Difraccion

Teoría de difracción La difracción es una característica de los fenómenos ondulatorios, que ocurre donde quiera que una parte de la luz esta obstruida de laguna manera. El término difracción se aplica a cualquier desviación de la luz de su propagación rectilínea, que no puede ser interpretada ni con refracción ni con reflexión. Existe clásicamente una clasificación que depende de la posición de la fuente y del observador, que son la difracción de campo cercano o de Fresnel y de campo lejano o de Fraunhofer. Difracción de Fresnel y de Fraunhofer La difracción de Fresnel o campo cercano es un caso especial de la solución general obtenida por Sommerfeld conocida como la fórmula de difracción de Rayleigh-Sommerfeld1 que nos proporciona el campo difractado de un frente de onda monocromático en el punto de interés P debida a una abertura finita. Es interpretado como la superposición de ondas esféricas secundarias que se originan en fuentes secundarias virtuales sobre el plano de la abertura, figura 1. Haciendo varias aproximaciones podemos tener ecuaciones más fáciles de integrar. (2) Esta ecuación es conocida como la integral de difracción de Fresnel o de campo cercano, que representa una superposición de ondas esféricas en la aproximación paraxial, que ocurre cuando la fuente y el observador están colocados a una distancia finita del plano de la abertura. La difracción de Fraunhofer ocurre cuando la fuente y observador se encuentran muy lejos de la abertura. A diferencia de la difracción de Fresnel, la difracción de Fraunhofer tiene lugar en un plano de observación a una distancia todavía mucho más grande comparada con el tamaño de la abertura, por lo que también es llamada difracción de campo lejano. Ésta es la integral de difracción de Fraunhofer o de campo lejano. Esta expresión es fácilmente     reconocible y se puede escribir en términos de la transformada de Fourier. Lo cual significa que la distribución de la energía es el módulo cuadrado de la transformada de Fourier. Resolución del ojo Históricamente la resolución de los sistemas ópticos tuvo gran importancia en la astronomía ya que los astrónomos necesitaban conocer si, una mancha luminosa que observaban, correspondía efectivamente a una estrella o eran dos estrellas que se encontraban muy juntas. La teoría que utilizaron para saber si se trataba de una estrella o de dos estrellas muy juntas fue la teoría difracción de campo lejano o de Fraunhofer, esta teoría puede ser aplicada a cualquier sistema óptico, por lo tanto puede también, ser aplicado al ojo. Donde lo único importante que se necesita saber entre muchas otras cosas más, es la forma de la abertura que tiene el sistema óptico por donde entra la luz y con eso poder conocer la distribución de energía, figura 2, en el caso del ojo es la pupila que de manera general es una abertura circular, al igual que en la mayoría de los telescopios. De lo anterior surge el criterio de Rayleigh2 que nos dice que dos estrellas están resueltas cuando están separados angularmente por donde l es la longitud de onda principal, y D es diámetro de la abertura, como se puede ver la separación se hace más pequeña cuando el diámetro del diafragma crece y sucede lo contrario cuando el diámetro del diafragma disminuye. Para el caso particular del ojo suponiendo un diámetro de 2mm, para un longitud de onda de 555 nm. Tenemos que la resolución es de aproximadamente de 1 minuto de arco. En términos de la distribución de energía, para un sistema que no tiene aberraciones, como se puede observar en la figura 2, no toda la energía se concentra en un solo lugar. En el núcleo central o disco de Airy se concentra la mayor cantidad de energía, pero existe un anillo de mayor tamaño al disco Airy, que también tiene una cantidad de energía bastante significativa, lo que tendrá un repercusión importante en el contraste de las imágenes formadas por cualquier sistema óptico. La distribución de la energía, que idealmente debería de tener un sistema que no tiene aberraciones es un punto, pero en lugar de eso tenemos una mancha luminosa circular (disco de Airy), que crece significativamente si el diámetro de la abertura disminuye y disminuye si el diámetro de la abertura aumenta, Fig. 2: Distribución de la energía de una abertura circular. Teoría de aberraciones 3 Las aberraciones, de manera general, son las diferencias entre la imagen real formada por algún sistema óptico y la imagen ideal o gausiana. Un punto P’ es la imagen ideal de un punto objeto P si todos los rayos que emergen del punto P y que son trasmitidos por el diafragma de abertura pasan por P’. Una manera alternativa de lo anterior es que los frentes de onda que emergen del punto P deben ser en el espacio imagen secciones de esferas centradas en P’. Las condiciones anteriores son equivalentes. Las aberraciones aparecen cuando lo anterior no se cumple. Es posible que los rayos y frentes de onda de P puedan todos converger en un punto P’’ en el espacio imagen el cual no es P’, la imagen gaussiana de P, pero está muy cerca de P’. Esto nos lleva a muchas distinciones útiles entre la aberración de los puntos imagen y la aberración de la forma de la imagen, figura 3. Las aberraciones del frente de onda (W) son las diferencias de un frente de onda gausiano (FOG), con el frente de onda Real (FOR), medidas en la pupila de salida figura 3.

