Evaluation of optical designs for presbyopia correction using different methods

Resumen

"La presbicia, que literalmente significa ""ojo envejecido"", es la condición ocular caracterizada por la pérdida progresiva de la capacidad del ojo para enfocar objetos cercanos. Junto a las cataratas, esta condición fisiológica es una de las principales consecuencias del envejecimiento. Así, los primeros síntomas de la presbicia generalmente se experimentan entre los 40 y 45 años, estando el mayor pico de aparición entre los 42 y 44 años. A partir de los 52 años se considera que la prevalencia de la presbicia es del 100%. En la actualidad, la presbicia presenta un escenario particular. Los cambios que han ocurrido estos últimos años en la población mundial y los que se estima que sigan ocurriendo, han provocado la inversión de la pirámide poblacional. Este envejecimiento de la población mundial ha implicado, por tanto, un incremento en el número de personas de mediana edad así como de personas mayores (> 60 años) y en consecuencia, un incremento en el número de pacientes présbitas que ya requieren o en un futuro requerirán de algún tipo de ayuda para la corrección de la presbicia. En el año 2010, se estimó que el número de personas présbitas a nivel mundial era de 1.18 billones. Sin embargo, las últimas predicciones estiman que dicha prevalencia aumentará hasta los 1.4 billones de personas en el año 2020 y hasta los 1.8 billones en el año 2050. Estos datos remarcan la necesidad de proporcionar soluciones ópticas efectivas para la corrección de la presbicia. Afortunadamente, hoy en día existe un amplio abanico de posibilidades para la corrección de la presbicia. La opción más sencilla supone la utilización de una gafa con lentes oftálmicas monofocales de potencia positiva, comúnmente llamada gafa de lectura, que permite la visión en distancias próximas o con lentes oftálmicas bifocales, trifocales o progresivas, para aquellos casos en los que el ojo es amétrope. Sin embargo, existen otras soluciones que, debido al estilo de vida activo que tienen los pacientes présbitas de hoy en día y la importancia de algunos factores como lo es la estética, son cada vez más demandadas por este grupo de población. Hablamos de las lentes de contacto para la corrección de la presbicia y de diversos procesos quirúrgicos como lo es el implante de lentes intraoculares multifocales. En cuanto a la adaptación de lentes de contacto, en la actualidad existen dos estrategias para la corrección de la presbicia. La primera es la monovisión en todas sus alternativas (monovisión o monovisión modificada, por ejemplo) donde un ojo es compensado para la visión de lejos y otro para la visión de cerca. La segunda estrategia, en cambio, consiste en la adaptación de lentes bifocales o multifocales en ambos ojos. Cabe destacar que las lentes de contacto bifocales son lentes de visión alternante que normalmente tienen un diseño segmentado, esto significa, la zona superior para la visión de lejos y la zona inferior para la visión de cerca. Las lentes multifocales son, por otro lado, lentes de visión simultánea lo que implica múltiples potencias refractivas posicionadas en la pupila al mismo tiempo. Estas lentes se basan en el concepto de adaptación a la borrosidad, tolerancia y supresión de las imágenes superpuestas en la retina y pueden tener diferentes diseños: asférico, concéntrico o anular y difractivo. En los últimos años, se han realizado diversos estudios clínicos que han demostrado la efectividad de las lentes de contacto multifocales adaptadas en pacientes présbitas. Sin embargo, el ratio de prescripción todavía es muy bajo. Una las posibles causas a destacar podría ser la falta de información técnica que ayude a comprender a los profesionales de la visión el comportamiento de estas lentes. La mayoría de los fabricantes únicamente proporcionan parámetros refractivos básicos como son el diseño de la lente (centro-cerca, centro-lejos), la potencia nominal para la visión de lejos y la adición. Sin embargo, dado el complejo diseño que tienen estas lentes esta información podría resultar insuficiente para conseguir una adaptación exitosa. En la actualidad existen, además, diversas técnicas quirúrgicas entre las que se incluyen técnicas a nivel corneal, a nivel del cristalino y a nivel escleral, con las que se pretende corregir la presbicia tanto de manera estática, incrementando la profundidad de foco del ojo y produciendo una pseudoacomodación (por ejemplo, con monovisión o multifocalidad) como de una manera dinámica (acomodación pseudofáquica) mediante la utilización de lentes intraoculares acomodativas y otro procedimientos con los que se pretende restaurar parcialmente la acomodación. Si nos centramos en el implante de lentes intraoculares, éste se ha convertido en uno de los procedimientos quirúrgicos más frecuentes en la actualidad. Son múltiples los estudios que han demostrado que las lentes intraoculares monofocales tras la cirugía de catarata proporcionan una buena función visual. Sin embargo, con estas lentes no se consigue eliminar la dependencia de las gafas. Las lentes intraoculares acomodativas se han planteado como una alternativa para estos pacientes. Estas lentes se basan en un cambio de su posición respecto de la córnea para proporcionar una buena visión a diferentes distancias. Sin embargo, tras diversos estudios clínicos se ha comprobado que una vez implantadas su movimiento es