Diseño de elipses para detectar y medir la Aniseikonia

Revista
de Investigación,
6 (1).
Diciembre
2005.
Revista de Investigación, ISSN
16576772.
Vol. 6 (1):Vol.
53-60.
Enero
- junio 2006.
Diseño de elipses para detectar
y medir la Aniseikonia Meridional Horizontal1
GABRIEL MERCHÁN DE MENDOZA
Facultad de Optometría, Centro de Investigación y Desarrollo, Fundación Universitaria del Área Andina.
El objetivo fue diseñar un test en la pantalla de computador que permita diagnosticar y medir la
Magnificación Meridional Horizontal secundaria a cirugías refractivas para detectar la presencia de
Aniseikonia mediante la comparación de la Magnificación Meridional Horizontal de un ojo con el otro y
medir el grado de Aniseikonia. Son bien conocidas la naturaleza y las características clínicas de la
Aniseikonia y en particular la Aniseikonia Meridional Horizontal por las perturbaciones en la percepción
del espacio que ella ocasiona. También son conocidas las dificultades de orden económico y de espacio
en la adquisición de instrumental apropiado para detectarla y medirla. Teniendo en cuenta las alteraciones
en el sistema óptico que se presentan cuando la curvatura de la córnea es alterada, como sucede en la
cirugía refractiva; este tipo de cirugía puede estar ocasionando aniseikonias secundarias. La elipse se
presenta como una opción económica y eficaz para el diagnóstico y cuantificación de la Aniseikonia
Meridional Horizontal mediante la medición de la Magnificación Meridional Horizontal inducida o no,
por la cirugía separadamente en cada ojo y comparando finalmente el resultado en los dos ojos.
Palabras clave: Aniseikonia, puntos nodales, elipse, magnificación meridional horizontal, imagen retinal.
Design of Ellipses to detect
and to measure Horizontal Meridian Aniseikonia
The purpose of this investigation was to design a test that could be shown on a computer screen to
detect and measure the secondary Horizontal Meridional Magnification in refractive surgeries and in
order to detect the possibility of Aniseikonia by comparing the Horizontal Meridional Magnigication
of one eye to the other. The nature and clinical characteristics of Aniseikonia are well known as well as
the alterations in the perception of space caused by Meridional Horizontal Aniseikonia. We also
recognize the economic and space difficulties to acquire proper instrumentation to diagnose and
measure Aniseikonia. Keeping in mind the variations induced in the optical system of the eye when the
corneal curvature is altered by refractive surgery, it is easy to conclude that this type of surgery may be
responsible for secondary Aniseikonia. The Ellipse seems to be an economical and effective means for
diagnosis and measurement of Horizontal Meridional Aniseikonia (HMA) through the quantification
of Horizontal Meridional Magnification (HMM), induced or not by refractive surgery, separately in
each eye and finally comparing the results of the two eyes.
Key Words: Aniseikonia, nodal points, ellipse, Horizontal Meridional Magnification, retinal image.
Esta investigación fue financiada por Fundación Universitaria del Área Andina.
Correspondencia: [email protected] Teléfono: 3464208
Recibido: octubre 7 de 2005.
Aprobado: febrero 02 de 2006.
1
53
Diseño de elipses para detectar y medir la Aniseikonia Meridional Horizontal. Merchán G.
INTRODUCCIÓN
El advenimiento de la cirugía refractiva exitosa
ha traído consigo muchos pacientes satisfechos.
Sin embargo, posiblemente otros no tanto debido
a una secuela inesperada ocasionada por la
alteración de la posición de los puntos cardinales
del ojo y más específicamente, de los puntos
nodales. Los puntos nodales determinan el
tamaño de las imágenes en la retina
independientemente de la nitidez o borrosidad
de éstas. Esta circunstancia se deriva de la
propiedad de los puntos nodales según la cual,
un rayo de luz dirigido al primer punto nodal sale
del segundo sin alterar la dirección original. Así,
un objeto situado delante del ojo a cualquier
distancia, proyectará una imagen invertida sobre
la retina de manera que un rayo de luz que se
origine en el extremo superior del objeto pasará
por el punto nodal (combinado) del ojo en línea
recta sin alteración en su direccionalidad y
finalmente determinará el extremo inferior de la
imagen en la retina (Figura 1) (Sinn 1950).
