(1/7) ¿Es importante el Ángulo Kappa en Cirugía Refractiva, de Presbicia y Cataratas?: El Marco Teórico

febrero 14th, 2018
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El ojo humano es un sistema óptico que comprende 4 elementos ópticos no coaxiales principales (las superficies anterior y posterior de la córnea y del cristalino), la pupila y la retina, con un diseño que compensa las aberraciones esféricas y el coma a través de una geometría no planar. (1)

Debido a la falta de simetría del ojo y debido a que el punto de fijación y la fóvea no están a lo largo de un eje de simetría de mejor ajuste, para describir completamente las propiedades ópticas del ojo se crearon modelos simplificados y descrito ejes de referencia oculares para caracterizar estos modelos (2-5). Los ejes influirían en la calidad de la imagen de la retina de tal manera que se obtendría la visión más nítida de un objetivo cuando está en línea este objetivo de fijación y la fóvea de la retina (eje visual). Sin embargo, algunos conceptos relacionados con ejes y ángulos oculares son teóricos y no pueden aplicarse clínicamente.

 

SINOPSIS:

1. EJES:

– Óptico: Es la línea que conecta el centro de curvaturas de las superficies ópticas del ojo.

– Pupilar: Es la línea que conecta el centro de la pupila y el centro de la superficie corneal anterior.

– Visual: Es la línea que conecta el punto de fijación con la foveola, pasando por los dos Puntos Nodales del ojo.

– Línea de Mirada: Es la línea que conecta el punto de fijación con la fóvea, pasando por centro de la pupila.

2. ÁNGULOS:

– Kappa: ángulo entre el Eje Pupilar y el Eje Visual.

– Lambda: ángulo entre  el Eje Pupilar y la Línea de la Mirada.

– Alfa: Ángulo formado por el Eje Visual y el Óptico en el primer Punto Nodal.

 

EJES (6-12)

Eje Óptico

– Los sistemas ópticos centrados (por ejemplo, un telescopio o un microscopio) tienen un Eje Óptico, definido como la línea que pasa por el centro geométrico de los elementos ópticos. En los sistemas ópticos perfectamente alineado, el Eje Óptico pasa a través del centro del objeto así como de la imagen.

– Como el ojo no es un sistema centrado, no tiene en realidad un verdadero Eje Óptico.

– Si las superficies ópticas del ojo fueran perfectamente coaxiales, las imágenes reflejadas de cada superficie óptica aparecerían alineadas desde la perspectiva de un objeto que está posicionado en el eje óptico.

– Las imágenes de Purkinje (I, II, III y IV) son los reflejos de las superficies ópticas del ojo, a saber, la superficie corneal anterior (I), la superficie corneal posterior (II), la superficie anterior del cristalino (III) y la superficie posterior del cristalino (IV), respectivamente.

– Así el Eje Óptico minimizaría la distancia  entre los centros de curvatura de cada una de las superficies ópticas (imágenes de Purkinje I, II, II y IV). Sin embargo, rara vez se observa que estas imágenes sean coaxiales y muestran desviaciones de un sistema óptico coaxial ideal.

– Como tal, por tanto, el Eje Óptico ofrece poco valor clínico para fines de centrado. Así en ausencia de un verdadero Eje Óptico, se pueden considerar otros ejes alternativos.

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Eje Pupilar

– Es la línea que conecta el centro de la pupila y el centro de la superficie corneal anterior.

– El Eje Pupilar se puede determinar ubicando una fuente de luz tal que la imagen reflejada de esta fuente (cuando se ve desde la fuente) se centre en la pupila de entrada.

– El Eje Pupilar se encontraría a lo largo del Eje Óptico si el ojo, incluida la pupila, fuera un sistema centrado. Sin embargo, la pupila a menudo no está centrada en relación con la córnea y el Eje Pupilar puede presentar variaciones con los diferentes tamaños de la pupila.

– El Eje Pupilar se usa para estimar la fijación excéntrica, la condición en la que se utiliza un punto de retina distinto del centro foveal para la fijación y es a menudo una adaptación a la heterotropía.

Eje Visual

– Es la línea que conecta el punto de fijación con la foveola, pasando por los 2 Puntos Nodales del ojo.

– Los Puntos Nodales serían 2 puntos localizados sobre el eje del sistema óptico ocular de tal forma que un rayo incidente dirigido hacia el primer Punto Nodal abandonara el sistema por el segundo Punto Nodal, sin alterar su dirección.

