Myopia - Points de Vue

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Myopia - Points de Vue
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Points de Vue
International review of ophthalmic optics
Revista internacional de óptica oftálmica
N° 63
Autumn / Otoño
2010
Bi-anual/Semestral - © 2010 Essilor International
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SUMMARY
SUMARIO
The Hubble Space Telescope as seen from
Space Shuttle Discovery during its second
servicing mission. Taken from the Hubblesite
web page http://hubblesite.org.
Medical scientific file /
Refractive error of Myopia
Expediente científico médico /
Error refractivo o Miopía
Frank Schaeffel
Myopia: what makes the eye grow longer?
Frank Schaeffel
4
Zhao Kanxing, Zhang Lin, Wang Yan
Pathological and risk factors of myopia
in Chinese Population
12
16
25
29
Experiencia en la corrección de la miopía con diferentes
lentes de contacto
25
Tratamiento de refuerzo escleral y prevención de complicaciones
de la miopía progresiva en niños
29
Jean-Jacques Saragoussi
34
History
Cirugía de la miopía
34
Historia
Daniel Malacara Hernández
Daniel Malacara Hernández
39
La miopía del telescopio espacial Hubble
39
Arte y Visión
Art and Vision
Igor Viktorovic Zimin : 2a parte
Igor Viktorovic Zimin : 2nd part
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
23
Elena P. Tarutta, Elena N. Iomdina, Elena V. Viadro
Jean-Jacques Saragoussi
2
Lentes para disminuir la progresión de la miopía
Corrección médica de la miopía
Elena P. Tarutta, Elena N. Iomdina, Elena V. Viadro
The eye of the sovereign...
A brief history of ophtalmology at the court of the Tsars
20
Edward Bennett
Medical correction of Myopia
The myopia in the Hubble space telescope
Una perspectiva sobre la evolución y gestión de la miopía
Elodie Camaret, Björn Drobe
23
Edward S. Bennett
Myopia surgery
16
Expediente científico no médico /
Compensación de la miopía
Elodie Camaret, Björn Drobe
Sclera reinforcement treatment and prevention of complications
of progressive myopia in children
La tasa de crecimiento de la miopía en niños y los métodos
para ralentizar el crecimiento del ojo
Kovin S. Naidoo, Diane B. Wallace
20
Non-Medical scientific file /
Myopia compensation
Experience with correcting myopia with different types
of contact lenses
12
Jane Gwiazda
Kovin S. Naidoo, Diane B. Wallace
Lenses to slow the progression of myopia
Factores patológicos y de riesgo de la miopía
en la población china
Expediente científico no médico /
Error refractivo o Miopía
Jane Gwiazda
A perspective on the evolution and management of myopia
4
Zhao Kanxing, Zhang Lin, Wang Yan
Non-Medical scientific file /
Refractive error of Myopia
The growth rate of myopic children's eyes and methods
for slowing eye growth
Miopía: ¿qué hace que el ojo crezca más?
46
El ojo del soberano...
Una breve historia de la oftalmología en la corte de los zares
46
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Points deVue
EDITORIAL
EDITORIAL
Dear Readers,
Apreciados lectores:
It must be acknowledged that myopia is still somewhat of a mystery
despite the fact that its consequences have been known for a very long
time. What factors provoke this condition? Can it be controlled?
Can it be prevented? Is there a way to make it regress?
No se puede dejar de constatar que la miopía sigue siendo relativamente
misteriosa, pese a que sus consecuencias son conocidas desde hace
mucho tiempo. ¿Qué factores la originan? ¿Podría controlarse? ¿Podría
evitarse? ¿Podría hacerse que retrocediera?
Myopic refractive error seems to be on the increase in all countries, but
to varying degrees depending on the ethnic group, level of education,
dietary patterns and many other factors that come to light on a
regular basis. In Asia and China, for example, a high percentage of
students - approximately 80% in several universities - have already
been affected; in fact the problem is so severe that the government
considers this problem a national scourge.
El defecto de refracción que caracteriza la miopía parece acentuarse
continuamente en todos los países, en mayor o menor medida según
las etnias, los niveles de educación, las dietas y otros muchos factores
que regularmente van saliendo a la luz. Parece ser que, en China y el
resto de Asia, especialmente entre los estudiantes, este problema alcanza
un porcentaje elevado de la población -en torno al 80% en varias
universidades, hasta el punto de que algunos gobiernos lo consideran
una calamidad nacional.
Over the last thirty years in the United States, the number of people
with myopia has quite simply doubled (ARVO 2010, Association for
Research in Vision & Ophthalmology).
Another problem is also gaining ground: progressive myopia among the
younger population. This phenomenon has been observed for over sixty
years and numerous solutions aimed at curbing it have been
envisaged and tested. Unfortunately none of them to date has given full
satisfaction. Many methods have been tried in an attempt to slow
myopia progression: by under-correction with ophthalmic lenses in the
nineteen-fifties and sixties; then through the use of bifocals in the
nineteen-seventies and eighties; then from the nineteen-nineties up to
the present day, with progressive lenses and contact lenses. All of
these attempts proved mostly ineffective even though occasionally in
specific cases, with strict patient selection, progressive lenses seem
to marginally slow the progression of myopia.
Medications have also been tried, such as atropine, which has been tested a number of times over the last thirty years, but with fairly
negative consequences. More recently, pirenzepine was tried, but
testing had to be discontinued.
