Impacto de la aberrometría en el ojo pseudofáquico

AUTORES

1. María Ángeles Giménez Gimeno. Óptico Optometrista, Hospital Nuestra Sra de Gracia, Servicio de Oftalmología (Zaragoza).
2. Alina Cristina Stanici Paraschiv. Enfermera, Hospital Miguel Servet, Servicio de Oftalmología (Zaragoza).
3. Álvaro Fanlo Zarazaga. Óptico Optometrista, Hospital Miguel Servet, Servicio de Oftalmología (Zaragoza).
4. Gema Insa Sánchez. Óptico Optometrista, Hospital Miguel Servet, Servicio de Oftalmología (Zaragoza).
5. Javier Pérez Velilla. Óptico Optometrista, Hospital Miguel Servet, Servicio de Oftalmología (Zaragoza).
6. Diana Soriano Pina. Óptico Optometrista, Hospital de Calahorra (La Rioja).

RESUMEN

El ojo humano no es un sistema óptico perfecto, ya que la calidad de la imagen proyectada en la retina se ve comprometida por las aberraciones ópticas, la difracción y la dispersión. Las aberraciones ópticas, que se dividen en monocromáticas y cromáticas, causan distorsiones en el frente de onda ocular, lo que resulta en una reducción del contraste y de las frecuencias espaciales disponibles para el procesamiento visual. Este trabajo monográfico aborda la influencia de las aberraciones ópticas en la función visual postoperatoria de pacientes sometidos a la implantación de lentes intraoculares y cómo éstas pueden alterarlas según su diseño, mejorando o afectando la calidad visual del ojo pseudofáquico. A medida que la tecnología oftalmológica avanza, las lentes intraoculares evolucionan no solo para corregir errores refractivos básicos, sino también para mitigar de forma personalizada las aberraciones más complejas que afectan a la visión. Sin embargo, la introducción de estas nuevas lentes intraoculares también puede inducir nuevas aberraciones que deben ser manejadas cuidadosamente. El artículo concluye que, a pesar de estos avances, la corrección completa de las aberraciones sigue siendo un desafío, pero el futuro desarrollo de la tecnología mejorará los resultados visuales y la satisfacción de los pacientes.

PALABRAS CLAVE

Aberrometría, lentes intraoculares, pseudofaquia.

ABSTRACT

The human eye is not a perfect optical system, as the quality of the image projected onto the retina is compromised by optical aberrations, diffraction, and dispersion. Optical aberrations, which are divided into monochromatic and chromatic types, cause distortions in the ocular wavefront, leading to reduced contrast and spatial frequencies available for visual processing. This monograph addresses the influence of optical aberrations on the postoperative visual function of patients who have undergone intraocular lens implantation and how these lenses, depending on their design, can alter these aberrations, either improving or affecting the visual quality in pseudophakic eyes. As ophthalmic technology advances, intraocular lenses have evolved not only to correct basic refractive errors but also to mitigate more complex aberrations that affect vision in a personalized manner. However, the introduction of these new intraocular lenses may also induce new aberrations that must be carefully managed. The article concludes that, despite these advances, the complete correction of aberrations remains a challenge, but future technological developments will improve visual outcomes and patient satisfaction.

KEY WORDS

Aberrometry, intraocular lenses, pseudophakia.

DESARROLLO DEL TEMA

El ojo humano no es un sistema óptico perfecto, ya que las imágenes proyectadas en la retina se ven afectadas por el efecto combinado de la difracción (predominante en pupilas de pequeño tamaño), la dispersión (debida principalmente al cristalino y su envejecimiento con la edad) y las aberraciones (en pupilas de mayor tamaño). Las aberraciones oculares emborronan la imagen retiniana, reduciendo el contraste de la misma y limitando las frecuencias espaciales disponibles para etapas posteriores del procesamiento visual.