• La distancia desde el foco posterior del ojo hasta
el punto nodal 2 es la misma que hay desde el
foco anterior hasta el plano principal anterior.
• La distancia entre el punto nodal 1 y el 2 es la misma
que hay entre los dos planos principales. en el ojo
tal distancia es tan pequeña (menos de 1 mm) que
los dos puntos nodales pueden considerarse como
uno solo (punto nodal combinado).
• De acuerdo a lo anterior, podemos deducir que
si el medio al lado izquierdo de un lente grueso
es el mismo al lado derecho, los puntos nodales
y los planos principales coincidirán.
• En el caso contrario, verbigracia el ojo, el medio
delante de la córnea es aire y el medio detrás
del cristalino es vítreo, los puntos nodales y los
planos principales no coinciden de manera que
éstos estarán muy cerca de la córnea en la
cámara anterior y aquéllos se encontrarán
inmersos en el medio vítreo, aproximadamente
a 7 mm detrás de la córnea (y más o menos 15
mm delante de la retina).
PLANOS
PRINCIPALES
PUNTOS
NODALES
F1
F2
Figura 2. Posición de los planos principales y
planos nodales en el ojo normal.
Figura 1. Relación entre el tamaño de la imagen
retinal y la posición del punto nodal del
ojo.
El tamaño de la imagen en la retina depende de la
distancia entre ésta y el punto nodal. Mientras más
corta sea, más pequeña será la imagen y viceversa
(Sinn 1950). De otra parte, la posición del punto
nodal está determinada por la potencia óptica total
del ojo, de acuerdo a las siguientes reglas:
• La distancia desde el foco anterior del ojo hasta
el punto nodal 1 es la misma que hay desde el
foco posterior hasta el plano principal posterior.
54
La posición de los planos principales, o sea las
distancias en metros desde los respectivos focos,
se obtienen dividiendo el índice de refracción del
aire o del ojo, según sea el caso, por la potencia
total del ojo, la cual se determina por la fórmula
de lentes gruesos de Gullstrand (Sinn 1950) .
La óptica de Gullstrand sobre lentes gruesos es
aplicable al ojo por analogía según la cual la
córnea hace las veces de primera superficie del
lente grueso; el lente cristalino, tomado como
lente delgado, hace las veces de segunda
superficie y la distancia entre córnea y cristalino
(cámara anterior y posterior) representa el
Revista de Investigación, Vol. 6 (1). Enero - junio 2006.
espesor. El índice puede tomarse individualmente
en cada estructura o puede aplicarse un índice
promedio global para todo el ojo (Duke-Elder y
Abrams 1970). La conclusión inmediata es que
cualquier alteración en las estructuras refractivas
del ojo tendrá como efecto obligado el cambio de
posición de los focos, de los planos principales,
puntos nodales y finalmente del tamaño de las
imágenes en la retina (Achiron et al. 1997).
Las alteraciones más comunes en la actualidad se
presentan por cuenta principalmente de los lentes
de contacto y de las cirugías refractivas. Los
primeros actúan como «córnea nueva» y la cirugía
refractiva, efectiva y físicamente forma una nueva
córnea. La corrección de ametropías por medio
de anteojos incide muy poco en estos cambios
por el hecho de que generalmente se sitúan sobre
el foco anterior del ojo o muy cerca de él y de
acuerdo con la Ley de Knapp, en tales
circunstancias, la potencia total del ojo sin
anteojos es la misma que la del ojo con anteojos,
por lo tanto no se presentan variaciones en las
estructuras oculares. Se exceptúan los casos de
afaquia y ametropías excesivamente altas en
razón de que el foco anterior en tales casos se
situaría demasiado lejos o demasiado cerca de la
córnea y así no puede coincidir el foco anterior
con la posición de los anteojos (Zadnik y Mutti
1998).
aumento en la frecuencia de Aniseikonia, la cual
históricamente se ha considerado como de muy
baja incidencia (Rigaudier 1975). Desde luego, se
trata de una Aniseikonia secundaria a la cirugía
refractiva tanto por ametropías como por
pseudofaquia (Achiron et al. 1997).