In this issue, Frank Schaeffel and Zhao Kanxing report on the current
status of medical knowledge concerning myopia.
Jane Gwiazda and Kovin Naidoo share with us their studies conducted
over several years in two very different regions: the United States and
Africa.
Elodie Camaret and Bjorn Drobe tell us about a recent study
conducted in Singapore on the use of progressive lenses by children.
In adulthood, three methods are commonly used to treat myopia.
The most frequently used method worldwide is the ophthalmic lens,
which has made considerable progress over the years in reducing weight
and thickness and in attractiveness of design. Contact lenses are the
second method, and here again there have been many improvements
in the area of ease and comfort of use. Edward Bennett offers us a highly
detailed account of the use of contact lenses. The third method,
refractive surgery, corrects the problem more or less permanently.
This last solution has seen enormous improvements since its introduction
in the nineteen-eighties. A somewhat original surgical method which
originated in Moscow is described by Doctors Elena Tarutta, Elena
Iomdina and Elena Viadro; it seems to give encouraging results, which
need to be confirmed however on larger numbers of patients.
Jean-Jacques Saragoussi sums up the different technologies available
for refractive surgery with all the moderation, reserve and seriousmindedness which characterize him.
In a quite different vein, Daniel Malacara discusses the famous
“myopia” of the Hubble telescope and the measures undertaken to
correct it.
In addition, Igor Viktorovic Zimin delivers the end of the Russian
imperial family’s story.
In conclusion, we are extremely pleased to announce a major
innovation: the official launch of our website www.pointsdevue.net.
Our ultimate objective is not to repeat articles we have already
printed, but to use the advantages of the video medium to offer filmed
interviews of our authors in their laboratories. You will also find much
information on our articles published in recent years. We hope that these
improvements will strengthen your attachment and support for our
magazine even further.
Happy reading!
En EE.UU., la proporción de miopes sencillamente se ha duplicado
en treinta años (ARVO 2010, Association for Research in Vision
& Ophthalmology).
Otro problema que también se está extendiendo es la miopía progresiva entre la población joven. Es un fenómeno que se viene observando
desde hace más de sesenta años, habiéndose ideado y probado desde
entonces numerosas soluciones para detenerlo. Desafortunadamente,
ninguna ha dado plena satisfacción hasta la fecha. Se han utilizado
incontables métodos para intentar ralentizar la miopía progresiva : las
subcorrecciones con lentes oftálmicas en los años 50 y 60; en los años
70 y 80, las lentes bifocales; desde los años 90 hasta ahora las lentes
progresivas y las lentes de contacto. Todas estas tentativas han
resultado poco eficaces, aunque, de vez en cuando, en determinados
casos, y tras una estricta selección de los pacientes, el uso de lentes
progresivas parece ralentizar un poco la miopía progresiva.
En el curso de los últimos treinta años se han estado probando
repetidamente medicamentos como la atropina, aunque con
resultados más bien negativos y más recientemente la pirenzepina, que
también acabó por descartarse.
Frank Schaeffel y Zhao Kanxing exponen sus actuales conocimientos
médicos sobre la miopía.
Jane Gwiazda y Kovin Naidoo explican los estudios que han estado
llevando a cabo durante varios años en dos regiones tan diferentes como
Estados Unidos y África.
Elodie Camaret y Bjorn Drobe describen un reciente estudio llevado a
cabo con lentes progresivas entre niños de Singapur.
En cuanto al tratamiento de la miopía en la edad adulta, suelen
emplearse tres métodos: en primer lugar, el más utilizado en todo el
mundo y desde hace mucho tiempo, es la lente oftálmica, que ha
experimentado grandes avances, tanto en la reducción de peso y el
espesor, como en el diseño y la estética. El segundo lugar corresponde
a las lentes de contacto, que también han ido mejorando mucho en
cuanto a facilidad y comodidad de uso. Edward Bennet esboza un
cuadro muy detallado sobre la utilización de lentes de contacto.
Por último la cirugía refractiva, que corrige el problema de forma
más o menos definitiva. Esta última solución ha experimentado
considerables adelantos desde que fue introducida en los años 80. Las
doctoras Elena Tarutta, Elena Iomdina y Elena Viadro nos describen un
original método quirúrgico procedente de Moscú, que parece dar
resultados alentadores que habrá que confirmar en un gran número de
pacientes. Jean-Jacques Saragoussi hace un balance de las diferentes
tecnologías disponibles en cirugía refractiva y lo hace con la cautela,
la reserva y la seriedad que le caracterizan.
En un campo muy distinto, Daniel Malacara aborda la famosa
“miopía de Hubble” y los medios utilizados para corregirla.
Por último, Viktorovic Zimin nos ofrece el fin de la historia de la
familia imperial rusa.
Nos complace anunciar una importante innovación: la puesta en línea
oficial de nuestra web “www.pointsdevue.net”. El objetivo que perseguimos no consiste en repetir lo que ya está impreso, sino en utilizar
las ventajas del vídeo para ofrecerles entrevistas filmadas de nuestros
autores en sus laboratorios. También encontrará mucha información sobre
los artículos que hemos publicado en estos últimos años. Esperamos
que estas mejoras aumenten su fidelidad y apoyo a nuestra revista.
Feliz lectura.
