitivos y otros tipos de trastornos permanentes o temporales, como el efecto de drogas o fármacos, que pueden evaluarse mediante el análisis de la respuesta pupilar y del estado de las vías ópticas, debido a la participación en el reflejo pupilar de diversos neuroquímicos y sus correspondientes receptores. Por ejemplo, la publicación titulada“Cholinergic deficiency in Alzheimer's and Parkinson's disease: Evaluation with pupillometry”, de Fotiou et al. busca relacionar la deficiencia de la acción de la acetilcolina en las enfermedades de Alzheimer y de Parkinson con el comportamiento de la respuesta pupilar, encontrándose relaciones significativas en ciertos parámetros asociados a dicha respuesta como la aceleración y velocidad de constricción máximas. En efecto, pacientes con Parkinson mostraron parámetros de aceleración y velocidad de constricción máximas significativamente menores en comparación con pacientes saludables.

[0012] Otro ejemplo es la publicación titulada“Alzheimer’s disease in the human eye. Clinical tests that identify ocular and visual Information processing déficit as biomarkers”, de Chang et al. que busca aprovechar la capacidad de realizar estudios no invasivos en el ojo a nivel celular, gracias a su naturaleza transparente. Dichos estudios buscan identificar biomarcadores que permitan diagnosticar la enfermedad del Alzheimer, favoreciendo el uso de dispositivos económicos y no invasivos en la detección de dicha enfermedad.

[0013] Finalmente, la publicación titulada“Design and implementation of an acquisition system for the photo-motor response of the iris”, de López et al., presenta un desarrollo de un sistema automatizado no portátil que, en un ambiente oscuro, graba en video las imágenes de ambos ojos y las respuestas pupilares ante un destello de luz blanca emitido por un arreglo de LEDs. Este sistema, presenta resultados gráficos de la velocidad de respuesta y área pupilar en función del tiempo sin incluir evaluación campimétrica.

[0014] Considerando lo anterior, actualmente existe un gran interés por contar con dispositivos automatizados, económicos y portables que permitan realizar ensayos clínicos en forma sencilla, confiable y combinada, tanto para la evaluación de respuesta pupilar como para determinación del campo visual, ensayos que puedan emplearse en la evaluación encefálica funcional y/o neurofarmacológica, permitiendo la detección temprana de enfermedades neuronales y/o determinar en forma rápida si un individuo se encuentra bajo la influencia de fármacos o drogas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0015] La invención se refiere a un dispositivo pupilómetro campímetro binocular para evaluación encefálica funcional y/o neurofarmacológica que, de acuerdo con una modalidad preferente, comprende: un antifaz que, instalado sobre los ojos de un paciente, bloquea gran parte de la luz proveniente del exterior y, al mismo tiempo, expone los ojos del paciente a los componentes del pupilómetro, manteniendo una presión cómoda, constante y similar en ambas regiones perioculares;

unidades de estimulación dispuestas en el antifaz, una por cada ojo, para emitir estímulos luminosos hacia cada ojo del paciente en forma controlada, selectiva e independiente;

unidades de medición dispuestas en el antifaz, para medir la respuesta pupilar a la luz emitida por las unidades de estimulación, en donde cada unidad de medición comprende una cámara que enfoca la pupila del ojo del paciente; y

al menos una unidad de control conectada a las unidades de estimulación y a las unidades de medición, para el control independiente de los estímulos emitidos por cada unidad de estimulación y el control independiente de cada unidad de medición,

en donde cada unidad de estimulación comprende una pluralidad de fuentes de luz, de preferencia fuentes de luz LED, , dispuestas en un anillo perimetral alrededor del perímetro ocular, permitiendo iluminar el ojo y su retina en cada radial campimétrico, dichas fuentes de luz son capaces de emitir luz en distintas longitudes de onda, de preferencia en colores rojo, verde y azul, produciendo un destello percibido como blanco por el paciente, así como emisión infrarroja, invisible para el paciente; y

en donde, durante la operación del dispositivo, la al menos una unidad de control:

controla cada unidad de estimulación en forma independiente de acuerdo parámetros de estimulación predefinidos, dichos parámetros de estimulación seleccionados del grupo que comprende intensidad del destello, longitud de onda del destello y ángulo de proyección, de manera independiente o combinada, permitiendo estimular lumínicamente y en forma selectiva cada cuadrante de la retina de uno o de ambos ojos; controla la cámara de cada unidad de medición para enfocar las pupilas del paciente en forma independiente, utilizando luz infrarroja desde la pluralidad de fuentes de luz y midiendo el diámetro de cada pupila en tiempo real;

activa una o ambas unidades de estimulación a requerimiento; e

inicia la adquisición sincronizada de imágenes de ambos ojos del paciente por parte de las cámaras en forma simultánea, dichas imágenes siendo indicativas de mediciones de diámetro de cada pupila en función del tiempo transcurrido.

