Autorefractómetro

La razón de su creciente popularidad, se debe principalmente a que los aparatos de refracción automática ofrecen velocidad, exactitud razonable y repetibilidad . También existen publicaciones que apoyan la noción de que los autorefractómetros pueden ser más precisos que la retinoscopía.

Sin embargo uno no debe olvidar que la retinoscopía provee de cierta información que los autorefractómetros convencionales no proporcionan. Por ejemplo, les informa a los examinadores sobre opacidades en los medios transparentes y aberraciones oculares significativas. Este artículo describe la tecnología empleada por varios autorefractómetros considerando aspectos tales como la prescripción directa y dónde estos instrumentos son potencialmente imprecisos.

La necesidad de proporcionar un examen ocular amplio (en términos de detección y diagnostico de enfermedades) significa que muchos examinadores se beneficiarán de la información adicional que les provee valiosas bases para llevar a cabo la refracción subjetiva.

Un examen ocular a profundidad implica que se incluya la historia clínica completa y sus síntomas, además de la exploración oftálmica (incluyendo refracción subjetiva), finalmente y lo importante incluiría discutir los hallazgos. Todo ello, con nuevas guías para el cuidado compartido, incluyendo los protocolos clínicos de otros padecimientos tales como la diabetes, glaucoma y catarata, lo cual significa que los examinadores se enfrentan al desafió de completar todas estas tareas dentro de un periodo de tiempo limitado. Por eso un autorefractómetro incrementa la velocidad y la eficiencia del proceso refractivo.

Los estudios académicos requieren datos refractivos imparciales. La refracción hecha por algunos autorefractómetros ha demostrado ser más repetitiva que la retinoscopía y tan repetitiva como la refracción subjetiva en individuos bajo cicloplejia. El uso de estos instrumentos en la adquisición de datos objetivos es invaluable en estudios de investigación sobre el desarrollo de la miopía.

Los autorefractómetros básicamente comprimen una fuente de luz infrarroja, un blanco de fijación y un optómetro de Badal. Una fuente de luz infrarroja (alrededor de 800-900nm) se usa principalmente debido a las características oculares de transmisión y reflexión de la luz que se logran en la esclera. En esta longitud de onda, la luz regresa el reflejo desde lo más profundo de las capas del ojo (coroides y esclera) todo esto junto con los efectos de la aberración cromática longitudinal, significa que se da un error sistemático de aproximadamente -0.50D que tienen que ser adicionadas para compensar la refracción ocular con la luz visible.

Se han utilizado una variedad de objetivos para establecer rangos de fijación que van desde estrellas poco interesantes hasta fotografías con la periferia desenfocada que tienen como finalidad relajar la acomodación. Todos los autorefractómetros ahora usan la técnica de neblina para relajar la acomodación previamente a la refracción objetiva.

Los examinadores deberán indicar a los pacientes que el objetivo se verá borroso previamente a las mediciones que se tomarán. Este es el efecto de lentes neblinosos. Sin embargo, aún con esta técnica de borrosidad ocurren micro fluctuaciones en la acomodación de arriba de 0.50 dioptrías. Algunos de estos efectos se contrarrestan al promediar lecturas múltiples, sin embargo el error no se elimina completamente.
El Shin Nippon NVISION-K 5001 usa visión abierta para permitirle al paciente una visión binocular sin restricciones de un blanco a distancia, por ejemplo, enfocar cualquier objeto a distancia.

Virtualmente todos los autorefractómetros tienen un optómetro de Badal dentro de la cabeza de medición. Este sistema de lente tiene 2 ventajas principales. Primeramente hay una relación lineal entre la distancia del lente de Badal con el ojo y la refracción ocular dentro del meridiano que se esta midiendo. Y como segundo, con un sistema de lente de Badal la magnificación del punto de fijación se mantiene con respecto a la posición de dicho lente. La figura 2 ilustra el principio básico del autorefractómetro.

Este tipo de diseño fue incorporado por el autorefractómetro Dioptron (Coopervision) en los años 70’s fue desarrollado por Charles Munnerlyn, quién además fue uno de los fundadores del excímer Láser. La luz infrarroja se alinea y pasa a través una mascarilla rectangular ubicada dentro de una caja que hay dentro de un tambor rotatorio. El lápiz de luz pasa a través de un lente separador polarizado al sistema del optómetro. Este sistema se mueve a los laterales para encontrar el enfoque óptimo en la abertura de la retina. El enfoque óptimo se logra cuando una señal pico se recibe desde el sensor de luz.