Marc Alexandre
Director of Publication - Director de la publicación.
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Myopia: what makes the eye grow longer?
Miopía: ¿qué hace que el ojo crezca más?
Prof. Dr. rer. nat. Frank Schaeffel
Section of Neurobiology of the Eye
Ophthalmic Research Institute
University of Tuebingen, Germany
Sección de Neurobiología del Ojo
Instituto de Investigación Oftalmológica
Universidad de Tubinga, Alemania
Myopia and the optics of the eye
La miopía y la óptica del ojo
The optics of the human eye is inferior to most commercial lenses
La calidad óptica del ojo humano es inferior a la de la mayoría de las
which are made of glass and plastics. However, given the soft and
lentes comerciales hechas de vidrio o plástico. No obstante, dadas la
rubbery material that it is made from, the optics is surprisingly good.
blandura y la elasticidad de los materiales con la que está hecho el ojo,
In the fovea, the spatial resolution of the projected image has enough
su óptica es sorprendentemente buena. En la fóvea, la resolución espa-
details to stimulate two adjacent photoreceptors differently - despite
cial de la imagen proyectada tiene detalles suficientes para estimular
that they are only about two micrometers apart. In young people (who
dos fotorreceptores adyacentes de manera diferente, aunque solo estén
have better optics than older people), visual acuity correlates only
separados entre sí dos micrass. En los jóvenes (que tienen mejor óptica
weakly with the quality of their optics - indicating that optics itself is
que los mayores), la agudeza visual se correlaciona muy poco con la
not limiting (Villegas et al 2008). The prize to be paid for good optics
calidad de la óptica, lo que indica que la óptica por sí sola no es un
is a high geometrical precision. In emmetropia (normal-sightedness,
factor limitante (Villegas et al 2008). El precio a pagar por ópticas
sharp vision at distant objects with relaxed accommodation), the axial
buenas es una elevada precisión geométrica. Cuando se da emetropía
length of the eye is tuned to the focal length of cornea and lens with
(buena visión sin miopía ni hipermetropía de objetos distantes con
a precision of about a tenth of a millimetre. This is surprising, given
acomodación relajada), la longitud axial del ojo se ajusta a la longitud
that cornea, lens, and eye length all follow their own growth programs,
focal de la córnea y el cristalino con una precisión de aproximadamente
so that the adult eye is by no means a scaled version of the juvenile
una décima de milímetro. Esto es sorprendente, ya que la córnea, el
eye. It becomes clear that refractive errors cannot be random deviations
cristalino y la longitud del ojo siguen sus propios programas de creci-
from emmetropia. Rather, a closed feedback loop must control axial eye
miento de modo que el ojo adulto no es, en absoluto, una versión a escala
growth to fine-tune axial length to the focal length. In the case of myo-
del ojo juvenil. Esto pone de manifiesto que los errores de refracción
pia, the error signal must deviate to provide the wrong information. But
no pueden ser desviaciones aleatoria de la emetropía. Por el contrario,
what do the signals look like and how are they generated? If this were
un lazo de retroalimentación cerrado debe controlar el crecimiento
known, the development of myopia could be stopped.
ocular axial para ajustar minuciosamente la longitud axial a la longitud
focal. En el caso de la miopía, la señal errónea debe desviarse para
In humans, it is difficult to achieve any progress identifying
possible error signals in retrospective studies because myopia is determined by a mixed genetic and environmental input. Typically, multi-
dar una información incorrecta. Pero, ¿cuál es la apariencia de estas
señales y cómo se generan? Si este dato fuera conocido dejaría de
desarrollarse la miopía.
factorial regression analysis is performed to extract the influence of possible individual factors, but correlations do not tell us anything about
En humanos es difícil lograr avances que identifiquen las posibles señales
mechanisms and it remains open whether or not any links are causal.
de error en estudios retrospectivos porque la miopía está determinada
por un componente mixto genético y ambiental. Típicamente se aná-
Genetic and environmental factors in myopia
lisis de regresión multifactorial para extraer la influencia de posibles
The influence of genes is clearly indicated by the observation that
factores individuales, pero las correlaciones no indican nada sobre los
myopia in children is partially predicted by the myopia of the parents.
mecanismos y queda abierto si los vínculos son causales o no.
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
For instance, in the Orinda study (Mutti et al 2002), only 6% of the
14-year old children were myopic if neither of the parents were
myopic, 18% if one parent was myopic and 33% if both were myopic.
Also studies in twins demonstrate a high correlation in refractions (about
90% in monozygotic twins, and 60% in heterozygotic twins; i.e. Lopez
et al 2009). Even intelligence (i.e. Saw et al 2004) or body height
or weight (Dirani et al 2008) have been significantly correlated
with myopia when large populations were analyzed. Another possible
factor is the initial shape of the eye: more relative hyperopia in the
periphery was related to more myopia development, as first described
by Hoogerheide et al (1971). More recently, the role of peripheral
refraction in myopia development has been studied by many laboratories
(see below).
