aberracion optica

1. ABERROMETRIA Y
FRENTE DE ONDAS.
TM ANDRES VAILLANT B.

2. TEMAS
• CONCEPTOS
• PRINCIPIO FISICO
• UTILIDAD
• EQUIPOS
• INTERPRETACION

3. FRENTE DE ONDA
• Se definen como planos perpendiculares a los rayos luminosos.

4. FRENTE DE ONDA

5. FRENTE DE ONDA

6. FRENTE DE ONDA
• Los frentes de onda se pueden
deformar dependiendo de las
superficies por donde atraviesan.
• Hay que considerar el sistema óptico
humano como un sistema aberrado.
No existe el ojo perfecto.
• Los rayos y frentes de onda que pasan
más al centro de la lente en general
sufren menos aberraciones de los que
están más a la periferia.

7. CONCEPTOS
• Óptica de Rayos:
• Un objeto iluminado por una fuente luminosa, refleja parte de esa luz, la que
es recibida por el ojo y posteriormente se interpreta en el cerebro.
• Cada punto del objeto emite un número infinito de rayos, ingresan al ojo y
los modifica para construir una imagen, siendo de forma ideal que todos los
rayos que penetran convergen en un mismo punto.  IMAGEN PUNTUAL.

8. CONCEPTOS
• Óptica Ondulatoria:
• Frente de Onda (WF): “Es el lugar geométrico (una línea o una superficie) de puntos que tienen la
misma fase”.  Es una superficie de referencia virtual que es perpendicular a los rayos de luz que
emergen de una fuente puntual.
• La forma del frente de onda determina la ABERRACION del ojo.
• Sistema del ojo debería transformar el frente de onda entrante en un frente de onda convergente
esférico perfecto, pero esto nunca ocurre.
• En el ojo no todos los rayos convergen en una imagen puntual común.  Para un objeto puntual
corresponden varias imágenes puntuales  IMAGEN BORROSA.

9. CONCEPTOS
• Por lo tanto, la desviación del estado ideal se llama ABERRACIÓN:
• CONSTITUYE UNA MEDIDA DE LA CALIDAD OPTICA DEL SISTEMA.
• Ojo es un sistema óptico aberrado por definición.

10. CONCEPTOS
• ABERRACIÓN DEL FRENTE DE ONDA (WF): Diferencia del frente de onda real saliente con el
ideal.
• Aberración del frente de onda más lejos de 0  > diferencia entre imagen real e ideal  Imagen más
borrosa o aberrada.
• Aberraciones ópticas son específicas para cada individuo, influyendo todas las estructuras del sistema.
• WF es SIEMPRE perpendicular a la dirección de propagación de la luz.
• ABERRACION INFLUYE DIRECTAMENTE CON LA CALIDAD VISUAL DEL PACIENTE Y EVALUANDO
QUE TAN INFLUYENTE SON LAS HOA EN EL SISTEMA, SE CONSIDERA REALIZAR UNA CX
PERSONALIZADA.

12. ABERROMETRÍA: ¿CÓMO FUNCIONA?
• “MEDIR ABERRACIONES DE UN SISTEMA ÓPTICO”
A la periferia del
lente se observa
un mayor
quiebre de los
rayos generando
mayor
aberración.

13. ABERROMETRÍA
1.Luz incide sobre sistema óptico aberrado.
2.Frente de onda en vez de ser plano, se deforma.
3.Deformaciones del WF se grafican bidimensionalmente en un mapa colorimétrico:
• Colores más cálidos: Zonas del WF que vienen por delante (“adelantados”), respecto al plano de
referencia (sistema óptico de WF no aberrado).
• Colores más fríos: Zonas del WF que vienen por detrás (“retrasados”), respecto al plano de
referencia (sistema óptico de WF no aberrado).
• En algunos equipos varían color v/s valor.

14. POLINOMIOS DE ZERNIKE
• Descomposición geométrica del WF total, representando
los distintos tipos de aberraciones.
• Cada polinomio es independiente uno del otro.
• Se representan en micras (µm).

15. POLINOMIOS DE ZERNIKE
• Las aberraciones se dividen en 2 grandes grupos:
• Aberraciones de bajo orden: Polinomios de orden 0,
1 y 2. Se corrigen con lentes esferocilíndricas.
• Aberraciones de alto orden (HOA): Polinomios de
orden 3 o mayores, responsables de la reducción de la
A.V. a pesar de tener una óptima refracción
esferocilíndrica. Se corrigen quirúrgicamente (cirugía
personalizada).

