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Introducción
Las aberraciones oculares constituyen uno de los elementos más debatidos en la práctica oftalmológica en los últimos años por sus aplicaciones clínicas en los procedimientos quirúrgicos de cirugía refractiva corneal y de implante de lentes intraoculares.1,2,3,4,5,6
Las aberraciones son producidas por imperfecciones de las superficies ópticas tanto por la forma, por la posición, como por el índice de refracción de los medios. Consisten en el defecto óptico debido al cual los rayos procedentes de un punto no forman una imagen perfecta de ese punto al atravesar un sistema óptico. De estas variantes resultan las aberraciones ópticas, y se consideran dos tipos principales: de bajo orden (miopía, hipermetropía y astigmatismo) y de alto orden.7
Cuando se analiza, por ejemplo, un ojo con cualquier defecto refractivo, se encuentra que los haces salientes de luz pierden su paralelismo y algunos de ellos se adelantan o se atrasan con respecto al plano de referencia. Esto se denomina etimológicamente aberración óptica o deformidad en el frente de onda.8
Las aberraciones de alto orden (HOA) están constituidas a partir del tercer orden. Los investigadores afirman que hasta el sexto orden son importantes a nivel ocular porque afectan en menor cantidad (± 15 %) que las aberraciones de bajo orden, pero pueden llegar a disminuir la calidad de visión y no son susceptibles de corregir con métodos convencionales, pero pueden corregirse con cirugía fotoablativa corneal personalizada.9,10,11
La sintomatología más genérica que provocan es: sensación de visión doble, imágenes fantasmas, halos, pérdida de contraste, visión borrosa, disminución de la nitidez de la imagen, bordes de letras poco nítidas, escaso grado de detalle, deslumbramiento y mala visión nocturna.12
Los polinomios de Zernike fueron introducidos en 1934 y los recomienda la Sociedad Americana de Óptica para la representación de las aberraciones oculares. El polinomio se identifica con dos índices, n y m, siempre con valor entero; esquematizado así: Zm n en el que el subíndice “n” indica la potencia más alta (orden radial), siempre es positivo y si el número es más alto la potencia será más alta. El subíndice superior “m” es la frecuencia azimutal o angular; en el componente armónico, cuanto mayor es esta, más periférica será la aberración, puede tener valores positivos o negativos.11,13
Los diferentes tipos de aberraciones de alto orden se describen aquí teniendo en cuenta el orden (n) en el que se encuentran, hasta cuarto orden son las que más deterioran la calidad visual:
Las aberraciones de tercer orden (Z3), el coma (3, -1) o (3, 1) es aquella en la cual el rayo que parte del centro de la pupila enfoca al punto objeto en un punto imagen alejado del origen del plano. Se llama así porque la forma de la imagen de un punto es similar a la de un cometa. Se localiza en la media periferia y es debida a la superficie anterior de la córnea y del cristalino y a la posterior del cristalino.13) El astigmatismo triangular trefoil (3,-3) o (3, 3), es el astigmatismo triangular, presenta tres ejes. Su imagen tridimensional representa un frente de onda que avanza, se retrasa y alterna en tres ocasiones distintas. Las principales molestias en los pacientes son deslumbramientos y halos alrededor de los objetos. Se observa fundamentalmente en la degeneración marginal pelúcida o alteraciones de la córnea posquirúrgicas que presenten una elevación de la media periferia como poscirugía de pterigión, túnel corneal de extensión amplio o que sufrió una quemadura en una facoemulsificación.7,14
Las aberraciones de cuarto orden (Z4) o aberración esférica (4, 0) es aquella en la cual los rayos que parten de una zona cada vez más alejada del centro de la pupila convergen en un punto cada vez más cercano a la pupila y más alejado del punto imagen gaussiano sobre el eje z. El ojo humano presenta en un gran porcentaje algún grado de aberración esférica, incluso en personas con unidad de visión. Es un parámetro significativo para distinguir los diferentes grados de queratocono. El tetrafoil (4, -4) o (4, 4), es muy semejante al astigmatismo cuadrático (4,-2) o (4, 2), también presenta cuatro zonas en periferia donde el frente de onda avanza y se retrasa en cuatro puntos diferentes, pero la afectación en la visión es menor.7,9,11
Las aberraciones de quinto (Z5) y sexto orden (Z6) (pentafoil, segundo trefoil, coma vertical secundario, coma horizontal secundario, hexafoil, tetrafoil secundario, astigmatismo terciario y aberración esférica de sexto orden) no degradan la imagen en ojos normales cuando la pupila es pequeña o hay gran intensidad luminosa, pero pueden deteriorar la calidad y la resolución de la imagen cuando la pupila está dilatada.9,11,13
El estudio de las aberraciones oculares, bien sean las totales, las corneales o las internas, proporcionan una herramienta fundamental a la hora de valorar la calidad óptica del ojo humano. Con esta investigación se propone caracterizar las aberraciones corneales de alto orden en pacientes con ametropías miópicas y voluntarios sanos emétropes.