Factores genéticos y ambientales en la miopía
La influencia de los genes se pone de manifiesto claramente al
observar que la miopía en niños se puede predecir parcialmente por
la miopía de sus progenitores. Por ejemplo, en el estudio Orinda (Mutti
et al 2002), solamente el 6% de los niños de 14 años eran miopes si
no tenían ningún progenitor miope, el 18% con uno de los padres miope
y el 33% con ambos miopes. También los estudios en gemelos y
mellizos demuestran una alta correlación en las refracciones (cerca del
90% en gemelos monocigóticos y del 60% en gemelos heterocigóticos;
López et al 2009). Incluso se ha correlacionado significativamente la
inteligencia (Saw et al 2004) y el peso corporal o la envergadura (Dirani
et al 2008) con la miopía en grandes muestras de población.
Otro posible factor es la forma inicial del ojo, ya que se ha encontrado
On the other hand, genetics cannot explain why the incidence of
relación entre una mayor hipermetropía relativa en la periferia con
myopia doubled in eight year-old children in Taiwan from 1995 to 2005
un mayor desarrollo de la miopía, tal como describieron primero
(from about 25 to 50%, recently levelling off), or why myopia tripled
Hoogerheide et al (1971). Más recientemente se ha estudiado en muchos
in big cities in China in the past 30 years (Morgan and Rose 2005).
laboratorios (ver más abajo) el papel de la refracción periférica en el
Up to 90% of students are wearing contact lenses or spectacles. Also
desarrollo de la miopía.
in the United States, myopia rose from about 25% in 1971-72 to about
42% in 1999-2004 (Vitale et al 2009). Thousands of years would be
necessary to select for myopia-inducing genes that could explain such
Por otra parte, la genética no puede explicar por qué la incidencia de
miopía se ha multiplicado por dos en los niños taiwaneses de ochos
años desde 1995 a 2005 (de aproximadamente el 25% al 50%,
a change. Therefore, environmental factors, related to industrialization
estabilizándose recientemente), o por qué la miopía se ha triplicado en
and urbanisation must carry the risk for myopia development.
las grandes ciudades chinas en los últimos 30 años (Morgan y Rose
Environmental factors that have been found in epidemiological
2005). Hasta el 90% de los estudiantes llevan lentes de contacto o
studies
gafas. En Estados Unidos la miopía también ha aumentado desde
aproximadamente el 25% de 1971-72 al 42% aproximadamente de
The list of possible environmental risk factors, determined from
studies in children, is long: extensive near work and short reading distances (which may include extensive computer work; review Morgan &
Rose 2005), undercorrection (i.e. Adler & Millodot 2006), soft
contact lenses (i.e. Blacker et al 2009), night light (Quinn et al 1999),
1999-2004 (Vitale et al 2009). Se necesitarían miles de años para que
la naturaleza seleccionara los genes inductores de la miopía y poder
explicar tal cambio. Por tanto, factores ambientales, relacionados con
la industrialización y la urbanización deben suponer un riesgo para el
desarrollo de la miopía.
no smoking (i.e. Stone et al 2006), no breast feeding (Chong et al 2005),
no sports (i.e. Jones et al 2007), no “outdoor activity” (i.e. Jones et al
Factores ambientales que se han encontrado en estudios epidemiológicos
2007 - Fig. 1; Rose et al 2008), high sugar or starch intake (Cordain
et al 2002), stress and intense education (review in Morgan and Rose
La lista de posibles factores de riesgo ambientales, determinados por
2005), and many others. All of these factors showed significant asso-
estudios en niños, es extensa: trabajo extensivo de cerca y distancias
ciations with myopia in the studied populations. But which factors are
de lectura cortas (lo que podría incluir trabajo extensivo con el orde-
the most important ones and worth better control in the future? Don
nador; informe de Morgan y Rose 2005), corrección deficiente (Adler
Mutti (2008) had great doubt that it can be put as simply as “hanging
y Millodot 2006), lentes de contacto blandas (Blacker et al 2009), luz
around at the pool and smoking some cigarettes”. At the 2010 ARVO
nocturna (Quinn et al 1999), no fumar (Stone et al 2006), ausencia
meeting (abstract #2968), it was claimed that outdoor activity only
de lactancia materna (Chong et al 2005), no practicar deporte (Jones
reduces the risk of myopia onset but has no major effect on its
et al 2007), no realizar "actividades al aire libre" (Jones et al 2007 -
progression - which is not expected from experimental results in chickens
Fig. 1; Rose et al 2008), ingestión elevada de azúcar o almidón (Cordain
(see below).
et al 2002), estrés y tensión en la educación (informe de Morgan y Rose
Lessons on myopia from animal models
2005) y muchos otros. Todos estos estudios demostraron la existencia
de una relación importante con la miopía en las poblaciones estudia-
Animal models of myopia offer the advantage that the genetic and envi-
das. Pero, ¿qué factores son los más importantes y merece la pena
ronmental factors can be separated. Environmental factors can be inten-
controlar mejor en el futuro? Don Mutti (2008) tenía grandes dudas que
tionally varied while the genetic background is kept similar, or animals
se pueden resumir en “frecuentar la piscina y fumar unos pocos cigar-
can be bred to select for higher susceptibility for myopia development
rillos”. En la reunión de la ARVO 2010 (resumen número 2968) se indica
to identify underlying genes. Both experiments have been undertaken.
que la actividad en el exterior solamente reduce el riesgo del inicio de
A few major results are described below, since some of them may shed
la miopía pero que no tiene efecto sobre su avance (lo cual no está ava-
light on myopia development in humans.
lado por los resultados experimentales en pollos (véase más abajo)).
