Desarrollo de un método para la determinación de la refracción objetiva de un paciente basado en la respuesta pupilar

Abstract

La refracción subjetiva se basa en una interacción de preguntas y respuestas con el paciente para evaluar su calidad visual mientras se le añaden lentes de distinta potencia. Actualmente la refracción subjetiva se considera el método de referencia para prescribir la corrección que necesita el paciente. Sin embargo, se trata de un proceso tedioso, por lo que ha habido muchos intentos que de desarrollar métodos objetivos que no involucren la participación activa del sujeto, es decir, sin necesidad de que responda a una pregunta o realice una tarea consciente. Los métodos objetivos actuales simplifican el proceso en la mayoría de los casos, pero generalmente no tienen la precisión suficiente como para basar en ellos la prescripción, por lo que suelen emplearse como punto de partida para posteriormente realizar un ajuste subjetivo. En este trabajo se han evaluado dos métodos basados en el comportamiento de la pupila para determinar la calidad de visión del paciente sin requerir de su respuesta consciente, con el propósito de desarrollar un protocolo de refracción objetiva que pueda implementarse en un instrumento comercial para uso clínico. El primer método se basa en el cambio de tamaño de pupila cuando el sujeto detecta un estímulo visual. Para estas medidas se ha empleado un sistema de registro de pupila comercial. Los resultados obtenidos con este método sugieren que el tamaño pupilar puede ser un indicador de si un sujeto ha sido capaz de percibir un estímulo. Sin embargo, presenta varias limitaciones para su implementación en un sistema comercial, como la necesidad de invertir mucho tiempo en el protocolo de medida para obtener unos resultados fiables o la dificultad de aislar el cambio de tamaño pupilar por detección de un estímulo visual de otras variaciones producidas por diversos factores ambientales o psicológicos. El segundo método estudiado se basa en el cambio de posición de la pupila cuando el sujeto detecta un estímulo visual desplazado y modifica de forma instintiva su dirección de mirada para fijarla en él. Tras una prueba de concepto con un sistema de registro de pupila comercial que presentó algunas limitaciones de uso, se realizó una batería de experimentos con un prototipo desarrollado en el Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia. En ellos se confirmó la validez del método para detectar los estímulos visuales que el sujeto era capaz de distinguir, y se optimizó esta técnica para conseguir la refracción del sujeto de forma objetiva, obteniéndose una buena correlación con la refracción subjetiva obtenida con el método de referencia. Por último, se estudió la viabilidad de este método para ser implementado en el simulador de óptica adaptativa VAO, un instrumento comercial desarrollado por Voptica SL con el que se puede realizar refracción objetiva mediante aberrometría y subjetiva con diferentes pruebas visuales. Empleando una versión simplificada del protocolo se demostró la posibilidad de incluir este método, una vez optimizado, en futuras versiones del instrumento.

Subjective refraction is based on a question-and-answer interaction with the patient to evaluate their visual quality though lenses of varying power. Subjective refraction is currently considered the gold standard for optical correction prescription. However, it is a tedious process and there is an ongoing endeavor to develop an objective method not involving the active participation of the subject, that is, without their answering a question or performing a conscious task. Most current objective methods simplify the process but are not accurate enough to be the basis for correction prescription and, therefore, are usually taken as a starting point for subsequent subjective adjustment. In this work, two methods based on pupil monitoring have been evaluated to assess the patient's quality of vision without requiring his conscious response, with the aim of developing a protocol for objective refraction that could be incorporated into a commercial instrument for clinical use. The first method is based on the change of pupil size when the subject detects a visual stimulus. A commercial pupil recording system has been used for these measurements. The results obtained with this method suggest that pupil size can be an indicator of whether a subject has been able to perceive a stimulus. However, it has several limitations for its implementation in a commercial system, such as the need to invest a long time in the measurement protocol to obtain reliable results or the difficulty in isolating the change in pupil size triggered by detection of the visual stimulus from other fluctuations due to a series of environmental or psychological factors. The second method studied is based on the change of pupil position when the subject detects a decentered visual stimulus and instinctively modifies the line of sight to fixate it. After a proof of concept with a commercial pupil recording system, which presented some limitations, a series of experiments were carried out using a prototype developed by the Laboratorio de Óptica at University of Murcia. These experiments confirmed the validity of the method for detecting which visual stimuli the subject was able to distinguish, and this technique was optimized to achieve the subject's objective refraction, which was well correlated to the subjective refraction obtained with the gold standard. Finally, we studied the feasibility of this method to be implemented in the adaptive optics simulator VAO, a commercial instrument developed by Voptica SL with which it is possible to perform objective refraction by aberrometry and subjective refraction with a range of visual tests. Using a simplified version of the protocol the possibility of including this method, once optimized, in future versions of the instrument was demonstrated