Al margen de todas las observaciones de sus predecesores es unánimemente aceptado que la primera referencia y descripción del astigmatismo fue realizada en 1800 por el inglés Thomas Young (1773-1829) (fig. 20), en su trabajo On the Mechanism of the Eye. Personaje enciclopédico, abarcó casi todas las ramas de la ciencia de la época como la medicina, matemáticas, física, química, música, botánica, realizó sus observaciones basándose en la experiencia descrita casi dos siglos antes por Scheiner. En efecto, su idea adoptada por investigadores posteriores que intentaban analizar la refracción de la cara anterior de la córnea, constituyó el principio del óptómetro construido por Young para observar su propio ojo, comprobando que la imagen de una línea se cruzaba a diferente distancia cuando colocaba el instrumento en el plano vertical y en el horizontal y que estando relajado los rayos verticales procedentes de un objeto se enfocaban en la retina cuando estaba situado a 10 pulgadas de la córnea, en tanto que los horizontales lo hacían cuando dicho objeto estaba a 7 pulgadas. Consideró que la causa de ese fenómeno era debida a una oblicuidad de la úvea o a una inclinación del cristalino. Hoy parece claro que el principal responsable del autodiagnosticado astigmatismo de Young era el cristalino ya que, en gran parte, se trataba de un astigmatismo en contra de la regla y que, efectivamente, la diferencia en las medidas entre el meridiano horizontal (5,62 D) y vertical (3,94 D), a una distancia focal de 23 pulgadas, representaba un astigmatismo inverso de 1,68 dioptrías.

Fig. 20. Thomas Young (1773-1829).

El hecho de que el astigmatismo persistiese al repetir su experimento con el ojo sumergido en agua, para neutralizar la refracción corneal, le indujo a considerar al cristalino como responsable de la anomalía (fig. 21). Tras escuchar al óptico y constructor de instrumentos científicos William Cary (1759-1825) que «mucha gente se veía obligada a sostener oblicuamente un cristal cóncavo para ver nítidamente ...», Young sugirió que un método para corregir esta anomalía podría ser inclinar el cristal de las gafas y en el caso del telescopio incluso fijarlo en una determinada posición sobre su ocular cóncavo.

Fig. 21. Prueba de Young (Philosophical Transaction of the Royal Society of London 1801).

La circunstancia infrecuente de que el defecto de Young no fuera corneal asiento habitual y principal del astigmatismo, y el respeto general por sus opiniones, derivado de su enorme prestigio científico, justifica que, en su momento, no se prestara demasiada importancia a su observación, que su reconocimiento como un defecto localizado principalmente en la córnea se retrasara muchos años y que sus hallazgos eclipsaran los de otros contemporáneos más acertados en establecer su localización anatómica.

En efecto, E.G. Fisher (1754-1831) profesor de matemáticas y física en el Instituto de Berlin, ya señaló aparentemente el fenómeno del astigmatismo hacia 1805 e incluso su biógrafo Friederich Klemm sostiene que antes de esa fecha, hacia 1783. Demostraba la anomalía a sus estudiantes usando dos series de líneas paralelas cruzadas en ángulo recto. En su escrito, incluido en la tesis posterior de su discípulo Gerson, queda implícito su conocimiento y apreciación del concepto de líneas focales. Del mismo modo cabe atribuirle el primer testimonio en el que se designa a la córnea como la causante principal del astigmatismo. Años más tarde, en 1818, establece la hipótesis de que la curvatura corneal se asemeja a la de un elipsoide (superficie de revolución que se forma cuando una elipse rota alrededor de su eje corto) y que en algunos ojos esta aberración es tan evidente que puede ser demostrada tan sólo midiendo y comparando con un calibre los meridianos horizontal y vertical.

Tampoco tuvieron mucha eco las investigaciones del médico Gerson Hartog (Hirsch) Gerson (1788- 1843) que permanecieron olvidadas mucho tiempo, a pesar de ser el autor del primer estudio fisiológico detallado sobre la anomalía. Efectivamente sus escritos son raramente mencionados en la literatura por su difícil acceso al texto original e incluso Donders admite haber sido incapaz de consultar ese trabajo «citado en algún lugar ....». Filósofo, científico y anatómico, posiblemente dirigió su interés inicial hacia los problemas de la visión durante su estancia en Berlin en 1805 con Fisher. En 1810 recibió su graduación médica en Göttingen tratando su tesis inaugural sobre la anatomía de la córnea que publicó con el título De forma corneae oculi humani deque singulari visus phaenomeno. En ella se incluye una carta de su maestro en la que literalmente le indica «… puedo ver y contar un haz de finas líneas horizontales a la distancia de 15-18 pulgadas y las líneas verticales sólo a 6-8 pulgadas. La sección horizontal de mi córnea forma un arco más plano que la vertical por lo que los rayos incidentes en el meridiano vertical de mi córnea tienen su punto focal sobre mi retina y los rayos incidentes sobre el horizontal tienen su punto focal detrás de mi retina. Estando erecto la imagen será una línea horizontal que se vera nítida pero alongada, la línea vertical será más gruesa debido a que la imagen consiste en una serie de líneas superpuestas». Por su parte Gerson realizó medidas corneales sobre ojos procedentes de autopsia usando el método de Pourfour du Petit, encontrando por vez primera que en la córnea elíptica el radio vertical es menor que el horizontal. Ya en 1808, empleó como un precursor test de detección del astigmatismo una tarjeta rectangular y series de líneas horizontales y verticales.

