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jueves, 23 de noviembre de 2017

Efecto de la aberración cromática en la sensibilidad del contraste en los ojos pseudofáquicos

Un efecto no deseado en la implantación de lentes intraoculares multifocales en la cirugía de catarata, es la aparición de unas leves sombras de colores al leer. Al preguntar a nuestros pacientes de oftalmocor (www.oftalmocor.com) sobre molestias después de la cirugía de catarata, algunos nos han remitido la aparición de estas pequeñas sombras sobre todo con poca luz, en seguida me recordó a lo referido por los usuarios de vidrios oftálmicos de alto índice y como no pensé en el famoso número de Abbe. La aberración cromática longitudinal (ACL) de algunas LIO puede degradar la calidad de la imagen de la retina. La ACL se define como la diferencia entre dos enfoques en dos longitudes de onda; es igual a la diferencia entre las potencias de dos longitudes de onda (ACL=Pλ1-Pλ2).

Cuando la luz multicromática como la luz blanca pasa a través del cristalino, se produce una dispersión según la longitud de onda en los distintos medio transparentes del ojo. Esta dispersión cromática da como resultado las aberraciones cromáticas, y la imagen de la retina es borrosa, reduciendo el contraste. También se piensa que están relacionadas con diversas funciones fisiológicas, como el control acomodativo, la resolución y la profundidad de enfoque.  Por lo tanto, es importante que la función fisiológica del sistema óptico permanezca lo más cercana posible a la del ojo normal. En el ojo humano normal, la córnea y el cristalino son los principales responsables de las aberraciones cromáticas combinados con el tamaño de la pupila, y dispersión intraocular.; la contribución del cristalino a las aberraciones cromáticas es aproximadamente el 28.5% de los medios oculares completos. En ojos con catarata, la dispersión por la lente opacificada causa una disminución importante en la calidad de la imagen. Tras la sustitución del cristalino por una lente artificial, se elimina la fuente de dispersión y los errores refractivos generalmente se corrigen bien. Los diseños de última generación también apuntan a compensar la aberración esférica de la córnea. Si la aberración cromática aumenta y supera el rango normal, podría degradar la calidad de la imagen de la retina y afectar la función visual.

Las aberraciones cromáticas de las lentes intraoculares (LIO) dependen del número de Abbe del material óptico. Los informes del número de Abbe de diferentes materiales varían entre 35 y 60 (37 para el acrílico Alcon, 55 para el acrílico Tecnis). Cuanto menor sea el número de Abbe, mayor será la aberración cromática y menor será la calidad de la imagen de la retina. En los últimos años, se han desarrollado diferentes tipos de materiales ópticos de LIO para permitir que se implanten a través de una mínima incisión. En consecuencia, se utilizan algunos materiales con número de Abbe muy diferentes a los del cristalino.

Normalmente esto no influye de forma significativa en la mejor agudeza visual corregida media, pero si en la sensibilidad media al contraste en condiciones normales (luz blanca). Los factores propios de los pacientes, (córnea, LIO, etc) pueden afectar la sensibilidad al contraste o la función de transferencia de modulación (MTF) en el sistema óptico del ojo pseudofáquico. Estudios han demostrado que la agudeza visual VAse mejoró corrigiendo ya sea la aberración esférica (SA) sola o tanto la SA como el ACL, mientras que la sensibilidad al contraste (CS). solo se mejoró corrigiendo tanto la SA como el ACL.  La aberración esférica, las aberraciones monocromáticas irregulares y asimétricas, la aberración cromática y el enfoque impreciso influyen en la MTF del ojo. Las principales aberraciones que afectan la función visual son esféricas y cromáticas. El factor principal que causa la diferencia en la sensibilidad de contraste fue la aberración cromática de las LIO. Se debe prestar atención al rendimiento óptico de los materiales para lograr una buena función visual.

Ojos Fáquicos

El cristalino del adulto tiene tiene un nº Abbe aprox de 38±2. Que varía dentro de cada individuo y con la edad. En ojos fáquicos normales la ACL es mayor que 2 D (±1D) en el visible. En términos clínicos, 2D de error de refracción no corregido provoca una discapacidad visual grave. Sin embargo, los informes anteriores mostraron que el efecto de ACL en el rendimiento visual no es un problema importante ni teóricamente ni experimentalmente. Si el individuo se adapta para enfocar una longitud de onda en medio del espectro, el rango del error refractivo se reduce a la mitad a ± 1.0 D. Debido a que los extremos del espectro visible tienen menos luminosidad, la mayor cantidad de desenfoque es producida por esas longitudes de onda que son menos visibles. En casos clínicos, las ACL grandes no son un problema importante porque el desenfoque cromático siempre está enmascarado por el componente de luminancia.

Cuando el pico del espectro de luminancia está enfocado, la mayor parte de la luz está a menos de 0.25 D del foco. Por lo tanto, cuando todas las imágenes de diferentes longitudes de onda se superponen a la retina, la visibilidad del objetivo está dominada por longitudes de onda que están levemente desenfocadas. Los seres humanos tienden a ajustar su acomodación para minimizar el desenfoque, independientemente de la longitud de onda del estímulo, por lo que es probable que se adapten a una longitud de onda cercana a 555 nm cuando se visualiza un estímulo blanco. Existiendo una diferencia de 0.2 log en la sensibilidad de contraste para luces blancas y monocromáticas en un rango de 10 a 40 cpd de frecuencias espaciales. El hecho es que por lo general no sentimos el efecto de la ACL.

