[en] The diagnosis and management of dry eye disease is a challenge because of the multifactorial character of the disease and the lack of a gold standard test. Furthermore, the lack of correlation between signs and symptoms of dry eye disease, the lack of correlation between techniques, their low repeatability, their invasiveness and their relative objectivity challenge the assessment of the tear film and the diagnosis of dry eye disease. In Chapter 1 of the present work, the characteristics of the tear film and dry eye disease are described and a literature review about non-invasive techniques to assess the tear film and the ocular surface is performed. Non-invasive imaging techniques have a high potential in the assessment of tear film and dry eye disease. The non-invasive analysis of the ocular surface allows clinicians to assess it under more natural conditions, avoiding reflex tearing and tear film destabilization. Generally, they are more accurate, repeatable and objective than invasive ones. Therefore, non-invasive techniques should be considered to assess the tear film and the ocular surface in front of invasive techniques to achieve a higher diagnostic capability and management of dry eye disease subjects. Although many imaging techniques exist to assess the tear film, this is a field that needs further research and which has a high potential to be explored. Therefore, it is necessary to develop new non-invasive and objective methods to evaluate the tear film and further studies are needed to improve the correlation of these techniques with clinical findings in dry eye patients. Chapter 2 is focused on the justification and objectives of the present work. Due to the growing incidence of dry eye disease and morbidity, improving the timely diagnosis to provide a better diagnosis and treatment of the disease is vital. Dry eye disease diagnosis is still challenging and there is a lack of objective tests with good sensitivity and specificity, repeatability, ease of performance, and suitability for clinical practice settings. Therefore, new objective metrics are still required to provide new insights into tear film assessment. Thus, the Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology report recognized the need of developing new non-invasive, objective and as automatic as possible metrics to assess the tear film and the ocular surface. The present study aims 1) To study the risk factors for dry eye disease, the repeatability of some current metrics for the assessment of the ocular surface, and the efficacy of a thermal eyebag application; 2) To develop and validate new metrics to assess the tear film and the ocular surface in a non-invasive and as objective as possible way. The repeatability and diagnostic capability of new metrics will be assessed; and 3) To assess the effect of contact lenses, artificial tears, blinking and computer use on the ocular surface and the newly developed metrics. Chapter 3 describes the general methodology of the studies performed in this work. The ocular surface and the tear film were assessed using different devices: the Keratograph 5M, the TearLab osmolarity system, the IRX3 aberrometer, the Medmont E 300, the Cobra fundus camera and the Light Disturbance Analyzer. The assessment of ocular symptoms was assessed by means of the Ocular Surface Disease Index questionnaire and the 5-item Dry Eye Questionnaire. Different non-invasive metrics based on image processing were developed using Matlab© R2018a software. Finally, these newly developed metrics were applied to subjects fitted with contact lenses. Systemic, environmental and lifestyle risk factors for dry eye disease are studied in Chapter 4; due to the influence of the multifactorial aetiology of dry eye disease in its diagnosis. A cross-sectional study was performed on 120 Caucasian participants aged between 18 and 89 years (47.0 ± 22.8 years). Medical history, information regarding environmental conditions and lifestyle, Ocular Surface Disease Index, Dry Eye Questionnaire-5, non-Invasive (Oculus Keratograph 5M) breakup time, tear film osmolarity and ocular surface staining parameters were assessed in a single clinical session to allow dry eye disease diagnosis based on the guidelines of the Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. A multivariate logistic regression model was constructed including those variables with a p-value less than 0.15 in the univariate analysis. A prevalence of 57.7 % for dry eye disease was found. No age differences were found between those with and without dry eye disease (p = 0.243). Nevertheless, the dry eye disease group had more females (p = 0.008). The univariate logistic regression identified as potential risk factors for dry eye disease the following: female sex, sleep hours per day, menopause, anxiety, systemic rheumatologic disease, use of anxiolytics, daily medication, ocular surgery, poor diet quality, more ultra-processed food in the diet, not drinking caffeine and hours of exposure to air conditioning per day. Multivariate logistic regression revealed that hours of sleep per day, menopause and use of anxiolytics were independently associated with dry eye disease (p ≤ 0.026 for all). To conclude, dry eye disease is associated with systemic, environmental and lifestyle risk factors. These findings are useful to identify potentially modifiable risk factors, in addition to conventional treatments for dry eye disease. Due to the relevance of non-invasive keratograph break-up time in the diagnosis of dry eye disease, Chapter 5 aims to assess the intraexaminer repeatability of non-invasive keratograph break-up time using the Oculus Keratograph 5M, which is one of the most common tools used to objectively assess the tear film. 80 healthy volunteers aged between 30 and 89 years participated. Measurements were classified according to age, sex and the presence or not of dry eye disease. Repeatability was evaluated by the calculation of within-subject standard deviation, coefficient of repeatability and coefficient of variation. Moreover, the Passing-Bablok regression method was applied. Repeatability coefficients showed low repeatability in all groups with values between 3.57 and 7.14; 9.90 and 19.79; and 51.90 and 65.49, for each coefficient, respectively. No statistically significant differences were found in the non-invasive keratograph break-up time measurements between healthy and dry eye disease patients (p = 0.188). Groups with more dry eye disease risk had better repeatability. Passing-Bablok regression also confirmed a lack of agreement between the maximum and minimum non-invasive keratograph break-up time measurement. Overall, non-invasive keratograph break-up time measurement has low intraexaminer repeatability even when considering sex, age and dry eye disease diagnosis. Nevertheless, not only is this low repeatability due to the device, but also it is largely due to the intrinsic variability of the tear film. As ocular redness is an important sign to take into account in some inflammatory diseases and the relationship between ocular redness and dry eye disease, Chapter 6 aims to assess the intraexaminer repeatability of ocular redness measurements obtained using the Oculus Keratograph 5M. Seventy-eight right eyes of 78 healthy volunteers aged between 18 and 79 years participated in this study. Bulbar redness was measured three consecutive times in the same eye. Redness was classified automatically by the device depending on the zone: temporal bulbar, nasal bulbar, temporal limbal, nasal limbal and total bulbar redness. Repeatability was evaluated for each metric by the calculation of within-subject standard deviation, coefficient of variation and coefficient of repeatability. Furthermore, the Passing-Bablok regression method was applied. A p-value less than 0.05 was defined as statistically significant. Repeatability coefficients revealed acceptable repeatability in all metrics. Passing-Bablok regression also confirmed the good grade of agreement between the maximum and minimum bulbar redness measurement for each metric. The highest repeatability was achieved in total bulbar redness since the slope was 1; therefore only systematic errors caused by the intercept might alter the results. In the other metrics, the repeatability was poorer when the ocular redness was higher. Even in these cases, the repeatability was acceptable. Friedman's analysis showed statistical differences between the third measurement and the first two, being the third slightly higher. However, these differences were not considered clinically significant. Finally, bulbar measurements had clinical higher values than limbal ones, total redness was clinically higher than limbal measurements, and nasal measurements were clinically higher than temporal. To conclude, Keratograph 5M is a useful and repeatable device to assess ocular surface redness. All bulbar redness metrics provide objective values with acceptable repeatability, which might help clinicians in the diagnosis and treatment of different pathologies related to ocular surface inflammation, such as dry eye disease or uveitis. Since the Keratograph 5M is one of the most common tools used to objectively assess the ocular surface, knowing its usefulness in the follow-up of some treatments is relevant. Therefore, Chapter 7 aims to evaluate the association between the application of MGDRx thermal EyeBags and ocular surface signs and symptoms in young and aged subjects. Thirty young volunteers aged between 18 and 31 years old (23.95 ± 3.94 years) and thirty aged subjects aged between 61 and 90 years old (77.97 ± 8.11 years) participated in this study. Ocular surface parameters were assessed using the Oculus Keratograph 5M, following the guidelines of the Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. Only subjects who had a positive score in almost one questionnaire and a first non-invasive keratograph break-up time lower than 10 seconds were included in the study. After thermal bag self-application in both eyes every day for 2 weeks, the protocol was carried out again. Lid massage was performed after lid warming. Compliance and degree of improvement were also assessed. The young group showed an improvement in non-invasive keratograph break-up time, lipid layer, upper eyelid gland drop-out percentage and dry eye symptoms over the two week treatment period. Improvements in meibum quality, gland obstruction, telangiectasia scores, and dry eye symptoms were found in aged subjects. Mixed ANOVA revealed better non-invasive keratograph break-up time and lipid layer values in young subjects. Despite the treatment compliance being statistically higher in the aged group than in the younger one (p = 0.002), there were no significant differences in subjective improvement between groups (p = 0.097). Overall, dry eye-related symptoms were improved after thermal bag application, while non-invasive keratograph break-up time and lipid layer thickness were only improved in young subjects. The Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report recognized the need of developing new non-invasive and as objective as possible metrics to assess the tear film and the ocular surface. Chapter 8 is focused on the development of new metrics to assess the tear film and the ocular surface in a non-invasive and objective way. In the first part of this chapter (Chapter 8.1), a method to assess meibomian gland visibility is developed from the analysis of grey pixel intensity values of meibographies obtained through non-contact infrared meibography. Chapter 8.1.1 aims to develop a new objective semiautomatic method for analysing meibomian glands' visibility quantitatively. 