Métodos
Se realizó una investigación con un diseño de estudio descriptivo, observacional y transversal. El estudio contó con una muestra de 104 ojos de 104 pacientes adultos con ametropías miópicas (grupo 2) y un grupo control de 104 ojos de 104 voluntarios emétropes (grupo 1), que asistieron a consulta de Cirugía Refractiva del Instituto Cubano de Oftalmología Ramón Pando Ferrer, desde enero de 2022 a enero de 2023.
Los criterios de inclusión fueron los pacientes mayores o iguales de 18 años, emétropes o con diagnóstico de ametropías miópicas y que alcanzaron una agudeza visual mejor corregida ≥20/20 (1,0). Se excluyeron del estudio aquellos pacientes y voluntarios sanos con ametropías hipermetrópicas y astigmatismos mixtos.
Las variables de la investigación fueron las siguientes: variables demográficas (edad y sexo), las variables clínicas (agudeza visual mejor corregida, esfera, cilindro, equivalente esférico y el tipo de error refractivo) y la cuantificación de las aberraciones corneales, el valor cuadrático RMS de alto orden (RMS HOA).
Los resultados parten de imágenes obtenidas por tomografía corneal mediante el mapa aberrométrico aportado por el Pentacam HR, con el objetivo de caracterizar las aberraciones corneales de bajo orden en pacientes con ametropías miópicas.
Los datos se obtuvieron directamente del sujeto y se recolectaron en el modelo. Se confeccionó una base de datos en el programa WPS Office Excel 2022 y se procesaron mediante el programa SPSS versión 26.0. Se emplearon los porcentajes y los números absolutos para resumir las variables cualitativas; en el caso de las cuantitativas, la media con su desviación estándar (DE), mediana, el mínimo y el máximo. Esta investigación fue analizada y sometida a la evaluación para su aprobación de los comités de ética y científico del Instituto Cubano de Oftalmología Ramón Pando Ferrer.
Resultados
En la tabla 1 se presenta las características demográficas y clínicas del total de la muestra estudiada en ambos grupos, 104 ojos de 104 pacientes adultos con ametropías miópicas y un grupo control de 104 ojos de 104 voluntarios emétropes. El rango de edad estuvo comprendido entre 18 y 39 años en ambos grupos. Las edades medias de los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas fueron 27,85 ± 5,21 y 27,89 ± 5,14 años respectivamente, que eran similares entre ambos grupos (p > 0,05).
Hubo diferencia significativa de distribución del sexo en los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas (p < 0,001). En los emétropes la distribución del sexo fue similar (p > 0,05), mientras que en el grupo de los pacientes con ametropías miópicas predominó el sexo femenino (<0,001). La mediana del equivalente esférico de los pacientes de ametropías miópicas fue -3,25 D, esfera de -2,63 D y cilindro de -1,00 D.
Al analizar el tipo de error refractivo de los pacientes con ametropías miópicas se encontró que 91 ojos (87,50 %) tenían astigmatismo miópico compuesto y solo 9 ojos (8,65 %) y 4 ojos (3,85 %) presentaron miopía simple y astigmatismo miópico simple respectivamente, con una diferencia significativa (p < 0,001).
Tabla 1 Estadígrafos descriptivos de las características demográficas y clínicas
| Variables | Emétropes | Pacientes con ametropías miópicas | ||
|---|---|---|---|---|
| Edad | Media ± DE | 27,85 ± 5,21 | 27,89 ± 5,14 | 0,973*** |
| Mediana | 27,5 | 27,5 | ||
| Mín-Máx | 18 - 39 | 18-39 | ||
| Sexo | Masculino N ( % ) | 48 (46,2 %) | 34 (32,7 %) | <0,001** |
| Femenino N ( % ) | 56 (53,8 %) | 70 (67,3 % ) | ||
| Total | 104 (100 %) | 104 (100 %) | ||
| Esfera | Media ± DE | 0,00 | -3,17 ± 2,05 | <0,001*** |
| Mediana | 0,00 | -2,63 | ||
| Mín-Máx | 0,00 | -10,00-0,00 | ||
| Cilíndro | Media ± DE | 0,00 | -1,28 ± 1,03 | <0,001*** |
| Mediana | 0,00 | -1,00 | ||
| Mín-Máx | 0,00 | -5,00- 0,00 | ||
| EE | Media ± DE | 0,00 | -3,81 ± 2,02 | <0,001*** |
Fuente: Historia clínica. EE: equivalente esférico subjetivo, AVSC: agudeza visual sin cristal, p* prueba binomial, p** prueba ji al cuadrado, p*** U de Mann-Whitney.