[0016] De acuerdo con una modalidad de la invención, la unidad de control del dispositivo puede estar conectada a al menos una unidad de almacenamiento y, opcionalmente, a al menos una unidad de procesamiento. Dicha unidad de almacenamiento está dispuesta para el almacenamiento de las imágenes y mediciones de diámetro de cada pupila en función del tiempo transcurrido adquiridas por la cámara de cada unidad de medición, para su posterior procesamiento y análisis. Dicha unidad de procesamiento opcional está dispuesta para el procesamiento de las imágenes y mediciones, entregando información sobre el estado del paciente.

[0017] De acuerdo con otra modalidad, la unidad de control puede estar conectada a al menos un dispositivo extemo para el almacenamiento, procesamiento y análisis, de las mediciones de diámetro de cada pupila en función del tiempo transcurrido, y, opcionalmente, para la visualización de un gráfico diámetro de pupila versus tiempo para cada ojo del paciente. Dicho dispositivo extemo puede ser un móvil, tablet o computador, para la visualización, registro, procesamiento y análisis de los resultados clínicos de los exámenes a realizar en el paciente.

[0018] Cada unidad de medición puede comprender además un lente objetivo, en donde dicho lente objetivo puede ser anastigmático o superior, y en donde dicho lente objetivo puede ser operado en conjunto con la cámara mediante la unidad de control. Adicionalmente, de acuerdo con otra modalidad la cámara de cada unidad de medición es una cámara digital de al menos 200 cuadros por segundo.

[0019] De acuerdo con una modalidad cada fuente de luz de la pluralidad de fuentes de luz de la unidad de estimulación es una fuente de luz LED. Además, cada unidad de estimulación puede ser capaz de emitir estímulos multiespectrales e infrarrojos y su localización angular precisa permite estimular selectivamente cada cuadrante retiniano tanto mono- como binocularmente.

[0020] De acuerdo con una modalidad la unidad de control puede ejecutar patrones de estimulación selectiva de los cuadrantes campimétricos de cada ojo, activando/desactivando al menos una fuente de luz de la unidad de estimulación en forma aleatoria desde el punto de vista del paciente.

[0021] De acuerdo con otra modalidad, la unidad de control (5) puede ejecutar patrones de estimulación unilateral para un ojo del paciente (1) y registra el reflejo pupilar contralateral en el otro ojo del paciente (1), activando al menos una fuente de luz de la unidad de estimulación de un ojo y registrando, al mismo tiempo, el reflejo pupilar de ambos ojos, registrando el reflejo pupilar consensuado.

[0022] En relación a su operación, la unidad de control del dispositivo permite al operador predefinir parámetros de estimulación asociados a la intensidad del estímulo, a su longitud de onda y ángulo de iluminación, así como también si el estímulo se aplicará a ambos o a un único ojo. Luego, la unidad de control se encarga de que las cámaras enfoquen las pupilas utilizando luz infrarroja, invisible al ojo humano. Dado que el paciente está en relativa oscuridad producto del antifaz, sus pupilas se encontrarán dilatadas por adaptación a la oscuridad. Una vez enfocadas las pupilas, la unidad de medición, a través de la unidad de control, mantiene un seguimiento de la pupila midiendo el diámetro de la misma en tiempo real. Tanto el seguimiento de cada pupila como la medición del diámetro de las mismas son efectuados por un procesamiento computacional de las imágenes adquiridas por la unidad de medición, particularmente por las cámaras. Posteriormente, encontrándose enfocadas las pupilas, la unidad de control activa las unidades de estimulación para la emisión de un estímulo en la forma de un destello que se propaga a el o los ojos, iniciando la adquisición de imágenes sincronizadas de ambos ojos. Las mediciones de diámetro versus tiempo transcurrido (en milisegundos) de cada ojo se envían, opcionalmente, al dispositivo extemo para despliegue, procesamiento y análisis.