En 1812, G.P.L. Sachs, profesor asistente de Erlangen, describe en su trabajo Historia naturalis duorun leucaethiopum autores ipsius et sorosis ejes, la apreciación en su propio ojo y el de su hermana de un astigmatismo hipermetrópico, indicando que junto a una hipermetropía absoluta su córnea tiene un menor poder dióptrico en el meridiano horizontal, viendo a cualquier distancia las finas líneas verticales borrosas y las horizontales nítidas.

El físico y químico inglés William Hyde Wollaston (1766-1828) (fig. 22) doctorado también en medicina, entre sus hallazgos en el campo de la óptica, en 1802, desarrolla el refractómetro para determinar índices de refracción con ayuda de la reflexión total, que perfecciona en 1809 con el goniómetro de reflexión para la medida de superficies reflectantes y de ángulos sobre los cristales. En 1804 patenta una lente «periscópica» con el propósito de permitir no sólo una visión en su porción central sino también en la periferia al eliminar el astigmatismo por incidencia oblicua, realizando el primer intento serio de mejorar el diseño de las lentes de las gafas. La propuesta de este modelo de lente provocó alguna controversia con el óptico William Jones (1760-1831), manifiesta en su correspondencia mutua entre 1804 y 1813, en la que este último no reconocía su originalidad ni las consideraba superiores a los meniscos tradicionales (fig. 23). En 1806 inventa el prisma que lleva su nombre empleado posteriormente por Javal y Schiötz en su oftalmómetro. Se trata un divisor de rayos polarizados fabricado en calcita o cuarzo consistente en dos prismas triangulares cementados con glicerina o aceite de castor con ejes ópticos perpendiculares. Los rayos divergen desde el prisma originando dos rayos polarizados. El ángulo de divergencia esta determinado por la cuña angular de los prismas (entre 15º y 45º) (fig. 24). En 1807 emplea una lente periscópica y un prisma para diseñar su «Camera Lucida» como una ayuda para el dibujo. En 1812 inventa una lente consistente en dos cristales plano convexos separados por un tope que le permitiría una mayor apertura. Posteriormente mejora el diseño con un nuevo doblete de lentes plano convexas de diferente longitud focal separadas por un tope, con la intención de reducir las aberraciones y mejorar la resolución.

Fig. 22. William Hyde Wollaston (1766-1828).

Fig. 23. Anuncio de las lentes pariscópicas (1818).

Fig. 24. Prisma de Wollaston.

Conocedor de los trabajos de Young, David Brewster (1781-1868) (fig. 25), en 1818, describe los efectos ópticos subjetivos del astigmatismo aunque, aparentemente, sin comprender con precisión la naturaleza de estos fenómenos. En efecto, la causa de la imperfección visual no la atribuye directamente a la córnea sino a la secreción lagrimal que la lubrica debido a varias causas: (a) estar en un estado de descenso por su propia gravedad, (b) la alteración del fluido durante el parpadeo y (c) su atracción por capilaridad hacia el fornix inferior que constituye su reservorio horizontal. Conjetura que el movimiento descendente del líquido lagrimal cruza y desenfoca las líneas horizontales, mientras que, al coincidir con las líneas verticales, afecta poco su enfoque. Años más tarde, en 1837, sin duda ya al corriente de otros escritos, acepta el posible papel de la córnea o del cristalino en la producción del astigmatismo, sugiriendo para diferenciarlo examinar la imagen reflejada de una bujía sobre aquella que permite fácilmente apreciar si es circular u ovalada. En el primer caso la estructura afectada sería el cristalino. Esta sugerencia de observar el reflejo corneal permaneció olvidada hasta los trabajos posteriores de Airy, en 1846, en los que se vuelve a discutir la técnica de reflexión corneal, que condujo a la invención del queratoscopio manual. En 1830 editó la Edinbourgh Enciclopedia de 18 volúmenes donde dedica cientos de páginas a la óptica.

Fig. 25. David Brewster (1781-1868).

El físico y matemático francés Agustin Jean Fresnel (1788-1827) (fig. 26), obtuvo fórmulas para explicar la reflexión, refracción, doble refracción y polarización de la luz reflejada desde una sustancia transparente, desarrolló una teoría sobre la difracción y demostró que el moviendo ondulatorio es transverso. En 1818 parece que realizó el primer uso científico de una lente cilíndrica con el propósito de obtener una fuente luminosa lineal, que culminó con la lente que lleva su nombre (lente de Fresnel) empleada universalmente en los faros costeros. Consistía en un sistema óptico para inclinar y enfocar los rayos con el fin de formar un único punto de luz de alta intensidad luminosa en el que se combinaban prismas catadióptricos que refractan y reflejan y prismas dióptricos y la lente central que refractan (fig. 27).