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
1- Coordinated eye growth requires that the image projected on the retina
contains fine details and has good contrast. If the retina “sees” a
degraded image, it typically triggers enhanced axial eye growth which
leads to high amounts of myopia. This has first been shown in
monkeys (Raviola and Wiesel 1977), then in chickens (Wallman et al
1987) and later in many other animal models (review: Wallman and
Winawer 2004). Since this type of myopia develops in response to
reduced vision, it is called “deprivation myopia”. It has been found in
humans as well, in the case of infantile cataract, keratitis, or ptosis.
Deprivation myopia develops only in the deprived eye, and even only
in the retinal area that is deprived (first shown by Wallman et al 1987) -
Lecciones sobre miopía en modelos animales
Los modelos animales de miopía ofrecen la ventaja de que los factores
genéticos y ambientales se pueden separar. Se pueden variar
intencionadamente los factores ambientales manteniendo un perfil genético similar y se puede hacer procrear a los animales para seleccionar
mayor susceptibilidad al desarrollo de miopía con el fin de identificar
los genes subyacentes. Se han realizado experimentos para ambos casos.
A continuación se describen algunos de los principales resultados
obtenidos ya que podrían arrojar algo de luz al desarrollo de la miopía
en humanos.
a strong indicator that the
1- El crecimiento coordi-
retina controls the growth
nado del ojo requiere que
of the underlying sclera
la imagen proyectada
directly. This finding was
sobre la retina contenga
unexpected and challenges
detalles nítidos y que tenga
an older assumption that
un buen contraste. Si la
axial myopia is triggered by
retina “ve” una imagen
extensive accommodation
degenerada, habitualmente
and convergence, and
se activa un mayor creci-
perhaps high intraocular
miento axial del ojo lo
pressure.
que provoca mayor incidencia de miopía. Esto fue
2- If eye growth were
observado por primera vez
controlled only by a
en monos (Raviola y Wiesel
(retinal) mechanism that
1977), luego en pollos
can trigger deprivation
(Wallman et al 1987) y por
myopia, it is unclear how
último en muchos otros
the best match of focal
modelos animales (informe
length and eye length can
ever be achieved during
Fig. 1
development. With a poor
image on the retina, the
eye should continue to
grow in a positive feedforward manner until it
The time spent outdoors correlates negatively with the incidence of myopia in children.
However, the number of myopic parents is equally important. The problem of finding out which
factors are most important in myopia development is that multiple factors are always involved,
but also the long time delays until an effect can be seen (replotted after Jones et al 2007).
El tiempo pasado en el exterior es inversamente proporcional a la incidencia de miopía en niños.
No obstante, el número de progenitores miopes es igualmente importante. El problema para
encontrar qué factores son los más importantes en el desarrollo de la miopía es que siempre hay
implicados varios factores, así como que transcurre un gran lapso de tiempo hasta que se
pueden apreciar los efectos (gráfica rehecha tras Jones et al 2007).
de Wallman y Winawer
2004). Dado que este tipo
de miopía se desarrolla
como respuesta a una
visión reducida, se denomina “miopía por depri-
becomes extremely myopic. That this is not observed suggests the
vación”. También se ha
action of a second, inhibitory mechanism. In 1987, it was found that
encontrado en humanos en el caso de cataratas infantiles, queratitis
defocus imposed by positive lenses inhibits axial eye growth in chickens
y ptosis. La miopía por deprivación se desarrolla solamente en el ojo
(Schaeffel et al 1988) while negative lenses accelerate axial eye growth,
deprivado, e incluso solamente en la zona de la retina que ha sido
similar to deprivation of sharp vision. However, a large difference exists
deprivada (demostrado por primera vez por Wallman et al 1987), lo que
since defocus can trigger the visual feedback loops for the control of
supone un indicador potente de que la retina controla directamente
axial eye growth in a “close-loop” fashion: the errors signal decline until
el crecimiento de la esclera subyacente. Este resultado fue inesperado
the system can finally find the most appropriate refraction - typically
y desafiaba un supuesto más antiguo, que la miopía axial se activaba
emmetropia or slight hyperopia. Since neither accommodation nor an
por una convergencia y acomodación extensiva y, quizás, una presión
intact optic nerve are required for this bi-directional growth response
intraocular elevada.
(i.e. Wildsoet and Wallman 1995), it is clear that the mechanism must
reside within the eye - starting in the retina and including RPE,
choroid and sclera (Fig. 2).
2- Si el crecimiento ocular fuera controlado solamente por un
mecanismo (la retina) que puede activar la miopía por deprivación, no
queda claro cómo la mejor coincidencia de longitud focal y longitud
Experiments with spectacle lenses have been repeated in a number of
del ojo se puede lograr incluso durante el desarrollo de la miopía. Con
animal models with similar results. Recently it was found that, even
una imagen deficiente en la retina, el ojo debería continuar creciendo
in monkeys, changes in eye growth can be induced locally by
con una proalimentación (feed-forward) positiva hasta convertirse en
degrading the image quality with a hemifield diffuser in front of one
extremadamente miope. Esto, que no se observa en la práctica, sugiere
eye (Smith et al 2009). The initial finding of Hoogerheide et al (1971)
la acción de un segundo mecanismo inhibidor. En 1987 se descubrió
6
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
que el desenfoque inducido por lentes positivas inhibe el crecimiento
axial del ojo en pollos (Schaeffel et al 1988) mientras que las lentes
negativas lo aceleran, de manera similar a la deprivación de la visión
aguda. Sin embargo, existe una gran diferencia ya que el desenfoque
puede activar los lazos de retroalimentación visuales para controlar el
crecimiento axial del ojo en “lazo cerrado”: la señal de error disminuye
hasta que el sistema encuentra finalmente la refracción más adecuada
(típicamente emetropía o ligera hiperopía). Dado que ni la acomodación ni la existencia de un nervio óptico intacto son necesarios para generar esta respuesta de crecimiento bidireccional (Wildsoet y Wallman
1995), es obvio que el mecanismo debe residir dentro del ojo,
comenzando en la retina e incluyendo el epitelio pigmentario retinal,
la coroides y la esclera (Fig. 2).