Las aberraciones ópticas generan un impacto negativo en la calidad de la imagen y por consiguiente en la función visual. A su vez, la calidad óptica está determinada por el equilibrio y la interacción entre distintos tipos de aberraciones ópticas, pues su magnitud puede verse alterada con la implantación de una lente intraocular (LIO) en función de sus características¹. El propósito de este trabajo monográfico es analizar todos estos factores y estudiar cómo afectan al rendimiento visual postoperatorio en pacientes pseudofáquicos.

Aberraciones ópticas:

La calidad óptica ocular se caracteriza en términos de aberración de onda, que describe las distorsiones de un cierto frente de onda (superficie que contiene puntos con la misma fase y ortogonales al eje de propagación) en el plano de la pupila a medida que avanza a través del sistema óptico. La presencia de aberraciones induce desviaciones en el frente de onda de la forma esférica ideal. El mapa de aberración de onda W(x,y) en coordenadas cartesianas representa, por tanto, la diferencia entre una onda esférica perfecta (esfera de referencia) y el frente de onda aberrado en la pupila de salida².

Las aberraciones se pueden dividir en:

• Aberraciones monocromáticas o geométricas.
• Aberraciones cromáticas: longitudinal y transversal.

Las aberraciones de ondas monocromáticas tienen su origen en la geometría, las irregularidades, la inclinación y los descentramientos de los componentes del sistema óptico ocular. Aumentan con el diámetro de la pupila de salida, dependen de la longitud de onda y se describen típicamente en términos matemáticos como una combinación de polinomios. Debido a sus propiedades, la representación estándar de las aberraciones oculares se realiza mediante los denominados polinomios de Zernike, definidos como un conjunto de funciones ortogonales sobre un círculo unitario. En definitiva, una aberración de onda se puede describir como una suma de funciones de polinomios de Zernike ponderadas por los coeficientes de Zernike, que indican la magnitud de cada aberración en particular, que puede ser, a su vez, de bajo orden (desenfoque y astigmatismo) o de alto orden (trefoil, coma o aberración esférica, entre otras). Para medir objetivamente las aberraciones del frente de onda monocromático en el plano de la pupila se utilizan los aberrómetros, bien sean sensores de tipo Tscherning (en el espacio imagen) o Hartmann-Shack (en el espacio objeto)³.

Por otro lado, las aberraciones cromáticas son consecuencia de la dispersión (variación del índice de refracción con la longitud de onda) de los medios refractivos de un sistema óptico y se distinguen dos tipos: longitudinal y transversal. La aberración cromática longitudinal o axial es debida a la dispersión cromática, que produce una diferencia de enfoque entre las longitudes de onda más cortas y las más largas, es relativamente constante en toda la población (alrededor de 2 D en el rango del espectro visible), y su medición se puede realizar mediante técnicas subjetivas (optómetro de Badal, alineamiento de Vernier) y técnicas objetivas (imágenes retinianas de doble paso, aberrometría). La aberración cromática transversal es un cambio de enfoque transversal dependiente de las longitudes de onda como resultado de las irregularidades ópticas, el desalineamiento entre los componentes oculares y la posición fuera de eje de la fóvea, y en la mayoría de los sujetos aumenta con la corrección de las aberraciones de alto orden⁴.

Las aberraciones oculares pueden cuantificarse mediante las siguientes métricas⁵:

• Medida de la calidad óptica utilizando óptica de Fourier.
• Medida en el plano pupilar: Error cuadrático medio (RMS) del frente de onda.
• Medida de la calidad de imagen retiniana: son un buen predictor para la clínica por ser las que se correlacionan mejor con la función visual.
  • Función de dispersión de punto (PSF): imagen de un objeto puntual a través de un determinado sistema óptico.
  • Función de transferencia óptica (OTF): mide la pérdida de contraste en la imagen de un objeto sinusoidal, así como cualquier cambio de fase en el mismo.
  • Función de transferencia de modulación (MTF): representa la disminución del contraste en función de la frecuencia espacial.
  • Relación visual de Strehl: permite predecir el rendimiento visual, en términos de agudeza visual, a partir de las aberraciones de alto orden. Es una herramienta imprescindible en el diseño y evaluación de nuevos diseños ópticos de lentes intraoculares y lentes de contacto.