16. POLINOMIOS DE ZERNIKE
• Orden 0 o “Pistón”: Ausencia de aberraciones (sistema
óptico teórico).
• Orden 1 o “de inclinación o Tilt”: Aberración lineal que se
modifica con la dilatación pupilar. Es compensable a nivel
intraocular (no es relevante).
• Orden 2: Representado por Defocus (Miopía o HMT) y
Astigmatismo. Componentes esferocilíndricos que se
corrigen en cx convencional o lentes.
• Para cirugía refractiva se considera hasta el orden 4 o 5,
mayor orden pierde relevancia.
• El defocus aporta hasta el 80% de las aberraciones totales.
• El astigmatismo aporta hasta un 12%.
• Las HOA aportan entre un 8 y 17%.

18. ABERROMETRÍA: ¿CÓMO FUNCIONA?
• El procesamiento de las imágenes se realizaba con los “Polinomios
de Zernike”, pero luego fueron reemplazados por el “Teorema de
Fourier”.
Resumen:
Descompone una onda en aquellos tramos que se van repitiendo y luego suma sus
tramos porque son iguales. El resultado es una onda más SIMPLE que la original
Se define:
Cualquier oscilación periódica se puede descomponer en series de movimientos
ondulatorios simples.
Teorema de Fourier
Permite procesar las imágenes y obtener con mejor calidad. Zernike v/s
Fourier.
En este último se
analizan todos
los puntos que
llegan al
detector, por
ende hay más
detalle. En
cambio Zernike
entrega
imágenes más
difusas.

19. ANÁLISIS DE FOURIER
• “Cualquier oscilación periódica, por irregular que sea,
puede ser descompuesta en una serie de movimientos
ondulatorios simples”.
• Procesamiento de imágenes con mejor calidad o detalle.
• Ánalisis de la totalidad de puntos y aspectos de la onda a
diferencia de Zernike.
• Mejor interpretación del WF, especialmente en pupilas
irregulares.

20. ABERROMETRO DE HARTMANN-
SHACK
• Sistema de medición de la forma del
frente de onda (WF) entre la superficie
del WF y un plano de referencia
localizado en la pupila  Error del
Wavefront.
• Formado por una matriz de micro-lentes,
en relación óptica con la pupila y una
cámara colocada en distancia focal de las
lentillas.

21. ABERROMETRO DE HARTMANN-
SHACK
• WF plano  Cámara registra una distribución regular de puntos.
• WF deformado  Cámara registra una distribución irregular de puntos.

22. ABERROMETRO DE HARTMANN-SHACK:
CAPTURA DE IMAGEN
• El frente de onda que ingresa al ojo, llega a la retina y luego sale, deformado por las
aberraciones del sistema óptico ocular que ha atravesado.
• Los frentes de onda que salen del ojo atraviesan 2 lentes esféricos convergentes.
• El frente de ondas que sale es analizado por el sistema de Hartmann-Shack, al pasar por
las lentillas.
• El conjunto de lentillas divide el ancho del haz de luz que sale del ojo en muchos rayos
mas pequeños, para facilitar su medición.

23. ABERROMETRO DE HARTMANN-SHACK:
CAPTURA DE IMAGEN
• Rayos llegan al video sensor, localizan la posición (distancia angular) y se determina el WF.
• Ojo libre de aberraciones  Rayos que salen de las lentillas son paralelos a la superficie del
sensor.
• Normalmente los puntos aparecen distorsionados y con separación irregular entre ellos,
producto de las aberraciones:
• WF proveniente del sistema óptico vienen inclinados y/o curvados  Imagen resultante se
encuentra desplazada porque la luz no se forma en el centro de la lentilla.

24. ABERROMETRO DE HARTMANN-SHACK:
CAPTURA DE IMAGEN

25. MEDICIÓN DE ABERRACIONES
• RMS o Root Mean Square: Indicador global de la calidad óptica del sistema estudiado
• Mide la desviación de un frente de onda ideal v/s el real,
• Se puede agrupar en RMS para aberraciones totales o aislar solo las de alto orden de cada
estructura, dependiendo el equipo, se mide en µ o D.
• RMS cercano a 0, mayor semejanza al frente de onda real.
• Su valor depende del diámetro pupilar.
• Valor mayor a 0.3 – 0.4 µ es considerado como significativo para tomar en cuenta las HOA
y realizar una cirugía personalizada.

