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Abstract

Neste projeto estamos desenvolvendo instrumento para medidas das aberrações de frente de onda do olho humano usando um sensor Hartmann-Shack. Uma fonte de luz laser é direcionada ao olho e sua reflexão difusa na retina gera frente de onda aproximadamente esférica dentro do olho. Esta frente de onda atravessa os diferentes componentes do olho (humor vítreo, lente, humor aquoso e córnea) trazendo informações sobre as aberrações ópticas causadas por estes componentes. No meio externo ao olho existe sistema óptico formado por uma matriz de microlentes e uma câmera CCD. A frente de onda incide nesta matriz e forma um padrão aproximadamente matricial de "spots" no plano do CCD. Algoritmos de processamento de imagens são utilizados para detectar os centróides de cada "spot" e esta informação é utilizada para deduzir a forma da frente de onda usando métodos de aproximação por mínimos quadrados e polinômios de Zernike. Descrevemos aqui detalhes da primeira fase deste projeto, em que foi realizada a construção da primeira geração de instrumentos protótipos e testes preliminares em olho artificial, calibrado com diferentes ametropias, i. e., miopia, hipermetropia e astigmatismo.

Keywords: Topografia da córnea; Técnicas de diagnóstico oftalmológico; Astigmatismo; Desenho de equipamento; Optometria; Retina; Processamento de imagem assistida por computador

Abstract

OBJETIVO: Sensores de aberrações ópticas de simetria cartesiana são aceitos pela maioria da comunidade científica como um padrão (como o sensor de Hartmann-Shack (HS)) nos ramos da óptica e da oftalmologia. Neste trabalho foram desenvolvidos e testados três tipos de sensores com simetrias e/ou configurações diferentes e foram feitas comparações entre o sensor de Castro (SC) e o sensor HS na sua forma cilíndrica e cartesiana. MÉTODOS: Todos os sensores foram projetados e desenvolvidos em nosso laboratório no Instituto de Física de São Carlos - USP. O primeiro sensor é um sensor HS convencional, ou seja, no formato cartesiano; o segundo é um sensor HS cilíndrico e o terceiro é o SC. Para cada sensor foram realizados tanto cálculos teóricos como medidas práticas em um olho mecânico. O olho mecânico foi ajustado com 10 diferentes tipos de aberrações de desfocalização, de -5D a +5D, em passos de 1D. RESULTADOS: A precisão dos sensores foi analisada utilizando-se dois diferentes métodos: primeiramente um método totalmente teórico, gerando aberrações com diferentes coeficientes de Zernike e verificando qual a precisão de cada sensor ao calcular estes parâmetros a partir apenas das derivadas nas direções cartesianas e cilíndricas; segundo, foram realizadas medidas em um olho mecânico calibrado com estas mesmas aberrações. O resultados para o sensor HS cilíndrico, cartesiano e SC foram, respectivamente: erro quadrático médio para valores esfero-cilíndricos quando comparados com o auto-refrator para os três sensores foram 0,18D, 0,22D e 0,35D para esfera, 0,14D, 0,24D e 0,17D para cilindro, 34,36°, 35,16° e 26,36° para eixo; o erro quadrático médio para valores esfero-cilíndricos quando comparados a valores teóricos para os três sensores foram 0,11D, 0,29D e 0,46D para esfera, 0,15D, 0,28D e 0,17D para cilindro, 19,71°, 25,56° e 18,56° para eixo. CONCLUSÃO: Nossa conclusão principal é que os três tipos de sensores forneceram resultados semelhantes, no entanto há algumas diferenças. Os SC e HS de simetria cilíndrica permitem encontrar o eixo óptico com muito mais facilidade.

Keywords: Técnicas de diagnóstico oftalmológico; Erros de refração