Los investigadores informan de un nuevo sistema de imágenes que cancela las aberraciones ópticas cromáticas presentes en el ojo de una persona específica, permitiendo una evaluación más precisa de la visión y la salud ocular. Al tomar fotografías de las células sensibles a la luz más pequeñas del ojo con múltiples longitudes de onda, el sistema también proporciona la primera medición objetiva de aberraciones cromáticas longitudinales (LCA), lo que podría conducir a nuevos conocimientos sobre su relación con los halos visuales, deslumbramiento y percepción del color.

En Optica , La revista de la Optical Society para investigaciones de alto impacto, los investigadores, de la Universidad de Washington, Seattle, ESTADOS UNIDOS., dicen que la tecnología se puede implementar fácilmente en la clínica, donde podría ser particularmente útil para evaluar los cambios oculares asociados con el envejecimiento y también puede ayudar a informar el diseño de nuevas lentes multifocales al tener en cuenta las aberraciones cromáticas en las propias lentes. Para la investigación de la visión, la técnica podría hacer avanzar los estudios sobre el daltonismo y cómo las diferentes personas perciben el color.

"Los métodos anteriores para compensar el LCA nativo del ojo se basan en estimaciones de la población promedio, sin corrección individualizada persona por persona, "dijo el líder del equipo de investigación, Ramkumar Sabesan. "Demostramos un optómetro Badal basado en filtro modificado que ofrece la capacidad de sintonizar LCA en diferentes bandas de longitud de onda y para cada individuo de una manera personalizada".

Los investigadores informan de la incorporación de un nuevo conjunto óptico en los instrumentos de óptica adaptativa convencionales para producir alta resolución a medida, imágenes de múltiples longitudes de onda de los fotorreceptores cónicos más pequeños del ojo, midiendo aproximadamente 2 micrones de ancho.

"Nuestro estudio establece una herramienta flexible para compensar la aberración cromática en diferentes bandas de longitud de onda y de manera individualizada, facilitando así futuras investigaciones sobre cómo vemos el color en nuestro entorno, sin impedimentos por las imperfecciones cromáticas nativas del individuo, ", dijo Sabesan." Ahora equipado con las herramientas para controlar la aberración cromática, planeamos realizar estudios sobre la visión del color normal y deficiente ".

Compensación de aberraciones

Al igual que los elementos ópticos fabricados como microscopios y lentes de cámara, la córnea y el cristalino del globo ocular contienen aberraciones ópticas que distorsionan la imagen formada en la retina. Las aberraciones difuminan las imágenes proyectadas en la retina de una persona, degradando su visión. También afectan las imágenes que los médicos obtienen cuando observan el interior del ojo con instrumentos oftalmológicos.

La óptica adaptativa es un método para compensar estas aberraciones. Tecnología de óptica adaptativa, utilizado actualmente por los astrónomos para abordar las aberraciones que ocurren al ver el espacio a través de la atmósfera de la Tierra, se han incorporado a las herramientas de imágenes oculares. Sin embargo, mientras que los instrumentos actuales son efectivos para corregir aberraciones monocromáticas (aquellas que no cambian dependiendo de la longitud de onda de la luz que se aplica), Las aberraciones cromáticas (aquellas que se ven afectadas por la longitud de onda) son más desafiantes.

Para solucionar este problema, Los instrumentos actuales utilizan supuestos sobre las aberraciones esperadas en un ojo medio o "típico", en lugar de información sobre las aberraciones reales en el ojo de una persona específica. Si bien esto es suficiente para muchas aplicaciones, es menos adecuado para otras aplicaciones que exigen el control de enfoque fino y simultáneo de múltiples longitudes de onda.

Para superar esta limitación, los investigadores utilizaron un dispositivo conocido como optómetro Badal, que consiste en un par de lentes que están a cierta distancia. Al cambiar la distancia entre las dos lentes, cambia el enfoque sin alterar el tamaño de una imagen vista a través de las lentes.

Los investigadores modificaron este simple optómetro de Badal agregando dos filtros que transmiten longitudes de onda de luz más largas mientras reflejan las más cortas. Estos filtros se mantuvieron estacionarios dentro de un optómetro Badal tradicional, tal que ahora, cuando se cambia la distancia entre las lentes, las bandas de longitud de onda transmitida y reflejada tienen niveles de enfoque sutilmente diferentes, suficientes para compensar la aberración cromática nativa del ojo para las dos bandas de longitud de onda.

Al ajustar con precisión la selección de filtros, distancias entre las lentes y la iluminación de múltiples colores, esta configuración se puede utilizar colectivamente para medir y compensar la aberración cromática de forma personalizada.

Una valiosa herramienta para la clínica y el laboratorio.

Los investigadores implementaron su nuevo compensador LCA en dos instrumentos de óptica adaptativa diferentes:simulación de visión de óptica adaptativa y oftalmoscopios láser de escaneo de óptica adaptativa. Utilizaron los nuevos instrumentos para visualizar los ojos de voluntarios humanos.

Descubrieron que el nuevo método superó con éxito las inconsistencias en estimaciones anteriores del LCA nativo del ojo humano relacionadas con la profundidad de enfoque, aberración monocromática e interacciones de luz dependientes de la longitud de onda con el tejido de la retina. Cuando se compensaron las aberraciones monocromáticas y cromáticas, la visión de una persona estaba limitada solo por la disposición de los fotorreceptores cónicos (células detectoras de luz) en la retina, mientras que la eliminación de la compensación de aberración cromática significaba que se optimizaba la visión roja o verde.

Los investigadores también demostraron la capacidad del sistema para obtener imágenes de los fotorreceptores de cono más pequeños con múltiples longitudes de onda simultáneamente al minimizar la aberración cromática. mostrando que el compensador Badal LCA ofrece un fino nivel de detalle, un avance importante para permitir la investigación de la visión del color.

Además de proporcionar mejores imágenes del interior de la retina, la tecnología es útil para estudiar cómo las aberraciones cromáticas afectan la calidad de la imagen retiniana y el rendimiento visual. Esto ha sido difícil anteriormente porque no existían herramientas que proporcionen un control individualizado fino de LCA. También, las mediciones de LCA obtenidas subjetiva y objetivamente no coincidieron.

"Al aplicar la tecnología a dos modalidades diferentes basadas en óptica adaptativa, mostramos una alta fidelidad del rendimiento visual y la imagen retiniana una vez que se compensan las aberraciones cromáticas y monocromáticas, ", dijo Sabesan." Las imágenes retinianas de alta resolución así obtenidas nos permitieron cuantificar la aberración cromática de manera objetiva y compararla con una gran cantidad de literatura dedicada a medir la aberración cromática ".