26. Ab. de Bajo Orden: DEFOCUS
Esfera: Miopía e HMT
Cilindro: Astigmatismo
Ab. de Alto Orden
Coma
Trefoil
Ab. Esférica
ERROR REFRACTIVO: ¿CÓMO SE
COMPONE?
Tienen que ver con
la CANTIDAD DE
VISIÓN
Tienen que ver con
la CALIDAD DE
VISIÓN

27. ABERROMETRO VISX
27

28. • Se llama WaveScan. Mide con luz escotópica.
• Es extremadamente sensible a los
movimientos por su sistema óptico.
• Paciente debe tener una pupila entre 3.5 y 7.5
mm.
• Paciente debe cooperar para estar unos 5-7
segundos sin parpadear.
• Se necesita saber la refracción manifiesta del
paciente para realizar una correcta toma de
aberrometría (pasar a modo manual).
• No mide astigmatismo mayores a 6.0 cyl.
ABERRÓMETRO VISX
Este equipo cuenta con
registro de iris.

29. REGISTRO DE IRIS
• Fue creado para compensar la ciclotorsión ocular que existe desde la posición
sentado a cuando uno se acuesta.
Es fundamental considerar la ciclotorsión en
una ablación personalizada.
Estudio N° de ojos
Movimiento
Promedio
Chemyark et al,
JCRS 2004
51 2,2° +/- 2.0°
Swami, Steinert et
al AJO 2002
240 4.1° +/- 3.7°
Smith, Talamo,
Assil, JCRS 1994
50 4.3° +/- 3,5°

30. REGISTRO DE IRIS
Antiguamente las marcas se hacían
manualmente.
No siempre se logra hacer el
registro de Iris.
Se identifican las crestas y valles
de iris y luego se alinean.

31. • Tiene un sensor que mide los has de luz cuando entra al sistema y
otro sensor a la salida del sistema.
ABERRÓMETRO VISX
ENTRADA: Dos lentes
para amplificar los rayos
de luz al entrar al sistema
SALIDA: Sistema del
múltiples lentillas y luego
un sensor que captura la
imagen de los rayos.

32. ABERRÓMETRO VISX
• A la salida de sistema óptico vienen
cada frente de onda con sus
respectivos rayos de luz y entran en
el sistema del aberrómetro.
• Los rayos se van a encontrar con el
sistema de lentillas y cada rayo
atravesará estas lentillas.
• Si el rayo viene de un frente de onda
perfecto va a pasar por el centro de
la lentilla sin desviarse, esto formará
una imagen puntual en el sensor.
• El conjunto de estos puntos creará
una imagen llamada “HARTMANN
SHACK”.
• Si sale muy mal la imagen se puede
ajustar a modo manual.
La cantidad de puntos va a depender del
diámetro pupilar.
Ej: 7,25mm capta 255 puntos y 6mm capta
180 puntos.

33. Aberrómetro aparte de
entregar un mapa además
obtiene una refracción del
paciente.
Si esta refracción es muy
diferente a la refracción
manifiesta, significa que
este usuario no es
candidato para Cx
personalizada.

34. Análisis de Mapas
OPD RMS PSF

35. MEDICIÓN DE ABERRACIONES
• Optical Path Difference (OPD): Distancia de camino recorrido.
Cuanto demora en llegar los rayos según el plano de referencia:
• Valores Negativos: “Retraso en la llegada al plano de referencia”.
• Valores Positivos: “Adelanto en la llegada al plano de referencia”.

36. OPTICAL PATH DIFFERENCE (OPD)
Valor 0.0
• Verde
• Electrones
llegan igual
que el ideal.
Valor (+)
• Colores
Cálidos
• Electrones
llegan antes
que el ideal.
Valor (-)
• Colores fríos
• Electrones
llegan
después que
el ideal.

37. Siempre verificar la
escala de medición.
Aberrometría va
medido SIEMPRE en
µm.
Siempre imaginar
tridimensionalment
e el mapa.
Lo rojo llego antes,
por ende el foco
esta más
adelantado.
Lo azul llego
después, por ende
el foco esta más
retrasado.
TIPS

38. MEDICIÓN DE ABERRACIONES
• PSF o Point Spread Function: Representación
construida por el equipo para representar como se varía
un punto de luz remoto a través del frente de onda
captado del paciente.
• Muestra la aberración del sistema de forma cualitativa.
• Cuando la imagen resultante sea lo más parecida a un
punto, menor será la aberración del ojo.