El objetivo de esta investigación fue diseñar un
test en la pantalla de computador para
diagnosticar y medir la Magnificación Meridional
Horizontal (MMH) y detectar la presencia de
Aniseikonia mediante la comparación de la MMH
de un ojo con el otro. Para esta experimentación
fueron seleccionados ojos clínicamente
emétropes libres de cualquier sintomatología
aniseikónica; para lo cual se diseñaron elipses en
pantallas de computador y gafas dobles
magnificadoras. Se comprobó que a cada MMH
inducida, le corresponde una elipse del mismo
valor que será percibida como círculo perfecto.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los sujetos de experimentación. Fueron
seleccionados 10 sujetos (20 ojos) por cada
magnificador y 10 adicionales para el círculo
perfecto, clínicamente emétropes, sin ningún
síntoma de Aniseikonia, con edades entre los 20 y
los 25 años sin ninguna intervención quirúrgica
refractiva.
La introducción de lentes intraoculares también
puede alterar los puntos cardinales del ojo
especialmente cuando no son ubicados en el
mismo sitio que tenía el cristalino extraído (lentes
en cámara anterior) o cuando el estado refractivo
final difiere del que se pretendía obtener, lo que
sucede con frecuencia (Merchán 1993).
Es claro para cualquier profesional de la visión,
que las alteraciones en el tamaño de las imágenes
conlleva la aparición de Aniseikonia en cualquiera
de sus modalidades cuando tales alteraciones no
ocurren por igual en ambos ojos (De Wit y Remole
2003). Es igualmente conocido que la Aniseikonia
Meridional Horizontal (Kramer et al. 1999) es la
causa específica de una alteración en la percepción
del espacio conocida como distorsión espacial y
cuyos síntomas son particularmente
perturbadores para quien la padece. Estamos
pues, ante una situación nueva, tanto como la
misma cirugía refractiva y posiblemente ante un
Figura 3. Efecto de la Magnificación
Meridional Horizontal (MMH) sobre
un círculo.
La elipse. La figura geométrica de la elipse es bien
conocida (Figura 3); tiene un eje mayor y un eje
menor, 2 focos y algunas propiedades particulares
que no son del caso discutir en este trabajo. Lo
importante para el propósito que se pretende
ahora es su similitud con el círculo el cual puede
considerarse como una elipse especial en la que
ambos ejes son iguales. Es claro que a la izquierda
55
Diseño de elipses para detectar y medir la Aniseikonia Meridional Horizontal. Merchán G.
se observa un círculo y la derecha, una elipse con
su eje mayor horizontal. La flecha nos está
indicando que hubo un incremento en el eje
horizontal del círculo lo cual lo ha convertido en
la elipse. Esto es justamente lo que puede ocurrir
en la percepción de un círculo cuando se introduce
una magnificación horizontal en el sistema óptico
del ojo.
La fórmula óptica para calcular los magnificadores
nos proporcionó la potencia de la superficie
anterior, D’, en función de la magnificación
deseada, m, el índice de refracción del material
utilizado, n, y del espesor o distancia entre la
superficie anterior y posterior, t.
Procedimiento. Cada sujeto debía observar
monocularmente con cada ojo, el círculo perfecto
y las 5 elipses teniendo puesto el magnificador
correspondiente siendo requerido identificar
aquella elipse que percibiera como círculo
perfecto. Así, con el magnificador del 6% debía
identificar como círculo perfecto la elipse
marcada 6%. En esta forma se pudo comprobar la
efectividad de las elipses para detectar y medir
MMH. El diagnóstico de Aniseikonia, el caso de
haberla, se logró comparando la MMH de cada
ojo. Cualquier diferencia es indicativa de
Aniseikonia. Ahora bien, el grado de Aniseikonia
capaz de producir síntomas de distorsión espacial
puede variar entre 2% hasta 7%. Aniseikonias
superiores al 7% causarán seguramente diplopia
en vez de distorsión espacial. También conviene
recordar que el tipo de Aniseikonia más
perturbador es la meridional horizontal y es por
ello que este trabajo pretende diagnosticarla y
medirla por medio de las elipses. El diagnóstico
de Aniseikonia se obtiene comparando la
magnificación meridional horizontal de un ojo
con la del otro, según Duke-Elder y Abrams (1970)
y Zadnik y Mutti (1998).