En la tabla 2 se presenta las comparaciones entre ambos grupos del valor cuadrático medio de alto orden (RMS HOA). El valor de RMS HOA fue similar en ambos grupos (p > 0,05).
Tabla 2 Estadígrafos descriptivos del valor cuadrático medio de alto orden y sus comparaciones estadísticas entre ambos grupos
| Variable | Emétropes | Pacientes con ametropías miópicas | ||
| RMS HOA | Media ± DE | 0,378 ± 0,077 | 0,384 ± 0,096 | 0,803 |
Fuente: Historia clínica. RMS HOA: valor cuadrático medio de alto orden. p: U de Mann-Whitney.
La tabla 3 muestra las aberraciones corneales del tercer orden como trefoil vertical Z (3,-3), coma vertical Z (3,-1), coma horizontal Z (3,1) y trefoil horizontal Z (3,3). Ninguna de estas aberraciones corneales tuvo diferencia estadísticamente significativa en la comparación de los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas.
Tabla 3 Estadígrafos descriptivos de las aberraciones de tercer orden de ambos grupos
| Variables | Emétropes | Pacientes con ametropías miópicas | ||
|---|---|---|---|---|
|
Z (3,-3) |
Media ± DE | -0,062 ± 0,101 | 1,140 ± 0,103 | 0,757** |
| Mediana | 0,070 | -0,067 | ||
| Mín-Máx | -0,359 - 0,291 | -0,331 - 0,18 | ||
|
Coma vertical Z (3,-1) |
Media ± DE | -0,105 ± 0,144 | -0,106 ± 0,171 | 0,941* |
| Mediana | -0,110 | -0,115 | ||
| Mín-Máx | -0,402 - 0,344 | -0,464 - 0,383 | ||
|
Coma horizontal Z (3,1) |
Media ± DE | -0,011 ± 0,154 | -0,007 ± 0,112 | 0,591** |
| Mediana | -0,014 | -0,004 | ||
| Mín-Máx | -0,401 - 0,335 | -0,3 - 0,267 | ||
|
Z (3,3) |
Media ± DE | 0,020 ± 0,092 | 0,013 ± 0,107 | 0,591* |
Fuente: Historia clínica. p *prueba t de muestra independiente, p** U de Mann-Whitney.
En la tabla 4 se presentan las aberraciones corneales del cuarto orden, como tetrafoil vertical Z (4,-4), astigmatismo secundario vertical Z (4,-2), aberración esférica Z (4,0), astigmatismo secundario horizontal Z (4,2) y tetrafoil horizontal Z (4,4). Se muestra que en ninguno de estas aberraciones corneales hubo diferencia estadísticamente significativa en la comparación de los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas.
Tabla 4 Estadígrafos descriptivos de las aberraciones de cuarto orden de ambos grupos
| Variables | Emétropes | Pacientes con ametropías miópicas | ||
|---|---|---|---|---|
|
Z (4,-4) |
Media ± DE | 0,014 ± 0,066 | 0,009 ± 0,055 | 0,734** |
| Mediana | 0,015 | 0,011 | ||
| Mín-Máx | -0,135-0,29 | -0,166-0,122 | ||
|
Astigmatismo secundario vertical Z (4,-2) |
Media ± DE | 0,005 ± 0,037 | 0,003 ± 0,049 | 0,579** |
| Mediana | 0,005 | 0,002 | ||
| Mín-Máx | -0,085-0,112 | -0,109-0,139 | ||
|
Aberración esférica Z (4,0) |
Media ± DE | 0,195 ± 0,062 | 0,203 ± 0,080 | 0,382* |
| Mediana | 0,200 | 0,196 | ||
| Mín-Máx | 0,022-0,329 | -0,024-0,401 | ||
|
Astigmatismo secundario horizontal Z (4,2) |
Media ± DE | -0,035 ± 0,059 | -0,034 ± 0,066 | 0,839* |
| Mediana | -0,035 | -0,028 | ||
| Mín-Máx | -0,17-0,139 | -0,237-0,111 | ||
|
Z (4,4) |
Media ± DE | -0,064 ± 0,069 | -0,059 ± 0,075 | 0,628* |
Fuente: Historia clínica. p * prueba t de muestra independiente, p** U de Mann-Whitney.