REFRACCION

Desde que se ponen en marcha de forma habitual campañas escolares de detección de patologías y entre ellas la visual, cada vez es más frecuente que nos lleven a los niños más pequeños a las consultas, lo que está haciendo descender la edad de la primera revisión oftalmológica, siendo relativamente frecuente encontrar niños por debajo de tres años para estudio. Desde Hubbel y Weissel sabemos de la importancia de los primeros años de la vida para el normal desarrollo visual. De ahí la importancia de saber detectar a tiempo defectos de refracción que influyan negativamente en el normal desarrollo de la visión.

Unido a todo esto la refracción y su práctica clínica están en constante controversia, ya que:

• Es realizada indistintamente por oftalmólogos, optometristas y ópticos.
• Menor interés en su práctica por la falsa creencia de que «todo se sabe» en refracción.
• La aparición de nuevas generaciones de autor refractómetros cada vez más fiables.

En resumen, puedes tener delante a un niño de 1 año de edad «asintomático» y que sus padres te pregunten si tiene algo en la vista. ¿Quién es el que le hace la AV? ¿Quién le hace el autorrefractómetro? La refracción a estas edades, como nos dice el profesor Pastor, es artesanal, y sólo te queda poner gotas y hacer una esquiascopia, tan sólo te ayudará tu experiencia previa en el arte de la refracción.

Desde el punto de vista social

La importancia es enorme, ya que según las diversas estadísticas un 20% de la población infantil necesita atención oftalmológica, un 15% por errores de refracción con influencia en el desarrollo visual y un 5% por estrabismos. Si el desarrollo visual dura hasta los 12 años y se calcula que cada niño genera unas 3 visitas de media anuales, imaginarse el problema no sólo de diagnóstico sino de control y seguimiento.

Desde un punto de vista clínico

La realización de una buena refracción tiene una doble repercusión:

• Actuando sobre un plano sensorial mejorando o permitiendo un buen desarrollo de la agudeza visual.
• Actuando sobre un plano motor mejorando el ángulo de desviación tratando el componente acomodativo.

Otras consideraciones

La refracción es obligatoria en todos los niños que acuden a la consulta, independientemente del motivo que les lleve a ella.

No siempre se prescribe la gafa ante un error de refracción. Debemos constatar si el error de refracción es el responsable real del déficit visual o de la sintomatología que presenta el niño (no es lo mismo +4,00 con tres años en el «presco» que con 25 años preparando notarías). Los niños pueden evolucionar de forma diferente ante un mismo defecto.

Las alteraciones de la agudeza visual pueden afectar al desarrollo intelectual del niño, de aquí que su pronto diagnóstico y evaluación sean muy importantes. No olvidemos, además, que la información en los primeros años de la vida es fundamentalmente visual. Diversos autores han relacionado defectos de refracción con cociente intelectual, encontrando una relación directa entre puntuaciones escolares altas y miopía y puntuaciones más bajas e hipermetropía.

