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Número 4 - Diciembre 2002 ARTÍCULO ORIGINAL

CALIDAD VISUAL, ABERRACIONES ÓPTICAS Y TRATAMIENTO PERSONALIZADO DE LA MIOPÍA

VISUAL QUALITY, OPTIC ABERRATIONS AND PERSONALIZE TREATMENT OF MYOPIA

Elies Amat D, Gatell Tortajada J, Coret Moreno A


INTRODUCCIÓN

El tratamiento personalizado de la miopía pretende realizar una ablación asférica según un patrón aberrométrico y topográfico del ojo. La diferencia respecto a los tratamientos estándar es que éstos se basan en la refracción subjetiva transformada, mediante el algoritmo de Munnerlyn, en un patrón de ablación esférico.

Este patrón de ablación individualizado pretende por un lado reducir las aberraciones existentes y por otro no inducir nuevas con la cirugía, y busca conseguir una mejor calidad de visión en los pacientes intervenidos, evitando los halos nocturnos (debidos en gran parte a las aberraciones de esfericidad y coma) y conservando la sensibilidad al contraste preoperatoria. Además, pretende reducir la ablación realizada, no tratando tejido sin una finalidad refractiva.

Ante estas pretensiones, se nos presentan una serie de inconvenientes a tener en cuenta:

1. Sólo se pueden corregir las aberraciones monocromáticas; las aberraciones cromáticas nos limitan la visión de imágenes policromáticas, y aunque éstas alteren menos la calidad visual, no podrán ser corregidas (1) (fig. 1).

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Fig. 1: En este gráfico podemos ver cómo las aberraciones cromáticas no empeoran la MTF en la misma proporción como lo hace la aberración de esfericidad (reproducido de Thibos, L).

2. Las aberraciones de alto orden son un objetivo móvil; pueden variar en cuestión de segundos y/o años, y verse afectadas por:

a) La acomodación: No se detectan las mismas aberraciones en la mirada próxima o en la lejana de un mismo paciente (2).

b) Las microfluctuaciones: En un mismo estado de acomodación hay pequeñas variaciones que causan inestabilidad de las aberraciones.

c) La película lagrimal: Los rayos con los que medimos las aberraciones, al incidir sobre una zona de la película lagrimal adelgazada, la atraviesan más rápidamente y con menor desviación que en una zona de lágrima íntegra.

d) El envejecimiento: Con la edad se modifican las aberraciones, y se observa un aumento de la aberración de esfericidad (3) (fig. 2).

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Fig. 2: En este gráfico podemos observar cómo el global de aberraciones aumenta con la edad de una forma directamente proporcional, con una máxima inclinación a partir de los 40 años.

3. Es muy difícil corregir las aberraciones de alto orden junto a las aberraciones de bajo orden. Cuando estamos tratando ametropías altas, al corregir éstas no podemos además modelar la córnea a nivel de submicras, que es lo que precisaría la corrección de las aberraciones.

4. Existe una limitación retiniana (4,5) a la visión; si pudiéramos eliminar todas las aberraciones e incluso la difracción, nuestra visión quedaría limitada por el factor neural.

5. Factores de la industria: Si aumentamos nuestra capacidad visual quizás quedamos impedidos por nuestra vida laboral, ya que podríamos ver los píxels de las pantallas, o el piqueteado de la industria gráfica.

6. Salud pública: Los ojos están protegidos frente agresiones lumínicas gracias a las aberraciones, que desvían el rayo de la mácula. En un ojo sin aberraciones el daño retiniano podría ser mayor.

7. Limitaciones de los aberrómetros: Deberían implicar al paciente para captar el componente no óptico de la refracción. Además existen limitaciones técnicas como son:

a) El solapamiento en los sistemas de Hartmann-Shack.

b) No funcionan cuando hay una opacidad de medios.

c) En cicatrices o córneas muy irregulares las mediciones son poco fiables.

8. Respuesta biomecánica: Es difícil pretender corregir las aberraciones de alto orden si no sabemos cómo reacciona la córnea después de una ablación (6,7). Se desconoce si es capaz de mantener la forma que hemos esculpido con el láser.

9. Aberraciones inducidas por el microqueratomo. Se tendrían que tener en cuenta a la hora de calcular el tratamiento. Hay estudios que demuestran la inducción de aberraciones por el paso del microqueratomo, y que éstas son diferentes según la localización de la bisagra (8). También se demuestra que la aberración inducida con el microqueratomo con bisagras nasales regresa con el tiempo (9).