El lápiz de luz polarizado elimina efectivamente la luz reflejada de la cornea, por donde la abertura de la imagen en forma de banda pasa sobre la retina a través del rayo de luz polarizado. El sistema mide por lo menos tres meridianos en el ojo en donde deriva el poder refractivo del ojo usando la función de seno-cuadrado. La función de seno-cuadrado del astigmatismo ocular describe la variación de poder astigmático meridional. Así, para cualquier prescripción dada esférica/cilíndricaXØ, el poder a lo largo de cualquier meridiano se obtiene mediante la formula: sph+(cyl x seno2Ø). La figura 3 ilustra la función seno-cuadrado para la prescripción +2.00/ -5.00 x 90.

Los autorefractómetros solo necesitan calcular el poder de tres meridianos escogidos en orden para calcular la prescripción esférica/cilíndrica usando la función seno-cuadrado. Básicamente los tres poderes medidos en los tres meridianos respectivamente, nos proveen tres puntos en la función gráfica de seno-cuadrado. Desde estos puntos, el resto de la curva puede ser extrapolada en función de calcular el máximo y el mínimo del valor del poder resultante. i.e. los planos focales principales.

Tres tipos de auto refractómetros: Fundamentalmente existen tres tipos de auto refractómetros que derivan refracción objetiva: Análisis de la calidad de la imagen. Scheiner, refracción con doble agujero estenopeico Retinoscopía.

Este método no es muy usado por los autorefractómetros modernos, fue usado originalmente en el auto refractómetro Dioptron. Sin embargo, para complementar la información será discutido aquí. En la figura 2 se describe el diseño básico del autorefractómetro.
Aquí la posición mas optima del optómetro de Badal es determinada por la señal de salida del sensor de luz. El tambor rotatorio produce de forma efectiva un objetivo de fijación blanco/oscuro alternante. El sensor de luz hace coincidir el perfil de intensidad de la luz proveniente del ojo con el patrón de intensidad lumínica de la abertura del tambor rotatorio.
En la figura 4 se muestra como el analizador de la imagen determina la posición óptima de la lente del optómetro de Badal. Un perfil de baja intensidad le dice al autorefractómetro que la lente de Badal no esta en posición correcta para corregir el poder meridional. Cuando el perfil de intensidad alcanza la cúspide, se registra la lectura del optómetro de Badal para asignar el significado del poder meridional que esta siendo medido. Una vez que esto se realiza en los 3 meridianos se utiliza la función de seno-cuadrado para derivar la prescripción esférico-cilíndrica.

Perrigin et al (7) comparó la información refractiva de un Dioptron Nova en un escenario clínico para 236 pacientes. Dioptron y la refracción subjetiva tuvieron una concordancia de +-0.50D para el 74% de los ojos con respecto al equivalente esférico. Mailer (8) comparó la precisión del Dioptron II antes y después de la cicloplejia con la refracción subjetiva en 84 pacientes. Hubo un 46% de concordancia con +- 0.25D para esferas, un 51% de +-0.25D para cilindros y un 44% para el significado del equivalente esférico. Después de cicloplejia hubo un 47%, 51% y 51% de concordancia respectivamente. Además la correspondencia con el eje del cilindro era 46% sin y 29% con ciclopléjicos para +-5 grados de error en el eje. El autor concluyó que el Dioptron nos provee un “inicio provechoso” en la refracción subjetiva. Conclusiones similares han sido escritas en otros estudios.

La mayoría de los autorefractómetros que se usan en la práctica moderna usan el principio de Scheiner. El doble estenopeico original de Scheiner fue inventado en el siglo 16., sin embargo la teoría básica de este importante descubrimiento sigue siendo utilizada en nuestros días. En un escenario clínico, el doble agujero estenopeico identifica el nivel de la ametropía de un sujeto poniéndolo directamente enfrente de la pupila del paciente (Figura 5). En un ojo miope, el paciente ve una imagen diplópica cruzada, mientras que en la hipermetropía el paciente ve imágenes que no se cruzan. El doblaje cruzado y no cruzado puede ser fácilmente diferenciado preguntándole al paciente cual imagen ha desaparecido, en tanto se ocluye la hendidura superior o inferior.