limitado y, por tanto, los resultados no son los esperados. La otra opción son las lentes intraoculares multifocales. Hasta hace unos años, la mayoría de éstas tenían un diseño bifocal, proporcionando una buena visión en cerca y también en lejos. Sin embargo, los resultados visuales a distancias intermedias no eran tan buenos. Dado que la visión intermedia está cada vez más relacionada con muchas de las actividades que los pacientes présbitas realizan en su día a día, como es el uso del ordenador, recientemente se han introducido en la práctica clínica varias lentes intraoculares con un diseño trifocal. Con estos diseños se pretenden conseguir buenos resultados en visión de lejos y cerca, pero también a distancias intermedias. Además del tipo de diseño de lente intraocular seleccionado, un aspecto importante que concierne al procedimiento quirúrgico es el centrado de la lente intraocular cuando se implanta. Debido a factores intrínsecos de la propia cirugía y a las condiciones anatómicas del ojo en el que se implanta, en muchas ocasiones puede ocurrir que la lente intraocular no quede perfectamente centrada. Éste es un hecho a tener en cuenta dadas las consecuencias que podría tener a nivel de calidad visual en aquellos pacientes en los que son implantadas. El objetivo de los trabajos de la presente Tesis Doctoral es evaluar y caracterizar de forma detallada dos de las soluciones previamente descritas para la corrección de la presbicia, como lo son las lentes de contacto multifocales de visión simultánea y las lentes intraoculares con diseño trifocal. En cuanto a las lentes de contacto multifocales (capítulo 2), se pretende aportar información práctica que ayude a los profesionales de la visión a comprender mejor el comportamiento de estas lentes tras su adaptación. Esta información se puede obtener a partir de los perfiles de distribución de potencia de las lentes evaluadas. Respecto a las lentes intraoculares trifocales (capítulo 3, 4 y 5), el objetivo es evaluar su rendimiento óptico mediante la realización de un estudio in vitro, pero también su rendimiento visual una vez son implantadas. En el capítulo 2 se evalúan los perfiles de potencia de cuatro modelos de lentes de contacto multifocales de visión simultánea, de reemplazo mensual, que actualmente se utilizan en la práctica clínica para la corrección de la presbicia, considerándose todas las potencias de adición (baja, media o alta adición) disponibles. Para ello se hace uso de un instrumento basado en una técnica de deflectometría cuantitativa descrita como “phase-shifting schlieren” con la que el instrumento es capaz de medir desviaciones del haz de luz, utilizándolas posteriormente para calcular las características de potencia de las lentes evaluadas. Se obtienen así los mapas de distribución de potencia en la zona óptica de diferentes lentes (6 mm centrales). Los resultados muestran la existencia de una variación de potencia desde el centro a la periferia de la zona óptica de todas las lentes, siendo en el centro donde se encuentran los valores más positivos (o menos negativos) y la periferia donde están los más negativos (para aperturas más grandes). Como era de esperar, esa diferencia en potencia centro-periferia es mayor para las lentes de mayor adición. Los resultados de este estudio muestran además, cómo la transición de potencia es diferente dependiendo del modelo evaluado. Así, hay lentes que presentan un perfil de potencia muy abrupto, otras tienen un perfil escalonado y en el caso de bajas adiciones se puede observar la existencia de un perfil mucho más suave. También se puede ver claramente que las diferencias en los perfiles de potencia de las lentes se relacionan a su vez con diferencias en los tamaños de apertura, y por tanto, en los tamaños pupilares necesarios para alcanzar el valor de potencia correspondiente a la potencia nominal de lejos de la lente de contacto evaluada (-3.00 D en este caso). Tras analizar los resultados de este estudio parece evidente que existe una fuerte interacción entre el tamaño pupilar y los perfiles de potencia de las lentes de contacto multifocales. Esta interacción tiene un efecto crucial en la corrección de lejos y en la adición de cerca proporcionada por cada una de las lentes. Si tenemos en cuenta la alta variabilidad inter e intra-individual que existe en los valores de diámetro pupilar, es de esperar que el comportamiento de estas lentes en términos de corrección de lejos y de cerca, varíe también entre pacientes de la misma edad así como en el mismo paciente ante diferentes situaciones. Conocer los perfiles de potencia de las lentes multifocales que se utilizan hoy en día en la práctica clínica podría ayudar a los profesionales de la visión a mejorar el nomograma de adaptación para cada paciente individual, lo que a su vez podría suponer un incremento en el porcentaje de pacientes présbitas adaptados con este tipo de lentes. En cuanto a las lentes intraoculares multifocales con un diseño trifocal, en el capítulo 3 se evalúa mediante un estudio in vitro la calidad óptica proporcionada por uno de los modelos de lentes trifocales que se han introducido en la práctica clínica. En primer lugar, la evaluación se realiza con la lente dispuesta en posición centrada. Sin embargo, a diferencia de estudios previos, en este estudio también se evalúa el efecto del descentramiento (0.2 y 0.4 mm) en su rendimiento dado que el posicionamiento de la lente intraocular