Para obtener la superficie posterior, nos valemos
del sistema de vergencias ópticas y para obtener
una MMH utilizamos lentes cilíndricos con su
potencia horizontal y sin potencia vertical
(Merchan 1993).
Por medio del AutoCad Light, fueron diseñadas 5
elipses en las cuales el eje vertical supera al
horizontal por un 2%, 4%, 6%, 8% y 10%
respectivamente. Las elipses del programa
AutoCad light fueron transferidas a Microsoft
PowerPoint para mayor facilidad de manejo y
presentación.
Los magnificadores. Los Magnificadores
Meridionales Horizontales se pueden elaborar de
dos maneras: un lente ópticamente grueso con
las debidas curvaturas, espesor y material; o bien,
una combinación de lentes delgados de
determinadas potencias ópticas separados por
una determinada distancia en aire. El lente grueso
es bastante complicado de elaborar en nuestro
medio, razón por la cual se optó por las
combinaciones de lentes.
56
D’ = m * n/t (De Wit 2004)
RESULTADOS
Diseño del nuevo test para diagnosticar
Aniseikonia en la pantalla del computador. En la
Figura 4, se observa una elipse con su eje mayor
vertical, la cual puede ser percibida como un
círculo perfecto cuando se introduce una
magnificación meridional horizontal. Esto es
precisamente el fundamento del nuevo test para
Aniseikonia en la pantalla del computador.
Cualquier magnificación meridional horizontal
que se introduzca en un ojo es detectable por
medio de las elipses en visión monocular. Se
diseñó una serie de elipses debidamente
calibradas cuyo propósito fue determinar cuál de
ellas es percibida como círculo perfecto. En otras
palabras, ¿con qué grado o porcentaje, de
diferencia entre el eje mayor (vertical) y el menor
(horizontal) debe construirse una elipse para que
sea percibida como círculo cuando la
magnificación meridional horizontal del ojo
coincida con tal diferencia?
Figura 4. Efecto de la Magnificación Meridional
Horizontal sobre una elipse con eje
mayor vertical.
Revista de Investigación, Vol. 6 (1). Enero - junio 2006.
Se diseñaron 5 elipses, en las cuales el eje vertical
supera al horizontal por un 2%, 4%, 6%, 8% y 10%
respectivamente. La Figura 5 muestra una elipse
6%, esta será percibida como círculo perfecto por
un ojo que presente una MMH de 6%.
Figura 6. Gafas magnificadoras conformadas por
lentes plano-cilíndricos positivos, eje
vertical, al frente y plano-cilíndricos
negativos, eje vertical, atrás.
Figura 5. Elipse cuyo eje vertical presenta un
incremento de 6% sobre el eje
horizontal.
Los magnificadores. Con el objeto de someter a
experimentación las elipses anteriores, se
diseñaron 5 magnificadores con MMH de 2%, 4%,
6%, 8% y 10% respectivamente. Se elaboraron
gafas plano-magnificadoras compuestas de 2
lentes plano-cilíndricos de poderes y distancias
predeterminadas (Figura 6) para probar la validez
de las elipses. Las gafas dobles (Figura 6) fueron
utilizadas para provocar magnificaciones.
La Tabla 1, muestra los resultados de los cálculos
obtener las magnificaciones meridionales
horizontales deseadas. Fue necesario hacer
algunas aproximaciones cuando se utilizan los
lentes de la Caja de Lentes de Prueba de
Optometría. Así el lente -2,04 se aproxima a -2,00;
-5,21 a -5,25; -4,26 a -4,25; -5,43 a -5,50 y -5,56 a 5,50. Las ventajas de utilizar gafas dobles y los
lentes de la caja de prueba son su bajo costo y su
facilidad para obtener cualquier magnificación
rápidamente.
Tabla 1. Datos utilizados para obtener las magnificaciones meridionales horizontales deseadas.