Se han repetido experimentos con lentes de gafas en varios modelos
animales con resultados similares. Recientemente se ha descubierto
que, incluso en monos, se pueden inducir localmente cambios en el
crecimiento del ojo degenerando la calidad de la imagen con un
difusor de hemicampo enfrente de cada ojo (Smith et al 2009).
El hallazgo inicial de Hoogerheide et al (1971) también generó la
realización de experimentos en monos con la periferia del campo visual
degenerada o desenfocada. Se encontró que la refracción fóveal cambiaba a pesar de que no se obstruían 37º del campo visual, lo que indica
que la emetropización no depende de un valor de la fóvea.
Incluso aunque no está claro que la retina controle el crecimiento axial
del eje en ambas direcciones (estimulación si el foco de la imagen está
detrás de la retina (al llevar puestas lentes negativas) e inhibición si
el plano del foco está delante de la retina (al llevar puestas lentes
positivas)) sigue siendo un gran misterio como el signo del desenfoque
queda determinado por la retina en pocos minutos (Zhu et al 2005),
también en ausencia de acomodación y con solo una distancia de visuaFig. 2
The retina in the back of the eye can detect the position of the plane
of focus and inhibit or accelerate axial eye growth to achieve the best
match between photoreceptor plane and image plane over time.
The communication between retina and sclera is surprisingly direct:
growth signals are released most likely from amacrine cells (A) diffuse
or are transported through the retinal pigment epithelium and choroid
(4) to finally reach the sclera (leftmost layer).
La retina en la parte posterior del ojo puede detectar la posición del
plano del foco e inhibir o acelerar el crecimiento axial del ojo para lograr
una mayor coincidencia entre el plano fotorreceptor y el plano de la
imagen con el tiempo. La comunicación entre la retina y la esclera es
sorprenden temente directa: las señales de crecimiento son liberadas
con mayor probabilidad por las células amacrinas (A) difusas o son
transportadas a través del epitelio pigmentario retinal y la coroides
(4) para llegar por último a la esclera (capa más a la izquierda).
lización disponible (informe de Wallman y Winawer 2004).
Experimentos recientes han demostrado que la “velocidad” de
compensación del cristalino se modifica si los pollos se exponen a
luz brillante (15.000 lux) durante unas pocas horas al día, además
de la iluminación habitual de laboratorio (500 lux, Ashby y Schaeffel
2010; Fig.3).
Es interesante resaltar que mientras el ojo necesita más tiempo para
compensar lentes negativas, la compensación de lentes positivas se
acelera. Obviamente, las ganancias de dos mecanismos antagónicos
also triggered experiments in monkeys in which the periphery of the visual
están afectadas por la luz de manera inversa (lo cual podría explicar
field was degraded or defocused. It was found that the foveal
quizás el efecto beneficioso de la “actividad al aire libre” sobre la
refraction was shifted despite that the central 37 deg of the visual field
incidencia de la miopía en niños).
were unobstructed - indicating that emmetropization is not dependent
on a foveal input.
3- Tanto la miopía por deprivación como la miopía inducida por lentes
negativas puede suprimirse con medicamentos como los agonistas de
Even though it is now clear that the retina controls axial eye growth in
la dopamina, neurotóxicos contra las catecolaminas, los antagonistas
both directions - stimulation if the image focus is behind the retina
colinérgicos y el glucagón (en pollos) entre otros. En pollos estos
(during negative lens wear) and inhibition if the plane of focus is in front
fármacos se aplican normalmente por inyección intravítrea (método poco
of the retina (during positive lens wear) - it remains a major mystery
adecuado si se considera en algún momento su aplicación en niños).
how the sign of defocus is determined by the retina within a few minutes
No obstante, los antagonistas colinérgicos como la atropina también
(Zhu et al 2005), also in the absence of accommodation and with only
son eficaces si se administran en forma de colirio en ratones (Barathi
one viewing distance available (review: Wallman and Winawer 2004).
et al 2009), cobayas y humanos. Por otra parte, algunos neuromodu-
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Recent experiments have shown that
ladores también pueden mejorar la
the “speed” of lens compen-sation is
miopía; por ejemplo, la insulina hace
altered if chickens are exposed to
que la retina sea insensible a la señal
bright light (15000 lux) for a few
del desenfoque impuesto y activa el
hours a day, in addition to regular
desarrollo de miopía con lentes tanto
laboratory illumination (500 lux,
negativas como positivas Feldkaemper
Ashby and Schaeffel 2010; Fig.3).
et al 2009; Zhu y Wallman 2009).
