Medida de la respuesta acomodativa con un sistema de doble paso: aplicación al estudio de la acomodación en función de la edad.
Authors:   , Aldaba Arévalo Mikel 
Published: September 2023

Accommodation, defined as the dioptric change of the eye, enables clear vision at different distances. Its study is interesting due to different aspects: the progressive loss of amplitude of accommodation known as presbyopia, the recent interest in accommodative restauration techniques in pseudophakic patients, its possible relation to myopia development and the associated pathologies. The most widely used techniques to measure accommodation are the subjectives, although it has been shown that they overestimate accommodation due to pseudoaccommodation. There are also several objective techniques as retinoscopy, autorefractometers or aberrometers. In the last years it has been suggested that a more realistic accommodative measurement is done when all the aberrations of the eye are taken into acount, and not just defocus.

The goal of this thesis has been to develop a method based on the double pass technique for the accommodative response measurement and its application to the study of accommodation with age. Double pass technique is based on projecting a point source on the retina and recording images after retinal reflection and double pass through the ocular media. This technique provides information about the optical quality of the eye and takes into acount all the factors influencing the retinal image quality, thus it is ideal for being applied in the measurement of tha accommodative response.

In the first part of the thesis the method for the accommodative response measurement based on double pass technique has been developed and it has been validated by comparison with Hartmann-Shack measurements. The developed experimental setup combines both techniques, double pass and Hartmann-Shack, and it is specifically designed for accommodative response measurements, including elements like the open field fixation test that allows a more natural accommodative stimulation. The method developed is based on finding the vergence that maximizes the quality of the double pass image. Several double pass images are recorded by means of an axial scanning and the vergence of the best double pass image is related to accommodative response. Double pass measurements showed a good agreement with Hartmann-Shack measurements and no statistically significant differences, thus validating our method.

In the second part of the thesis, the method has been applied for the study of the accommoditve response in a wide age range population. The accommodative response measured in young patients was higher than the published in the literature, due to our measurements being based on the retinal image quality and not on defocus. While in older patients, the accommodative response measurements are in good agreement with previous works. The accommodative stimulus-response curve and its slope also showed a worsening with age, with a more noticeable change in the accommodation after the age of 35-40 years.

The work done during the thesis led to articles in journals and several contributions to congresses, as well as to a patent being comercially exploited.

La acomodación, cambio dióptrico del ojo, permite una visión nítida a diferentes distancias. El interés que despierta su estudio es grande debido a diferentes factores: la progresiva pérdida de acomodación con la edad, la restauración de la acomodación en pacientes pseudfáquicos, su posible relación con el desarrollo de la miopía y las patologías asociadas a la acomodación. Aunque las técnicas más habituales para la medida de la acomodación son las técnicas subjetivas, presentan el problema de sobrevalorar la amplitud de acomodación debido a la pseudoacomodación, rango en el que sin cambio dióptrico del cristalino se ve nítidamente gracias a la profundidad de foco. Entre las objetivas se han propuesto diversas técnicas como la retinoscopía, autorrefractómetros o aberrómetros. En los últimos años se ha sugerido que una correcta medida de la acomodación no sólo debería tener en cuenta el desenfoque si no el global de las aberraciones que afectan a la calidad de la imagen retiniana.

El objetivo de esta tesis ha sido desarrollar un nuevo método para la medida de la respuesta acomodativa basado en la técnica de doble paso y su aplicación al estudio de la acomodación con la edad. La técnica de doble paso consiste en proyectar una fuente puntual de luz en la retina y registrar la imagen formada tras su reflexión en la retina y doble paso por los medios oculares. Esta técnica da información acerca de la calidad óptica del ojo y tiene en cuenta los dos factores que afectan básicamente a la calidad de la imagen retiniana: aberraciones y difusión intraocular, lo que la convierte en una candidata ideal para su aplicación en la medida de la respuesta acomodativa.

En la primera parte de la tesis se ha desarrollado un método y un montaje para la medida de la respuesta acomodativa con un sistema de doble paso y se ha validado mediante comparación con medidas realizadas con un aberrómetro de Hartmann-Shack. El montaje experimental desarrollado combina ambas técnicas, doble paso y Hartmann-Shack, y además está optimizado para la medida de la respuesta acomodativa con un test de fijación de campo abierto que permite una estimulación de la acomodación más natural que los test internos. El método desarrollado se basa en hallar la vergencia de la luz que maximiza la calidad de la imagen de doble paso. Para ello se registran diversas imágenes de doble paso correspondientes a diferentes vergencias de la luz y la de mayor calidad se relaciona con la respuesta acomodativa. Las medidas realizadas con el sistema de doble paso se han comparado con medidas simultáneas realizadas con un aberrómetro de Hartmann-Shack, obteniendo resultados similares con ambas técnicas.

Una vez validado el método para la medida de la respuesta acomodativa con el sistema de doble paso, se ha aplicado al estudio de los cambios en la acomodación con la edad realizando medidas en una población extensa con un rango amplio de edad. La respuesta acomodativa medida en los pacientes jóvenes es mayor que en otros trabajos, básicamente debido a que la técnica empleada está basada en la calidad de la imagen retiniana y no en el desenfoque como sucede en los otros estudios. Mientras que en pacientes mayores, los resultados concuerdan con los de otros estudios. La curva de estímulo-respuesta acomodativa y su pendiente muestran un empeoramiento con la edad, observándose que la edad que marca los cambios más notables está en torno a los 35-40 años.

El trabajo realizado durante el desarrollo de la tesis ha dado lugar a publicaciones en revistas y diversas contribuciones a congresos, así como una patente actualmente explotada comercialmente.