Fig. 26. Agustín Jean Fresnel (1788-1827).

Fig. 27. Lente de Fresnel.

Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869) (fig. 28), profesor de fisiología de la Universidad de Breslau, en 1819 en su publicación, Beobactungen und Versuche zur Physiologie der Sinne, introduce las dos figuras que se emplean todavía para la determinación subjetiva del astigmatismo: los círculos concéntricos y la estrella. En 1823, en su trabajo De examine physiologica organi visus et sistemat.cutanei, describe las imágenes catóptricas producidas por la reflexión de la luz de una vela sobre la cara anterior y posterior de la córnea y del cristalino. Sugiere que la curvatura de la córnea podría medirse mediante un microscopio provisto de un micrómetro con un método comparativo consistente en calcular el tamaño de la imagen reflejada, utilizando como referencia las medidas obtenidas experimentalmente sobre secciones de esfera de vidrio. Refiere que puede alterar la visión presionando la córnea para modificar su curvatura, con la acomodación relajada ver nítidamente las líneas horizontales y, con la máxima acomodación, las verticales.

Fig. 28. Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869).

Años después, en 1838, el oftalmólogo francés Louis Joseph Sanson (1790-1841), supuestamente de forma independiente, describe de nuevo dichas imágenes en sus Leçons sur les maladies des yeux y las emplea por vez primera con fines diagnósticos. Pese a que durante algunos años sucesivos existe controversia sobre la paternidad del hallazgo finalmente se acepta su prioridad decidiéndose identificarlas con el nombre de ambos (imágenes de Punkinje-Sanson) (fig. 29).

Fig. 29. Imágenes de Punkinje-Sandon.

Aunque resulta difícil establecer la influencia precisa de todas estas observaciones preliminares en el subsiguiente estudio del astigmatismo, es unánimemente aceptado que su primera descripción y su posible corrección fue realizada 25 años después de Young y, al parecer desconociendo sus trabajos, por el brillante matemático, astrónomo e ingeniero, inglés George Biddell Airy (1801-1892) (fig. 30), en un trabajo leído ante la Cambridge Philosophical Society el 21 de febrero de 1825 y posteriormente publicado en los Translactions de dicha Sociedad. Lucasian y Plumian Profesor de Cambridge y Director del Observatorio Astronómico de esa Universidad, al constituir esas disciplinas su principal foco de interés parece razonable suponer que pese a mantener una correspondencia mutua con Young, ignorara muchos de sus escritos y que determinada información sobre varios aspectos de óptica fisiológica fueran sólo comentados entre ambos marginalmente.

Fig. 30. George Biddell Airy (1801-1892).

Siendo todavía estudiante en el Trinity College, Airy notó que su ojo izquierdo era totalmente inútil cuando intentaba leer o mirar cualquier objeto próximo. Suponiendo que el origen de su problema ocular era debida a la falta de uso, intentó utilizarlo lo más posible cerrando y ocluyendo su ojo derecho, aunque sin éxito. Tal como años antes indicara Cary a Young observó que, inclinando oblicuamente el cristal de sus propias gafas o mirando el objeto en un punto cerca del borde, podía percibirlo más claramente. No obstante si bien el defecto visual de Young era relativamente bajo, por lo que la eficacia de inclinar la lente resultaba fácilmente perceptible, en el caso de Airy, con un astigmatismo considerablemente más elevado, la distorsión provocada por la rotación de la lente era demasiado importante para ser tolerada y constituir una solución al problema. Por ello, en un intento de corregir su propia anomalía, se concentró en una experimentación más seria que condujo finalmente no sólo a elaborar las bases teóricas del astigmatismo sino a apreciar las aplicaciones prácticas de una lente cilíndrica para su corrección.

En el examen de su ojo izquierdo Airy observó que la imagen formada por un punto brillante, como una bombilla o una estrella, no era circular sino elíptica «formando su eje mayor un ángulo de 35º con el vertical y su mayor extremidad inclinada a la derecha …». Dibujando sobre un papel una cruz negra podía determinar con facilidad que a una cierta distancia del ojo una línea era observada perfectamente nítida mientras la otra era escasamente visible y llevando el papel más cerca del ojo, la línea nítida desaparecía y la otra se veía bien definida. Para realizar sus mediciones perforó con un pequeño orificio una cartulina negra, unida a una escala graduada deslizante apoyada sobre la mejilla. Iluminaba una hoja de papel y «manteniendo la cartulina entre ésta y su ojo disponía de un punto luminoso sobre el que podía hacer observaciones con gran facilidad y exactitud». Apreció que a la distancia de 6 pulgadas (15,8 cms) (1 pulgada = 2,54 cms) un punto aparecía como una línea bien definida, inclinada aproximadamente 35º sobre la vertical y a la distancia de 3 1/2 pulgadas (8,89 cms) se apreciaba una línea nítida, formando un ángulo recto con la primera y aparentemente de la misma longitud.