– La proximidad anatómica de los 2 Puntos Nodales permitiría su fusión en un «Punto Nodal único» que se encontraría cerca de la superficie posterior del cristalino.

– El Eje Visual no necesariamente pasa a través del centro de la pupila, y puede imaginarse como una línea recta desde el punto de fijación hasta la foveola (con la fijación del paciente), que representa un rayo de luz no desviado o mínimamente desviado.

– Ya que representa el camino real de la luz a través del ojo, el Eje Visual sería un candidato lógico para usar como el eje de referencia preferido para el centrado de los tratamientos.

– Lamentablemente, el Eje Visual no puede cumplir adecuadamente esta función pues se define de forma variable en la literatura e incluso si se utiliza una definición coherente, la referencia a los Puntos Nodales es problemática en el entorno clínico puesto que representan conceptos teóricos sin marcas anatómicas correspondientes, lo que hace impracticable la aplicación clínica del centrado de los tratamientos en el Eje Visual de ojos reales.

Línea de Mirada

– En lugar de estos ejes definidos teóricamente, se ha sugerido que una definición anatómica de un eje haría que se pudiera utilizar más apropiadamente en la práctica clínica.

– Así la Línea de Mirada sería la línea que conecta el punto de fijación con la fóvea, pasando por centro de la pupila.

– La fóvea suele estar en el lado temporal del eje óptico y, por lo tanto, el punto de fijación suele estar en el lado nasal del eje óptico.

– La Línea de Mirada es el eje más importante desde el punto de vista de la función visual porque define el centro del haz de luz que entra al ojo desde el punto de fijación. 

Lamentablemente, no es una línea fija porque el centro de la pupila se puede mover cuando cambia el tamaño de la pupila.

Fig 1-Axes

Eje Topográfico o Vértex Corneal o Vértex Normal

– Los videoqueratoscopios no se centran sobre ninguno de los ejes intrínsecos del ojo.

Si el Paciente está fijando adecuadamente, el punto en la córnea correspondiente a la del «reflejo corneal de la luz con visión coaxial» (CSCLR) ha sido descrito como  Vértex Corneal (VC), también llamado Vértex Normal y es definido como el punto tangencial al plano perpendicular del eje del topógrafo corneal con la superficie corneal.

– Una vez los anillos de Plácido se proyectan sobre la superficie corneal se alinea el eje del videoqueratoscopio con el centro de curvatura de la superficie anterior corneal (Purkinje I), quedando sobre la córnea representada la posición del Vertex Corneal (VC) que es el centro de los mapas topográficos corneales.

-Así el Eje Topográfico sería la línea que conecta el punto de fijación en el topógrafo a la primera imagen de Purkinje (Purkinje I) cuando el paciente está coaxialmente observado con el Eje Óptico del dispositivo.

– Las variaciones en el Eje Topográfico entre los instrumentos ocurren debido a las diferencias en la distancia al objetivo de fijación.

– También es importante conocer que el Eje Topográfico no sólo se aplica a los videoqueratoscopios, sino a cualquier imagen de equipo diagnóstico o microscopio quirúrgico centrado en el «reflejo corneal de la luz con visión coaxial».

– El Vértex Corneal (VC) sin embargo no coincide con el Ápex Corneal (AC), que es utilizado en referencia el punto de máxima curvatura corneal (punto con el radio de curvatura menor), por ejemplo el ápex del cono en casos de queratocono en los que la máxima curvatura de la córnea hace referencia a la posición del mismo.

– Así el Ápex Corneal (AC), sería el punto de máxima elevación corneal cuando el paciente observa el punto de fijación en posición primaria de mirada.

– A diferencia de los videoqueratoscopios que se centran sobre el Vértex Corneal (VC), otros instrumentos como los aberrómetros Hartmann-Shack toman la Línea de Mirada como eje de referencia para el centrado del instrumento. Estas diferencias de alineación con los aberrómetros deben ser corregidas en los videoqueratoscopios para el cálculo de aberraciones corneales.

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Eje Acromático

– Es la línea que unen el centro pupilar y los puntos nodales.

– Puesto que un rayo que es normal a una superficie óptica pasará sin desviarse a través del punto nodal, este rayo nodal, por tanto, no exhibirá aberración cromática transversal (ACT).

– Así el Eje Visual se puede determinar como el rayo nodal que llega la foveola con cero aberración cromática transversal (ACT). Por esta razón, el Eje Visual también se denomina Eje Acromático Foveal.