En la tabla 5 se presenta las aberraciones corneales del quinto orden y sus comparaciones entre los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas. Se encontró que solo hubo diferencia significativa en pentafoil horizontal Z (5,5) con la media de -0,006 ± 0,045 y 0,009 ± 0,038, respectivamente (p < 0,05). Sin embargo, no hubo diferencia significativa en pentafoil vertical Z (5,-5), trefoil secundario vertical Z (5,-3), coma secundario vertical Z (5,-1), coma secundario horizontal Z (5,1) y trefoil secundario horizontal Z (5,3).
Tabla 5 Estadígrafos descriptivos de las aberraciones de quinto orden de ambos grupos
| Variables | Emétropes | Pacientes con ametropías miópicas | ||
|---|---|---|---|---|
| Pentafoil vertical Z (5,-5) | Media ± DE | -0,011 ± 0,039 | -0,014 ± 0,045 | 0,746** |
| Mediana | -0,009 | -0,008 | ||
| Mín-Máx | -0,151-0,107 | -0,164-0,108 | ||
|
|
Media ± DE | 0,060 ± 0,023 | -0,0002 ± 0,028 | 0,119** |
| Mediana | 0,004 | 0,000 | ||
| Mín-Máx | -0,045-0,079 | -0,076-0,082 | ||
| Coma secundario vertical Z (5,-1) | Media ± DE | -0,010 ± 0,034 | -0,011 ± 0,038 | 0,899* |
| Mediana | -0,013 | -0,013 | ||
| Mín-Máx | -0,143-0,072 | -0,109-0,098 | ||
| Coma secundario horizontal Z (5,1) | Media ± DE | -0,014 ± 0,026 | -0,013 ± 0,027 | 0,459 |
| Mediana | -0,012 | -0,011 | ||
| Mín-Máx | -0,074 - 0,085 | -0,116-0,053 | ||
|
|
Media ± DE | -0,001 ± 0,024 | 0,0007 ± 0,0120 | 0,502* |
| Mediana | -0,002 | 0,002 | ||
| Mín-Máx | -0,055-0,088 | -0,048-0,071 | ||
| Pentafoil horizontal Z (5,5) | Media ± DE | -0,006 ± 0,045 | 0,009 ± 0,038 | 0,013* |
Fuente: Historia clínica. p * prueba t de muestra independiente, p** U de Mann-Whitney.
No se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) en las aberraciones corneales de sexto orden entre los emétropes y los pacientes con ametropías.
Discusión
Es especialmente relevante el estudio de aquellos defectos no medible con lentes esferocilíndricas como las aberraciones de alto orden. Las aberraciones de alto orden comienzan a partir del orden tres. A partir del orden cinco tienen menor repercusión óptica y solo merecen consideración en casos especiales. Las aberraciones de alto orden que más repercuten sobre la calidad visual son las que se sitúan en la parte central y superior del polinomio de Zernike.7)
Las aberraciones de alto orden de la superficie corneal anterior son compensadas por la cara corneal posterior en ojos con córneas sanas y en córneas patológicas, lo cual reduce las aberraciones corneales totales desde un 4 % hasta un 33 %.16
Así, en el presente trabajo se realiza en estudio descriptivo y comparativo de las características aberrométricas corneales de las aberraciones corneales de alto orden en voluntarios sanos emétropes (grupo 1, 104 ojos) o con ametropías miópicas (grupo 2, 104 ojos), atendidos en la consulta de Cirugía Refractiva del Instituto Cubano de Oftalmología Ramón Pando Ferrer, que asistieron a consulta de forma consecutiva en un año.
El sexo femenino fue más frecuente en el total de la muestra, así como en ambos grupos. Tanto en el grupo1 como en el grupo 2, los pacientes eran adultos jóvenes, aunque el promedio de la edad fue superior en el grupo 1.
Diego,15 en Perú reporta un 52 % del sexo masculino eran pacientes con ametropías miópicas, mientras que, en el propio Perú, Cáceres16 encontró que de los 237 pacientes con ametropía el 57 % eran del sexo femenino y los grupos etarios más representados fueron de 18 a 29 años (31,2 %) y de 30 a 59 años (34,6 %). Por otra parte, Milanés y otros,17 en un estudio con 2891 pacientes tratados en la consulta de oftalmología, que se realizó en la isla de Fogo Cabo Verde, entre los amétropes, el 59,6 % era del sexo femenino y el grupo etario más representado fue entre los 21 a 41 años de edad (44 %).