Lentes intraoculares:

La capacidad de acomodación del sistema visual disminuye con el envejecimiento ocular hasta desaparecer finalmente, las fibras zonulares pierden su elasticidad y en muchos casos a la aparición de la presbicia le sigue la formación de una catarata causada por la opacificación del cristalino, requiriéndose su extracción quirúrgica y posterior implantación de una LIO. El rendimiento de las LIOs viene determinado por su material (transparencia y biomecánica), su diseño (estabilidad) y la geometría de su superficie (calidad óptica)⁶.

En la actualidad conviven los siguientes tipos de LIOs:

• Monofocales: además de la corrección de los errores de refracción (esfera y cilindro) permiten modular la aberración esférica ocular.
• De profundidad de foco extendido: mejoran el enfoque mediante un único punto focal¹.
• Multifocales: ofrecen una visión funcional a diferentes distancias mediante múltiples focos, pueden ser refractivas (con dependencia pupilar) o difractivas (con zonas difractivas anulares que producen focos lejanos y cercanos), y operan bajo el principio de visión simultánea. Su principal inconveniente es la pérdida de contraste de la imagen a frecuencias espaciales medias y altas⁶.

Con el tiempo, los sistemas de Óptica Adaptativa de laboratorio y otras alternativas de correcciones programables se convertirán en tecnologías de simulación visual de rutina en la práctica clínica, pudiendo predecir el rendimiento visual y permitiendo a los pacientes experimentar una visión postoperatoria prospectiva con los diferentes diseños de lentes intraoculares para facilitar la elección del más adecuado en cada paciente⁷.

Interacción de las aberraciones ópticas con las lentes intraoculares:

La implantación de una LIO puede alterar la magnitud y el patrón de las aberraciones monocromáticas y cromáticas, cuyo equilibrio determinará la calidad óptica policromática. Algunas interacciones pueden ayudar a mejorar la visión en ojos pseudofáquicos, modulando la aberración cromática para ampliar el rango de visión en diseños ópticos multifocales¹.

Las LIOs de última generación están diseñadas con superficies asféricas, que típicamente inducen una aberración esférica negativa para compensar la aberración esférica positiva corneal, lo que supone imitar el equilibrio producido por el cristalino en el ojo humano joven. Además, la disminución de las aberraciones de alto orden en ojos implantados con LIOs asféricas da como resultado una mejora de la función de transferencia de modulación (MTF). La inducción de aberración esférica negativa compensa de manera pasiva el coma lateral (positivo en la superficie corneal anterior y negativo en la LIO) como consecuencia de la posición fuera del eje de la fóvea⁸.

Pero en el ojo pseudofáquico no solo cambian las aberraciones monocromáticas, sino también las cromáticas, ya que los nuevos materiales de las lentes intraoculares permiten modificar las propiedades de dispersión cromática del ojo, que dependerán del índice de refracción del material.

En definitiva, las relaciones entre aberraciones, materiales y diseños permiten la modulación de la aberración cromática longitudinal en los nuevos diseños difractivos buscando ampliar el rango visual del ojo pseudofáquico y mejorar la calidad óptica policromática⁹.

Existe un interés creciente por desarrollar nuevos diseños que permitan una mejor calidad óptica a todas las distancias porque, aunque los diseños multifocales difractivos ofrecen buenas agudezas visuales en lejos y en cerca, logran peores resultados en visión intermedia. Estas lentes suelen tener un diseño híbrido refractivo-difractivo en el que la energía luminosa se divide entre focos lejanos (luz refractada) y focos intermedios y cercanos (luz difractada). La focalización refractiva o difractiva conduce a signos opuestos de aberración cromática longitudinal, lo que permite modular la aberración cromática del ojo a diferentes distancias¹⁰.