[0023] En vista de lo anterior, el dispositivo de la invención está montado en un antifaz que permite estimular y medir ambos ojos simultáneamente, en un ambiente que no requiere oscuridad y ambulatorio, permitiendo la determinación cuantitativa de respuestas campimétricas y pupilares de la vía óptica. Estas cualidades se pueden reflejar en lo siguiente:

la estimulación emitida por las unidades de estimulación del dispositivo es selectiva en cuanto a longitud de onda (color) de la luz, otorgando al dispositivo una capacidad multiespectral. El objetivo de esta capacidad es detectar diferencias en las células sensores de luz de la retina de cada ojo, así como de las áreas encefálicas vinculadas.

la estimulación luminosa emitida por cada unidad de estimulación del dispositivo puede ser individual o simultánea y en ángulos específicos, estimulando en forma selectiva cada cuadrante retiniano uni o bilateralmente. El objetivo de esta capacidad es detectar diferencias entre las áreas encefálicas de procesamiento visual conectadas con cada cuadrante retiniano estimulado.

la medición por parte de las unidades de medición (cámaras) es simultánea en ambas pupilas. El objetivo de esta capacidad es similar al anterior, así como también permite la detección precisa y simultánea de respuestas pupilares asimétricas.

la programación de patrones de estimulación luminosa en los cuadrantes campimétricos y las respuestas generadas permiten la detección y cuantificación de lesiones en sitios anatómicos específicos de la vía óptica desde la propia retina, nervio óptico, quiasma, tálamo, radiaciones tálamo-corticales y corteza visual occipital.

el control de la intensidad de la estimulación permite establecer las curvas intensidad-respuesta del reflejo pupilar susceptibles de modificarse en enfermedades de la vía óptica y neurodegenerativas .

el reflejo pupilar es sensible al efecto de muchos medicamentos agonistas y antagonistas simpáticos, parasimpáticos, opioides, que pueden ser correlacionados y cuantificados con las modificaciones de la cualidad e intensidad del efecto sobre la respuesta pupilar.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0024] Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la misma, las que enseñan modalidades preferentes de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada.

La figura 1 enseña una vista esquemática general del dispositivo montado en un paciente, de acuerdo con la modalidad preferente.

La figura 2 enseña una vista esquemática frontal del dispositivo, de acuerdo con la modalidad preferente.

La figura 3 enseña una pupilometría de un sujeto normal, utilizando el dispositivo de acuerdo con la modalidad preferente.

La figura 4 enseña un esquema de la vía neurológica asociada al reflejo pupilar consensuado o reflejo consensual.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA MODALIDAD PREFERENTE

[0025] En la figura 1 se enseña una vista esquemática general del dispositivo pupilómetro campímetro montado en un paciente, de acuerdo con la modalidad preferente. De acuerdo con dicha modalidad el dispositivo de la invención está formado por un antifaz (2) que se posiciona sobre los ojos de un paciente (1), bloqueando prácticamente toda la luz proveniente del exterior. Además, el dispositivo comprende una unidad de estimulación (4) para cada ojo del paciente (1), cada unidad de estimulación (4) estando formada por una pluralidad de fuentes de luz, preferentemente LEDs, dispuestos en forma anular en un anillo perimetral alrededor del perímetro ocular del paciente (1), es decir, en diferentes posiciones angulares o ángulos. Además, el dispositivo de la invención comprende una unidad de medición (3) para cada ojo, dichas unidades de medición (3) estando formadas en forma preferencial por una cámara (3a), para adquirir imágenes de los ojos del paciente (1), especialmente de la respuesta pupilar durante los análisis, y por un lente objetivo (3b), para enfocar ambas pupila del ojo del paciente (1) en forma independiente.

[0026] Adicionalmente, en la figura 1 puede apreciarse que el dispositivo de la invención también comprende una unidad de control 5, dicha unidad de control estando conectada, en forma independiente, a ambas unidades de estimulación (49 y a ambas unidades de medición (3), para emitir estímulos luminosos controlados (en intensidad y color) a hacia uno o ambos ojos del paciente (1) y para capturar o adquirir las imágenes de las pupilas, indicativas de mediciones del diámetro pupilar versus tiempo transcurrido, en forma sincronizada para ambos ojos.