112 healthy volunteers aged between 18 and 90 years (48.29 ± 27.46 years) participated in this study. Infrared meibography was obtained from the right upper eyelid through Oculus Keratograph 5M. Meibographies were classified into 3 groups: Group 1 = Patients with good subjective glands visibility and a gland drop-out percentage < 1/3 of the total meibomian gland area; Group 2 = Patients with low subjective glands visibility and a gland drop-out < 1/3; and Group 3 = Patients with low subjective glands visibility and a gland drop-out > 1/3. New metrics based on the visibility of the meibomian glands were calculated and later compared between groups. Rho Spearman test was used to assess the correlation between each metric, and Meibomian gland drop-out percentage with the entire sample and after excluding group 2. A p-value less than 0.05 was defined as statistically significant. Fifty-six subjects were classified in group 1 (24.48 ± 9.62 years), 19 in group 2 (69.16 ± 21.30 years) and 37 in group 3 (73.59 ± 13.70 years). No statistically significant differences were found between groups 1 and 2 in drop-out percentage. All metrics, except entropy, showed higher meibomian gland visibility in Group 1 than in the other two groups. Moderate correlations were statistically significant for all metrics with the exception of entropy. Correlations were higher after excluding the group 2. To conclude, the proposed method is able to assess meibomian gland visibility in an objective and repeatable way, which might help clinicians enhance meibomian gland dysfunction diagnosis and follow-up treatment. In Chapter 8.1.2, the diagnostic capability of these new gland visibility metrics for meibomian gland dysfunction is assessed, as well as their correlations with other clinical signs and symptoms of dry eye disease and meibomian gland dysfunction. 112 healthy volunteers (48.3 ± 27.5 years) were enrolled in this study. Ocular surface parameters were measured using the Oculus Keratograph 5M. Subjects were classified according to the presence or absence of meibomian gland dysfunction. New metrics based on the visibility of the meibomian glands were calculated and later compared between groups. The diagnostic ability of ocular surface parameters and gland visibility metrics was studied through receiver operating characteristics curves. Logistic regression was used to obtain the combined receiver operating characteristics curve of the metrics with the best diagnostic ability. Statistically significant differences were found between groups for all ocular surface parameters and new gland visibility metrics, except for the first non-invasive keratograph break-up time and gland expressibility. New gland visibility metrics showed higher sensitivity and specificity than current single metrics when their diagnostic ability was assessed without any combination. The diagnostic capability increased when gland visibility metrics were incorporated into the logistic regression analysis together with gland drop-out percentage, tear meniscus height, dry eye symptoms and lid margin abnormality score (p < 0.001). The combination of median pixels intensity of meibography grey values with the aforementioned ocular surface metrics achieved the highest area under the curve (0.99), along with excellent sensitivity (1.00) and specificity (0.93). Overall, new meibomian gland visibility metrics are more powerful to diagnose meibomian gland dysfunction than current single metrics and can serve as a complementary tool for supporting the diagnosis of meibomian gland dysfunction. In Chapter 8.2, a method to assess tear film spread and dynamics is developed by tracking the tear film particles post-blink. Ocular surface parameters and the recording of tear film particles' spreading post-blink were assessed in eighty-one healthy volunteers (43.7 ± 27.0 years) using the Oculus Keratograph 5M. The developed software automatically decomposed the video into frames to manually track particles' position for 1.75 seconds after a blink. The following tear film-dynamic metrics were automatically calculated: mean, median, maximum and minimum particles' speed at different times after blinking and the time for particle speed to decrease to < 1.20 mm/second. The repeatability of each tear film-dynamic metric and its correlations with ocular surface signs and symptoms were analyzed. Binomial logistic regression was performed to assess the predictability of new metrics to ocular parameters. Repeatability tended to be lower just after blinking (variability of 12.24 %), whereas the metrics from 0.5 seconds onwards had acceptable repeatability (variability below 10 %). Tear film-dynamic metrics correlated positively with non-invasive keratograph break-up time while negatively with meibomian gland drop-out. Binomial logistic regression analysis revealed that tear film-dynamic metrics were able to predict non-invasive keratograph break-up time. Nevertheless, no statistically significant association was found with gland drop-out. This means that higher particle speed is related to larger non-invasive keratograph break-up time. The metric "time for particle speed to decrease to < 1.20 mm/second" can be considered the best metric to assess the quality of the tear film, since it was more strongly correlated with non-invasive keratograph break-up time (r = 0.42, p = 0.004), it was more strongly associated in the binomial logistic regression analysis with non-invasive keratograph break-up time and showed good repeatability (variability = 5.49 %). To conclude, tear film-dynamic metrics are emerging homeostasis parameters for assessing indirectly the tear film quality in natural conditions with acceptable repeatability. In Chapter 8.3, a method to objectively assess the lipid layer thickness is developed through the analysis of grey intensity values obtained from the Placido disk pattern reflected onto the tear film. Ocular surface parameters were measured using Oculus Keratograph 5M in 94 healthy volunteers (43.8 ± 26.8 years). Subjects' lipid layer thickness was subjectively classified into 4 groups using an interferometry-based grading scale. New metrics based on the intensity of the Placido disk images were calculated and compared between groups. The repeatability of the new metrics and their diagnostic ability was analyzed through receiver operating characteristics curves. The level of agreement between the new objective tool and the existing subjective classification scale was analyzed by means of accuracy, weighted Kappa index and F-measure. Mean pixels intensity, median pixels intensity and relative energy at 5.33 seconds after blinking achieved the highest performance, with a correlation with a lipid layer thickness between r = 0.655 and 0.674 (p < 0.001), sensitivity between 0.92 and 0.94, specificity between 0.79 and 0.81, area under the receiver operating characteristics curve between 0.89 and 0.91, accuracy between 0.76 and 0.77, weighted Kappa index of 0.77 and F-measure between 0.86 and 0.87. To conclude, the analysis of grey intensity values in videokeratography can be used as an objective tool to assess lipid layer thickness. These new metrics could be included in a battery of clinical tests as an easy, repeatable, objective and accessible method to improve the detection and monitoring of dry eye disease and meibomian gland dysfunction. Since contact lens wear impacts the ocular surface homeostasis, Chapter 9 is focused on the effect of contact lenses on the tear film and the ocular surface. Current and newly developed metrics are used to assess the ocular surface and the tear film. Chapter 9.1 aims to assess the short-term effect of a dual-focus contact lens design on the tear film, visual performance and optical quality, compared to a single-vision contact lens design built with the same material. Chapter 9.1.1 is focused on the short-term light disturbance, optical quality and visual performance of these contact lenses. This is a randomized, double-masked, crossover study. Twenty-eight healthy, myopic volunteers aged between 18 and 32 years (23.5 ± 4.1 years) participated in this study. Sensory dominant eye for distance vision was determined. Refraction, best-corrected visual acuity and aberrations for 3 mm and 5 mm pupil diameter were acquired at baseline (without a contact lens in situ). Subjects were binocularly fitted in random order with each of two contact lens designs: dual-focus and single-vision, both made of omafilcon A material. Quality of Vision questionnaire, over-refraction, best-corrected visual acuity, stereopsis at 40 cm, best-corrected photopic and mesopic contrast sensitivity, light disturbance and aberrations were assessed 25 minutes after contact lens insertion. Differences between groups for each metric were analysed. A p-value