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Fiabilidad de Instrumentos. Introducción estadística a las Fuentes de Variabilidad

diciembre 21st, 2015 Posted by Estadística 1 comment on “Fiabilidad de Instrumentos. Introducción estadística a las Fuentes de Variabilidad”
Definición de Fiabilidad

Todos los instrumentos de medición con los que habitualmente trabajamos en clínica se encuentran sometidos a varias fuentes de error que engloban la actuación del clínico, la precisión del instrumento de medida, las características biológicas del objeto a medir, etc. La variabilidad se encuentra presente en nuestro día a día y los métodos estadísticos nos ayudan a entender las distintas fuentes de variabilidad tras la medida de cualquier muestra.

En el siguiente artículo vamos a intentar enlazar fórmulas estadísticas con conceptos de la práctica real para que sean fácilmente comprendidos por el lector y que servirán de base para futuros artículos en los que explicaremos qué es el Índice de Correlación Intraclase y como se aplica en Ciencias de la Visión. Partiremos del concepto de Varianza (σ2), que es una medida de dispersión y representa el cuadrado de la desviación de una muestra con respecto a su media. El concepto de varianza será el que emplearemos en la valoración de la Fiabilidad de un instrumento partiendo de la Teoría Clásica de los Test (CTT, Clasical Test Theory) proveniente de la Psicometría. Esta teoría sostiene que cualquier medición (Y) es el resultado de sumar el valor real de aquello que queremos medir (η) y un error aleatorio (ε) (Ecuación 1). La CTT requiere de ciertos axiomas que deben ser tenidos en cuenta.

Y = η * ε

[1]

Midamos lo que midamos siempre vamos a sufrir cierto error que dependerá de forma aleatoria de variables como: el instrumento, la manipulación, el sujeto evaluado, etc. Un instrumento FIABLE será aquel cuyo ERROR ALEATORIO sea lo suficientemente pequeño como para que nos permita diferenciar entre los distintos elementos que componen nuestra muestra. El error aleatorio es todo error que no podemos controlar, por ejemplo puede que estemos midiendo la agudeza visual a un paciente que se encuentra cansado y a otro que se encuentra muy activo y colaborador. Los dos pueden tener la misma agudeza visual y aún así nuestro resultado sea diferente debido al error originado por el cansancio de uno de los pacientes, el cansancio será por lo tanto el error aleatorio. No obstante, nuestro test será adecuado cuando este cansancio no afecte en gran medida a la agudeza visual como para hacernos creer que el paciente tiene una determinada afección visual. No obstante, este error aleatorio (cansancio) puede tener mayor importancia cuando hacemos una campimetría clasificándonos el paciente con la presencia de alguna anomalía que ha sido resultado simplemente de una falta de colaboración.

De manera equivalente podemos decir que la varianza en nuestras medidas será la suma de varianzas propias de nuestra muestra y de las varianzas debidas al error de medida (Ecuación 2). Si nosotros realizamos las medidas un número infinito de veces, llegará un momento que el promedio del error sea 0, siendo el valor medido igual al valor real. Evidentemente, no podemos realizar el experimento un número infinito de veces, por lo que tendremos que emplear estadísticos que nos ayuden a valorar como de Fiables son nuestros test en la Evaluación de una determinada Población.

σY = ση * σε

[2]

A partir de esta base podemos definir la Fiabilidad (Reliability) como un ratio de varianzas. La Fiabilidad (R) es el cociente entre la varianza (σp2) = (σy2) de nuestra muestra que llamaremos varianza poblacional (Ya que en la mayoría de los casos trabajaremos con personas) y la suma de varianzas propias a nuestra población más la varianza del error de medida. (σp22error). Un aspecto importante y que podemos deducir de la fórmula es que la Fiabilidad de nuestro instrumento dependerá de la Muestra que utilicemos, si hay pequeñas diferencias entre sujetos, un pequeño error de medida afectará de mayor forma a la Fiabilidad de nuestro instrumento que si utilizamos una muestra donde hayan mayores diferencias entre la población en tal caso el error del instrumento no afectará tanto a la fiabilidad (Ecuación 3).