 

ÁNGULOS

Ángulo Kappa

– Ángulo entre el Eje Pupilar y el Eje Visual.

– Hashemi et al (13) y Giovanni et al (14) describieron que los ángulo kappas fueron más grandes en la población hipermetrópica en comparación con la población miope.

. Basmak et al (15) también informaron que el ángulo kappa disminuye a medida que el error de refracción se vuelve más negativo. Especulaban que las intersecciones corneales de los ejes se ubicaban más cerca del eje óptico en ojos miopes y más alejados en ojos hipermétropes.

– Las diferencias en estos resultados podrían atribuirse a las variaciones étnicas en la anatomía ocular (16). Una distancia interpupilar estadísticamente más grande puede influir en el ángulo kappa como se observó en un estudio comparativo con pacientes afroamericanos y blancos (17).

Ángulo Lambda

– Ángulo entre el Eje Pupilar y la Línea de la Mirada.

Ángulo Alfa

– Ángulo formado por el Eje Visual y el Óptico en el primer Punto Nodal.

 

 

Fig 2-Angles

 

 

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(1) Samuel Arba Mosquera, Shwetabh Verma and Colm McAlinden. Centration axis in refractive surgery. Eye and Vision. 20152:4. https://doi.org/10.1186/s40662-015-0014-6

(2) Atchison DA, Smith G. Optics of the Human Eyes. Edinburgh, Scotland: Butterworth-Heinemann; 2000

(3) Atchison DA, Smith G, CharmanWN. Errors in determining the direction of the visual axis in the presence of defocus. Ophthalmic Physiol Opt 1998;18(5):463–467

(4) Lancaster WB. Terminology in ocular motility and allied sub- jects. Am J Ophthalmol 1943;26(2):122–132

(5) Le Grand YL, El Hage SG. Physiological Optics. Berlin: Springer-Verlag; 1980

(6) Daniel H.Chang, George O.WaringIV. The Subject-Fixated Coaxially Sighted Corneal Light Reflex: A Clinical Marker for Centration of Refractive Treatments and Devices. American Journal of Ophthalmology, Volume 159, Issue 3, March 2015, Pages 611-612

(7) Pande M, Hillmann JS. Optical zone centration in keratorefractive surgery: entrance pupil center, visual axis, coaxially sighted corneal reflex, or geometric corneal center? Ophthalmology. 1993;100:1230–7

(8) Arbelaez MC, Vidal C, Arba-Mosquera S. Clinical outcomes of corneal vertex versus central pupil references with aberration-free ablation strategies and LASIK. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2008;49(12):5287–94

(9) Atchinson, DA. Chapter 17. Artal,P. Handbook of Visual Optics. ISBN: 978-1-4822-3796-2

(10) Mandell, R. B. and St. Helen, R., Position and curvature of the corneal apex, American Journal of Optometry and Archives of the American Academy of Optometry 46 (1969): 25–29

(11) Applegate, R. A., Thibos, L. N, Twa, M., and Sarver, E. J., Importance of fixation, pupil center, and reference axis in ocular wavefront sensing, videokeratography, and retinal image quality, Journal of Cataract and Refractive Surgery 35 (2009): 139–152

(12) Mathur, A., Gehrmann, J., and Atchison, D. A., Influences of luminance and accommodation stimuli on pupil size and pupil center location, Investigative Ophthalmology and Vision Science 55 (2014): 2166–2172

(13) Hashemi H, Khabazkhoob M, Yazdani K, Mehravaran S, Jafarzadehpur E, Fotouhi A. Distribution of Angle Kappa measurements with Orbscan II in a population-based survey. J Refract Surg. 2010;28:1–6

(14) Giovanni F, Siracusano B, Cusmano R. The angle kappa in ametropia. New Trends Ophthalmol. 1988;3:27–33

(15) Basmak H, Sahin A, Yildirim N, Papakostas TD, Kanellopoulos AJ. Measurement of angle kappa with synoptophore and Orbscan II in a normal population. J Refract Surg. 2007;23:456–60

(16) Blake CR, Lai WW, Edward DP. Racial and ethnic differences in ocular anatomy. Int Ophthalmol Clin. 2003;43:9–25

(17) Barretto RL, Mathog RH. Orbital measurement in black and white populations. Laryngoscope. 1999;109(7 Pt 1):1051–4

 

 

Imágenes: Healio.com, AAO.org, 123coolpictures.com, Entokey.com

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