FOTO EYE MIN®: diseño de un equipo para valorar los defectos oculo faciales en forma milimétrica y computarizada

Figura 1. El montaje de este sistema de toma de imágenes perioculares y oculares externas consta, como se ve en la foto, de un soporte fijo (mentonera, frente y banda cefálica), silla móvil y cámara de alta resolución.

Se trata del diseño de un sistema fotográfico estandarizado para archivar en el computador defectos oculares, peri-oculares o patologías externas, a través de una cámara fija que proyecta una luz de fijación que denominaremos FOTO EYE MIN® (FEM).

Autores: Dr. Eduardo Arenas1, Dra. Gioconda Armas2

Dra. Alexandra Mieth3, Ing. Elisa Zapata4.

1 Director Etnográfico-ASOCORNEA, Profesor adscrito de Investigación de U. El Bosque y U.Nacional, Bogotá-Col,  

2 Departamento de Oftalmología-Clínica Oftalmológica de la Selva, Tarapoto-Perú,

3 Directora Médica y Ejecutiva-ASOCORNEA, INVEVISION y CórneaColombia, Bogotá-Col,

4 Ingeniera de sistemas especializada en ingeniería de software y en tecnología informática médica.

Contáctenos: 

Dr. Eduardo Arenas- [email protected] y colaboradoras:

Dra. Gioconda Armas – [email protected]

Dra. Alexandra Mieth – [email protected]

Ing. Elisa Zapata – [email protected]

Asocornea.com

Diseño del FOTOEYEMIN

El equipo consta de los siguientes elementos (Figura 1): 

Una mentonera unida a un soporte plano en donde se coloca la cámara fotográfica. 

Una cinta con cierre tipo velcro en el arco de la mentonera para mantener fija la cabeza del paciente durante 
el procedimiento.

Adaptación de una cámara fotográfica a una distancia fija de 50 cm de la cara del paciente.

La cámara fotográfica digital tiene adaptada en su centro un cubo de luz (similar al que usan los mineros), de donde proviene la sigla MIN que logrará producir el efecto luminoso de retroiluminación desde el polo posterior.

Un cable de conexión desde la cámara al computador, creando un sistema de circuito cerrado. 

Toma de las fotografías

El equipo FEM se coloca en un escritorio o mesa, en un espacio determinado que permita tener una butaca de altura ajustable, y además suficientemente amplio para que el paciente pueda introducir sus piernas libremente, sin importar el volumen de cara o cuerpo.

Una vez el paciente se sienta cómodo, se le ajusta la cabeza con la cinta de velcro, para que no haya movilidad.

Para la toma de la fotografía el profesional instruye al paciente que debe mirar fijamente al centro de la cámara, a un punto de fijación no luminoso, para evitar estrabismos intermitentes.

Se coloca una referencia a nivel del entrecejo con una medida de 10 mm para que en el sistema haga diferentes medidas comparativas e introduzca el tamaño y el valor de éste, y así poder tener una escala de medida numérica estandarizada en todos los pacientes y poder hacer comparaciones: cejas, pupilas, pliegues, apertura palpebral, córnea, etc. (Figura 2)

Recomendaciones

Creemos que este equipo debe introducirse como un procedimiento de rutina para cualquier paciente que ingrese a consulta oftalmológica sin importar la edad, con excepción de menores de seis meses de edad, ya que se necesita tener la posición erguida de cabeza.

El equipo de FOTOEYEMIN® al estar conectado al computador es un documento fiel que respalda la autenticidad de los hallazgos clínicos encontrados en el paciente que harán parte de su historia clínica. 

Utilidad del FOTOEYEMIN® 

El sistema tiene muchas aplicaciones: 

Imágenes comparativas entre el examen de ingreso y los controles consecutivos. Ha sido útil en alteraciones fronto-cilio-palpebrales y alteraciones morfológicas de la superficie ocular.

Importante en el estudio de pacientes con estrabismo, para medir milimétricamente los grados desviación, y su equivalencia dióptrica. 