Tras realizar esas determinaciones concluyó que esa condición podría ser corregida haciendo una lente en la que los rayos incidentes paralelos produjeran la divergencia en un plano desde una distancia de 3 1/2 pulgadas y en el plano perpendicular desde 6 pulgadas. Para la elaboración de la lente esfero-cilíndrica empleó un cristal con un índice de refracción de 1,53 y un radio de curvatura de 3,18 pulgadas y 4,45 pulgadas, para las superficies esféricas y cilíndrica respectivamente, equivalente a un poder dióptrico de 6,25 D y 4,62 D aproximadamente. Los datos del astigmatismo de Airy registrados en pulgadas supondrían pues, convertidos en dioptrías, un valor de entre 4-4,5 D.

Una vez confirmado su diagnóstico encargó la realización de una lente cilíndrica a Peters, un platero de Cambridge que, al parecer, tras varios intentos infructuosos, no llegó nunca a realizarse. Finalmente, consiguió dicha lente, que había sido fabricada en 1824 por un artesano constructor de instrumentos de Ipswich llamado Fuller, señalando que «… gracias a este vidrio mi ojo izquierdo me rinde igual que el derecho». Años más tarde, en 1846, otro óptico Simms fabricó lentes esfero-cilíndricas de forma regular para gafas con diferentes potencias. Esos primeros cristales se cortaban de forma redonda para insertarlos en monturas circulares de tal forma que permitieran su rotación hasta encontrar el eje apropiado.

Uno de los problemas iniciales que surgieron en la elaboración de las primeras lentes tóricas y en su ulterior montaje fue decidir el tallado cóncavo o convexo del cristal cilíndrico y si, en relación al ojo, el cilindro debía situarse en la parte interna o externa de la gafa. Aunque es presumible que los casos iniciales precisaban correcciones cilíndricas medias o altas por lo que el efecto sobre la visión sería inapreciable con independencia de que se usara un vidrio cóncavo o convexo, sí parece obvio que estos detalles técnicos debían tener una clara repercusión sobre el coste de las lentes cilíndricas, en aquel tiempo todavía relativamente artesanales. Por esta razón Airy recomendó realizar varios cilindros sobre una sola cara que permitieran, si era preciso, tallar una superficie esférica en la otra, para conseguir la corrección de la visión a diferentes distancias (lejos, cerca e intermedia).

La contribución de Airy al astigmatismo no se limitó, por lo tanto, a la observación puntual de su propio defecto sino que prolongó su evaluación muchos años después, permitiendo observar su disminución y conocer por ello los cambios que pueden ocurrir con la edad, ofreciendo el primer análisis seriado de casos de astigmatismo registrados en la literatura.

Para designar la anomalía, William Whewell (1794-1866) (fig. 31), ilustre profesor de matemáticas y filósofía, Master del Trinity College de Cambridge, sugirió a Airy, en 1849, el término «astigmatismo» (del griego a = sin y stigma = punto).

Fig. 31. William Whewell (1794-1866).

A diferencia de Airy sí parece incuestionable que las instrucciones de Young para el uso del optómetro llamaron la atención y tuvieron influencia en las observaciones de John Isaac Hawkins (1772-1855) que contribuyeron de forma notable al desarrollo de la óptica fisiológica de la época. Personaje de notable ingenio, músico (constructor e innovador del pianoforte), ingeniero, inventor, poeta y predicador, en 1827, detecta el astigmatismo en su propio ojo, destaca la utilidad del optómetro, recomendando su comercialización e incluso su empleo para explorar individualmente la visión y junto con Herschel se adelanta en señalar a la córnea como posible causante del defecto. Para la detección del astigmatismo, como un imperfecto substituto del optómetro, sugiere emplear un libro de música (una anticipación del moderno test «fan and block»). Aconseja para ello, con un ojo ocluido, desplazar el libro situado horizontalmente de delante atrás hasta ver las líneas enfocadas, medir la distancia con una regla y, a continuación, rotar el texto verticalmente y realizar la misma operación.

En comparación con la de Airy, la aportación de Hawkins al astigmatismo no recibió, sin embargo, el merecido reconocimiento por varias razones. En primer lugar porque el trabajo de aquél pese a su cortedad, estaba dedicado a la detección y corrección del astigmatismo, en tanto que el de Hawkins lo discutía sólo marginalmente junto a otros aspectos de la óptica ocular en los que si fue indiscutible inventor (por ejemplo, las lentes trifocales). En segundo lugar porque pese a la originalidad de ambos trabajos Hawkins estuvo explícita y directamente influenciado e inspirado por la literatura de la época mientras paradójicamente Airy ignoró en sus estudios iniciales los trabajos publicados previamente, incluidos los de Young, logrando por ello descubrir su propio astigmatismo de forma independiente y diseñar una lente esfero-cilíndrica para corregir el defecto visual. Curiosamente, aún teniendo Airy en un principio referencias de la existencia de una lente compuesta por cilíndros cruzados, ideada y patentada por el óptico francés M.N.J. Chamblant, no se imaginó que pudiera ser aplicada a la corrección del astigmatismo, mientras que Hawkins, si tuvo esta previsión al informarse, consultando la Cyclopedia de Rees, cómo podría construirse una lente cilíndrica.