10. No se ha definido la agudeza visual ideal. ¿por qué tiene que ser la más alta? Tendrá que estar en relación a la profesión y edad del paciente; existen estudios que demuestran que ojos afectos de cierta aberración cromática poseen una mejor visión funcional que ojos sin aberraciones.

11. Limitaciones de los láseres. El spot debería ser menor a 1 mm, junto a unos sistemas de seguimiento del movimiento ocular más preciso y con control de las ciclotorsiones.

  

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LAS ABERRACIONES

La medición de las aberraciones se lleva a cabo mediante unos aparatos denominados aberrómetros. El principio que usan es la medición de la desviación que sufren unos rayos de luz incidente en el trayecto de retorno o de reflexión de la retina. Cuando la emisión de estos rayos es múltiple y simultánea es cuando obtenemos un frente de onda. En el caso de un sistema óptico ideal, el frente de ondas será plano; si los rayos interaccionan con aberraciones, el frente de ondas adoptará la misma forma que la aberración que ha atravesado (fig. 3).

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Fig. 3: En el gráfico de la izquierda vemos un frente de ondas entrando en el ojo. En la derecha arriba un frente de ondas saliendo de un ojo sin aberraciones, por lo que es un frente de onda plano, y a la derecha abajo un frente de ondas saliendo del ojo de forma aberrante.

Según el momento en que captamos la desviación producida en el rayo de luz incidente, podemos dividir los aberrómetros en dos tipos:

1. «Outgoing»: Son aberrómetros que utilizan el sistema de Hartmann-Shack, que consta de la emisión hacia el interior del ojo de un láser muy fino de He-Ne, el cual al rebotar en la retina produce un frente de onda que se modula a medida que encuentra aberraciones en todo el sistema dióptrico ocular, saliendo del ojo como si fuera un molde de éste. Entonces esta información se capta y se analiza, dando el mapa aberrométrico del ojo. Se llama «outgoing» porque la información se recoje en el trayecto de salida.

2. «Ingoing»: En éstos la información se capta en el trayecto de entrada. Se dividen en dos grupos:

a) Tscherning: Se emite una rejilla de láser a través de una lente, quedando reflejada en el fondo del ojo; la imagen se capta con una cámara que analiza la pérdida de la equidistancia entre los puntos, extrapolando las aberraciones que la han producido.

b) Ray-Tracing: Consta de la emisión de múltiples rayos simples, captando donde impacta cada uno por separado en la retina. Se calcula la diferencia entre donde impactan, y donde deberían de haber impactado si se tratara de un ojo sin aberraciones. Con este sistema se evita el posible solapamiento que puede ocurrir en los dos anteriores sistemas en ojos muy aberrantes.

  

MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN DE LAS ABERRACIONES

1. Modulation transfer function (MTF): Es el cociente entre la calidad de imagen con la que nuestra retina percibe de un objeto y la calidad real del objeto (fig. 4).

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Fig. 4: En el dibujo podemos apreciar cómo la imagen percibida es de peor calidad que la imagen real debido a la degradación de ésta por las aberraciones que atraviesa.

2. Root Mean Square (RMS): Se mide en micras y es la cantidad de desviación de un frente de onda perfecto con el real. A menor RMS, mejor es el frente de onda real.

3. Point spread function: Determina cómo se vería un punto de luz remoto a través del frente de onda captado. Cuanto más semejante a un punto, menor aberración hay en el frente de onda (fig. 5).

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Fig. 5: A la izquierda vemos un PSF ideal, y a la derecha dos PSF con aberraciones.

  

MÉTODOS DE REPRESENTACIÓN

Los polinomios de Zernike se han adoptado como el mejor método para definir el frente de onda. Son un grupo de polinomios completamente ortogonales definidos en un círculo. Cada tipo de aberración se representa con un tipo determinado de polinomio, que se clasifica en base a dos subíndices. Uno es el «n» que es el grado radial, y el otro el «m» que es la frecuencia azimutal; cuanto mayor este último, más periférica será la aberración.

  

FACTORES QUE DETERMINAN LA VISIÓN

Hay unos factores que mejoran, otros que empeoran, y otros que limitan la visión.