Es fácil de diferenciar si la imagen doble se cruza o no, simplemente preguntándole al paciente que imagen es la que desaparece mientras se ocluye, si se trata del agujero de arriba o de abajo. La implementación de esta tecnología en los autorefractómetros es algo diferente. En general 2 LED´s (Diodos Emisores de Luz) se reflejan sobre el plano pupilar. Estos actúan eficazmente como un agujero estenopeico doble de Scheiner modificado debido a los lápices de luz delgados producidos por un agujero estenopeico pequeño localizado en el punto focal del lente objetivo. Un análisis detallado de los autorefractómetros con el principio de Scheiner puede ser discutido por medio de la observación de un autorefractómetro de Scheiner de modelo más viejo, cuyo diseño óptico es de dominio público. (Figura 6).

Una vez que se reflejan los diodos emisores de luz sobre el plano pupilar, la refracción ocular lleva al doblaje de los diodos (LED´s), si se encuentra presente un error refractivo. Después de refractarse, la imagen retiniana de los diodos regresa el reflejo desde la retina hasta fuera del ojo. Sin embargo, la luz que emana del ojo se refleja de nuevo por un espejo semi plateado a un foto detector dual. Para diferenciar entre el doblaje cruzado o no cruzado, las LED´s se prenden y apagan alternadamente en una frecuencia alta. La imagen dual del fotodetector esta diseñada para reflejar solamente uno de los dos diodos emisores de luz, en cada mitad. Como resultado se puede detectar la diplopía cruzada y no cruzada.Mientras el sistema de diodos emisores se mueve hacia enfrente y atrás (según el tipo de diplopía) la separación de las imágenes dobles varía en el fotodetector.

Cuando la imagen retiniana es única, una sola imagen LED´s se centra sobre ambos fotodetectores. La posición de los diodos corresponde al error refractivo en ese meridiano. En caso de astigmatismo, se usan cuatro LED´s y se mide el poder del meridiano perpendicular que se está examinando. Es notorio, como se muestra en la figura 6, que es importante la alineación de los fotodetectores. Básicamente es importante que tanto la fijación del paciente como los ejes del instrumento sean coincidentes. Si esta condición no se presenta, entonces la refracción objetiva se lleva a cabo desde puntos fuera de eje, lo cual conduce a un error. Los fabricantes han intentado reducir estos errores con sistemas de auto alineación. Los examinadores que pasan por alto esta función, presionando continuamente el botón de la palanca de control del instrumento pueden ciertamente aumentar el error en la medición debido a la posibilidad de mala alineación. Un considerable número de estudios se han realizado para evaluar la exactitud de los autorefractómetros basados en el principio Scheiner. Este estudio revisa estudios publicados en los últimos 11 años. (Tabla 1)

Algunos autorefractómetros (Welch Allen Suresight y Power Refractor II) usan videorefracción infrarroja. Un tambor giratorio produce una apertura o hendidura. Se utilizan principios similares a la retinoscopía, en donde se toma la velocidad del reflejo como indicador de la refracción del paciente.

La configuración óptica fue descrita originalmente por Focault y se utilizaba para probar la calidad de la superficie de los espejos. En la actualidad es mejor conocido como la “prueba de cuchillo” donde la hendidura (o “cuchillo”, como se le llamaba originalmente) se produce usando un par de navajas puestas lado a lado. La construcción óptica básica se muestra en la figura 7ª y 7b.

La hendidura se usa para determinar el poder refractivo del ojo. La velocidad y dirección del movimiento del reflejo es detectado por fotorreceptores y cuantificado para obtener el poder meridional. La Figura 8 muestra la configuración de los detectores.

La hendidura vertical calcula la refracción del meridiano vertical. El sistema detecta que el meridiano vertical está siendo medido por la manera en que cada detector percibe como la hendidura pasa sobre la pupila. La diferencia de tiempo en que la hendidura llega a cada uno de los detectores permite al autorefractómetro detectar el meridiano bajo investigación.

La hendidura oblicua, por tanto genera una respuesta dependiente de la diferencia de tiempo proveniente de los detectores y por ello se deriva el poder dentro del meridiano oblicuo.

Una vez derivado el movimiento optimo correspondiente a la neutralización en dicho meridiano, el valor dióptrico se plasma en una función gráfica sinusoidal (figura 3) para derivar la refracción esfero cilíndrica.

Aunque muchos estudios han evaluado la exactitud y eficacia de los autorefractómetros relativo a la refracción subjetiva, la habilidad del paciente a adaptarse y tolerar estas prescripciones no ha sido registrada.

Claramente, hay un margen de error que los pacientes están dispuestos a tolerar, la cuestión es si este margen de error se encuentra dentro de la variabilidad encontrada en los autorefractómetros.

