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El movimiento de la pupila, en respuesta a los cambios de intensidad de luz, optimiza el aporte de luz en la retina para maximizar la percepción visual. El
mecanismo de contracción/dilatación pupilar, actúa también como un indicador objetivo de la cantidad de luz transducida al sistema visual y se utiliza para monitorizar la
sensibilidad de la retina al estímulo luminoso. En el proceso de adaptación a la luz/oscuridad, que comprende 12 unidades logarítmicas, la actividad mecánica debida a las
variaciones pupilares (miosis/midriasis) contribuye en 1 unidad logarítmica y supone la aportación mas rápida al mismo1. Ambas, midriasis y miosis son parte fundamental
del proceso natural y contribuyen a la funcionalidad del sistema.
Se ha demostrado que el diámetro pupilar (Øp) es manipulable, para maximizar la agudeza visual en función de la intensidad de iluminación2. La miosis
reduce las aberraciones cromática y esférica, mientras que la midriasis permite un mayor aporte lumínico a la retina. En este estudio se han considerado dos tipos de
iluminación: la constante, conseguida por el instrumento de medida (4 lux, 0.4lux y 0.04lux), y la variabilidad de la iluminación retiniana inducida por los distintos Filtros.
El objeto de este trabajo ha sido corroborar la capacidad de adaptación del sistema visual a diferentes niveles de iluminación ambiente y
determinar el margen de manipulación artificial de dicha capacidad al utilizar filtros de distintas coloraciones y transmitancias.
Variación del tamaño pupilar en diferentes niveles de iluminación retiniana
Sánchez-Ramos C, Diaz-Serrano Y, Viñas-Peña M, Rodrigo E, Bonnin C
Grupo de Investigación en Neuro-Computación y Neuro-Robótica Universidad Complutense de Madrid. [email protected]
European Association for Vision and Eye Research (EVER) Portoroz, 2008
Introducción
Material y Método
Figura2 Inervación simpática de la pupila
El comportamiento pupilar
depende de la duración, intensidad y
longitud de onda de la luz incidente3.
El movimiento pupilar
aumenta de forma proporcional al
logaritmo de la intensidad lumínica del
estímulo, mientras que el tiempo desde
que se inicia el estímulo hasta la
contracción pupilar se acorta4.
Conclusiones Bibliografía
Resultados
Figura1 Espectro electromagnético visible por el hombre
Se han estudiado 56 ojos
(edad=20-73 años), realizándose las
medidas en 3 niveles de iluminación:
Mesópica alta (4.0lux), Mesópica baja
(0.4lux) y escotópica (0.04lux).
Figura3 Distribución de la muestra por edad y sexo
PUPILÓMETRO:
MUESTRA:
Se ha utilizado el Procyon P2000SA Dynamic Pupillometer.
Pupilómetro bifocal, digital, portátil con iluminación infrarroja5, que captura 10
imágenes de cada ojo/ 2 segundos y las analiza con el software PupilFitTM.
FILTROS:
Figura4 Procyon P2000SA Figura6 Adaptación luz/oscuridad
Se han utilizado 16 Filtros ópticos, E-colour de la marca Roscolux
Ibérica, de distinta tonalidad y transmitancia (entre 5% y 82%).
Se han realizado 2688 medidas pupilares, utilizando el Procyon
P2000SA, con 3 iluminaciones (4.0Lux, 0.4Lux y 0.04Lux), a ojo desnudo e
interponiendo 16 Filtros ópticos de distintas transmitancias (5%-82%). Se ha
realizado un análisis estadístico post hoc Tukey.
MÉTODO:
Figura7 Transmitancias de los Filtros ópticos utilizados en
el estudio (5%-82%).
Figura9 Curva de absorción espectral de uno
de los 16 Filtros usados en el estudio
Figura5 Variación del Øp/luz
1. Kaufman, P.La Pupila. EN: Adler, P., Fisiología del ojo. 10ª. Ed. Elsevier;2005. p.716-31. .
2. Kardon, R., Bergamin, O. The latency time of the pupil light reflex: Influence if sampling rate,
stimulus intensity and stimulus duration. Department of Ophthalmology and Visual Science,
Veterans Administration Hospital and University of Iowa, Iowa City, EEUU. 2004.
3. Winn, B, Whitaker, D. Elliot, DB.Phillips, NJ. Factors affecting ligth-adapted pupil size in normal
human subjects. Inves Invest Ophthalmol Vis Sci. Vol. 35(3):1132-7. Marzo 1994.
4. Akira Y., Tadaaki H., Tomoaki, K. Variations in the light-induced and supression of nocturnal
melatonin with special reference to variations in the pupillary light reflex in humans. Journal of
physiological anthropology. Vol 26(2). P 113-21.2007.
5. http://www.procyon.co.uk/about.htm. Marzo, 23, 2008
Sólo en condiciones de iluminación Mesópicas altas, la interposición
de un filtro óptico induce variaciones significativas en el Øp.
Para condiciones mesópicas altas siempre hay diferencias
significativas, entre el 10% y el 14%, mientras que en condiciones Mesópicas
bajas y Escotópicas no se da esta circunstancia. Se atribuye este último hecho a
la inexistencia de margen fisiológico para que el filtro induzca una respuesta
pupilar mayor.
.En definitiva, algunos filtros, con independencia de su porcentaje de
transmitancia en el visible, producen variaciones significativas en los Øp sólo en
condiciones de iluminación Mesópicas.altas.
Se ha comprobado que el
Øp varía de forma significativa en los 3
niveles de iluminación (p<0.05), de
forma obvia, el Øp aumenta al disminuir
el nivel de iluminación, desde 4.0Lux a
0.04Lux.Figura10 Media y desviación estándar de los Øp en función
de los 3 niveles de iluminación: 4.0Lux, 0.4Lux y 0.04Lux
El análisis realizado para los
Øp medios, entre la condición de sin
Filtro y con cada uno de los 16 Filtros
interpuestos, ha mostrado diferencias
significativas (p<0.05), sólo en
condiciones de iluminación Mesópica
alta (4.0Lux). No hay diferencias
significativas en niveles de iluminación
Mesópica baja (p=0,08) ni en
Escotópica (p=0,57).Figura11 Øp en función del filtro interpuesto en las 3
condiciones de iluminación
Figura12 Øp en función del filtro interpuesto en
condiciones de iluminación Mesópicas bajas (0.4Lux)
Figura13 Øp en función del filtro interpuesto en
condiciones de iluminación Escotópicas (0.0Lux)
Figura14 Øp en condiciones de iluminación Mesópica alta (4.0Lux)
Se han estudiado con mayor profundidad 3 de los Filtros, el F2 (Visible
63%), F8 (Visible 17%) y F14 (Visible 8%), por haber ofrecido los resultados
más significativos, obteniéndose también datos relevantes (p=0.0) sólo para la
condición Mesópica alta.
Figura8 Curva de
absorción
espectral de uno
de los 16 Filtros
usados en el
estudio
Se ha analizado el porcentaje de Midriasis de los 3 Filtros elegidos,
apreciándose variaciones con respecto a ojo desnudo, del 10% al 14% según
el Filtro, sólo para la condición Mesópica alta. En ninguna de las 3
iluminaciones se han obtenido resultados significativos.
Figura16 Porcentajes de variación del Øp respecto a ojo desnudo,
en función del filtro elegido y según las condiciones de iluminación.
Figura15 Cuantificación del Pvalor
para los 3 filtros seleccionados
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