Por todo ello, en una revisión histórica crítica del papel jugado por los primeros descubridores del astigmatismo el análisis comparativo de las observaciones de Airy y Hawkins sirve, aún sin quitar el merecido mérito a la brillante contribución del primero, para ilustrar como y porqué una aportación importante a la historia de la ciencia puede ser injustamente olvidada o ignorada.

Casi simultáneamente a Hawkins, John Frederick William Herschel (1792-1871) (fig. 32), matemático, físico, fotoquímico, filósofo y sobre todo célebre astrónomo, en 1827, describe el astigmatismo como una alteración en la morfología de la córnea en la que en lugar de ser una superficie de revolución, con todas sus secciones iguales, presenta una diferente curvatura en el plano vertical y el horizontal. Ese mismo año, en un artículo para la Enciclopaedia Metropolitana, propone varios métodos, sin llegar a aplicarlos, para corregir el astigmatismo irregular, entre otros adaptar una lente al ojo con su cara interna reproduciendo la superficie corneal irregular (intaglio facsímile), a partir de un molde de la misma, manteniendo la cara externa esférica o, alternativamente, rellenar el espacio entre la cara interna esférica y la córnea con un gel transparente, realizando pues la primera y adelantada detallada descripción imaginaria de una lente de contacto.

Fig. 32. John Frederick William Herschel (1792-1871).

En efecto, en 1840, un cirujano oftálmico tan eminente en su época como el escocés William Mackenzie (1791-1868) (fig. 33), muestra todavía su escepticismo dudando que una lente de contacto pueda ser tolerada el tiempo suficiente para ser de utilidad, habiendo de esperar treinta años para que retomando las ideas de Herschel, se emplearan clínicamente lentes de contacto.

Fig. 33. William Mackenzie (1791-1868).

La polémica sobre la prioridad de los descubridores del astigmatismo es ciertamente compleja pues también en 1827, en Estados Unidos, Chauncey Enoch Goodrich (1801-1864), clérigo, científico y estudioso de óptica, describe y corrige su propio defecto. En una carta dirigida al afamado óptico John Mc Allister Jr. (1786-1877) sugiere como explicación a sus síntomas visuales que el cristalino tiene una curvatura cilíndrica convexa o quizás oblata convexa y propone para su corrección una lente cuya configuración imite la de aquél. Efectivamente el defecto fue corregido con lentes plano-cilíndricas, proporcionadas por Mc Allister que probablemente obtuvo a su vez en Francia, a través del óptico M.N.J. Chamblant, que ya las elaboraba desde antes de 1820.

En 1829, Henry Coddington (1799 -1845), reputado matemático, Tutor del Trinity College de Cambridge, inventor del microscopio manual, publica su libro A Tratise on the Reflexion and Refraction of Ligth, que contiene las primeras ecuaciones matemáticas aplicadas al astigmatismo (fig. 34).

Fig. 34. Libro de Caddington donde por vez primera se describe el astigmatismo (1929).

En 1832, Carl Friedrich Theodore Krause (1797- 1868), profesor de anatomía en Hannover, edita su Handbuch der menschlichen Anatomie en el que se determinan las dimensiones exactas en forma y tamaño del ojo humano, incluyendo también el grosor de la córnea y cristalino y su poder refractivo, medidas que posteriormente, en 1867, empleó von Helmholtz como base en sus trabajos.

La resolución del problema matemático del astigmatismo corresponde al suizo Jaques Charles Francois Sturm (1803-1855) (fig. 35), profesor de matemáticas en la Escuela Politécnica de París y posteriormente de mecánica en la Facultad de Ciencias que, en 1845, presenta su Memoire sur la théorie de la vision en el que plantea una peculiar hipótesis con la que pretende demostrar la posibilidad de ver a diferentes distancias sin acomodación. Establece determinados aspectos teóricos de la refracción a través de superficies asimétricas pero, sobre todo, describe una figura geométrica, el conoide, que lleva su nombre y que representa el particular trayecto de los rayos refractados a través de una lente tórica (fig. 36).

Fig. 35. Jaques Charles Francois Sturm (1803-1855).

Fig. 36. Conoide de Sturm.

En 1846, el médico irlandés Henry Goode, en un trabajo presentado a la Cambridge Philosophical Society refiere la corrección de su propio astigmatismo y el de otros individuos empleando cristales cilíndricos proporcionados por el óptico francés M.N.J. Chamblant.

En los años siguientes se presentan casos individuales de astigmatismo por Cassas, en 1844, William Hamilton (1805-1865) de Dublín, en 1847, Pastor Schnyder de Lucerna, en 1849 e Isaac Hays (1796-1889) de Philadelphia, en 1854.