% MMH
Lente anterior
Lente posterior
Separación
2
+2,0 Cyl eje 90O
-2,04 Cyl eje 90O
1,0 cm
4
+5,0 Cyl eje 90
-5,21 Cyl eje 90
O
0,8 cm
6
+4,0 Cyl eje 90O
-4,26 Cyl eje 90O
1,5 cm
8
+5,0 Cyl eje 90
-5,43 Cyl eje 90
1,6 cm
10
+5,0 Cyl eje 90O
O
O
La Tabla 2, muestra los resultados obtenidos en
los 10 sujetos con ojos emétropes, con quienes se
realizaron las aplicaciones de los tests diseñados
en esta investigación.
O
-5,56 Cyl eje 90O
2 cm
Lo primero que impresionó al examinar los datos
obtenidos (Tabla 2), es el alto porcentaje de
respuestas acertadas, 72,50% exactas, 26,67%
aceptables y 99,17% válidas, teniendo en cuenta
la percepción enteramente subjetiva de los
sujetos expuestos a las elipses.
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Diseño de elipses para detectar y medir la Aniseikonia Meridional Horizontal. Merchán G.
Tabla 2. Resumen de los resultados obtenidos.
Respuesta
teoricamente
correcta %
0
Respuestas
correctas
SIN
Número
de ojos
examinados
20
19
1
0
2%
20
2
17
3
0
4%
20
4
11
9
0
6%
20
6
15
4
1
8%
20
8
18
2
0
10%
20
10
7
13
0
Totales
120
Magnificador
Totales en %
% Válidas: correctas + aceptables:
DISCUSIÓN
En cuanto al diagnóstico y medición de Aniseikonia
se han utilizado varios instrumentos para
diagnosticar y medirla en sus distintas
modalidades. Recordemos los distintos
eikonómetros, las transparencias para ser usadas
con el haploscopio, los tests con gafas polarizadas
y el más avanzado, el eikonómetro espacial.
Exceptuando el último, todos se fundamentan en
la comparación de la imagen de un ojo con la del
otro en una presentación simultáneamente biocular y binocular. El eikonómetro espacial se
basa en la distorsión espacial que produce la
Aniseikonia y su medición/corrección por medio
de magnificadores globales (overall) y
meridionales (Bannon 1976).
Todos los instrumentos mencionados tienen
también en común que son costosos y algunos,
voluminosos y dada la baja incidencia de
Aniseikonia (hasta ahora), su rentabilidad también
es mínima, razón principal por la cual
prácticamente ningún profesional de la visión
presta atención a esta anomalía. A esto debemos
agregar la dificultad inherente para obtener datos
confiables: de una parte las condiciones de
binocularidad / bi-ocularidad son difíciles de
controlar y de otra, la respuesta subjetiva de los
pacientes es bastante imprecisa.
De otra parte, una circunstancia no prevista hace
30 años, ha venido a facilitar la detección y
diagnóstico de la Aniseikonia tanto primaria, como
secundaria: el advenimiento de los computadores
58
Respuestas
aceptables
Respuestas
erróneas
87
32
1
72.50
26.67
0.83
99.17
personales y en particular el uso de computadores
en los consultorios optométricos y
oftalmológicos; al fin de cuentas ¿qué consultorio
no cuenta hoy día con un computador? De lo que
se trata entonces, es de diseñar un test que permita
detectar y medir la Aniseikonia Meridional
Horizontal en la pantalla del computador, que sea
de fácil presentación y comprensión sin el uso de
aditamentos como gafas polarizadas o con filtros
rojo y verde.
Dado que uno de los inconvenientes de los tests
de Aniseikonia conocidos es la percepción
binocular/bi-ocular (binocular para mantener la
fusión y bi-ocular para comparar las imágenes de
los dos ojos) el test que ahora se pretende deberá
prescindir de la binocularidad/bi-ocularidad y
presentar imágenes diagnósticas exclusivamente
monoculares (Rigaudier 1975). El problema
siguiente era encontrar tal figura diagnóstica. La
comparación entre los dos ojos tiene entonces que
realizarse a posteriori comparando las mediciones
y resultados de cada ojo: cualquier diferencia
entre dichas mediciones indicaría la presencia y
cuantía de Aniseikonia.