less than 0.05 was defined as statistically significant. Mean sphere and cylinder were -1.36 ± 1.04 D (range: -6.00 to -0.25 D) and -0.23 ± 0.30 D (range: -0.75 to 0.00 D), respectively. There were no statistically significant differences in best-corrected visual acuity and stereopsis between baseline, dual-focus and single-vision contact lens wear conditions. Photopic and mesopic contrast sensitivities were lower for the dual-focus contact lens at all frequencies, with the exception of mesopic contrast sensitivity at 18 cycles per degree (p = 0.234). High order aberrations and light disturbance size and irregularity were higher for the dual-focus contact lens (p < 0.001). No differences were found in high order aberrations between baseline and with the single-vision contact lens in situ for both pupil diameters. Quality of Vision scores also revealed lower frequency, severity and bothersome scores with the single-vision contact lens than with the dual-focus contact lens (p < 0.001). Overall, the dual-focus contact lens design decreases the psychophysical and psychometric visual quality scores in the short-term under dim-light conditions when compared to a single-vision contact lens design with the same material. Visual acuity and stereopsis were not affected by lens design. The second part of this chapter (Chapter 9.1.2) is focused on the short-term effect of these contact lenses on the pre-lens tear film stability and comfort. This randomized, double-masked, crossover study was performed on twenty-eight healthy, myopic volunteers aged between 18 and 32 years (23.5 ± 4.1 years). Only one randomly chosen eye was assessed. Distance vision and refraction were evaluated at baseline. Each contact lens type (monofocal and dual-focus) was randomly fitted, always in both eyes. A visual analogue scale between 0 and 10 was used to assess general comfort, physical comfort and visual comfort. Tear Film Surface Quality index, Tear Film Surface Quality area and auto Tear Break-Up Time were obtained using Medmont E-300 at baseline (naked eye condition) and 25 minutes after each contact lens insertion. Refractive sphere and cylinder were respectively -1.36 ± 1.04 D (ranging from -6.00 to -0.25 D) and -0.23 ± 0.30 D (ranging from -0.75 to 0.00 D). Tear Film Surface Quality and Tear Film Surface Quality area were lower (meaning more stable tear film) at baseline when compared with both contact lens types (p < 0.025). Higher pre-lens tear instability (larger Tear Film Surface Quality and Tear Film Surface Quality area values) was found with the dual-focus than with the monofocal lens. Auto Tear Break-Up Time was higher at baseline than with each of the contact lenses, without statistically significant differences between both contact lens types. Visual analogue scales revealed statistically significant better scores in the monofocal contact lens than in the dual-focus contact lens for general (0.77 ± 1.14 vs 3.12 ± 2.79), physical (0.96 ± 1.46 vs 2.19 ± 2.45) and visual comfort (1.27 ± 1.66 vs 3.92 ± 2.04). To conclude, a slight reduction in short-term pre-lens tear film stability was found in the dual-focus design in comparison with the monofocal lens, potentially contributing to the deterioration of visual performance and comfort during dual-focus contact lens wear. Chapter 9.2 goes one step further by comparing short-term visual quality, optical quality, light disturbance, comfort and tear film stability between two dual-focus prototype contact lenses for myopia control made from the same material. It aims to assess whether parameters are influenced by the different optical designs of two dual-focus contact lenses. Twenty-eight subjects (23.49 ± 4.07 years) with myopia were included in this randomized, double-masked, crossover study. Refraction, best-corrected visual acuity, wavefront aberrations and tear film stability (Medmont E 300) were measured at baseline. Subjects were then binocularly fitted with two dual-focus contact lenses (randomly) and only the sensorial dominant eye was assessed. Lenses had the same material with two varying inner zone diameters of 2.1 mm (S design) and 4.0 mm (M design). Visual and physical comfort, over-refraction, best-corrected visual acuity, stereopsis at 40 cm, best-corrected photopic and mesopic contrast sensitivity, size and shape of light disturbance, wavefront aberrations, subjective quality of vision (Quality of Vision Questionnaire) and tear film stability were measured for both lenses. Both contact lens designs decreased visual acuity and tear film stability, and induced higher levels of higher-order aberrations in comparison to baseline. Nevertheless, visual acuity and photopic contrast sensitivity were within normal values for the subjects' age. Regarding comparisons between lenses, the M design promoted better photopic contrast sensitivity in the spatial frequency of 18 cycles per degree (p < 0.001) and a better light disturbance (p < 0.017). However, higher-order aberrations were better in S design (p = 0.015). No statistically significant differences were found between the two contact lenses in Quality of Vision scores and tear film stability. Overall, both dual-focus contact lenses provided an acceptable visual performance under photopic conditions. The contact lens with medium central diameter of 4.0 mm induced better contrast sensitivity at high frequencies and lower light disturbance size, while the smaller central diameter contact lens of 2.1 mm induced lower levels of higher-order aberrations for a 5 mm pupil diameter. Both diameters promoted the same subjective visual comfort. Chapter 9.3 assesses the light disturbance related to changes in the tear film stability parameters to validate the Light Disturbance Analyzer device as a reliable and useful tool to assess the optical quality-related changes induced by the tear film. Thus, light disturbance, tear film stability and corneal aberrations were evaluated under different conditions: Different blinking patterns, with and without artificial tears, and with a single-vision and a dual-focus contact lens. Forty healthy, myopic volunteers aged between 19 and 38 years (26.6 ± 5.1 years) were recruited to participate in this randomized, double-masked, crossover study. The sensory dominant eye for distance vision was examined. Refraction and best-corrected visual acuity were assessed at baseline (without contact lens). In the first visit, light disturbance (measured with Light Disturbance Analyzer) and the tear film stability and corneal aberrations (Medmont E 300 Corneal Topographer) were assessed with different blinking patterns in random order: Blinking naturally, blinking every 6 seconds and blinking every 12 seconds. Measurements were repeated with artificial tears. In the second visit, subjects were binocularly fitted in random order with each contact lens design: Dual-focus and single-vision. Over-refraction and best-corrected visual acuity were assessed 25 minutes after contact lens insertion. Light disturbance, tear film stability and corneal aberrations were assessed for each contact lens with each blinking pattern without and with artificial tears. Light vision disturbance was higher with the slowest blinking rate (p < 0.034) when subjects wear contact lenses since both contact lenses decreased tear stability (p < 0.001). Statistically significant improvements in light disturbance and tear film were observed after the instillation of artificial tears in the naked eye for delayed blinking and with both contact lenses tested. The dual-focus contact lens provided greater tear film instability (p < 0.008) and light disturbance (p < 0.001) than single-vision contact lens in all blinking patterns. Despite the improved tear film stability (p < 0.001) and light disturbance (p < 0.008) in the dual-focus contact lens after the instillation of artificial tears, this lens showed higher destabilization of the tear film and disturbance phenomena than the naked eye and single-vision contact lens. Overall, delayed blinking and contact lens wear increased light disturbance due to tear film instability. Monitoring blinking or artificial tears use might decrease the light disturbance and could be an option to manage subjects with short break-up time or with lower blinking rates such as computer users with contact lenses. Light disturbance measurement might help in the assessment and management of subjects with dry eye disease symptoms, as well as in the in-vivo assessment of lens wettability. In Chapter 9.4, the method developed in Chapter 8.1 is applied to scleral lens wearers to assess the meibomian gland drop-out and visibility after one year of lens wear. Infrared meibography was obtained from the upper eyelid using the Cobra fundus camera in forty-three volunteers (34.2 ± 10.1 years). Meibographies were classified into 3 groups: Group 1 = good subjective gland visibility and gland drop-out < 1/3 of the total area; Group 2 = low visibility and gland drop-out < 1/3; and Group 3 = low visibility and gland drop-out > 1/3. Meibomian gland visibility metrics were then calculated using the developed method from the pixel intensity values of meibographies. The repeatability of new metrics and their correlations with gland drop-out were assessed. Meibographies and ocular symptoms were also assessed after 1 year of scleral lens wear in 29 subjects. Gland drop-out percentage was not statistically different between groups 1 and 2 (p = 0.464). Nevertheless, group 1 showed higher grey pixel intensity values than the other groups. Statistically significant correlations were found between gland visibility metrics and gland drop-out percentage. Repeatability was acceptable for all metrics, with the coefficient of variation achieving values between 0.52 and 3.18. While ocular symptoms decreased with scleral lens wear (p < 0.001), no statistically significant differences were found in gland drop-out percentage (p = 0.157) and gland visibility metrics (p > 0.217). To conclude, the proposed method can assess meibomian gland visibility in an objective and repeatable way. Scleral lens wear appears to not adversely affect meibomian gland drop-out and visibility while might improve dry eye symptoms after one year of lens wear. These preliminary