Efectos de la convergencia, el tamaño pupilar, la fenilefrina y la iluminación del objeto en la acomodación ocular

Abstract

Objetivos. La acomodación en el ojo humano va acompañada de convergencia ocular y miosis pupilar. Ambas pueden afectar la calidad óptica y la iluminación de las imágenes retinianas, cambiando la máxima capacidad de acomodación del ojo: amplitud acomodativa (AA). Se presentan cuatro estudios en los que se analizan los efectos de esos dos parámetros en la AA. Metodología. En el primero se evaluó objetivamente la acomodación de 15 ojos con un aberrómetro Shack-Hartmann (SH), en cuatro demandas de convergencia monocular (0º, 5º, 10º, 15º). Se analizaron los cambios de AA, astigmatismo, aberraciones de tercer, cuarto y sexto orden. El segundo experimento consistió en evaluar en 15 ojos con SH la media de AA, tamaños de pupila relajada y contraída, desenfoque y Aberración Esférica (AE) de cuarto orden. Se hizo en condiciones de luz alta y baja lo que generó dos tamaños pupilares para todas las demandas acomodativas (DA). El tercero surgió de la necesidad de utilizar en nuestra investigación el fármaco fenilefrina. Existe controversia sobre si ésta tiene efecto en la AA. Para dilucidarlo, calculamos en 8 ojos la curva estímulo/respuesta obtenida a diferentes vergencias con SH. Lo hicimos en pupilas naturales antes y a los 30 minutos de instilar fenilefrina al 10%. En el segundo experimento encontramos diferencias de 1 D en la AA paraxial entre alta y baja iluminación. En el último experimento buscábamos saber cómo afecta a la acomodación un cambio de imagen retiniana en el que la iluminación de la imagen retiniana al acomodar fuera independiente del tamaño pupilar. Lo hicimos en cuatro diferentes iluminaciones, lo que permitió comprobar el efecto de las mismas en la AA subjetiva. Participaron 20 personas divididas en dos grupos: jóvenes y présbitas. Se evaluó la AA del ojo izquierdo antes y tras 40 minutos de instilar 2 gotas de fenilefrina, con un optómetro Badal y un foróptero con pupila artificial de 5mm. Resultados y Conclusiones. La AA objetiva cambia levemente con distintas convergencias monoculares. Este aumento es significativo en jóvenes en la convergencia de 5º, y en présbitas en convergencia de 15º. Las aberraciones oculares de alto orden no presentan diferencias en sus cambios al acomodar en distintas convergencias monoculares. El astigmatismo cambia ligeramente al acomodar: aumenta la potencia y el eje gira contra la regla, especialmente en jóvenes y en convergencia monocular de 15º. La AA objetiva depende del tamaño pupilar. Si se utiliza para evaluarla una medida de refracción que incluya la AE, el cambio de tamaño pupilar variará la AE y la medida de AA. Si el tamaño pupilar aumenta al disminuir la luz, la AA objetiva puede reducirse más de 1 D, aunque la luminancia de la imagen foveal del estímulo acomodativo sea constante. La fenilefrina no parece afectar, o afecta poco, la RA. Su efecto se debe al cambio de la formación de imágenes en la retina por la midriasis pupilar y por tanto de las aberraciones de alto orden. Hemos encontrado un aumento significativo de AA subjetiva obtenido con un mismo tamaño pupilar cuando la iluminación retiniana aumenta, atribuible al cambio de contraste percibido en esas diferentes iluminaciones y que sería la señal que activaría el músculo ciliar. Este aumento es en jóvenes (2 D) y présbitas (0,6 D) y su origen es sensorial. Un control de las condiciones de luz ambiental debería ser un factor importante en la clínica optométrica.

Purpose. Accommodation of the human eye is accompanied by binocular convergence and pupil myosis, both of which may affect optical quality and retinal luminance. This, in turn, changes the maximum capacity of accommodation of the eye or accommodative amplitude (AA). Four studies are presented where the effects are studied of convergence and myosis on AA. Methods. In the first experiment, objective accommodation was evaluated on 15 eyes with a Shack-Hartmann aberrometer on four demands of monocular convergence at 0º, 5º, 10º, 15º. Changes in AA, astigmatism, and third-, fourth-, and sixth-order aberrations were analyzed. The second experiment consisted on evaluating in 15 eyes the average AA, pupil size when relaxed and contracted, defocus and fourth-order spherical aberration (SA). These evaluations were made on high and low luminance conditions, which generated 2 pupil sizes for all accommodative demands. In the third experiment the effects of phenylephrine, used on the previous studies, was studied and there is controversy on whether it affects accommodation. To answer this question, the accommodative demand/response curves were obtained objectively before and 30 minutes after instillation of phenylephrine. The results of the second experiment, that there are differences of about 1 D in AA high and low luminance conditions, lead to the fourth and last experiment. In paraxial optics, high-order aberrations and depth-of-field do not affect calculated accommodation. The last experiment, the effect of retinal luminance on accommodation ensuring that pupil size remained constant over accommodative response and illumination conditions. Four illumination conditions were considered and subjective AA recorded. Twenty subjects, divided in two groups, young and presbyopic, participated in the experiment. Subjective AA was measured in the left eye before and 40 minutes after instillation of 2 drops of phenylephrine with a Badal optometer and a phoropter with an artificial pupil of 5 mm of diameter. Results and Conclusions. Monocular objective AA changes slightly with eye convergence. A statistical significance increase in young subjects was obtained at convergences of 5º and in presbyopic subjects at 15º. High-order ocular aberrations did not present differences following changes in accommodation at different convergences. Astigmatism did change slightly with accommodation: power increased and axis rotated against the rule, specially in young subjects and convergence of 15º. Objective AA depended on pupil size. If SA is included in the calculation of objective accommodation, and because it changes with pupil size, such calculated accommodation would vary with pupil size. If pupil size increases as light dims, objective AA can be reduced up to 1 D, even if retinal luminance remained constant. Phenylephrine did not seem to affect the eye’s ability to accommodate. Its effect on accommodative response is an indirect result of mydriasis, which increases high-order aberrations and retinal luminance. A statistically significant increase in subjective AA was obtained when pupil size was set to be constant and retinal luminance increased. This increase was attributed to an increase in retinal contrast as room illumination was increased. Increased contrast may be the signal that activates the ciliary muscle. The increase in subjective AA was observed in young subjects (by about 2 D) and in presbyopic subjects (by about 0.6 D) and its origin is sensorial. Control of room lighting conditions should be an important factor to be considered in optometric clinic.