Interestingly, while it takes the eye
¿Qué puede deducirse para el desarrollo
longer to compensate negative
de la miopía en niños?
lenses, the compensation of positive
lenses is accelerated. Obviously, the
1- Como es obvio, los niños se vuelven
gains of the two antagonistic mecha-
miopes sin colocarles lentes en los
nisms are inversely affected by light
ojos, por tanto, ¿qué desplaza al
- which could perhaps explain the
plano focal detrás de la retina para
beneficial effect of “outdoor activity”
estimular el crecimiento del ojo?
on myopia incidence in children.
Gwiadza et al ya plantearon una
3- Both deprivation myopia and
hipótesis en 1993: dado que
negative lens-induced myopia can be
muchos sujetos tienen un pequeño
suppressed by a number of drugs,
déficit al acomodar la vista durante
dopamine agonists, neurotoxins
la lectura (“retraso de la acomoda-
against catecholamines, cholinergic
ción”), leer podría desplazar el plano
antagonists, glucagon (in chickens)
focal un poco por detrás de la retina,
and others. In chickens, these drugs
provocando una condición similar
are typically applied by intravitreal
a llevar puestas lentes un poco
injection - not a very attractive
negativas. No obstante, después de
approach if one ever considers
muchos estudios desde 1993, parece
application in children. However,
cholinergic antagonists, like atropine, are also effective if given as
eye drops, in mice (Barathi et al
2009), guinea pigs and humans.
On the other hand, some neuromodulators can also enhance myopia:
que la relación entre ambos factores
Fig. 3
Chicks are raised with 5 hours of exposure to bright light (15000 lux)
per day. The spectrum of the movie lamps is shown in the bottom right,
compared to sun light. Under this illumination, the chicks (here in black)
develop only half the amount of myopia that they develop under
normal laboratory illumination (500 lux).
es débil. El retraso de la acomodación
Los pollos crecen exponiéndose 5 horas al día a luz brillante (15.000 lux).
El espectro de las lámparas de la película aparece al fondo a la derecha
comparado con la luz solar. Con esta iluminación, solamente la mitad de
los pollos (aquí negros) desarrollan miopía en comparación con los que
quedan expuestos a una iluminación normal de laboratorio (500 lux).
2006; Weizhong et al 2008). Por otra
as an example, insulin renders the
retina insensitive to the sign of imposed defocus, and triggers the
development of myopia with both positive and negative lenses
(Feldkaemper et al 2009; Zhu and Wallman 2009).
What can be deduced for the development of myopia in children?
1- Obviously, children become myopic without any lenses being pla-
a menudo no se correlaciona con la
progresión de la miopía (Mutti et al
parte, en un amplio estudio en el
que los niños se trataron con lentes
progresivas (PAL, por sus siglas en
inglés), en vez de con lentes simples, la progresión de la miopía se redujo
con PAL, observándose un mayor efecto en los niños que tenían un retraso
de la acomodación pronunciado (Gwiazda et al 2004). Por tanto, es obvio
el papel de las funciones oculomotoras en el desarrollo refractivo, pero
no se trata solo del retraso.
ced in front of their eyes - so what moves the focal plane behind the
2- El hallazgo de que la luz brillante ralentiza el desarrollo de la
retina to stimulate eye growth? One hypothesis was raised by Gwiadza
miopía inducida por deprivación de la visión, o por lentes negativas en
et al in 1993: since many subjects accommodate slightly too little during
pollos, explica la relación inversa entre las actividades al aire libre y
reading (the “lag of accommodation”), reading could shift the focal plane
la miopía en niños. Quizás la exposición a luz brillante durante un poco
behind the retina, causing a similar condition as when weak negative
tiempo al día sea suficiente para retrasar el desarrollo de la miopía. Los
lenses are worn. However, after many studies since 1993, it seems that
experimentos tienen que repetirse ahora en monos (o ya se ha hecho)
there is only a weak link between both factors. The lag of accommo-
para indicar la importancia del factor lumínico en la miopía humana.
dation is often not correlated to myopia progression (i.e. Mutti et al 2006;
Weizhong et al 2008). On the other hand, in a large study in which
3- La observación de que la refracción periférica tiene un efecto
children were treated with progressive addition lenses (PAL), rather
importante sobre el desarrollo refractivo en la fóvea tiene implicaciones
than with single vision lenses, the progression of myopia was reduced
importantes para el diseño de las lentes de gafas. Un reciente estudio
with PAL, and the largest effect was seen in those children who had a
(Tabernero et al 2009; Fig.4) ha demostrado que las gafas
pronounced lag of accommodation (Gwiazda et al 2004). A role of
convencionales para corregir la miopía inducen niveles variables de hipe-
oculomotor functions in refractive development is therefore obvious -
ropía en la periferia del campo visual. Dado que la retina controla el
but it is not the lag alone.
crecimiento en la parte trasera del ojo en cada ubicación, este estado
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
2- The finding that bright light slows the development of myopia that
debería estimular el crecimiento compensatorio del ojo y conducir al
is induced by deprivation of sharp vision, or by negative lenses in
desarrollo de miopía. Actualmente se están comprobando nuevos
chickens, provides an explanation for the inverse correlation between
diseños de gafas que imponen miopía en vez de hipermetropía,
outdoor activity and myopia in children. Perhaps exposure to bright light
desenfoque en la periferia (lentes de gradiente refractivo radial o
for some time each day is sufficient to retard the development of
lentes RRG).