R = σp2 [3]

σp2+ σerror2

En Ciencias de la Visión de manera general utilizaremos nuestros instrumentos de medida para diferenciar entre pacientes normales de aquellos que presentan una determinada característica, por ejemplo una patología, anomalía visual, etc. Nuestro instrumento será fiable siempre que el Error de Medida del instrumento no afecte la capacidad de detectar estas anomalías cometiendo errores como diagnosticar una patología cuando esta no esta presente o viceversa.

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Importancia de la Fiabilidad en la Práctica Clínica

diciembre 14th, 2015 Posted by Estadística 0 comments on “Importancia de la Fiabilidad en la Práctica Clínica”

En Ciencias de la Visión de manera general utilizaremos nuestros instrumentos de medida clínica para diferenciar entre pacientes normales de aquellos que presentan una determinada característica, por ejemplo una patología, anomalía visual, etc. Nuestro instrumento será fiable siempre que el Error de Medida del instrumento no afecte la capacidad de detectar estas anomalías cometiendo errores como diagnosticar una patología cuando esta no esta presente o viceversa.

Para que un instrumento sea FIABLE tiene que ser REPETIBLE, es decir, si repetimos la prueba en otro momento del tiempo los resultados tienen que ser los mismos o muy similares (variabilidad intra-experimendador). Además, este instrumento también debería dar resultados similares si es utilizado por dos clínicos diferentes que realizan la prueba en las mismas condiciones ambientales (variabilidad entre-experimendador).

En el ámbito de la Investigación Clínica existen casos evidentes de baja fiabilidad que pueden ocasionar errores de interpretación. Vamos a relatar el caso de un tratamiento de ambliopía llevado a cabo en un mismo centro por dos Clínicos que trabajan en diferentes gabinetes (A y B). Dependiendo del ajuste de citas y horarios, el paciente es referido en cada ocasión a uno de los dos Clínicos que aunque poseen el mismo test de gabinete y condiciones de iluminación idénticas, difieren en sus «criterios» de obtención del umbral de agudeza visual. Mientras que el Clínico A intenta motivar insistentemente al paciente a que resuelva los optotipos inclusive mediante intuición, el Clínico B es más conservador y no insiste cuando al paciente «le cuesta» resolver los detalles del test.

Tanto el Clínico A como el B se muestran confusos ante las continuas oscilaciones en la agudeza visual del paciente durante el tratamiento. Algo que parecía «inexplicable» es un error de procedimiento durante la simple valoración de la Agudeza Visual. Estos problemas han sido tratados en multitud de estudios científicos incorporando sistemas automatizados que eliminen los criterios subjetivos del examinador. Centrándose en métodos más repetibles, como en este caso particular, de obtención del umbral de agudeza visual. En conclusión, cualquier test o procedimiento clínico debe ser repetible con pequeños sesgos, bien sea entre Evaluadores, dentro de un mismo Evaluador o propios de un instrumento de medida.

Las fuentes de variabilidad que pueden influir en la fiabilidad son diversas, entre ellas:

  • Consistencia Interna (Internal Consistency). Es la variabilidad producida por el instrumento de medida.
  • Test-retest. Variabilidad aplicada por la medida en diferentes momentos del tiempo.
  • Inter-experimentador (Inter-rater). Realización de las medidas por distintos experimentadores en el mismo momento de tiempo.
  • Intra-experimentador (Intra-rater). El mismo experimentador en distintos momentos de tiempo.

Hemos de tener en cuenta que en la literatura podemos encontrar multitud de referencias para hablar de fiabilidad, como pueden ser: reproductibilidad (reproducibility), repetibilidad (repetibility), precisión (accuracy), variabilidad, consistencia, concordancia, estabilidad, acuerdo, etc.

Cualquier evaluación realizada con un instrumento de medida esta sometida a una fuente de variabilidad que produce que el resultado obtenido no sea el «Verdadero». Siendo este valor el promedio que se obtendría con el instrumento si el experiento se realizase un numero infinito de veces.

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Profundidad de Foco Extendida en Lentes Intraoculares Multifocales

diciembre 9th, 2015 Posted by Óptica 0 comments on “Profundidad de Foco Extendida en Lentes Intraoculares Multifocales”

Durante este año el concepto “Profundidad de Foco Extendida (PFE)” ha ido alcanzando un importante crecimiento en popularidad potenciado más por mecanismos de marketing en busca de nuevos productos comerciales que en importantes avances de innovación tecnológica. Y es que este concepto no se aplica por primera vez en Ciencias de la Visión sino que viene siendo desde hace años la práctica más habitual para la compensación de la presbicia con lentes de contacto multifocales o PresbyLASIK. Si bien es cierto que la introducción de la PFE en LIOMs presenta importantes ventajas frente a los procedimientos anteriores en términos de calidad óptica que no vamos a enumerar en este artículo por no ser el objetivo principal del mismo.