results should be confirmed with a control group. In Chapter 9.5, the effect of soft contact lens wear and duration on the tear film and meibomian glands is assessed. The method developed in Chapter 8.1 is applied to soft contact lens wearers to assess the meibomian gland drop-out and visibility. Thirty non-contact lens wearers (22.5 ± 2.3 years) and twenty-four long-term soft contact lens wearers (23.8 ± 2.2 years) participated in this study. The ocular surface of participants was assessed using the Oculus Keratograph 5M in the following order: Ocular Surface Disease Index, 5-item Dry Eye Questionnaire, bulbar redness, tear meniscus height, non-invasive keratograph break-up time and upper eyelid meibography. Contact lens users were surveyed on their wearing habits, including years of contact lens wear and hours of contact lens wear per week. Meibomian gland visibility was assessed using a previously developed method based on the analysis of pixel intensity values of meibographies. The contact lens group showed a statistically higher gland drop-out (p < 0.001) and lower values in gland visibility metrics (p < 0.022). No differences were found in Ocular Surface Disease Index, 5-item Dry Eye Questionnaire, tear meniscus height, bulbar redness and non-invasive keratograph break-up time. Binomial logistic regression revealed that gland drop-out was independently associated with contact lens wear (p = 0.006). When gland drop-out was excluded from the analysis, relative energy of pixel intensity values showed an independent association with the use of contact lenses (p = 0.005). Prolonged hours of contact lens wear was associated with higher dry eye symptoms and entropy of meibomian glands (p < 0.029), which might be a measurement of gland tortuosity. A reduction in non-invasive keratograph break-up time was independently associated with the use of contact lenses for 8 years or more (p = 0.030). Overall, gland drop-out was higher and gland visibility lower in long-term soft contact lens wearers in comparison with non-contact lens wearers. New gland visibility metrics might help to assess the follow-up of meibomian glands in soft contact lens wearers quickly and objectively. In Chapter 9.6, the effect of computer use, contact lens wear and artificial tears on new metrics developed in Chapters 8.2 and 8.3 and current ones are assessed. It is studied whether these new metrics are able to detect changes in the tear film and the ocular surface in a non-invasive and objective way, which might help to further validate these metrics. Eighty-four healthy volunteers ranging in age from 18 to 27 years (22.4 ± 2.6 years) participated in this study. The ocular surface and tear film response to (1) the use of a computer, (2) contact lens insertion and (3) tear film instillation during computer use with contact lenses were assessed using current and novel metrics. Current metrics included the Ocular Surface Disease Index questionnaire, 5-item Dry Eye Questionnaire, bulbar redness, tear meniscus height and non-invasive keratograph break-up time. Novel metrics included the measurement of the lipid layer thickness obtained from the intensity of the reflected Placido disk and the measurement of the speed of tear film particles post-blink. Higher dry eye symptoms, tear meniscus height and bulbar redness; and lower values in metrics related to the intensity of the reflected Placido disk pattern and in metrics related to particle speed after blinking were found after the computer reading task (p < 0.036). When a contact lens was fitted, lower tear meniscus height, non-invasive keratograph break-up time, mode pixel intensity, minimum pixel intensity of the reflected Placido disk pattern, and particle speed metrics were obtained (p < 0.044). Mixed ANOVA revealed that artificial tears had a significant effect in ameliorating the effect of computer reading on the Ocular Surface Disease Index questionnaire, 5-item Dry Eye Questionnaire, non-invasive keratograph break-up time, metrics related to the intensity of the reflected Placido disk pattern and metrics related to particle speed after blinking (p < 0.033). Overall, computer use and contact lens wear worsened dry eye signs and symptoms, including novel ocular surface metrics. Artificial tears help in ameliorating the effect of contact lens wear and computer use on current and novel metrics. Newly developed methods can serve as a tool to detect changes in the tear film triggered by different ocular surface-disturbing conditions. Finally, in Chapter 10, the general conclusions and further research lines are exposed. Despite many techniques being available to assess the tear film, some of them have limited repeatability, sensitivity and specificity. Moreover, some of them are non-objective or invasive, which makes the assessment of the tear film challenging and the diagnosis of dry eye disease difficult. Non-invasive imaging techniques should be considered to assess the tear film and the ocular surface and should prevail over invasive ones to achieve greater diagnostic capability and better management of individuals with dry eye disease. The metrics developed in the present work can help assess the tear film and the ocular surface in a non-invasive, objective and repeatable manner. These new metrics could be included in a battery of clinical tests as easy, repeatable and objective methods to improve the assessment of the tear film, which could enhance the detection and monitoring of dry eye disease and meibomian gland dysfunction. Moreover, these metrics are capable of assessing the changes in the ocular surface and the tear film due to contact lens wear. Although newly developed metrics are able to assess the tear film and the ocular surface; this is the first step in developing these metrics. Further research is needed to assess the performance of these metrics in subjects diagnosed with dry eye disease or meibomian gland dysfunction, and to establish cut-off values based on the age of the subjects. Nonetheless, although these results are preliminary, they are highly encouraging, and this study could be the basis for future works.

[es] El diagnóstico y tratamiento del síndrome del ojo seco es un reto debido al carácter multifactorial de la enfermedad y la falta de un test clínico "gold standard". Además, la falta de correlación entre los signos y síntomas de la enfermedad del ojo seco, la falta de correlación entre métricas, su baja repetibilidad, su carácter invasivo y su relativa objetividad dificulta el estudio de la película lagrimal y el diagnóstico de la enfermedad del ojo seco. En el Capítulo 1 del presente trabajo se describen las características principales de la película lagrimal y la enfermedad del ojo seco, y se realiza una revisión bibliográfica sobre técnicas no invasivas de análisis de la película lagrimal y la superficie ocular. Las técnicas de imagen no invasivas tienen un alto potencial a explotar en el estudio de la película lagrimal y del síndrome del ojo seco. El análisis no invasivo de la superficie ocular permite a los clínicos evaluarla bajo condiciones más naturales, evitando el lagrimeo reflejo y la desestabilización de la película lagrimal. Generalmente, estas técnicas son más precisas, repetibles y objetivas que las invasivas. Por lo tanto, técnicas no invasivas deberían ser consideradas para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular frente a técnicas invasivas para conseguir una mayor capacidad diagnóstica y manejo de los pacientes con sequedad ocular. Aunque existen muchas técnicas de imagen de análisis de la película lagrimal, este es todavía un campo de estudio que necesita más investigación y que tiene un alto potencial para ser explorado. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de nuevos métodos no invasivos y objetivos para evaluar la película lagrimal, siendo necesarios más estudios para mejorar la correlación de estas métricas con hallazgos clínicos en pacientes con sequedad ocular. El Capítulo 2 está enfocado en la justificación y objetivos de la presente tesis doctoral. Debido a la incidencia y morbilidad a la alza del síndrome del ojo seco, es de vital importancia mejorar el diagnóstico temprano de esta patología para proporcionar un mejor tratamiento de la enfermedad. El diagnóstico de la enfermedad del ojo seco es todavía un reto y son necesarias pruebas clínicas objetivas con buena sensibilidad y especificidad, repetibilidad, que sean fáciles de realizar y adecuadas para la práctica clínica. Por lo tanto, nuevas métricas objetivas son todavía requeridas para proporcionar nuevos hallazgos en el análisis de la película lagrimal. Así, el Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report reconoció la necesidad de desarrollar nuevas métricas no invasivas, objetivas y tan automáticas como sea posible para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular. La presente tesis doctoral tiene como objetivo 1) Estudiar los factores de riesgo de la enfermedad del ojo seco, la repetibilidad de algunas métricas actuales de análisis de la superficie ocular, y la eficacia de la aplicación de bolsas térmicas; 2) Desarrollar y validar nuevas métricas para evaluar la superficie ocular y la película lagrimal de una manera no invasiva y tan objetiva como sea posible; y 3) evaluar el efecto de diferentes lentes de contacto, lágrima artificial, parpadeos y el uso del ordenador en la superficie ocular y en las métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral. El Capítulo 3 describe la metodología general de los estudios realizados en la presente tesis doctoral. La superficie ocular y la película lagrimal fueron analizadas mediante diferentes dispositivos: El Keratograph 5M, el osmolarímetro TearLab, el aberrómetro IRX3, el Medmont E 300, el Cobra fundus camera y el Light Disturbance Analyzer. Además, los síntomas oculares fueron evaluados mediante los cuestionarios Ocular Surface Disease Index y el 5-item Dry Ey Questionnaire. Diferentes métricas no invasivas basadas en el procesamiento de imágenes fueron desarrolladas mediante Matlab© R2018a. Finalmente, estas nuevas métricas fueron aplicadas a sujetos adaptados con lentes de contacto. En el Capítulo 4 se estudiaron los factores de riesgos sistémicos, ambientales