Strang et al condujo un estudio interesante para investigar la tolerancia del paciente a la prescripción con los autorefractómetros. Cuarenta y siete sujetos con un promedio de edad de 36.7 (+-16.7), sin ninguna patología ocular y sin requerir bifocales fueron sometidos al estudio.

Se utilizaron seis autorefractómetros (Canon RL-10, Hoya AR-559, Humphrey AR-595, Nidek AR-800, Nikon NR-5500 and Topcon RM-A7000) para refractar a los pacientes además de hacerles refracción subjetiva. Se hicieron lentes con la receta de uno de los seis autorefractómetros (asignados al azar) y del examinador.

Los sujetos usaron cada receta durante dos semanas, sin periodo de ajuste, entre ambos.
Tanto los investigadores como los sujetos en estudio no fueron informados de cuál fue la receta usada. Tras cada periodo, los sujetos llenaron un cuestionario. Tres sujetos fueron removidos debido al hecho que la agudeza visual obtenida del autorefractómetro estaba por debajo de 6/9.

Lo interesante es que dos de las tres recetas eran de autorefractómetros y la otra del examinador (un hipermétrope latente).
La tabla 2 muestra los resultados obtenidos de los cuestionarios de Strang et al.
Los autores concluyeron que recetar directamente del resultado del autorefractómetro no era factible en la práctica.
Se llevar cabo estudios similares con autorefractómetros modernos e instrumentos capaces de hacer refracción subjetiva automatizada como el Topcon BV-1000 y sistemas post-refractivos.

Un número creciente de pacientes se someten a cirugía para corregir el estado refractivo del ojo. ¿Tendrá la refracción automatizada una correlación cercana a la refracción subjetiva en estos casos?

La estructura corneal después de la cirugía refractiva claramente se modificada en la mayoría de los procedimientos. Más aún se emplean algoritmos específicos en los láser, que ablacionan la cornea para reducir aberraciones y permitir un diámetro mayor en la zona de ablación.

La mayoría de los autorefractómetros (basados en Scheiner) realizan la refracción a través de un diámetro pupilar establecido. Por lo tanto la influencia de la refracción total en todo el plano pupilar no será consignada.

En ojos con una cornea normal, los resultados no se verán afectados, pero en casos de ojos con alguna patología como queratocono residual y cirugía post-refractiva. Si se parte de que la forma de la cornea es normal se puede inducir a errores significativos comparados con la refracción subjetiva.

Muchos examinadores han de haber encontrado esto en ojos con Queratocono.
Siganos, et al comparó los resultados de la autorefracción pre y post LASIK en 73 ojos. No se hallo una diferencia significativa en refracción pre-LASIK de autorefracción y refracción subjetiva bajo cicloplejia para esfera, cilindro y eje. Sin embargo en post-LASIK se hallaron diferencias significantes en el poder de esfera y cilindro. Concluyeron que en estos casos se debe obtener refracción subjetiva.

Anomalías en el vítreo también se han visto implicadas en producir errores en refracción automatizada. Wong y Sampath hallaron errores grandes en pacientes con hialosis asteroide.

CONCLUSIONES
La autorefracción es una herramienta valiosa para determinar el punto de partida de la refracción. La tecnología moderna ha resultado en mejoras en diseño, tamaño, velocidad y precisión. Hay dos principios utilizados principalmente en autorefractómetros actuales, el principio de Scheiner y el principio de Retinoscopía. Mejoras en el diseño del objetivo (puntos que se borran solos y autorefractómetros de mira abierta) pretenden relajar la acomodación en los pacientes. El resultado de la autorefracción refractiva post quirúrgica y en ojos con distorsión corneal debe sospecharse siempre. Los aberrómetros pueden ayudar a obtener un mejor punto de partida para refracción en este tipo de casos, ya que se obtiene la mejor corrección esfero-cilíndrica de la onda emergente del ojo.
Desafortunadamente los altos costos de estos aparatos en comparación de los autorefractómetros hacen difícil el reemplazo de la refracción automatizada por el momento.

Acerca del Autor:
El Dr. Trusit, Dave es Director de Optimed, Consultor Clínico de Topcon GB, y socio de una practica privada en Coventry, UK.

Traducción del Inglés: Bernardo Flores Re, Alejandro García Lelevier, Juan Gutiérrez Vázquez, estudiantes de optometría Universidad Xochicalco.

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