En 1849, el brillante matemático y físico de Cambridge George Gabriel Stokes (1819-1903) (fig. 37), desarrolla un método simple para determinar el grado de astigmatismo presentado en una reunión de la British Society for the Advancement of Science que, dadas las escasas referencias al tema existentes en la literatura de la época, despierta un notable interés. El convencimiento de que se trataba de un problema óptico ocular relativamente frecuente le estimuló a concebir un procedimiento que permitiera estimar con precisión la magnitud del error astigmático, culminando en un dispositivo que denominó lente astigmática (fig. 38). Básicamente la «lente de Strokes», como fuera posteriormente bautizada por Donders, era un cilindro variable consistente en la combinación de dos cristales plano-cilindricos positivos (convexos) y negativos (cóncavos) de igual potencia, dispuestos para poder rotar en iguales y opuestas direcciones. La potencia sería igual a cero cuando los ejes fueran paralelos, al neutralizarse recíprocamente o a la suma algebraica de la correspondiente a cada uno de los dos plano-cilindros si los ejes se cruzaran perpendicularmente entre sí (fig. 39).

Fig. 37. George Gabriel Stokes (1819-1903).

Fig. 38. Lente cilíndrica de Strokes (1849).

Fig. 39. Lente de Strokes (modificado por Snellen, 1873).

En 1847, el cirujano inglés William White Cooper (1816-1886), en su publicación Near sigth, aged sight and impaired vision y posteriormente, en 1850, Observations on conical cornea, señala que en algunos ojos, debido a la peculiaridad en la forma de los medios refringentes o a la sensibilidad de la retina, puede mejorarse la visión con cristales inclinándolos o sosteniéndolos oblicuamente, siendo especialmente evidente en algunos pacientes miopes. En este sentido J. Estlin y los ópticos Philip Carpenter y William Westley incorporan un segundo anillo a la montura de sus gafas para dar una adecuada posición al cristal.

Si bien la lente de Stokes constituye la base de las lentes diseñadas posteriormente para estimar el grado de astigmatismo y su sistema es el principio en el que se basa el método de los cilindros cruzados para el examen de refracción, hay que resaltar que en sus comienzos no se valoraron sus posibilidades, quedando restringido su empleo estrictamente a la estimación cuantitativa de astigmatismos relativamente elevados.

En el análisis histórico de las aportaciones de muchos de los precursores del conocimiento del astigmatismo no resulta sorprendente ni parece casual el hecho de que, dada la complejidad conceptual de sus observaciones en el contexto de esa época, esos nombres tengan en común, además de un tremendo ingenio y una notable capacidad de observación, la necesidad de poseer unos profundos conocimientos tanto de las ciencias elementales (matemáticas, física, filosofía) como de las aplicadas (óptica, biología) por lo que muy raramente se dedicaron de forma exclusiva a la medicina.

Durante las ultimas décadas del siglo XIX se produce un tremendo avance no sólo en el conocimiento del astigmatismo sino en la técnica e instrumentación empleada para su detección y examen, fundamentalmente la queratometría y la confección de varios test gráficos específicos.

La importancia y prevalencia del astigmatismo es destacada, por el Coronel de Ingenieros Goulier (1818-1891), Profesor de Topografía de la Escuela Militar de Metz que, en 1852, presenta sus observaciones sobre el astigmatismo a la Academia de las Ciencias. Incluía en su informe una ilustración consistente en una serie de líneas horizontales y verticales, rejillas, etc. (fig. 40) que empleaba con éxito en la detección del astigmatismo, permitiéndole establecer la gran frecuencia del defecto y que constituye uno de los primeros test conocidos. La tabla estaba diseñada para detectar no solo los meridianos horizontal y vertical sino los oblicuos. Sus investigaciones en la que señalaba además la posibilidad de su corrección mediante vidrios cilíndricos fueron depositadas en un pliego cerrado en la Academia de Ciencias que no fue abierto hasta 1865. Tiempo después, en 1886, hace referencia por vez primera al biastigmatismo.

Fig. 40. Test de Goulier.

En 1854, el inspector general de puentes y carretaras francés L. L. Vallée y autor de la monografía Cours elémentaire complet sur l’oeil et la vision de l’homme et des animaux vertebrés qui vivent dans l’air, considera al astigmatismo tan frecuente como la miopía y la hipermetropía y aconseja los cristales cilíndricos para su corrección. Publica una teoría sobre las lentes bicilíndricas con ejes cruzados perpendicularmente, la forma de prescribirlos y la fórmula para el cálculo de su equivalente esferocilíndrico, demostrando el efecto cilíndrico de la lente de Stokes

El oftalmólogo francés Marc-Antoine-Louis-Felix Giraud-Teulon (1816-1887) escribe en 1861 su libro sobre anomalias de la refracción Physiologie et Pathologie functionelle de la vision binoculaire. Un año después, simultáneamente a Snellen, presenta unos optotipos análogos, constituidos por letras que forman una palabra completa sin tener, no obstante, el reconocimiento internacional de aquél. En 1865, destaca las ventajas de considerar las medidas ópticas en términos de potencia.