  

Factores que empeoran la visión

a) La difracción: Es debida al impacto de la luz con el margen pupilar. No hay forma de eliminarla. Acaba produciendo el «Airy Disk» en la imagen retiniana (1) (fig. 6).

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Fig. 6: En el gráfico podemos ver cómo la imagen retiniana se dispersa debido a la difracción (reproducido de Thibos, L.).

b) Scatter intraocular: Se refiere a la dispersión de los rayos debido a su interacción con las estructuras internas del ojo.

c) Aberraciones: Entendemos por aberración cualquier irregularidad en una superficie que produzca una aceleración o enlentecimiento de la longitud del trayecto óptico de los rayos de luz que la atraviesan. Las hay de dos tipos:

Se dividen en (10):

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Fig. 7: Reproducido de McRae.

  

Factores que mejoran la visión

a) Respuesta fotópica: Se basa en la diferente sensibilidad de los tres tipos de fotorreceptores que encontramos en la retina. Se encarga de maximizar la sensibilidad en el medio del espectro (verde), disminuyendo el efecto pernicioso de la aberración cromática.

b) Efecto Stiles-Crawford: Respuesta disminuida de la retina frente a las posiciones más aberrantes del frente de onda, debido a la preferencia de los conos foveales a la luz que entra por el centro de la pupila y le inciden rectos, y no por los rayos que entran por los márgenes de la pupila que le llegan oblicuos.

c) Dithering: Es un movimiento constante de la retina que hace que la imagen caiga en diferentes fotorreceptores. Mejora los límites neurales.

  

Factores que limitan la visión

a) El límite neural. Éste se divide en dos puntos:

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Fig. 8: En este gráfico podemos apreciar en la línea discontinua la curva de sensibilidad al contraste en individuos normales, y con la línea continua la curva en individuos sin aberraciones. Podemos apreciar cómo estos últimos ven por encima de la resolución retiniana, por lo que no ven los objetos con su forma real sino bajo un alias (reproducido de Thibos, L.).

b) La ambliopía refractiva: los niños mayores de 8 años difícilmente recuperan su ambliopía. Si un ojo ha estado viendo 20/20 durante 20 años, ¿por qué tendría que aumentar la visión a 30/20?

  

CONCLUSIONES

Tenemos la tecnología suficiente para mejorar nuestros tratamientos LASIK; pero debemos, en primer lugar, entenderla y en segundo lugar aprender a utilizarla. La selección del paciente es muy importante, ya que no todos los pacientes se beneficiarán claramente de esta tecnología. En nuestra opinión el primer objetivo del tratamiento basado en la aberrometría debe ser el no inducir alteraciones en la calidad visual de nuestros pacientes, ni pérdida de líneas de visión, ni de sensibilidad al contraste, ni empeorar la visión nocturna.

 

BIBLIOGRAFÍA

  1. Thibos LN. Prospects for a perfect vision. J Refract Surg 2000; 16: S540-S546.

  2. Artal P, Fernández EJ, Manzanera S. Are optical aberrations during accomodation a significant problem for refractive surgery? J Refract Surg 2002; 18: S563-S566.

  3. Marcos S. Are changes in ocular aberrations with age a significant problem for refractive surgery? J Refract Surg 2002; 18: S572-S578.

  4. Applegate RA. Limits to vision. Can we do better than nature? J Refract Surg 2000; 16: S547-551.

  5. Schwiegerling J. Theoretical limits to visual performance. Surv Ophthalmol 2000; 45: 139-146.

  6. Roberts C. Biomechanics of the cornea and wavefront guided laser refractive surgery. J Refract Surg 2002; 18: S589-S592.

  7. Roberts C. The cornea is not a piece of plastic. J Refract Surg 2000; 16: 407-413.

  8. Scwiegwerling J, Snyder RW, Lu JH. Wavefront and topography. Keratome induced corneal changes demonstrate that both are needed for custom ablation. J Refract Surg 2002; 18: S579-S583.

  9. Pallikaris IG, Kymionis GD, Panagopoulou SI. Induced optical aberrations following formation of a laser in situ keratomileusis flap. J Cataract Refract Surg 2002; 28: 1737-1741.

  10. MacRae SM, Krueger RR, Applegate RA. Customized corneal ablations. The quest for supervision. Slack Inc. 2001.


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