Una de las aplicaciones más frecuentes en nuestra práctica es la de la valoración de las Blefarochalasis durante la consulta de ingreso, ya que se le toma una foto antes y otra después de colocar en el ojo afectado una cinta o un pegante para que el paciente observe su diferencia y además valore la necesidad de su corrección quirúrgica, observándose a sí mismo con un procedimiento “simulado”.

Adicionalmente, con la base de datos de las imágenes y los hallazgos registrados en la historia clínica, es posible incorporar técnicas de inteligencia artificial que permitan hacer un proceso comparativo y descubrir información que soporten la toma de decisiones para el diagnóstico y tratamiento de patologías de la superficie ocular.

Figura 2. Obsérvese la marca de referencia de 1cm y los puntos luminosos en el centro de la córnea, que son el efecto de la transiluminación de la fuente de luz del cubo instalado en la parte superior de la cámara.

La fotografía FEM es una herramienta valiosa para decidir el momento ideal de posibles tratamientos y/o hallazgos patológicos.

Si desea saber qué tipo de asimetrías o irregularidades hay en un paciente determinado o qué grado anisocoria, estrabismo o centraje de un lente intraocular, es la herramienta ideal.

En los procedimientos quirúrgicos para alteraciones estéticas, estas fotos se pueden imprimir para valorarlas en el momento/antes/luego de la cirugía.

Se puede diseñar un software que permita medir con exactitud milimétrica las diferencias que hay entre un ojo y el otro. Así mismo medir las diferencias en la apertura palpebral entre un ojo y el otro, y hacer comparaciones pre y posquirúrgicas de cirugías cosméticas, o estrabológicas. (Figura 3)

Figura 3. Paciente con Blefarochalasis y ptosis leve bilateral, en quien se coloca pegante en el pliegue palbegral en el ojo más afectado simulando cirugía (flecha azul). 

Ha sido para nosotros una de las aplicaciones más interesantes del FOTOEYEMIN®, el poder detectar alteraciones palpebrales principalmente en cambios degenerativos por edad, y demostrar al paciente cuál sería la mejoría estructural y estética (y sintomática), después de simular una posible cirugía colocándole un “strip” de cinta adhesiva, y tomando fotos y medidas consecutivas.

Inteligencia artificial en la deteccion de enfermedad externa

Hemos incorporado un modelo de aprendizaje profundo (Deep Learning) entrenado para identificar anormalidades en las imágenes. Para el entrenamiento se tomaron 850 casos de pacientes de diferentes géneros y edades que incluían varias patologías. El sistema de inteligencia artificial obtuvo un 97% de precisión, comparable con las de los especialistas experimentados que participaron en el entrenamiento. 

El algoritmo de reconocimiento centró su atención en el reborde orbitario superior como parámetro de normalidad, detección de género y cambios degenerativos.

En las siguientes fases de entrenamiento, incluiremos otras patologías oculares como ojo rojo, cambios pupilares y posición ocular. Aquí algunos ejemplos de imágenes y su análisis. (Figuras 4, 5 y 6)

Figura 4. Foto tomada por el FotoEyeMin® y analizada por el modelo de aprendizaje profundo. Muestra un 99% de concordancia con los datos clínicos del mismo paciente. El análisis se centra en el reborde orbitario superior y la zona ciliar, como punto de mayor poder predictor.

Figuras 5. (A-D). Fotos tomadas por el FotoEyeMin® de 4 mujeres distintas con edades por encima de los 40 años, con patologías orbito-oculares degenerativas diferentes, como sigue: A. Miopía, exoftalmos y leve dermatochalasis. B. Blefarochalasis de sólo piel. C. Atrofia orbitaria, elevación compensatoria de cejas D. Elevación compensatoria de cejas. Al ser analizadas las imágenes por el modelo de aprendizaje profundo se catalogan con un porcentaje de anormalidad del 64% y una precisión validada entre el 80-94% de concordancia con los datos clínicos del mismo paciente. El análisis se centra en el análisis del espacio entre el reborde ciliar y el pliegue palpebral como parámetros de predicción.

Figura 6. Foto tomada por el FotoEyeMin® de un paciene con exoftalmos marcado, donde muestra un 99% de precisión de anormalidad en el área ciliar-orbitaria-ocular.

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