En 1867, John Green (1835-1913) (fig. 41), publica un trabajo titulado Detection and measurements of astigmatism, en el que incluye tres ilustraciones de sus personales discos de astigmatismo (fig. 42) uno de los cuales está formado por un punto central y 60 líneas radiales. Los test de Green constituyen el modelo en el que se basan los modernos discos astigmáticos empleados en el presente.

Fig. 41. John Green (1835-1913).

Fig. 42. Estrella astigmática de Green.

En la edición de 1866 de su tratado, A Guide to the Practical Study of Diseases of the Eye, James Dixon (1814-1896), famoso cirujano del St. Thomas Hospital de Londres indica en relación al astigmatismo que desde un punto de vista etimológico, el término más correcto para designarle debiera ser «astigmism» aunque acepta, no obstante, que la generalización del vocablo astigmatismo, por el que se le conoce universalmente, justifica no cambiarlo por meras razones de purismo lingüístico.

El médico holandés Franciscus Cornelis Donders (1818-1889) (fig. 43), profesor de la Universidad de Utrech, representa sin duda una de las figuras oftalmológicas más sobresalientes del siglo XIX y con mayor influencia científica en la moderna fisiología de la visión. En 1858, publica su trabajo Über die Refraktions und Accomodations Anomalien en el que describe el método subjetivo de examinar la refracción, eludiendo el empleo de la oftalmometría. En 1862, presenta en holandés la monografía Astigmatismus und cylindrische Gläser, a partir de la cual los cristales cilíndricos se incorporan regularmente a la caja de lentes. En 1864, se edita en inglés su libro clásico On the Anomalies of Accommodation and Refraction of the Eye, en el que se clarifican todos los conceptos hasta entonces confusos de los defectos de refracción y particularmente del astigmatismo, derivados de trabajos previos desde Young y Airy, estableciendo la forma de corregirlo mediante lentes cilíndricas. Enfatiza que la disminución de agudeza visual es el síntoma más importante del astigmatismo, debido a lo cual las personas afectadas deben leer a una distancia más corta, sufriendo astenopia acomodativa.

Fig. 43. Franciscus Cornelis Donders (1818-1889).

En el mismo año 1862 su discípulo y amigo Herman Snellen (1834-1908) (fig. 44), propone en su famosa publicación Optotypi ad visum determinandum, la más universal y conocida pantalla de optotipos, a la que incorpora el disco radial para la detección del astigmatismo y que se mantiene todavía vigente. Aporta la definición y concepto de astigmatismo «según la regla» y «en contra de la regla» y propone su tratamiento quirúrgico.

Fig. 44. Herman Snellen (1834-1908).

En 1862, el médico y antropólogo americano Swan Moses Burnett (1847-1906) publica en Berlín su monografía Astigmatismus und cylindrische Gläser que, para Donders, constituye la primera publicación específica sobre astigmatismo de la literatura oftalmológica. En su A Theoretical and Practical Treatise on Astigmatism, editado en 1887, propone para designar el astigmatismo un término abreviado «astigmia» que considera más correcto desde un punto de vista etimológico y que incluso armonizaría mejor fonéticamente con otras palabras relacionadas con la óptica fisiológica como miopía, hipermetropía, astenopia, esoforia, exotropia, etc. A esta propuesta, que finalmente no prosperó, se sumaron también G. Martin y E. Jackson.

Existen pocos textos sobre el astigmatismo en esa época, aunque si hay varias publicaciones menores pudiendo destacarse la de Reusch, de Tubingen, Theorie der Cylinder-Linsen, en 1868, en 1888, la de Ch. F. Prentice, de New York, Dioptrica formulae for combined cylindrical lenses en 1888 y la de A. Salis, de Paris, Manuel pratique de l’astigmatisme, en 1898.

El papel de la acomodación sobre el astigmatismo es discutido en 1866 por Albrecht Nagel (1833-1895) y en 1868 por Dubrowski, que admiten la existencia de contracciones del músculo ciliar que provoca un astigmatismo en el cristalino capaz de neutralizar el corneal.

En 1872, Ferdinand Monoyer (1836-1912) (fig. 45), en un artículo publicado en los Annales d' Oculistique titulado Sur l'introduction du système métrique dans le numérotage des verres de lunettes et sur le choix d'une unité de réfraction introduce por vez primera el término «dioptría» como unidad de potencia de la lente, expresado como la inversa de su distancia focal en metros, que con el apoyo de Donders es universalmente adoptado en el área de la óptica fisiológica a partir del Congreso de Internacional de Oftalmología de Heidelberg de 1875. En 1874 propone además una nueva escala optométrica decimal en la que la agudeza visual normal se considera como la unidad y las inferiores decrecen en progresión aritmética.

Fig. 45. Ferdinand Monoyer (1836-1912).

En 1882, el oculista austríaco Emile de Berger (1855-1912) incorpora la figura estrellada de Green para la detección del astigmatismo en el examen de la refracción. Inventor de un oftalmoscopio propio, en 1886, escribe su monografía Der Hornhautspiege.

En 1886, Laval y Roure refieren la existencia de varios casos de astigmatismo corneal y cristaliniano (biastigmatismo).