Ojos pseudofáquicos lente monofocal

En condiciones naturales, las aberraciones monocromáticas y cromáticas desempeñan un papel en la determinación de la calidad de la imagen retiniana. De hecho, se ha demostrado que se producen interacciones entre aberraciones monocromáticas y cromáticas, y que la presencia de aberraciones monocromáticas atenúa en parte la degradación óptica producida por la aberración cromática longitudinal (ACL), o viceversa. Modificaciones monocromáticas o el componente de aberración cromática puede alterar este efecto compensatorio que se encuentra en el ojo natural. La corrección del ACL en el ojo ha sido debatida durante mucho tiempo y se han realizado propuestas de LIO correctores de ACL, principalmente en forma de elementos difractivos. El hecho es que las aberraciones monocromáticas y el ACL interactúan favorablemente en los ojos con cantidades fisiológicas de aberraciones. La presencia de aberraciones monocromáticas atenuaba el efecto degradante de la aberración cromática, particularmente para longitudes de onda más cortas.

La ACL calculada de los ojos pseudofáquicos era de 0.64 D con una LIO de PMMA, 0.98 D con una LIO de Acrílica de Nº Abbe 37, y de 0.74 D en el ojo fáquico exsperimental (ojo Gullstrand) entre las longitudes de onda de 500 nm y 640 nm. La diferencia en ACL entre Tecnis (Abbe 55) y la población fáquica es estadísticamente significativa (P <0.05), mientras que no hay diferencias estadísticamente significativas entre el AcrySof (Abbe 37) y los grupos fáquicos. Debido a que en un ojo pseudofáquico no hay acomodación, el ACL puede afectar la función visual, si la LIO que tiene un bajo nº Abbe. Siendo la sensibilidad al contraste de forma significativa en algunas frecuencias espaciales.

Los pacientes implantados con monofocal no percibieron una alteración de la percepción del color en su vida cotidiana. Sin embargo, existe una potencial de alteración de la visión del color causada por ACL bajo una baja luminancia. Si utilizamos una LIO con un pequeño número de Abbe, la percepción del color podría verse afectada por ACL en condiciones especiales, como baja luminosidad. Las aberraciones cromáticas longitudinales (ACL) causaron un mayor deterioro de la imagen de la retina que las aberraciones cromáticas transversales (TCA).

Aunque la biocompatibilidad, la fabricación y la maniobrabilidad de los nuevos materiales LIO han sido estudiados, el ACL de algunas LIO puede degradar la calidad de la imagen de la retina en condiciones especiales. No encontraremos diferencias significativas bajo la luz monocromática de 555nm. Sin embargo, si existirán bajo la luz multicromática blanca y luz monocromática de 470 y 630 nm.

Las cantidades fisiológicas de ACL no son muy perjudiciales para la calidad de la imagen de la retina, como resultado de la interacción positiva con la HOA natural existente. De hecho, en la mayoría de los ojos, las interacciones de HOA y el astigmatismo con desenfoque cromático atenuaron el impacto de la diferencia cromática de enfoque en el PSF, muy similar al efecto del desenfoque puro, teniendo un menor impacto relativo en la degradación de la imagen en presencia de HOA y astigmatismo que en un ojo limitado por difracción.

Las mediciones basadas en Aberrometría proporcionan una estimación completa de la calidad de la imagen de la retina in vivo requeriría mediciones en un número de longitudes de onda que cubra el espectro visible, utilizando múltiples láseres de diferentes longitudes de onda

Diferencias de (ACL) entre ojos con LIOs de diferentes fabricantes

A medida que las LIO se vuelven más sofisticadas en el diseño la corrección de la ACL puede ser más relevante. En mediciones in vivo de la diferencia de foco cromático ( ±0.46 D y ±0.76 D en ojos implantados con Tecnis y AcrySof LIO, respectivamente) son, en general, consistentes con predicciones teóricas usando modelos de ojo (±0,35 D y ±0,65 D). Una comparación con el ACL de un grupo de pacientes fáquicos medidos con el mismo instrumento reveló que el grupo de Tecnis tenía un ACL significativamente menor que el cristalino natural, pero las diferencias entre el AcrySof y los sujetos fáquicos no fueron estadisticamente significativas.

El impacto del rango de longitud de onda corta en la visión es relativamente menor, debido a la densidad reducida de conos azules y la importante absorción de luz en el pigmento macular y en el LIO filtros amarillos. Además, las mediciones de ACL basadas en doble paso tienden a ser más bajas que las mediciones psicofísicas de la ACL.