39. FACTORES QUE INFLUYEN EN
ABERRACIONES
• CONSIDERAR:
• Fuentes de aberración  Córnea y Cristalino  Compensación.
• Importante al momento de Facoemulsificación (LIO asféricos).
• EDAD:
• Estable hasta los 35-40 años.
• Aumento de aberraciones totales con la edad (3° o 4° orden + HMT (defocus)).
• ACOMODACIÓN:
• En relación al tamaño pupilar  Mayor tamaño pupilar en pacientes jóvenes.
• Realizar examen con la menor acomodación posible.

40. FACTORES QUE INFLUYEN EN
ABERRACIONES
• POST CX RX:
• Aumento de las aberraciones de alto orden por cambio en
la asfericidad.
• Estudios muestran que LASIK genera más aberraciones que
PRK, dado el corte mecánico realizado con el
microquerátomo.
• Cx Personalizada además es útil en retratamientos.
• ALTERACION EN LA SENSIBILIDAD AL CONTRASTE:
• Buena A.V. cuantitativa pero no cualitativa.
• Defecto pequeño con mala A.V.
• SC disminuye en condiciones escotópicas.
• Visión de halos, deslumbramiento y alt. de la visión
nocturna.

41. WAVESCAN
• Evalua la totalidad de aberraciones (defecto esferocilínidrico y HOA)
mediante WF con sistema de Hartmann-Shack.
• Evalua defectos refractivos con componente esférico de +6,00 D a -
8,00 D y un máximo de 6,00 D de cilindro.
• Equipo compatible con Visx STAR S4 para definir un tratamiento
personalizado del paciente.
• Punto de fijación difuso para evitar acomodación.
• Enfoque de imágenes de Hartmann-Shack con Autofocus o Manual.

42. FUENTES DE ERROR
• Puntos de la matriz bien enfocados y
centrados.
• Movimiento del paciente.
• Pupilas Pequeñas.
• Opacidad del eje visual.
• Iluminación externa.
• Ojo Seco  Parpadeo constante para
lograr buenas imágenes de Hartmann-
Shack.

43. CONSIDERACIONES AL EXAMEN
• Realizar calibración diaria con sistema óptico cerrado.
• Valores de las mediciones similares.
• Tomas con pupila mayor a 5.00 mm.
• Tener refracción subjetiva para buscar eje en cada
captura.
• Única variable que no se puede modificar para el cálculo
personalizado.
• Paciente relajado, indicarle que no enfoque punto (“ver
más allá del punto”)

46. NIDEK OPD SCAN
• Realiza análisis del camino recorrido (OPD), analizando el ERROR
REFRACTIVO.
• Mide topografía por anillos de plácido, aberrometría, pupilometría
y refracción del paciente en una toma.
• Toma en 0,4 segundos.

47. NIDEK OPD SCAN
• Captura de imagen por principio de Esquiascopía  Traduce el
defecto esferocilíndrico de cada punto de la pupila, el cual es
graficado para su cálculo en RMS.
• Mide el tiempo que demora en regresar luz desde la retina, siendo
comparado con el tiempo teórico que debiera demorarse para esa
refracción.
• Puede separar aberraciones  Corneales anteriores de internas,
para evaluar la influencia del cristalino en la compensación de las
aberraciones corneales por ejemplo.

48. NIDEK OPD SCAN

49. NIDEK OPD SCAN

50. NIDEK OPD SCAN

51. IDESIGN
• Incluye medición de WF, autorrefractometría,
topografía, queratómetro y pupilometría.
• Mayor análisis de puntos con imágenes de Hartmann-
Shack.
 1.257 puntos en una pupila de 7.00 mm (Wavescan eran
280 puntos aprox).
• Optimización de análisis de Fourier (equivalente a
orden 20 de Zernicke)
• Mayor utilidad en pupilas irregulares.
• Rango:
• -16,00 D a +12,00 D de esfera.
• Hasta 8,00 D de cilindro.

55. SELECCIÓN DE PACIENTE III
CIRUGÍA REFRACTIVA PERSONALIZADA O GUIADA POR
ABERROMETRIAS.
• Cirugía personalizada muy útil por:
1. Mejorar la calidad de visión en relación a la cantidad (disminución del contraste)
2. Ideal para pacientes con pupilas grandes.
3. Registro de iris (torsión en posición supino)
Contras:
1. Aumento del tiempo quirúrgico.
2. Ablación de mayor cantidad de micras en relación a cirugía estándar.