A finales del siglo XIX varios investigadores, de forma independiente, estudian la utilización de lentes de contacto y su fabricación.

En 1887, el alemán Adolf Eugen Fick (1829-1901) (fig. 46), fisiólogo e inventor, tras experimentar en ojos de conejo y de cadáver, toma moldes del ojo humano y produce lentes de contacto escleral (kontaktbrille) que podían ser usadas y toleradas, recomendándolas para la corrección del astigmatismo irregular.

Fig. 46. Adolf Eugen Fick (1829-1901).

En 1888, el francés Eugène Kalt (1861-1941), profesor de oftalmología en el Hôtel Dieu de Paris, refiere la mejoría visual de un paciente con queratocono mediante la adaptación de una lente de contacto.

Finalmente, en 1889, el alemán August Müller (1864-194), describe en su tesis doctoral la corrección de su propia fuerte miopía con lentes de contacto talladas, a las que aporta un conjunto de perfeccionamientos técnicos. Al propio tiempo introduce en el diseño de las lentes convencionales un modelo matemático ampliado posteriormente, en 1898, merced a los estudios de F. Ostwald que propone una lente periscópica mucho más delgada que la de Wollaston aunque presenta algunos inconvenientes.

Los trabajos de Donders fueron consolidados y perfeccionados por el oftalmólogo danés Marius Hans Erik Tscherning (1854-1939) (fig. 47), asistente y sucesor de Javal en el famoso laboratorio de óptica fisiológica de la Sorbona que, en 1898, publica en Paris su monografía Optique Phisiologique. Sus estudios sobre movimientos oculares, la acomodación, la visión cromática, el estudio de las imágenes catóptricas mediante su «oftalmofacómetro», las aberraciones ópticas y la construcción de instrumentos de exploración (fig. 48) son trascendentales. En 1908, perfecciona la lente periscópica «ortoscopica» que permite abolir casi enteramente el astigmatismo de incidencia oblicua evitando la distorsión periférica de la visión.

Fig. 47. Marius Hans Eirk Tscherning (1854-1939).

Fig. 48. Optómetro de Young (modificado por Tscherning).

En 1890, Allvar Gullstrand (1862-1930) (fig. 49), oftalmólogo sueco, profesor en la universidad de Upsala, aplicando métodos matemáticos para el estudio de las imágenes ópticas y la refracción ocular, establece en su tesis Bidrag till astigmatismens teori (Contribución a la teoría del astigmatismo) los principios básicos del astigmatismo, que ratifica en sus siguientes trabajos entre 1900 y 1911, recibiendo por ello ese año el Premio Nobel de Medicina. Estudia y desarrolla lentes asféricas con el fin de corregir el astigmatismo por incidencia oblicua. Contribuye notablemente al conocimiento de la estructura y función de la córnea determinando, según su modelo de ojo, que su potencia total es de 43 D, resultado de la suma del poder de la superficie anterior (49 D) y la posterior (–6 D). Establece además su teoría de la acomodación intracapsular complementaria a la de von Helmholtz, perfeccionando el oftalmoscopio y diseñando la lámpara de hendidura.

Fig. 49. Allvar Gullstrand (1862-1930).

El trabajo sobre las lentes de Tscherning se prolongan en el del alemán Louis Otto Moritz von Rohr (1868-1940), profesor de óptica en Jena e investigador de la firma Carl Zeiss, en la que trabaja entre 1913 y 1940, dedicado al perfeccionamiento de instrumentos ópticos y lentes.

En los comienzos del siglo XX varios autores publican textos sobre el astigmatismo. En 1903, Carl Hess escribe un capítulo en el Graeffe-Saemisch Handbuch. En 1904, Marcel Dufour la monografía Les verres cylindriques et toriques et la correction de l’astigmatisme. En 1904, E. Sulzer revisa la historia del astigmatismo en la Encyclopedie française d’Ophtalmologie. En 1906, E. Weiss hace una excelente presentación en sus Leçons d’ophtalmologie.

Al observar que no siempre coinciden el astigmatismo corneal y el astigmatismo total, ni en el valor dióptrico ni en la inclinación de los meridianos principales, Manuel Márquez (1872-1962) (fig. 50), catedrático de Oftalmología de Madrid, inicia una serie de estudios con los que describe una «nueva e importante» variedad de astigmatismo que denomina «biastigmatismo» y que comunica en el Congreso de Nápoles de 1909. Para su corrección determina, en primer lugar, el astigmatismo corneal mediante la queratometría y a continuación el astigmatismo que denomina «restante», ya sea objetivamente por esquiascopia o mediante el método subjetivo de observar el círculo horario, tras miopizar el ojo, colocando en la montura un segundo cilindro perpendicular a la dirección en la que los radios son percibidos más nítidos, hasta lograr su igualdad, añadiendo entonces cristales esféricos hasta alcanzar la máxima agudeza visual. Esta combinación bicilíndrica podía trasponerse a un cilindro único, según unas tablas que, en 1922, elaboraron conjuntamente Márquez y T. Busto.

Fig. 50. Manuel Márquez (1872-1962).

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