Los investigadores están utilizando la tecnología para empezar a desarrollar lentes inteligentes que ayuden a combatir la miopía, uno de los problemas de visión que afectan a la población general.

La miopía es una afección común en la que los objetos cercanos aparecen nítidos y los lejanos borrosos. Según un informe del Brien Holden Vision Institute de Australia, la miopía está aumentando en todo el mundo, especialmente entre los niños. Si se mantiene la tendencia actual, la mitad de la población mundial será miope en 2050.

Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Visión de ZEISS en la Universidad de Tubinga (Alemania) y la Universidad de Murcia (España) desarrollaron recientemente nuevas herramientas para cuantificar y comparar rigurosamente las propiedades de enfoque de la luz de las lentes especializadas utilizadas para frenar la progresión de la miopía, lo que podría conducir a tratamientos más eficaces para esta afección.

“Hoy en día existen distintos tratamientos para frenar la progresión de la miopía. Entre ellos se encuentran la ortoqueratología, los colirios de atropina, las lentes de contacto blandas multifocales y distintos tipos de lentes oftálmicas. Desgraciadamente, ninguno de estos métodos funciona del todo y la principal prueba es que la prevalencia de la miopía sigue aumentando”, explica a Metro Pablo Artal, catedrático de Óptica de la Universidad de Murcia y coautor del estudio.

En el nuevo trabajo, los científicos han querido caracterizar a fondo las lentes disponibles en la actualidad en condiciones reales de visión.

“Después de explorar el estado del arte, no encontramos un método que pudiera utilizarse para caracterizar las propiedades ópticas de estas lentes de gafas en condiciones reales de visión”, dijo Augusto Arias-Gallego, autor del estudio y miembro del Laboratorio de Ciencias de la Visión de ZEISS. “Por lo tanto, desarrollamos un nuevo instrumento que puede medir la respuesta óptica de la lente a diferentes ángulos de iluminación mientras reproduce la pupila y los errores de refracción del ojo miope”.

El nuevo instrumento utiliza una fuente de luz montada en un brazo que gira alrededor del cristalino. Después de que la luz atraviese la lente, un espejo direccional giratorio la guía hasta un modulador espacial de luz (SLM), compuesto por minúsculas células de cristal líquido que modifican la luz propagada con alta resolución espacial.

El SLM es el núcleo del instrumento, ya que reproduce los errores de refracción y la forma de la pupila de los ojos miopes. Esto permitió a los investigadores reproducir, por primera vez, aberraciones reales producidas por distintos ángulos de iluminación para diferentes ojos miopes mientras probaban las lentes. Estas aberraciones se programaron como mapas de fase utilizando el SLM.

Además, con el SLM pueden inducirse cantidades programadas de desenfoque, lo que permite a los investigadores realizar una prueba de foco total. Esta prueba capta la calidad de la imagen en las proximidades de una posición retiniana simulada, arrojando luz sobre cómo interactúa la lente con la elongación ocular señalada en la retina.

“Combinando los resultados del enfoque total con las mediciones de dispersión de la luz, hemos podido caracterizar con precisión varios tipos de lentes”, afirma Arias.

Y concluyó: a continuación, comparamos las mediciones de cada lente con su eficacia clínica para frenar la progresión de la miopía”. Los resultados plantearon nuevas cuestiones que deben estudiarse más a fondo, al tiempo que apuntan a posibles estrategias que podrían aumentar la eficacia de futuros diseños.”

“Esto (nuevo instrumento) podría ayudar a millones de niños y es fundamental para entender los mecanismos por los que funcionan estas lentes.”

—  Augusto Arias-Gallego, miembro del Laboratorio de Ciencias de la Visión de ZEISS

Tres tecnologías actuales para tratar la miopía

Hoya MyoSmart Lens

Desarrollada en colaboración con la Universidad Politécnica de Hong Kong, tiene múltiples pequeñas esferas de desenfoque inmediatamente fuera de una zona óptica central clara. Ha demostrado unos resultados impresionantes en la ralentización del alargamiento axial.

Ortoqueratología

La ortoqueratología (OK), utilizada en un nuevo tipo de lente que controla la cantidad de potencia adicional en la periferia mediante el control del tamaño de la zona óptica, se ha indicado para una reducción temporal de la miopía y también ha demostrado reducir la progresión de la miopía.

Atropina

La solución oftálmica de atropina es actualmente la única opción farmacéutica disponible en EE.UU. que ha confirmado la ralentización de la progresión de la miopía.

Entrevista

Pablo Artal

catedrático de Óptica de la Universidad de Murcia, España

P: Háblenos de los nuevos instrumentos que desarrollaron

- Tenemos una larga trayectoria en el desarrollo de nuevos instrumentos para su uso en oftalmología. En concreto, fuimos pioneros mundiales en el uso de la óptica adaptativa en visión, similar a la que se utilizaba en los telescopios astronómicos. En relación con el control de la miopía, podemos probar y simular diversos perfiles ópticos para optimizar su rendimiento deteniendo la progresión de la miopía. Será una nueva y gran herramienta de investigación en este campo.

P: ¿Cómo podría ayudar la información obtenida con este nuevo método a diseñar futuras lentes que sean eficaces para prevenir las deficiencias visuales?

- Los diseños actuales de lentes se basan en manipular la nitidez y el contraste de las imágenes en la retina periférica al tiempo que corrigen la visión foveal. Aunque las características ópticas de las imágenes retinianas y las respuestas neuronales que frenan la progresión siguen sin estar claras, los diseños actuales de lentes se apoyan en dos hipótesis principales. La primera hipótesis afirma que el crecimiento del globo ocular se ralentiza tras imponer un desenfoque miópico periférico. Al mismo tiempo, los diseños de desenfoque que compiten entre sí intentan aumentar la intensidad y el contraste de las imágenes situadas delante de la retina. Algunos de esos diseños incorporan matrices de microlentes en la zona periférica de visión lateral de las lentes.

Otra hipótesis sugiere que el alto contraste anormal entre conos adyacentes puede estimular el alargamiento axial. Otras lentes basadas en gafas se diseñaron para reducir el contraste en la retina periférica incorporando microdifusores en su zona periférica de visión lateral. Recientemente hemos caracterizado la respuesta óptica de este tipo de lentes oftálmicas por primera vez en un banco óptico. Esto ayudaría a mejorar los futuros diseños de este tipo de lentes.

P: ¿Qué aspecto podrían tener estos futuros lentes?

- Las gafas actuales parecen gafas normales, aunque tienen algunas características ópticas especiales que producen desenfoque en las imágenes retinianas. En el futuro, es posible que algún tipo de gafas optoelectrónicas, que combinen óptica, electrónica e informática, hagan un trabajo más eficaz.

P: ¿Podría explicarnos cómo se utiliza la dispersión de ondas y luz en los nuevos instrumentos?

- Este tipo de instrumentos utiliza moduladores espaciales de luz de cristal líquido. Estos dispositivos especiales permiten manipular la luz para producir cualquier patrón particular. Son el núcleo central de nuestra tecnología.