[0027] Por otra parte, la figura 2 enseña una vista esquemática frontal del dispositivo, de acuerdo con la modalidad preferente. En particular, la figura 2 muestra una vista interior del antifaz (2), de lo que ve el paciente (1) al colocarse el mismo. En la figura 2 se observan los lentes objetivo (3b) de ambas unidad de medición, que enfocan ambas pupilas del paciente (1) en forma sincronizada, midiendo el diámetro pupilar en tiempo real, y las unidades de estimulación (4) formadas por una pluralidad de fuentes de luz dispuestas en forma anular (en ángulos específicos o posiciones angulares específicas) alrededor del perímetro ocular del paciente (1), en particular, rodeando todo el perímetro de cada lente objetivo (3b). En esta figura puede apreciarse que la disposición anular de las fuentes de luz permite emitir estímulos en forma selectiva para el operario en cada cuadrante campimétrico, en donde desde el punto de vista del paciente dicho estímulo proviene de una dirección aleatoria. Esta configuración facilita la realización de las mediciones asociadas a la respuesta consensuada (iluminación unilateral y respuesta pupilar contralateral), evitando la intervención del paciente durante los ensayos al no necesitar que dicho paciente reconozca la recepción de los estímulos luminosos. Adicionalmente, el arreglo anular de los LEDs permite la estimulación luminosa selectiva de cada cuadrante retiniano y su evaluación mediante la respuesta pupilar como forma integrada de campimetría.

[0028] La figura 3 muestra un gráfico conocido como pupilometría, que muestra la medición del diámetro pupilar en función del tiempo transcurrido durante el ensayo. En este caso, el gráfico de la figura 3 corresponde al ensayo del dispositivo pupilómetro campímetro de la invención en un sujeto sano, sometido a un estímulo luminoso difuso aplicado simultáneamente en ambos ojos para evidenciar la respuesta pupilar en ambos ojos. En la figura 3 puede apreciarse que la contracción pupilar normal, posterior al estímulo luminoso, se caracteriza por una contracción rápida y una relajación lenta de las pupilas, sin asimetría interocular.

[0029] Finalmente, en la figura 6, puede apreciarse un esquema de la vía neurológica del ser humano, asociada a la operación de los reflejos pupilares tanto fotomotor (respuesta pupilar del mismo ojo iluminado) como consensual (respuesta pupilar del ojo contralateral al iluminado). La presente invención aprovecha dichos reflejos para dotar al dispositivo pupilómetro campímetro de la capacidad de evitar la participación del paciente en los ensayos, objetivando el análisis y con ello mejorando la fidelidad de las mediciones realizadas.

Ejemplo de aplicación

[0030] El dispositivo pupilómetro campímetro de la presente invención se utilizó en ensayos realizados en un sujeto sano sin usar medicación 24 horas antes de la prueba. Se colocó al sujeto sentado cómodamente sobre un asiento, con los brazos apoyados en una mesa. El dispositivo en forma de antifaz, con sus unidades de estimulación y medición, fue colocado por el mismo sujeto sobre sus ojos hasta lograr una cómoda posición verificando la ausencia de entradas de luz. El sujeto se mantuvo con la espalda erguida y apoyada en el respaldo del asiento. Luego de 10 minutos de adaptación a la oscuridad, durante los cuales se registra simultáneamente el diámetro pupilar de cada ojo mediante las 2 cámaras del dispositivo para cada ojo de manera continua, empleando para ello la iluminación infrarroja, se aplicó el estímulo con un pulso de luz de 2 segundos de duración, sólo a uno de los ojos aleatoriamente seleccionado, en la longitud de onda de 560 nm (luz roja), con una intensidad de 400 lux, seguidos de oscuridad durante 5 minutos. Se repite la secuencia estimulando lumínicamente el ojo contralateral. De igual manera se repite la secuencia para la longitud de onda de 530 nm (luz verde) y de 430 nm (luz azul).

[0031] El dispositivo fue capaz de procesar los registros pupilares de cada ojo y para cada longitud de onda, siendo calculados los parámetros de diámetros y áreas básales, contracción máxima, dilatación máxima, velocidad de contracción, velocidad de dilatación y las diferencias entre ambos ojos para cada uno de estos parámetros. El diámetro pupilar máximo en el voluntario sano fue de 7,4 ± 0,22 mm en adaptación a la oscuridad. El momento de la máxima contracción pupilar ocurrió a los 0.67 ± 0.03 s con una velocidad promedio de contracción pupilar de 4,5 ± 0,23 mm/s. La dilatación pupilar máxima ocurrió a los 2.41 ± 0.08 s con una velocidad promedio de 0.85 ± 0.21 mm/s, como se muestra en el gráfico de la figura 3.