y del estilo de vida de la enfermedad del ojo seco, debido a la influencia del carácter etiológico multifactorial de la enfermedad en su diagnóstico. Este es un estudio transversal en 120 participantes caucásicos con edades comprendidas entre 18 y 89 años (47.0 ± 22.8 años). Diferentes variables fueron obtenidas en una única sesión clínica: historia médica, información sobre las condiciones ambientales y el estilo de vida, el cuestionario Ocular Surface Disease Index, el cuestionario 5-item Dry Eye Questionnaire, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, la osmolaridad y la tinción de la superficie ocular. El diagnóstico de la enferemedad del ojo seco se llevó a cabo de acuerdo con el criterio descrito por el Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. Un modelo de regresión logística multivariado fue construido incluyendo las variables con un p-valor inferior a 0.15 en el análisis univariado. Se obtuvo una prevalencia de 57.7 % para la enfermedad del ojo seco. No se encontraron diferencias en la edad entre aquellos sujetos sanos y con el síndrome del ojo seco (p = 0.243). Sin embargo, el grupo con la enfermedad del ojo seco tenía más mujeres (p = 0.008). La regresión logística univariada identificó los siguientes parámetros como potenciales factores de riesgo para la enfermedad del ojo seco: Sexo femenino, horas de sueño al día, menopausia, ansiedad, enfermedades sistémicas reumatológicas, ansiolíticos, tomar medicación diariamente, cirugía ocular, dieta de pobre calidad, ingerir una cantidad mayor de ultraprocesados en la dieta, no beber café y horas de exposición al aire acondicionado por día. La regresión logística multivariada reveló que las horas de sueño al día, la menopausia y el uso de ansiolíticos estaban independientemente asociados con la enfermedad del ojo seco (p ≤ 0.026). Para concluir, la enfermedad del ojo seco está asociada con factores de riesgos sistémicos, ambientales y del estilo de vida. Estos hallazgos son útiles para identificar potenciales factores de riesgo modificables, en conjunto con los tratamientos convenciones para la enfermedad del ojo seco. Debido a la relevancia del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo en el diagnóstico de la enfermedad del ojo seco, el Capítulo 5 tiene como objetivo evaluar la repetibilidad intraexaminador del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo utilizando el Oculus Keratograph 5M, el cual es una de las herramientas más utilizadas para la evaluación objetiva de la película lagrimal. 80 sujetos sanos con edades comprendidas entre 30 y 89 años participaron en el presente estudio. Las medidas fueron clasificadas de acuerdo con la edad, el sexo y la presencia o no de síndrome del ojo seco. La repetibilidad de las medidas fue evaluada a través de la desviación estándar entre las medidas en cada sujeto, el coeficiente de repetibilidad y el coeficiente de variación. Además, el método de regresión Passing-Bablok fue aplicado. Los coeficientes de repetibilidad mostraron una baja repetibilidad en las medidas de todos los grupos, con valores entre 3.57 y 7.14; 9.90 y 19.79; y 51.90 y 65.49, para cada coeficiente, respectivamente. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo entre los sujetos sanos y con la enfermedad del ojo seco (p = 0.188). Los grupos con más riesgo de desarrollar sequedad ocular tenían una mejor repetibilidad. La regresión Passing-Bablok también confirmó una falta de acuerdo entre el valor máximo y mínimo del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo. Para concluir, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo tiene una baja repetibilidad intraexaminador incluso considerando el sexo, la edad o el diagnóstico del ojo seco. Sin embargo, no solo esta baja repetibilidad es debida al dispositivo, sino que también es debida a la variabilidad intrínseca de la película lagrimal. Debido al hecho de que el enrojecimiento ocular es un importante signo a tener en cuenta en algunas enfermedades inflamatorias y a la relación entre el enrojecimiento ocular y la enfermedad del ojo seco, el Capítulo 6 tiene como objetivo evaluar la repetibilidad intraexaminador de las medidas de enrojecimiento de la superficie ocular obtenidas mediante el Oculus Keratograph 5M. Setenta y ocho ojos derechos de 78 voluntarios sanos con edades comprendidas entre 18 y 79 años participaron en el presente estudio. El enrojecimiento de la conjuntiva bulbar fue medido tres veces consecutivas en el mismo ojo. El enrojecimiento fue clasificado automáticamente por el dispositivo dependiendo de la zona evaluada: temporal bulbar, nasal bulbar, temporal limbal, nasal limbal y total. La repetibilidad fue evaluada para cada métrica a través del cálculo de la desviación estándar entre las medidas en cada sujeto, el coeficiente de repetibilidad y el coeficiente de variación. Además, el método de regresión Passing-Bablok fue aplicado. Un p-valor inferior a 0.05 fue definido como estadísticamente significativo. Los coeficientes de repetibilidad revelaron una repetibilidad aceptable en todas las métricas. El método de regresión Passing-Bablok también confirmó el buen grado de acuerdo entre la medida máxima y mínima de enrojecimiento bulbar para cada métrica. La repetibilidad más alta fue conseguida en el enrojecimiento bulbar total con una pendiente de 1; por lo tanto, solo errores sistemáticos causados por el intercepto podrían alterar los resultados. En el resto de las métricas, la repetibilidad fue peor cuando el enrojecimiento ocular era mayor pero, incluso en estos casos, la repetibilidad fue aceptable. El análisis de Friedman mostró diferencias estadísticamente significativas entre la tercera medida y las primeras dos, siendo la tercera ligeramente más elevada. Sin embargo, estas diferencias no pueden considerarse clínicamente significativas. Finalmente, las medidas bulbares obtuvieron valores clínicamente más elevados que las limbales; el enrojecimiento bulbar total fue clínicamente más elevado que los valores limbales; y los valores nasales fueron clínicamente mayores que los temporales. Como conclusión se obtuvo que el Keratograph 5M es un dispositivo útil y repetible para evaluar el enrojecimiento ocular. Todas las medidas proporcionaron valores objetivos con una repetibilidad aceptable, lo cual podría ayudar a los clínicos en el diagnóstico y tratamiento de diferentes patologías relacionadas con la inflamación de la superficie ocular, como el síndrome del ojo seco o la uveítis. Debido a que el Keratograph 5M es una de las herramientas más utilizadas para la evaluación objetiva de la superficie ocular, conocer su utilidad en el seguimiento de algunos tratamientos es relevante. Por lo tanto, el Capítulo 7 tiene como objetivo evaluar la asociación entre la aplicación de las bolsas térmicas MGDRx EyeBags y los signos y síntomas de la superficie ocular en sujetos jóvenes y mayores. Treinta voluntarios jóvenes con edades comprendidas entre 18 y 31 años (23.95 ± 3.94 años) y treinta sujetos mayores con edades comprendidas entre 61 y 90 años (77.97 ± 8.11 años) participaron en este estudio. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados mediante el Oculus Keratograph 5M, siguiendo las recomendaciones del Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. Solo los sujetos que tenían una puntuación positiva en uno de los cuestionarios y el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo inferior a 10 segundos fueron incluidos en el estudio. Después de la aplicación de las bolsas térmicas en ambos ojos, diariamente y durante dos semanas, el protocolo fue realizado de nuevo. Los sujetos fueron instruidos a realizar un masaje palpebral inmediatamente después de la aplicación de las bolsas térmicas. El grado de cumplimiento del tratamiento y el grado de mejora fueron también evaluados. El grupo joven mostró una mejora del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, la capa lipídica, el porcentaje de pérdida de las glándulas de meibomio en el párpado superior y en los síntomas de sequedad ocular durante las dos semanas de tratamiento. Mejoras en la calidad del meibum, la obstrucción de las glándulas, la puntuación de telangiectasias, y en los síntomas de ojo seco fueron encontradas en el grupo de mayor edad. El ANOVA mixto reveló mejor tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y capa lipídica en los sujetos jóvenes. A pesar de que el cumplimiento del tratamiento fue mayor en los sujetos mayores que en los jóvenes (p = 0.002), no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la mejora subjetiva entre grupos (p = 0.097). Para concluir, los síntomas de sequedad ocular mejoraron después de la aplicación de las bolsas térmicas, mientras que el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y la capa lipídica mejoraron solo en el grupo de sujetos jóvenes. El Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report reconoció la necesidad de desarrollar nuevas métrica no invasivas y tan objetivas como sea posible para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular. Por ello, el Capítulo 8 está enfocado en el desarrollo de nuevas métricas para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular de una forma no invasiva y objetiva. En la primera parte de este capítulo (Capítulo 8.1) se desarrolla un método para evaluar la visibilidad de las glándulas de meibomio a partir del análisis de los valores de intensidad de gris de los píxeles de las meibografías obtenidas a través de meibografía infrarroja de no contacto. El Capítulo 8.1.1 tiene como objetivo desarrollar este nuevo método semiautomático para analizar la visibilidad de las glándulas de meibomio cuantitativamente. 