Actualmente, los materiales están siendo dopados por el bloqueo de UV o por los compuestos bloqueantes de la luz azul para proteger al ojo de la luz de longitud de onda más corta. la dispersión cromática cambió mucho cuando los materiales de base fueron dopados por compuestos bloqueadores de la luz ultravioleta. Informaron que el ACL era 1,45 ± 0,42 D para SA60AT (transparente), que era significativamente más grande que para los ojos fáquicos; y que el ACL fue 1.17 ± 0.52 D para SN60WF (amarilla), que no fue significativamente diferente de la de los ojos fáquicos. Lentes del mismo material que solo se diferencian en el color
En la figura se representan las simulaciones de MTF policromáticas para investigar el impacto del ACL en el rendimiento visual. El ACL para el LIO de AMO mostró un MTF relativamente más alto que el de los otros. Las MTF varían independientemente del tipo de LIO, por lo que el ACL afectaba el rendimiento de la imagen en la retina en menor medida cuando se implantaba el LIO en el ojo.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4892582/

La ACL de una lente intraocular de acrílico es más grande que el de la lente intraocular de PMMA; por otro lado, existen grandes diferencias entre el ACL de las lentes intraoculares acrílicas. La ACL de la LIO de AMO, que es acrílico, era más pequeña que la de otros fabricantes. Midiendo SA60AT y SN60WF de la serie AcrySof, informaron que las dispersiones cromáticas de estos dos tipos de lentes intraoculares acrílicas difirieron significativamente a con potencias de LIO aproximadamente iguales. La dispersión cromática de los dos tipos de LIO puede verse afectada por los compuestos bloqueadores de la luz azul. La ACL de cada LIO es diferente en longitudes de onda cortas es tienen diferentes propiedades de bloqueo de la luz azul.

Métodos de medición
Una cromorretinografía modificada
Refractómetro visual personalizado
Trazado de rayos láser
Espectro (nm)
500 ~ 640 nm
470 ~ 660 nm
532 ~ 785 nm
Ojo fáquico 0.82 ± 0.16 D
Alcon (SA60AT) 1,45 ± 0,42 D
Alcon (SN60WF) 0.75 ± 0.12 D
PMMA 0.75 ± 0.18 D
Alcon (SN60WF) 1.17 ± 0.52 D
AMO (ZB99) 0.46 ± 0.15 D
AcrySof 1.20 ± 0.22 D
Ojo fáquico 0.84 ± 0.27 D
Ojo fáquico 1.19 ± 0.46 D
Ojo fáquico 1.04 ± 0.12 D
AcrySof  0,90 ± 0,24 D
AcrySof 1.30 ± 0.40 D
AcrySof  1.06 ± 0.16 D
HOYA (XY-1) 0.83 ± 0.22 D
HOYA (XY-1) 1.16 ± 0.37 D
HOYA (XY-1) 1.08 ± 0.14 D
AMO (ZCB00) 0.32 ± 0.29 D
AMO (ZCB00) 0.45 ± 0.43 D
AMO (ZCB00) 0.41 ± 0.36 D

El ACL del ojo esquemático Le Grand con LIO

Al calcular la ACL del ojo con LIO usando el ojo esquemático Le Grand y el trazado de rayos paraxiales. Reemplazando los datos del cristalino del ojo esquemático con los datos del lente LIO. Se midieron dispersiones cromáticas de las LIO con tres longitudes de onda en sujetos a los que se les implantaron LIO acrílicas. La LIO de AMO mostró dispersiones cromáticas más pequeñas que las de los demás.


N 555
N medido
Numero Abbe
Alcon
1.555
1.552
38 (37)
AMO
1.477
1.475
67 (55)
HOYA
1.545
1.542
39 (36.9)

La curva de ajuste de la dispersión cromática de las LIO de Alcon y Hoya casi coincide con la de los ojos fáquicos, el ACL calculado en base a las dispersiones cromáticas estimadas de las LIO y de la córnea, el humor acuoso y el humor vítreo del modelo de ojo esquemático de Le Grand coincidió con el ACL medido. Esto sugiere que los datos esquemáticos de ojo de Le Grand utilizados son válidos. 

El ACL y la potencia de los LIO están en una relación lineal. Lógicamente, podríamos esperar mantener esta relación lineal si reemplazamos las LIO con lentes cristalinos humanos. Debido a que la inversa de las relaciones entre las LIO y las lentes cristalinas es válida como consecuencia de la relación lineal, también podríamos concluir lógicamente que podríamos derivar la potencia de la lente cristalina de las mediciones de ACL, muy importante en la clínica, especialmente cuando se realiza una cirugía de cataratas.

Las simulaciones confirmaron que las diferencias en las dispersiones cromáticas para los diferentes tipos de LIO tienen menos impacto en el rendimiento visual en presencia de una cierta cantidad de aberraciones monocromáticas para un diámetro de pupila de 4 mm. Por otro lado, la pequeña dispersión cromática puede mejorar dramáticamente el rendimiento visual cuando la aberración monocromática es pequeña.


Si, en el futuro, la cirugía de cataratas pudiera realizarse sin exacerbar las aberraciones oculares, o si se pudieran desarrollar ópticas que corrijan bien las aberraciones oculares que incluyen las HOA, una menor dispersión cromática de la LIO aumentaría la calidad visual.

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