[0032] Los datos concuerdan con los principios fisiológicos mediante los cuales se conoce que el proceso de contracción es más rápido que el de relajación, debido a que durante la contracción la liberación brusca del calcio intracelular se basa en un proceso de difusión basado en la apertura de canales iónicos tanto de la membrana de la fibra muscular (sarcolema) como de los organelos intracelulares. Por el contrario, la relajación es un proceso más lento debido a que se fundamenta en el transporte activo del calcio en contra de su gradiente de concentración lo cual consume mucha energía como ATP y requiere mayor tiempo.

[0033] Adicionalmente, el dispositivo propuesto redujo en más del 50% la dispersión de los valores registrados en comparación a otros sistemas pupilométricos reportados, con lo cual se incrementa la sensibilidad del dispositivo. El dispositivo contó con la ventaja de no depender de la iluminación ambiental, ser portátil y de uso ambulatorio. [0034] No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre las respuestas consensuadas en ninguna de las 3 longitudes de onda probadas, ni la existencia de asimetrías en las respuestas interoculares. Lo cual concuerda con el hecho de tratarse de un sujeto sano.

[0035] El componente de estimulación lumínica del dispositivo, constituido por la disposición anular de múltiples LEDs, permite la estimulación selectiva de cada uno de los cuadrantes del campo visual de cada ojo, es decir, los campos temporales, nasales, superiores e inferiores. Mediante dicha configuración el dispositivo es capaz de cuantificar selectivamente la latencia, magnitud y velocidad de la respuesta pupilar, con lo cual es posible la localización precisa y cuantificación de lesiones de la vía visual, lo cual es un gran avance a la mera interpretación cuantitativa de las lesiones campimétricas utilizadas en neurología clínica.

Conclusiones

[0036] El dispositivo pupilómetro campímetro propuesto, en comparación con los dispositivos actuales, aporta las siguientes soluciones no disponibles en los dispositivos actuales:

1) Estimulación luminosa selectiva de los cuadrantes campimétricos para la detección y cuantificación de lesiones en sitios anatómicos específicos de la vía óptica desde la propia retina, nervio óptico, quiasma, tálamo, radiaciones tálamo corticales y corteza visual occipital.

2) Detectar diferencias en las 3 respuestas espectrales (rojo, verde y azul) del reflejo pupilar y las áreas encefálicas vinculadas, incrementando la capacidad diagnóstica.

3) La estimulación luminosa unilateral y registro del reflejo pupilar contralateral (reflejo consensual, ver figura 4) incrementando la capacidad de detectar diferencias entre las áreas encefálicas de procesamiento visual.

4) La medición simultánea en ambas pupilas con el mismo dispositivo en igualdad de condiciones, evitando presiones periorbitarias asimétricas frecuentemente presentes en dispositivos monoculares y reduciendo los falsas respuestas asimétricas.

5) Establecimiento de las curvas intensidad-respuesta del reflejo pupilar para la detección de enfermedades de la vía óptica y neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson.

6) Detección y cuantificación de la acción de medicamentos agonistas y antagonistas simpáticos, parasimpáticos, opioides, barbitúricos, así como del estado de conciencia.

[0037] Todas estas soluciones se caracterizan por ser no invasivas, no molestas, sin efectos colaterales y de bajo costo operativo. Además, el dispositivo propuesto requiere bajo mantenimiento.

[0038] El dispositivo propuesto puede ser escalado a una matriz de alta resolución de LEDs de estimulación para evaluación campimétrica digital con evaluación del reflejo pupilar, permitiendo incrementar la resolución espacial y funcional en la detección de las alteraciones de la campimetría y aplicables en la detección no invasiva de lesiones de la vía visual, así como también enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple.

[0039] Como se ha destacado, el dispositivo de la invención es un aparato no invasivo, rápido y sencillo de usar, y de bajo costo operativo, siendo de gran utilidad para usos especiales como en la detección del uso de drogas, fármacos y/o alcohol, con el cual se podría monitorizar a una gran cantidad de sujetos en corto tiempo y seleccionar casos sospechosos para pruebas más específicas.

[0040] Además, de acuerdo a los recientes estudios que establecen una correlación del reflejo pupilar con el estado del humor y cognición, se podría utilizar una modalidad del dispositivo de la invención para la monitorización de estas funciones en pacientes afectados.