¿Qué es la profundidad de foco extendida (PFE)?

El concepto profundidad de foco es complementario al concepto que habitualmente manejamos en clínica profundidad de campo. Para una configuración dada de un sistema óptico (o estado estático de acomodación en el ojo), la profundidad de campo se define como la distancia a lo largo de la cual podemos mover un objeto sin provocar una pérdida de nitidez considerando cierto nivel de tolerancia. Mientras que para esta misma configuración, la profundidad de foco se define como la distancia por delante o detrás del foco imagen (retina) a lo largo de la cual podemos desplazar la imagen sin provocar una pérdida de nitidez considerando cierto nivel de tolerancia.

¿Qué diferencias hay entre una LIO monofocal y una LIO de PFE?

Una LIO de PFE será aquella que teniendo el mismo material y potencia paraxial que una LIO monofocal proporcionará una mayor profundidad de campo. Hasta aquí todo son ventajas, sin embargo, hemos de recordar lo que mencionábamos anteriormente “sin provocar una pérdida de nitidez considerando cierto nivel de tolerancia”. Personalmente para explicar procedimientos multifocales me gusta hacer referencia a la Ley de Conservación de la Energía: “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.” Por lo que para extender la profundidad de foco lo tenemos que hacer en detrimento de la eficiencia energética del foco principal, siendo en nivel de tolerancia la energía mínima que tiene que poseer el foco para que la agudeza visual o sensibilidad al contraste del paciente implantado con esa LIO cumpla sus expectativas de visión.

Un ejemplo con una LIOM de PFE tipo Pinhole

Esto lo podemos ver en un modelo de trazado de rayos con una LIO con una abertura central tipo “pihnole” con diámetro por debajo de los límites de la difracción que provocará que la luz se distribuya por delante y detrás del foco principal. En la Figura 1A vemos una LIO monofocal en la que el foco se encuentra en retina (Posición 0 mm en Figura 1B) para un objeto en infinito (lejos) mientras que en la Figura 1C a la misma LIO le hemos colocado un Pinhole en el centro de la lente. Provocando un incremento de la profundidad de foco disminuyendo la altura de la MTF en lejos (círculos rojos, Figuras 1B y 1D) y aumentando la altura en visión intermedia (círculos verdes, Figuras 1B y 1D). Además, observamos un ligero desplazamiento de foco miópico del foco principal por delante de retina (Figura 1D).

LIO profundidad foco extendida tipo pinhole

El papel del Target o Refracción Objetivo para mejorar los resultados en visión de cerca

Cuando calculamos la potencia paraxial de una lente intraocular con cualquier fórmula de las actuales seleccionamos un Target o Refracción Objetivo que para una LIO monofocal debe ser próximo 0 D o la emetropía. Sin embargo, el target juega un papel muy importante en LIOs de PFE ya que nos permitirá desplazar la curva de la Figura 1D mejorando la calidad de visión de objetos cercanos en detrimento de la MTF del foco lejano lo cual no supone un gran perjuicio en la visión binocular en lejos del paciente si esto lo hacemos en un solo ojo. De esta manera, si elegimos un target de -0.75 D, la MTF en intermedia (círculo verde) continuará incrementándose porque la curva se desplaza a la izquierda mientras que en contrapartida la MTF en lejos (círculo rojo) disminuirá en la misma proporción que aumente en intermedia. Podemos de esta manera optimizar el target para mejorar al máximo la visión intermedia o cercana sin perjudicar en exceso la visión de lejos.

Nota: En la interpretación de las Figuras 1B y 1D es importante resaltar que un target negativo significa implantar una LIO con más potencia de lo necesario para alcanzar la emetropia por lo que la curva se desplaza a la izquierda. Cuando el objeto pase a una posición intermedia la curva se desplazará a la derecha llevando el círculo verde de la posición de -0.6 mm a la de 0 mm que sería la retina.

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