Para nosotros es muy importante también el trauma que supone para el niño y para los padres la introducción de un artilugio como la gafa, que condiciona no sólo el aspecto estético, sino también el «modus vivendi» del niño. Es por este motivo que intentamos recomendar gafas que produzcan el mínimo impacto psicológico y la mayor comodidad, con esto conseguimos un mejor uso y una mejor aceptación de la gafa por el niño y su entorno. Buscamos en la gafa: bajo peso, elasticidad sin deformaciones, puente que no se abra para que no caiga la gafa, etc.

Desarrollo normal

El estudio de la refracción constituye un punto esencial en el examen del niño. La determinación de la AV y de los diversos parámetros de la visión sólo tiene sentido tras la corrección del factor óptico, que permite que la imagen fijada caiga sobre la retina. Emetropía. Vamos a centrar el desarrollo normal desde el punto de vista cronológico y de forma muy somera:

• Los RN a término, que van a ser niños refractivamente normales al crecer, suelen nacer hipermétropes según unos autores de unas +2,00 D al año de vida o hasta +3,00 D al año, como preconiza el Dr. Castiella. Ésta irá disminuyendo hasta los 6-10 años que se alcanza la emetropía.
• Los prematuros (de 1.500 grs) tienen una alta tendencia a la miopía (hasta de un 50%) y de hasta –10,00 D, siendo el valor modal –4,00 D. La miopía escolar aparece entre los 6-10 años y suele estabilizarse en –4,00 D. La miopía que aparece en la adolescencia no suele ser mayor de –2,00 D.
• En RN hay una alta tasa de astigmatismo mayor de 1,00 D (20-30%) suele ser en contra de la regla y decae después del año de vida.

Podemos concluir y siguiendo a autores que han estudiado grupos de niños durante varios años como Hirsch, Castiella,... Este último autor en una comunicación personal concluye que:

• Niño de 5-6 años ligeramente hipermétrope de +1,50 acabará con 13-14 años emétrope o ligeramente miope.
• Si la hipermetropía está comprendida entre +0,50 y +1,25 a los 5-6 años, seguro será miope a los 13-14 años.

Ametropías

Miopía

Etimológicamente, procede del griego «yo cierro», «ojo». Deriva de la costumbre de los sujetos «cortos de vista» de entrecerrar los párpados para mirar de lejos.

La primera definición del proceso la elaboró Kepler en 1611; el fundamento anatomopatológico y manifestaciones clínicas del ojo miope la describe Donders en 1866.

Conceptualmente se trata de aquel sistema dióptrico ocular que, en condiciones de reposo, focaliza los rayos delante de la retina.

Podemos establecer dos tipos de miopía: simple o de desarrollo; y miopía patológica.

En la miopía simple, el ojo es completamente normal; sólo que en el proceso de emetropización se ha producido un ligero desajuste, a expensas de un ligero aumento del diámetro anteroposterior. Aparece en período escolar y nos puede dar la impresión que lo hace de forma súbita; y tiene escasa repercusión sobre el desarrollo funcional.

En la miopía patológica estamos hablando quizá de una entidad completamente distinta; probablemente se trata de una enfermedad degenerativa, que afectan a todas las estructuras oculares, sínquisis y sinéresis vítrea, y las alteraciones de polo posterior. El aumento del diámetro anteroposterior sigue siendo el parámetro biométrico más afectado, con un aumento manifiesto de la longitud axial del ojo. Aparece sobre los 4 años; y sí puede tener repercusión sobre el desarrollo visual.

Existen varios tipos de miopía patológica, como la congénita idiopática, que aparece en recién nacido y lactante, y que alcanza valores de hasta 10 Dp, y en general es estable. La asociada a alteraciones oculares, como el glaucoma congénito o la retinopatía de la prematuridad. En el contexto de procesos sistémicos, como en el síndrome de Down. La clásica evolutiva, maligna o magna, que se asocia a las alteraciones típicas de polo posterior.

Hipermetropía

Etimológicamente procede también del griego, y significa «exceso» medida de «ojo».

Fue Kastner, matemático, en 1755, el primero en sugerir este proceso; y Donders, oftalmólogo de Utrech, la describe de modo definitivo.