Entre las ametropías miópicas, la más frecuente en la muestra estudiada fue el astigmatismo miópico compuesto, lo cual coincide con un estudio realizado en España sobre el estado refractivo en una población de Cataluña, en el que del 100 % de la población de estudio, el 40 % padece de astigmatismo miópico.18 También Cruz19 reporta el astigmatismo miópico compuesto como la ametropía más frecuente. De igual forma Hidalgo20) reporta en un estudio realizado en Perú que el 75 % de los casos evaluados en el centro óptico presentaban astigmatismo miópico compuesto.
Cada coeficiente de Zernike se puede representar como un mapa tridimensional en plano pupilar o con una serie de parámetros que permiten cuantificar numéricamente las diferencias con un frente de onda sin aberraciones, entre ellos está el valor cuadrático medio (RMS).7) El RMS (Root Mean Square) es la sumatoria de las diferencias en cada punto entre el frente de ondas aberrado y el ideal, estas diferencias se elevan al cuadrado y luego se calcula la raíz cuadrada para obtener valores absolutos y evitar que las diferencias positivas y negativas se contrarresten. El RMS se mide en micras y está vinculado a un tamaño pupilar.7
En esta investigación el valor cuadrático medio de alto orden es similar en ambos grupos, asimismo, Kiuch y otros,21) en un análisis de regresión múltiple, evidenciaron que no hay asociación entre el defecto refractivo y los componentes de las aberraciones de alto orden al igual que el estudio de Little y otros.22 Otras investigaciones reportan diferencias del RMS de alto orden en relación con el estado refractivo.23,24,25)
En los resultados, el tercer orden y cuarto orden no presentan diferencias significativas entre ambos grupos. Un estudio26 realizado con 1556 ojos de 778 pacientes muestra que tampoco existe diferencias significativa en el tercer orden, sin embargo en el cuarto orden la aberración esférica muestra diferencias significativas.
En esta investigación al determinar los valores de aberración esférica para un tamaño pupilar de 6 mm, se obtiene en pacientes emétropes valores de 0,195 ± 0,062 µm y en pacientes con ametropías miópicas 0,203 ± 0,080 µm, estos difieren de los obtenidos en el estudio realizado por Vinciguerra,26 con 1000 ojos de sujetos normales, en el que observaron un coeficiente promedio de aberración esférica positiva primaria de 0,52 ± 0,17 µm para un tamaño pupilar de 7 mm y 0,15 ± 0,05 µm para un tamaño pupilar de 5 mm, utilizando el topógrafo de CSO (CSO, Florence, Italia). Al utilizar en este estudio un diámetro pupilar de 6 mm se obtienen valores inferiores en comparación con otras investigaciones que utilizan diámetros pupilares mayores.
Wang y otros,27 en una muestra de ojos normales y diámetro pupilar de 6 mm, obtuvieron un valor de 0,48 ± 0,124 µm para las aberraciones de alto orden, 0,28 ± 0,086 µm para la aberración esférica y de 0,25 ± 0,135 µm para la aberración de coma, utilizando un topógrafo Atlas (Carl Zeiiss Meditec AG, Jena, Alemania). Otro estudio realizado en Cuba, en el año 2007 con 80 ojos emétropes, utilizó el topógrafo Keratron Scout 2000 de Optikon, Italia, para un diámetro pupilar de 6 milímetros y los valores que obtuvo de la aberrometría corneal fueron: coma 0,29 µm, aberración esférica 0,24 µm, trifoil 0,13 µm, cuatrifoil 0,047, RMS de alto orden 0,43 µm.28
En personas jóvenes la aberración esférica corneal total (+ 0,28 μm de RMS para una pupila de 6 mm) está compensada por la aberración esférica negativa del cristalino de (-0,27 μm), pero con el paso de los años la aberración esférica del cristalino disminuye hasta neutralizarse en torno a los 40 años y acaba por positivarse en torno a los 60 años (+ 0,13 μm).26
En el ámbito de la planificación para llevar a cabo procedimientos de cirugía refractiva láser también es importante conocer el valor de las aberraciones corneales del paciente. El perfil de ablación más extendido en la actualidad es el optimizado (conocido también como asférico). En pacientes en los que las aberraciones de orden alto son mayores de 0,30 μm (para una pupila de 6 mm) los tratamientos basados en frente de ondas dan mejores resultados que los optimizados.29
Se pueden concluir que las aberraciones corneales de alto orden tienen una influencia significativa sobre la calidad de la imagen retiniana, de aquí la importancia de su estudio, por el deterioro de la calidad visual que pueden ocasionar. Queda demostrado que no existen diferencias en las aberraciones de alto orden entre los emétropes y los pacientes con ametropías miópicas, mientras no exista otra alteración corneal.