una vez es implantada no siempre es un centrado perfecto. Para ello, se hace uso de un dispositivo óptico que permite medir la MTF en función de la frecuencia espacial para diferentes puntos focales así como las curvas de “through-focus MTF” para varias frecuencias (50 ciclos/mm en este caso). En este estudio se determinan también el ratio de strehl y la distribución relativa de energía en cada uno de los focos principales estando la lente en su posición centrada. Los resultados muestran que en posición centrada la lente trifocal proporciona unos resultados buenos de calidad óptica en el punto focal 0.0 D y -3.75 D, correspondientes a la visión de lejos y cerca. Sin embargo, es cuando se analizan los resultados obtenidos en los puntos focales correspondientes a la visión intermedia (-1.66 D), cuando la lente trifocal presenta claramente mejores resultados que los obtenidos con una lente bifocal. Si bien es cierto, con la introducción del descentramiento se observa un ligero deterioro de sus resultados siendo mayor, a mayor cantidad de descentramiento introducido. Resultados similares se encuentran tras analizar las curvas de “through-focus MTF”. En posición centrada, la lente muestra claramente 3 picos diferentes que se corresponden con el foco para visión de lejos, visión de cerca y el foco para visión intermedia. Con el descentramiento aparece un ligero deterioro de los resultados que es mayor en los picos correspondientes al foco de visión de cerca y visión intermedia. Como se esperaba, los resultados de los porcentajes relativos de distribución de la energía muestran una distribución asimétrica para todas las lentes. Los datos de este estudio coinciden con los datos teóricos que proporcionan las casas comerciales de acuerdo con el diseño de las mismas. Los resultados de este estudio sugieren que la introducción de un tercer foco mejora el rendimiento de las lentes a distancia intermedia, al mismo tiempo que proporciona buenos resultados para visión de lejos y cerca, siendo comparables con los de una lente intraocular bifocal. Además, las lentes trifocales parecen ser bastante robustas al descentramiento, por lo que en este caso no se espera que tenga un gran impacto en la calidad visual de los pacientes en los que son implantadas. En la presente Tesis, los resultados de este estudio in vitro se completan con dos estudios clínicos en los que se evalúa la calidad visual en términos de agudeza visual y sensibilidad al contraste de pacientes a los que se les ha implantado binocularmente una de dos lentes trifocales. El capítulo 4 muestra los resultados visuales alcanzados tras el implante de la lente trifocal estudiada in vitro en el capítulo 3. Se puede observar como los resultados son estables durante todo el periodo de seguimiento (6 meses). Tras ese periodo, el 100 % de los pacientes alcanza una agudeza visual binocular con corrección de 20/25 (Snellen) o mejor. En visión de cerca, el valor medio de agudeza visual con corrección es de 0.06 ± 0.10 logMAR (> 20/25) evaluada a una distancia de 40 cm, donde aproximadamente el 87% de los pacientes alcanza una agudeza visual de 20/25 o mejor. Como se esperaba, la introducción de un tercer foco resulta en una mejora de la visión a distancias intermedias. Así, al analizar la curva de desenfoque se siguen manteniendo los dos picos de máxima agudeza visual en visión de lejos y cerca, pero ya no aparece esa marcada caída tan característica de las lentes intraoculares con un diseño bifocal. En cuanto a la sensibilidad al contraste, los resultados son mejores en condiciones fotópicas (85 cd/m2), existiendo un deterioro de los resultados a altas frecuencias espaciales cuando la sensibilidad al contraste se evalúa bajo condiciones mesópicas (3 cd/m2). En el capítulo 5 se muestran los resultados obtenidos con otra lente intraocular trifocal. En este caso, todos los pacientes alcanzan valores de agudeza visual binocular de lejos con corrección iguales o mayores a 20/25 transcurridos 6 meses de la cirugía. En cerca, el valor medio de agudeza visual con corrección es 0.01 ± 0.05 logMAR (aproximadamente 20/20), con un 87% de los pacientes alcanzando una agudeza de 20/25 o mejor. Al igual que en el capítulo anterior, analizando la curva de desenfoque se observa que esta lente proporciona un amplio rango de visión con valores mínimos de agudeza visual que no alcanzan los 0.2 logMAR a distancias intermedias. Los valores de sensibilidad al contraste son también mejores cuando se evalúan bajo condiciones fotópicas (85 cd/m2). Se puede afirmar, por tanto, que el implante de una lente intraocular con diseño trifocal es una buena solución para aquellos pacientes que desean prescindir de sus gafas ya que estos diseños proporcionan buenos resultados de calidad visual a distancias intermedias sin detrimento de la calidad en visión de lejos y cerca. Por último, en el capítulo 6 y de acuerdo con todo lo expuesto anteriormente, se recogen las conclusiones generales de esta Tesis, así como sugerencias para futuros trabajos. Entre las sugerencias más importantes se podría destacar la evaluación de otros modelos de lentes de contacto multifocales disponibles en el mercado con el fin de proporcionar una herramienta que resulte útil para los profesionales de la visión a la hora de proceder a su adaptación en pacientes présbitas dada la marcada relación que parece existir entre el tamaño pupilar y los perfiles de distribución de potencia. "