Conceptualmente se trata de aquel sistema dióptrico ocular que, en condiciones de reposo, focaliza los rayos detrás de la retina.

Es el error refractivo más frecuente. La mayoría de los ojos de RN a término sanos, son hipermétropes; y, en el proceso de emetropización, no alcanzan la emetropía. Se hereda de forma dominante con penetrancia incompleta.

Podemos hablar de varios tipos de hipermetropía:

— Desde el punto de vista anatómico la clasificamos:

• Axial, aquélla en la que hay un acortamiento del eje anteroposterior, generalmente inferior a 2 mm; cada mm supone una hipermetropía de 3 Dp.
• De curvatura, su asiento lo constituye la superficie anterior de la córnea; un aumento de 1 mm en el radio corneal supone 6 Dp de hipermetropía.
• De Índice, en la que hay un aumento del índice de refractividad de algunas de las superficies refractivas; el ejemplo más clásico lo constituye la hipermetropía que aparece en la presbicia.

— Desde el punto de vista de la acomodación, y quizás, la más interesante, la podemos clasificar:

• Latente, aquélla compensada por el tono del músculo ciliar.
• Manifiesta, no compensada por el tono del músculo ciliar; a su vez podemos dividirla en facultativa, aquélla no compensada por el tono ciliar, pero que suele ser compensada en un esfuerzo acomodativo; y absoluta, que no puede ser compensada por un esfuerzo acomodativo.

La suma de ambas constituye la hipermetropía total, y es la que nos interesa desde el punto de vista refractivo.

Algunos datos de patología clínica importante son, la asociación al glaucoma de ángulo cerrado; por un aumento relativo del cristalino con relación al resto del ojo. La «pseudopapilitis», diferenciar siempre de un edema de papila verdadero; estamos trabajando con niños y a veces la exploración es difícil, debiendo evitar situaciones de alarma para los padres. La localización más temporal de la mácula respecto a la papila en el ojo hipermétrope, que puede dar lugar, al explorar la motilidad, a una pseudodivergencia.

Los cuadros clínicos que pueden aparecer asociados a la hipermetropía son fundamentalmente: la astenia acomodativa (cefalea vespertina, enrojecimiento ocular al final del día, hinchazón palpebral,... que aparece como consecuencia del uso continuado del músculo ciliar) que puede conducir a un fracaso acomodativo, renunciando a los beneficios de la visión nítida; o al espasmo del músculo ciliar, generando una pseudomiopía. Por último, el estrabismo acomodativo, del que hablarán los compañeros.

Astigmatismo

Etimológicamente, procede del griego, y significa «privativo» de «punto».

Fue Isaac Newton, en 1727, el primero que considera el problema del astigmatismo (él era astígmata); Thomas Young, en 1801, comprobó que al sumergir la cabeza en agua, desaparecía la refracción corneal, que él atribuyó al cristalino; y, Airy, en 1827, fue el primero en usar lentes cilíndricas para su corrección.

Conceptualmente se trata de aquel estado refractivo en el que no existe un foco puntual; la luz no se refracta igual en todos los meridianos.

Desde el punto de vista anatómico lo podemos clasificar en: corneal (inducido por la superficie anterior de la córnea, que en condiciones fisiológicas no supera 1 Dp); y el residual (inducido por el resto de estructuras refractivas, y que, en condiciones fisiológicas no supera 0,25 Dp, y además es inverso al corneal, por lo que ambos se anulan.

Puede ser regular, aquel en el que el poder dióptrico de los meridianos progresa uniformemente, lo que permite su corrección con lentes cilíndricas; e irregular, aquel que no ocurre así (opacidades corneales, alteraciones en el cristalino, etc.).

También lo podemos clasificar como «a favor», aquel en el que el meridiano vertical es el más curvo; y «en contra», aquel en el que el meridiano horizontal es el más curvo.

Y por último, en simple (un meridiano se focaliza en la retina y otro por delante o detrás, siendo miópico o hipermetrópico simple); compuesto (ambos meridianos se focalizan delante o detrás de la retina); y mixto (un meridiano se focaliza delante y otro detrás de la retina).