112 voluntarios sanos con edades comprendidas entre 18 y 90 años (48.3 ± 27.5 años) participaron en el presente estudio. Las meibografías fueron obtenidas del párpado superior de los sujetos mediante el Oculus Keratograph 5M y se clasificaron en 3 grupos: Grupo 1 = Sujetos con buena visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas < 1/3 del área total de las glándulas de meibomio; Grupo 2 = Sujetos con baja visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas < 1/3 del área total de las glándulas de meibomio; y Grupo 3 = Sujetos con baja visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas > 1/3 del área total de las glándulas de meibomio. Las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio fueron calculadas y posteriormente comparadas entre grupos. Correlaciones de Rho Spearman fueron utilizadas para evaluar las correlaciones entre cada métrica y el porcentaje de pérdida de las glándulas de meibomio con la muestra completa y después de excluir el grupo 2. Un p-valor inferior a 0.05 fue definido como estadísticamente significativo. Cincuenta y seis sujetos fueron clasificados en el grupo 1 (24.5 ± 9.6 años), 19 en el grupo 2 (69.2 ± 21.3 años) y 37 en el grupo 3 (73.6 ± 13.7 años). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el grupo 1 y el 2 en el porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio. Todas las métricas, excepto la entropía, mostraron una visibilidad mayor de las glándulas de meibomio en el grupo 1 que en los otros dos grupos. Se encontraron correlaciones moderadas estadísticamente significativas para todas las métricas, con excepción de la entropía. Las correlaciones fueron más fuertes después de excluir el grupo 2 del análisis. Como conclusión se obtuvo que el método propuesto es útil para evaluar la visibilidad de las glándulas de meibomio de una forma objetiva y repetible, lo cual podría ayudar a los clínicos a mejorar el diagnóstico de la disfunción de las glándulas de meibomio y el seguimiento de sus tratamientos. En el Capítulo 8.1.2, se analiza la capacidad diagnóstica de estas nuevas métricas relacionadas con la visibilidad de las glándulas para detectar la disfunción de las glándulas de meibomio, así como sus correlaciones con otros signos clínicos y síntomas de la enfermedad el ojo seco y la disfunción de las glándulas de meibomio. 112 voluntarios sanos (48.3 ± 27.5 años) participaron en el presente estudio. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados mediante el Oculus Keratograph 5M. Los sujetos fueron clasificados de acuerdo con la presencia o ausencia de disfunción de las glándulas de meibomio. Las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio fueron calculadas y posteriormente comparadas entre grupos. La capacidad diagnóstica de distintos parámetros de la superficie ocular y de las métricas basadas en la visibilidad de las glándulas fue estudiada a través de curvas de la característica operativa del receptor. Un modelo de regresión logística fue utilizado para obtener una curva combinada de las métricas con la capacidad diagnostica más elevada. Diferencias estadísticamente significativas fueron encontradas entre los grupos para todos los parámetros de la superficie ocular evaluados y las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio, excepto para el primer tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y la expresibilidad de las glándulas. Las nuevas métricas relacionadas con la visibilidad de las glándulas mostraron una sensibilidad y especificidad superior que las métricas actuales cuando su capacidad diagnostica se evalúo sin ninguna combinación. La capacidad diagnóstica aumentó cuando las nuevas métricas desarrolladas se incorporaron a la regresión logística conjuntamente con el porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio, la altura del menisco lagrimal, los síntomas de sequedad ocular y la puntuación de anormalidad en el margen palpebral (p < 0.001). La combinación de la mediana de la intensidad de los pixeles de los valores de gris de la meibografía con las métricas que se acaban de mencionar consiguió el área bajo la curva más elevada (0.99), y una excelente sensibilidad (1.00) y especificidad (0.93). Para concluir, las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio tienen más poder diagnóstico para la disfunción de las glándulas de meibomio que las métricas actuales y pueden servir como una herramienta complementaria para apoyar en el diagnostico de la disfunción de las glándulas de meibomio. En el Capítulo 8.2, se desarrolla un método para evaluar la propagación y la dinámica de la película lagrimal a través del seguimiento de las partículas en suspensión en la película lagrimal después del parpadeo. Se evaluaron distintos parámetros de la superficie ocular y se grabó un video de la propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal después de un parpadeo espontáneo en 81 voluntarios sanos (43.7 ± 27.0 años) utilizando el Oculus Keratograph 5M. El software desarrollado automáticamente descomponía el video en "frames" para posteriormente seguir la posición de las partículas manualmente durante 1.75 segundos después del parpadeo. Las siguientes métricas relacionadas con la dinámica de la película lagrimal fueron automáticamente calculadas: media, mediana, máxima y mínima velocidad de las partículas, la velocidad en diferentes intervalos de tiempo después del parpadeo y el tiempo transcurrido hasta que la velocidad de las partículas decrece hasta < 1.20 mm/segundo. La repetibilidad de cada métrica basada en la dinámica de la película lagrimal, y sus correlaciones con signos y síntomas de sequedad ocular fueron analizadas. Se realizó también una regresión logística binomial para evaluar la predictibilidad de las nuevas métricas para diferentes parámetros oculares. La repetibilidad tendió a ser inferior justo después del parpadeo (variabilidad de 12.24 %), mientras que las métricas a partir de 0.5 segundos tenían una repetibilidad aceptables (variabilidad por debajo del 10 %). Las nuevas métricas basadas en la dinámica de la película lagrimal estaban positivamente correlacionadas con el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y negativamente con la pérdida de glándulas de meibomio. La regresión logística binomial reveló que las métricas basadas en la dinámica de la película lagrimal pueden predecir el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo. Sin embargo, no se encontró una asociación estadísticamente significativa con la pérdida de glándulas de meibomio. Esto significa que una mayor velocidad de propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal después del parpadeo está relacionada con un tiempo de ruptura lagrimal más largo. La métrica llamada "tiempo transcurrido hasta que la velocidad de las partículas decrece hasta < 1.20 mm/segundo" puede ser considerada la mejor métrica para evaluar la calidad de la película lagrimal, debido a que estaba más fuertemente correlacionada con el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo (r = 0.42, p = 0.004), estaba más fuertemente asociada en la regresión logística binomial con el tiempo de ruptura lagrimal y mostró una buena repetibilidad (variabilidad = 5.49 %). Como conclusión se obtuvo que las nuevas métricas desarrolladas basadas en la dinámica de la película lagrimal son parámetros emergentes que pueden servir para evaluar la homeostasis de la película lagrimal e indirectamente evaluar la calidad de la película lagrimal en condiciones naturales con una repetibilidad aceptable. En el Capítulo 8.3, se desarrolla un método para evaluar el espesor de la capa lipídica a través del análisis de los valores de intensidad de gris de los píxeles del disco de Plácido reflejado en la película lagrimal. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados utilizando el Oculus Keratograph 5M en 94 voluntarios sanos (43.8 ± 26.8 años). La capa lipídica de los sujetos fue subjetivamente gradada en 4 grupos utilizando una escala de gradación basada en la interferometría. Las nuevas métricas basadas en la intensidad de las imágenes del disco de Plácido fueron calculadas y comparadas entre grupos. La repetibilidad de las nuevas métricas y su capacidad diagnostica fue analizada mediante curvas de la característica operativa del receptor. El nivel de acuerdo entre la nueva herramienta objetiva desarrollada y las escalas subjetivas ya existentes fue analizado mediante la precisión, el índice Kappa y el F-measure. La intensidad media de los píxeles, la intensidad mediana y la energía relativa 5.33 segundos después del parpadeo consiguieron el mejor rendimiento, con una correlación con el espesor de la capa lipídica entre r = 0.655 y 0.674 (p < 0.001), sensibilidad entre 0.92 y 0.94, especificidad entre 0.79 y 0.81, área bajo la curva entre 0.89 y 0.91, precisión entre 0.76 y 0.77, índice Kappa de 0.77 y F-measure entre 0.86 y 0.87. Para concluir, el análisis de los valores de intensidad de gris del disco de Plácido puede ser utilizado como una herramienta objetiva para evaluar el espesor de la capa lipídica. Estas nuevas métricas podrían ser incorporadas en una batería de tests clínicos como un método fácil, repetible, objetivo y accesible para mejorar la detección y seguimiento de la enfermedad del ojo seco y la disfunción de las glándulas de meibomio. Debido al hecho de que las lentes de contacto impactan la homeostasis de la superficie ocular, el Capítulo 9 está enfocado en el efecto de las lentes de contacto en la película lagrimal y la superficie ocular. En este capítulo se usan las métricas actuales y las métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular. El Capítulo 9.1 tiene como objetivo evaluar el efecto a corto plazo de una lente de contacto para doble foco en la película lagrimal, el rendimiento visual y la calidad óptica, en comparación con una lente de contacto monofocal hecha del mismo material. El Capítulo 9.1.1 está enfocado en el rendimiento visual, la calidad óptica y la distorsión lumínica a corto plazo de estas lentes de contacto. Este es un estudio aleatorio, transversal y doble ciego. 28 voluntarios sanos y miopes entre 18 y 32 años (23.5 ± 4.1 años) participaron en este estudio. El ojo dominante sensorial para la visión lejana fue evaluado. La refracción, la agudeza visual mejor corregida y las aberraciones para una pupila de 3 y 5 mm fueron medidas en la medida basal (sin lente de contacto in situ). Los sujetos fueron binocularmente adaptados en un orden aleatorio con uno de estos dos diseños de lentes de contacto: una lente de contacto de doble foco y otra monofocal, ambas hechas de omafilcon A. El cuestionario Quality of Vision, la sobrerefracción, la agudeza visual mejor corregida, la estereopsis a 40 cm, la sensibilidad al contraste mejor corregida fotópica y mesópica, la distorsión lumínica y las aberraciones fueron evaluados 25 minutos después de la inserción de la lente de contacto. Diferencias entre los grupos fueron estudiadas y un p-valor inferior a 0.05 fue definido como estadísticamente significativo. La esfera y el cilindro medios fueron -1.36 ± 1.04 D (con un rango desde -6.00 a -0.25 D) y -0.23 ± 0.30 D (con un rango desde -0.75 a 0.00 D), respectivamente. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la agudeza visual mejor corregida y la estereopsis entre la medida basal, la lente de doble foco y la monofocal. La sensibilidad al contraste fotópica y mesópica fueron inferiores en la lente de contacto de doble foco en todas las frecuencias, con la excepción de la sensibilidad al contraste mesópica en 18 ciclos por grado (p = 0.234). Las aberraciones de alto orden y el tamaño y la irregularidad de la distorsión lumínica fueron mayores en la lente de contacto de doble foco (p < 0.001). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en las aberraciones de alto orden entre la medida basal y la lente monofocal in situ para ambos diámetros pupilares. El cuestionario Quality of Vision reveló valores más bajos en las puntuaciones de la frecuencia, severidad y molestia con la lente monofocal que con la de doble foco (p < 0.001). Para concluir, la lente de contacto de doble foco disminuyó las puntuaciones de calidad visual psicofísicas y psicométricas a corto plazo en condiciones de baja iluminación, en comparación con una lente de contacto monofocal del mismo material. Sin embargo, la agudeza visual y la estereopsis no estaban afectadas por el diseño de la lente. La segunda parte de este capítulo (Capítulo 9.1.2) está enfocada en el efecto a corto plazo de estas lentes en la estabilidad de la película lagrimal pre-lente y en el confort. Este estudio aleatorio, doble ciego y transversal fue realizado en 28 voluntarios sanos y miopes con edad comprendidas entre 18 y 32 años (23.5 ± 4.1 años). Solo uno de los ojos, escogido al azar, fue evaluado. La visión de lejos y la refracción fueron evaluadas en la medida basal. Cada lente de contacto (monofocal y de doble foco) fue aleatoriamente adaptada en ambos ojos. Una escala visual analógica entre 0 y 10 fue utilizada para evaluar el confort general, el físico y el visual. El índice Tear Film Surface Quality, la área del Tear Film Surface Quality y el tiempo de ruptura lagrimal automático fueron obtenidos mediante el Medmont E 300 en la medida basal (ojo sin lente de contacto) y 25 minutos después de la inserción de cada lente. La esfera y el cilindro de la refracción de los sujetos fue -1.36 ± 1.04 D (rango: -6.00 a -0.25 D) and -0.23 ± 0.30 D (rango: -0.75 a 0.00 D). El índice Tear Film Surface Quality y el área del Tear Film Surface Quality fueron inferiores (película lagrimal más estable) en la medida basal que en ambas lente de contacto (p < 0.025). La lente de doble foco mostró una estabilidad de la película lagrimal pre-lente inferior que la lente monofocal (valores más elevados en el índice Tear Film Surface Quality y en el área del Tear Film Surface Quality). El tiempo de ruptura lagrimal automático fue más elevado en la medida basal que con cada lente de contacto, pero no mostró diferencias significativas entre ambas lentes de contacto. Las escalas visual analógicas revelaron puntuaciones estadísticamente mejores en la lente de contacto monofocal que en la de doble foco para el confort general (0.77 ± 1.14 frente a 3.12 ± 2.79), físico (0.96 ± 1.46 frente a 2.19 ± 2.45) y el visual (1.27 ± 1.66 frente a 3.92 ± 2.04). Para concluir, una ligera disminución de la estabilidad de la película lagrimal pre-lente a corto plazo fue encontrada en la lente de contacto de doble foco en comparación con una lente monofocal, potencialmente contribuyendo al deterioro del rendimiento visual y confort en la lente de contacto de doble foco. El Capítulo 9.2 va un paso más allá comparando la agudeza visual, la calidad óptica, la distorsión lumínica, confort y la estabilidad de la película lágrima pre-lente a corto plazo entre dos lentes de contacto prototipo de doble foco para el control de la miopía, hechas con el mismo material. El estudio tiene como objetivo evaluar si los distintos parámetros son influenciados por el diferente diseño óptico de las dos lentes de contacto de doble foco. 28 sujetos con miopía (23.49 ± 4.07 años) fueron incluidos en este estudio aleatorio, doble ciego y transversal. La refracción, la agudeza visual mejor corregida, las aberraciones y la estabilidad de la película lagrimal (Medmont E 300) fueron evaluadas en la medida basal. Los sujetos fueron binocularmente adaptados con dos lentes de contacto de doble foco (aleatoriamente) y solo el ojo dominante sensorial fue evaluado. Las lentes tenían el mismo material con dos zonas internas de distinto diámetro: 2.1 mm (diseño S) y 4.0 mm (diseño M). El confort visual y físico, la sobrerefracción, la agudeza visual mejor corregida, la estereopsis a 40 cm, la sensibilidad al contraste fotópica y mesópica mejor corregida, el tamaño y la forma de la distorsión lumínica, las aberraciones, la calidad visual subjetiva (cuestionario Quality of Vision) y la estabilidad de la película lagrimal pre-lente fueron evaluados en ambas lentes. Ambas lentes de contacto decrecieron la agudeza visual y la estabilidad de la película lagrimal y indujeron mayores niveles de aberraciones de alto orden en comparación con la medida basal. Sin embargo, la agudeza visual y la sensibilidad al contraste fotópica estaban dentro de los valores normales para la edad de los sujetos. Con respecto a la comparación de ambas lentes, el diseño M produjo mejor sensibilidad al contraste fotópica en la frecuencia espacial de 18 ciclos por grado (p < 0.001) y una menor distorsión lumínica (p < 0.017). Sin embargo, las aberraciones de alto orden fueron menores en el diseño S (p = 0.015). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre las dos lentes de contacto en el cuestionario Quality of Vision y en la estabilidad de la película lagrimal pre-lente. Como conclusión se obtuvo que ambas lentes de contacto de doble foco producían un rendimiento visual aceptable en condiciones fotópicas. La lente de contacto con el diámetro central medio (4.0 mm) inducía una mejor sensibilidad al contraste en las altas frecuencias y una distorsión lumínica menor, mientras que la lente de contacto con el diámetro central más pequeño (2.1 mm) producía menores niveles de aberraciones de alto orden para un diámetro pupilar de 5 mm. Ambas lentes de contacto producían el mismo confort visual subjetivo. En el Capítulo 9.3 se evalúa la distorsión lumínica relacionada con cambios en la estabilidad de la película lagrimal, con el objetivo de validar el dispositivo Light Disturbance Analyzer como una herramienta fiable y útil para evaluar cambios relacionados con la calidad óptica inducidos por la película lagrimal. Así, la distorsión lumínica, la estabilidad de la película lagrimal y las aberraciones corneales fueron evaluadas bajo diferentes condiciones: Diferentes patrones de parpadeo, con y sin lágrima artificial, y con una lente de contacto monofocal y otra de doble foco. Cuarenta voluntarios sanos y miopes con edades entre 19 y 38 años (26.6 ± 5.1 años) participaron en el presente estudio aleatorio, doble ciego y transversal. El ojo dominante sensorial para visión lejana fue evaluado. La refracción y la agudeza visual mejor corregida fueron evaluadas en la medida basal (sin lente de contacto). En la primera visita, la distorsión lumínica (evaluada con el Light Disturbance Analyzer) y la estabilidad de la película lagrimal y las aberraciones corneales (Medmont E 300) fueron medidas con diferentes patrones de parpadeo en un orden aleatorio: Parpadeo natural, parpadeo cada 6 segundos y parpadeo cada 12 segundos. Las medidas se repitieron con lágrima artificial. En la segunda visita, los sujetos fueron adaptados binocularmente con cada diseño de lente de contacto en un orden aleatorio: La lente de doble foco y la monofocal. La sobrerefracción y la agudeza visual mejor corregida fueron evaluadas 25 minutos después de la inserción de las lentes de contacto. La distorsión lumínica, la estabilidad de la película lagrimal y las aberraciones corneales fueron estudiadas para cada lente de contacto, con cada patrón de parpadeo, con y sin lágrima artificial. La distorsión lumínica fue mayor en el patrón de parpadeo con baja frecuencia (p < 0.034) cuando los sujetos estaban adaptados con las lentes de contacto debido a que ambas lentes decrecían la estabilidad de la película lagrimal (p < 0.001). Se observaron mejoras estadísticamente significativas en la distorsión lumínica y la estabilidad de la película lagrimal después de instilar lágrima artificial (sin lente de contacto) para el patrón de parpadeo con baja frecuencia y con ambas lentes de contacto. La lente de contacto de doble foco proporcionada una menor estabilidad de la película lagrimal (p < 0.008) y una mayor distorsión lumínica (p < 0.001) que la monofocal en todos los patrones de parpadeo. A pesar de la mejora en la estabilidad lagrimal (p < 0.001) y la distorsión lumínica (p < 0.008) con la lente de doble foco después de instilar lágrima artificial, esta lente producía una menor estabilidad lagrimal y mayor distorsión lumínica que la medida basal (sin lente de contacto) y la lente de contacto monofocal. Como conclusión, el patrón de parpadeo con menor frecuencia y las lentes de contacto incrementaron la distorsión lumínica, debido al hecho de que la estabilidad de la película lagrimal disminuyó. Monitorear el parpadeo o la lágrima artificial podrían ayudar a disminuir la distorsión lumínica y podrían ser una buena opción en el manejo de sujetos con tiempos de ruptura lagrimal cortos o con frecuencias de parpadeo bajas, como por ejemplo en usuarios de lentes de contacto que utilicen dispositivos electrónicos. La medida de la distorsión lumínica podría ayudar en la evaluación y el manejo de sujetos con síntomas de sequedad ocular, así como en la evaluación in-vivo de la humectabilidad de la lente. En el Capítulo 9.4, el método desarrollado en el Capítulo 8.1 es aplicado a usuarios de lentes esclerales para evaluar la pérdida de glándulas de meibomio y la visibilidad de ellas después de un año de porte de lentes esclerales. Se