El impacto de las aberraciones cromáticas en el ojo pseudofáquico¹¹, las interacciones con las aberraciones monocromáticas del ato orden¹² y su corrección mediante lentes difractivas, modifican la calidad óptica y por tanto la función visual.

DISCUSIÓN-CONCLUSIONES

El desarrollo y la aplicación de la aberrometría han proporcionado una comprensión más profunda de cómo las aberraciones ópticas afectan a la calidad visual, especialmente en pacientes sometidos a la implantación de LIOs, cuyos avances, impulsados por la capacidad de medir y corregir aberraciones específicas, han mejorado de manera significativa los resultados visuales postoperatorios.

Sin embargo, todavía persisten desafíos. La corrección completa de todas las aberraciones ópticas sigue siendo una meta compleja, y la introducción de LIOs de última generación en ocasiones puede inducir nuevas aberraciones que deben ser cuidadosamente gestionadas. Es crucial que los cirujanos oftalmológicos consideren tanto los beneficios como los posibles inconvenientes de las diferentes lentes disponibles, personalizando la elección de la lente en función de las características específicas del ojo del paciente.

En conclusión, la integración de la aberrometría en la práctica oftalmológica ha permitido un enfoque más preciso y personalizado en la corrección de errores refractivos mediante LIO. Los futuros desarrollos en la tecnología de LIO y en la medición de aberraciones ópticas probablemente seguirán mejorando la calidad visual y la satisfacción de los pacientes.

BIBLIOGRAFÍA

1. Gatinel D, Loicq J. Clinically Relevant Optical Properties of Bifocal, Trifocal, and Extended Depth of Focus Intraocular Lenses. J Refract Surg. 2016; 32(4):273-280.
2. Thibos LN, Applegate RA, Schwiegerling JT, Webb R; Standards for reporting the optical aberrations of eyes. J Refract Surg. 2002; 18(5):S652-S660.
3. Sáles CS, Manche EE. Comparison of ocular aberrations measured by a Fourier-based Hartmann-Shack and Zernike-based Tscherning aberrometer before and after laser in situ keratomileusis. J Cataract Refract Surg. 2015; 41(9): 1820-1825.
4. Aissati S, Vinas M, Benedi-Garcia C, Dorronsoro C, Marcos S. Testing the effect of ocular aberrations in the perceived transverse chromatic aberration. Biomed Opt Express. 2020; 11(8): 4052-4068.
5. Vidal Olarte R. Entendiendo e interpretando las aberraciones ópticas. Cien Tecnol Salud Vis Ocul. 2011; 9(2): 105-122.
6. Charman WN. Developments in the correction of presbyopia II: surgical approaches. Ophthalmic Physiol Opt. 2014; 34(4): 397-426.
7. Marcos S, Werner JS, Burns SA, Merigan WH, Artal P, Atchison DA, et al. Vision science and adaptive optics, the state of the field. Vision Res. 2017; 132: 3-33.
8. Marcos S, Rosales P, Llorente L, Barbero S, Jiménez-Alfaro I. Balance of corneal horizontal coma by internal optics in eyes with intraocular artificial lenses: evidence of a passive mechanism. Vision Res. 2008; 48(1): 70-79.
9. Millán MS, Vega F. Extended depth of focus intraocular lens: Chromatic performance. Biomed Opt Express. 2017; 8(9): 4294-4309.
10. Loicq J, Willet N, Gatinel D. Topography and longitudinal chromatic aberration characterizations of refractive-diffractive multifocal intraocular lenses. J Cataract Refract Surg. 2019; 45(11): 1650-1659.
11. Bradley A, Xu R, Wang H, Jaskulski M, Hong X, Brink N, et al. The Impact of IOL Abbe Number on Polychromatic Image Quality of Pseudophakic Eyes. Clin Ophthalmol. 2020; 14: 2271-2281.
12. Marcos S, Romero M, Benedí-García C, González-Ramos A, Vinas M, Alejandre N, et al. Interaction of Monochromatic and Chromatic Aberrations in Pseudophakic Patients. J Refract Surg. 2020; 36(4): 230-238.