La cirugía refractiva, tanto de cataratas como en
las ametropías visuales por medio del láser, ha
traído una gran demanda de parte del público,
por varias razones, entre ellas: en el caso de la
cirugía de cataratas, los implantes (pseudophakia)
que reemplazan al lente cristalino; han probado
ser la mejor opción desde el punto de vista óptico
y visual. Antes de los mencionados implantes, el
cristalino extraído, como consecuencia de su
Revista de Investigación, Vol. 6 (1). Enero - junio 2006.
opacificación o sea la catarata, se sustituía con
anteojos hasta los años 60 y posteriormente con
lentes de contacto. En el primer caso, los anteojos,
la imagen retinal resultaba un 25% a 30% más
grande que la normal con un sinnúmero de
consecuencias en la percepción visual de los
pacientes. En el segundo caso, el lente de contacto,
la imagen retinal resultaba entre un 5% y un 8%
más grande (Merchán 1993).
Los implantes intraoculares, conocidos como
lentes intraoculares, han probado ser la mejor
opción en razón de que la alteración en el tamaño
de la imagen retinal es mínima en la mayoría de
los casos. Sin embargo, pueden inducir Aniseikonia
secundaria al implante mismo (Merchán 1993).
En el caso de ametropías (estados refractivos en
los que las imágenes oculares no caen sobre la
retina), la cirugía refractiva en la cual se modifica
la curvatura de la córnea por medio del láser, ha
demostrado ser una muy buena opción para las
personas que tienen que usar permanentemente
anteojos o lentes de contacto. En la mayoría de
los casos, el resultado es satisfactorio desde el
punto visual y de la percepción visual. La mayoría
de las cirugías refractivas actualmente son las que
corrigen ametropías y son las personas jóvenes
las que la solicitan debido a las exigencias de la
vida moderna en lo relacionado con la apariencia
personal.
La cirugía refractiva para ametropías por medio
del láser, ha entusiasmado enormemente a los
cirujanos oftalmólogos, no solamente por los
buenos resultados obtenidos, sino por la respuesta
del público; como se dijo antes. Los estudios de
la óptica involucrada se han limitado al cálculo
de la alteración que se debe hacer a la curvatura
corneal, en el caso de ametropías o al diseño del
lente intraocular, en el caso de la cirugía de
cataratas. Sin embargo, no se ha prestado atención
a las características ópticas de los ojos
intervenidos ni a algunas de las secuelas de tipo
óptico, tales como la Aniseikonia secundaria a la
intervención
Tal como se observó en esta investigación; la
MVH inducida por los magnificadores
meridionales horizontales es fácilmente
percibida por los sujetos. Sin embargo, es
necesario tener en cuenta que no es lo mismo
introducir una MVH abruptamente en un ojo que
tener tal MVH desde mucho tiempo atrás, por
cualquiera que fuera la causa. En otras palabras,
¿puede el test en cuestión, detectar una MVH
con la misma facilidad en un ojo que la ha tenido
desde mucho tiempo atrás que en un ojo al que
se le ha introducido abruptamente? Esto es tema
de otra investigación, pero sea cual fuere la
respuesta, el test que se propone ahora está
destinado específicamente a los pacientes que
hayan sido intervenidos por ametropías o por
implantes de lentes intra-oculares. En tales casos
la MVH, si la hay, es de aparición súbita y su
detección en teoría, deberá ser igual de expedita
a lo observado en los ojos analizados en esta
investigación.
Las figuras de la elipse con su eje mayor en sentido
vertical diseñadas en esta investigación son
idóneas para la detección y medición de la MMH
secundaria a cirugías refractivas. La comparación
entre las MMH de los dos ojos deberá permitir el
diagnóstico y cuantificación de la Aniseikonia
Meridional Horizontal. La elipse en la pantalla
del computador permitirá la evaluación de los
pacientes sometidos a cirugías refractivas, desde
el punto de vista de diferencias en el tamaño de
las imágenes retinales.
El diseño obtenido en esta investigación
permitirá determinar el grado de alteración en la
dimensión horizontal de la imagen retinal como
consecuencia de la cirugía refractiva para
ametropías o como consecuencia del implante de
lentes intraoculares en la cirugía de cataratas.
Actualmente se esta adelantado una
investigación para probar los test diseñados en
este estudio en pacientes intervenidos con cirugía
refractiva y cirugía de catraratas.
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Diseño de elipses para detectar y medir la Aniseikonia Meridional Horizontal. Merchán G.
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