obtuvo meibografía infrarroja del parpado superior mediante el Cobra fundus camera en 43 voluntarios (34.2 ± 10.1 años). Las meibografías fueron clasificadas en 3 grupos: Grupo 1 = buena visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas de meibomio < 1/3 del área total; Grupo 2 = baja visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas de meibomio < 1/3 del área total; y Grupo 3 = baja visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas de meibomio > 1/3 del área total. Se calcularon las métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio a través de un método previamente desarrollado a partir del análisis de la intensidad del nivel de gris de los pixeles de las meibografías. La repetibilidad de estas nuevas métricas y sus correlaciones con el grado de pérdida de glándulas de meibomio fueron analizadas. Las meibografías y los síntomas oculares fueron de nuevo evaluados después de 1 año de porte de lentes esclerales en 29 sujetos. El porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio no fue estadísticamente significativo entre los grupos 1 y 2 (p = 0.464). Sin embargo, el grupo 1 mostró mayores niveles de intensidad del nivel de gris que los otros dos grupos. Se encontraron correlaciones estadísticamente significativas entre las métricas basadas en la visibilidad de las glándulas y el porcentaje de pérdida de éstas. La repetibilidad fue aceptable para todas las métricas, el coeficiente de variación obteniendo valores entre 0.52 y 3.18. Mientras que los síntomas oculares disminuyeron después del porte de lentes de contacto esclerales (p < 0.001), no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio (p = 0.157) y la visibilidad de las glándulas (p > 0.217). Para concluir, el método propuesto puede evaluar la visibilidad de las glándulas de meibomio de una manera objetiva y repetible. Las lentes esclerales parecen no afectar adversamente a la pérdida de glándulas de meibomio ni a su visibilidad mientras que podrían mejorar los síntomas de sequedad ocular después de un año de porte. Estos resultados preliminares deberían ser confirmados con un grupo control. En el Capítulo 9.5, se evalúa el efecto del porte de lentes de contacto blandas y su duración de porte en la película lagrimal y las glándulas de meibomio. El método desarrollado en el Capítulo 8.1 es aplicado a usuarios de lentes de contacto blandas para evaluar la pérdida de las glándulas de meibomio y la visibilidad de éstas. Treinta voluntarios no usuarios de lentes de contacto (22.5 ± 2.3 años) y 34 usuarios de lentes de contacto blandas a largo plazo (23.8 ± 2.2 años) participaron en el presente estudio. Se evaluó la superficie ocular de los participante mediante el Oculus Keratograph 5M en el siguiente orden: Ocular Surface Disease Index, 5-item Dry Eye Questionnaire, el enrojecimiento de la conjuntiva bulbar, la altura del menisco lagrimal, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y se obtuvo una meibografía del parpado superior de los sujetos. Se preguntó a los usuarios de lentes de contacto sobre sus hábitos de uso de las lentes, incluyendo los años de porte de las lentes y las horas de porte semanales. La visibilidad de las glándulas de meibomio fue evaluada mediante un método previamente desarrollado basado en el análisis de la intensidad de los valores de gris de los pixeles de las meibografías. El grupo portador de lentes de contacto mostró un mayor grado de pérdida de glándulas de meibomio (p < 0.001) y valores más bajos en las métricas relacionadas con la visibilidad de las glándulas (p < 0.022). No se encontraron diferencias en el Ocular Surface Disease Index, 5-item Dry Eye Questionnaire, la altura del menisco lagrimal, el enrojecimiento de la conjuntiva bulbar y en el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo. La regresión logística binomial reveló que la pérdida de glándulas de meibomio estaba independientemente asociada con el uso de lentes de contacto (p = 0.006). Cuando la pérdida de las glándulas de meibomio fue excluida del análisis, la energía relativa de la intensidad de los pixeles de las meibografías mostró estar independientemente asociada con el uso de lentes de contacto (p = 0.005). Además, horas más prolongadas de uso de las lentes de contacto estaban asociadas con mayores síntomas de sequedad ocular y la entropía de las meibografías (p < 0.029), la cual podría ser una medida de la tortuosidad de las glándulas. Una reducción en el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo estaba independientemente asociada con el uso de lentes de contacto durante 8 años o más (p = 0.030). Para concluir, la pérdida de glándulas de meibomio fue mayor y la visibilidad de éstas menor en usuarios de lentes de contacto blandas a largo plazo en comparación con sujetos no usuarios de lentes de contacto. Las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio podrían ayudar a evaluar el seguimiento de las glándulas de meibomio en usuarios de lentes de contacto blandas de una manera rápida y objetiva. En el Capítulo 9.6, se evalúa el efecto del uso del ordenador, el uso de lentes de contacto y de lágrimas artificiales en las métricas actuales y las desarrolladas en la presente tesis doctoral en los Capítulos 8.2 y 8.3. Se estudia si estas nuevas métricas son capaces de detectar cambios en la película lagrimal y en la superficie ocular de una forma no invasiva y objetiva, lo cual podría ayudar a validar todavía más estas métricas. 84 voluntarios sanos con edades entre 18 y 27 años (22.4 ± 2.6 años) participaron en el presente estudio. Se evaluó la respuesta de la superficie ocular y la película lagrimal a (1) el uso del ordenador, (2) lentes de contacto y (3) la instilación de lágrima artificial durante el uso del ordenador con las lentes de contacto. Para ello se utilizaron las métricas actuales y las desarrolladas en la presente tesis doctoral. Las métricas actuales incluyeron el cuestionario Ocular Surface Disease Index, el 5-item Dry Eye Questionnaire, el enrojecimiento de la conjuntiva bulbar, la altura del menisco lagrimal y el tiempo de ruptura de la película lagrimal no invasivo. Una de las nuevas métricas consistía en la medida del espesor de la capa lipídica obtenido a partir de la intensidad del disco de Plácido reflejado en la película lagrimal, mientras que la otra en la medida de la velocidad de propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal después del parpadeo. Después de la tarea de lectura con el ordenador, se encontró un incremento en los síntomas de sequedad ocular, una mayor altura del menisco lagrimal y un mayor enrojecimiento de la conjuntiva bulbar. Además, se encontraron valores inferiores en las métricas relacionadas con la intensidad del disco de Plácido reflejado y en las métricas relacionadas con la velocidad de las partículas en suspensión en la película lagrimal (p < 0.036). Cuando las lentes de contacto fueron adaptadas, se encontró una altura del menisco lagrimal inferior, un menor tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, menor moda de la intensidad de los pixeles del disco de Plácido, menor valor mínimo de la intensidad de los píxeles, y una menor velocidad de propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal (p < 0.044). El ANOVA mixto reveló que la lágrima artificial tenía un efecto significativo en disminuir el impacto del ordenador en el cuestionario Ocular Surface Disease Index, el 5-item Dry Eye Questionnaire, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, las métricas relacionadas con la intensidad del disco de Plácido y las métricas relacionadas con la velocidad de las partículas en suspensión en la película lagrimal (p < 0.033). Como conclusión, el uso del ordenador y de las lentes de contacto empeoraron los signos y síntomas de sequedad ocular, incluyendo las nuevas métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral. La lágrima artificial ayudó a reducir el efecto de las lentes de contacto y el ordenador en las métricas actuales y las recientemente desarrolladas. Los métodos recientemente desarrollados para evaluar la película lagrimal pueden utilizarse como una herramienta útil para detectar cambios en la película lagrimal ocasionados por diferentes situaciones que alteran la superficie ocular. Finalmente, en el Capítulo 10, se exponen las conclusiones generales de la presente tesis doctoral y se plantean futuras líneas de investigación. A pesar de que existe una gran variedad de técnicas disponibles para evaluar la película lagrimal, algunas de ellas presentan una repetibilidad, sensibilidad y especificidad limitadas. Además, algunas de ellas no son objetivas o son invasivas, lo cual ocasiona que la evaluación de la película lagrimal sea difícil y el diagnostico del síndrome del ojo seco un reto. Por ello, técnicas no invasivas de análisis lagrimal deberían ser consideradas para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular frente a técnicas más invasivas, para así alcanzar un mayor poder diagnóstico y un mejor manejo de los pacientes con síndrome del ojo seco. Las métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral pueden ayudar a evaluar la película lagrimal de una forma no invasiva, objetiva y repetible. Estas nuevas métricas podrían ser incluidas en una batería de tests clínicos como métodos fáciles, repetibles y objetivos que pueden mejorar la evaluación de la película lagrimal, lo cual podría mejorar la detección y el seguimiento de enfermedades como el síndrome del ojo seco y la disfunción de las glándulas de meibomio. Además, estas métricas son capaces de evaluar cambios en la superficie ocular y la película lagrimal debidos al uso de lentes de contacto. Aunque las métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral son capaces de evaluar la película lagrimal y la superficie ocular, este es el primer paso en el proceso de desarrollo de estas métricas. Son necesarios más estudios que evalúen el rendimiento de las nuevas métricas desarrolladas en sujetos diagnosticados de síndrome del ojo seco o disfunción de las glándulas de meibomio, y establecer valores de corte basados en la edad de los sujetos. Sin embargo, aunque estos resultados son preliminares, son motivadores, y el presente trabajo podría ser la base para futuros estudios.