myopia. Experiments have
4- El fármaco más potente
now to be repeated in mon-
que se conoce contra la
keys (or this has already been
miopía es la atropina dado
done) - and they will tell
que puede detener comple-
about the importance of the
tamente el crecimiento del
light factor in human myopia.
ojo en los niños durante
3- The observation that the
los primeros meses de su
peripheral refraction has a
aplicación (diariamente).
prominent effect on the
Sus efectos secundarios
refractive development in the
bien conocidos (dilatación
fovea has important implica-
de la pupila, parálisis de la
tions for the design of spec-
acomodación) requieren el
tacle lenses. A recent study
uso de gafas de lectura y
(Tabernero et al 2009; Fig.4)
quizás gafas de sol. No obs-
has shown that conventional
tante, una mayor desventaja
spectacles to correct myopia
es que los efectos benefi-
induce variable amounts of
ciosos sobre la progresión de
hyperopia in the periphery of
la miopía se pierden con el
the visual field. Given that
tiempo. La atropina pierde
the retina controls growth
la mayoría de su efecto en
in the back of the eye at
el tercer año de tratamiento
each location, this condition
y existen datos recientes
should stimulate compensa-
que sugieren que el creci-
tory eye growth and drive
miento del ojo es incluso
myopia development. New
spectacle designs are currently being tested which
impose myopic, rather than
hyperopic, defocus in the
periphery (radial refractive
Fig. 4
Measurement of the peripheral refractive error in human subjects, using a newly developed
scanning infrared photorefractor (Tabernero et al 2009). Using this device, it was found that
conventional spectacle lenses induce various amount of peripheral hyperopia (green lines,
bottom) but that a newly developed RRG lens induces some peripheral myopia (as intended).
Medición del error refractivo periférico en sujetos humanos utilizando un fotorrefractor de
infrarrojos recientemente desarrollado (Tabernero et al 2009). Mediante este dispositivo se
encontró que las lentes convencionales de gafas inducen niveles diversos de hipermetropía
periférica (líneas verdes, abajo) pero que una lente RRG de reciente desarrollo inducía miopía
periférica (como se pretendía).
gradient lenses, RRG lenses).
4- The most potent known drug against myopia is atropine since it can
stop eye growth in children completely during the first months of (daily)
application. The well known side effects (pupil dilatation, paralysis of
accommodation) require that reading glasses and perhaps also sun
glasses are used. A larger disadvantage is however that the beneficial
effects on myopia progression wear off over time. Atropine largely loses
most of its effect in the third year of treatment and recent data suggest that eye growth is then even faster than in vehicle-treated control
eye (Tong et al 2009). Still, it is claimed that end-point myopia is still
less than in untreated control groups. Because of less severe effects
más rápido que el del ojo
control tratado con excipiente (Tong et al 2009).
Aún así, se afirma que la
miopía final es menor que la
de los grupos control sin tra-
tar. Debido a los efectos menos severos sobre el tamaño de la pupila
y la acomodación, se introdujo otro antagonista muscarínico contra la
miopía en 1991 (Stone et al 1991): la pirenzepina. Es aproximadamente
la mitad de potente que la atropina, pero dado que ya se ha utilizado
en el mercado contra la gastritis y que ya ha superado los estudios de
tolerabilidad que se hicieron con ensayos clínicos de fase 1 y fase 2 con
éxito aceptable (máx. 50% de inhibición de miopía). El problema es que
actualmente el estudio de fase 3 requerido por la FDA implica un ensayo
de 5 años con costes que actualmente parecen ser desorbitados.
Unas pocas observaciones sobre la miopía elevada
on pupil size and accommodation, another muscarinic antagonist was
introduced against myopia in 1991 (Stone et al 1991): pirenzepine.
En este resumen se describieron las características del lazo de
It is about half as potent as atropine, but since it had already been on
retroalimentación que controla el crecimiento axial del ojo según los
the market to treat gastritis, and had gone through tolerability studies,
datos visuales de entrada. Todo lazo de retroalimentación tiene un rango
it made it through phase 1 and phase 2 clinical studies with accep-
lineal de operación en el que la respuesta es apropiada para
table success (max. 50% inhibition of myopia). The problem is currently
minimizar la señal de error. Esto también se ha encontrado aquí: el ojo
that the phase 3 study required by the FDA involves a 5 year trial with
del pollo puede compensar potencias de lentes desde quizás -15 D a
costs that seem currently out of range.
+15 D, los monos pueden hacer, quizás, un cuarto de esto.
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
A few remarks on high myopia
In this summary features of the feedback loop that control axial eye
growth based on visual input were described. Any feedback loop has
a linear range of operation, in which the response is appropriate to
minimize the error signal. This has been found also here: chicken eyes
can compensate lens powers from perhaps -15 to +15 D, monkeys can
do perhaps a fourth of this. And in humans, the possible range of compensation should be even less. Outside the regulated range, other
(non-visual) factors may determine myopia development. A striking observation was that recovery from myopia (requiring “shrinkage of the eye”)
is very rare - it has been observed only in two cases - in children
treated with atropine every day for only the first months of treatment,
and in chickens treated with positive lenses. It is not clear at which point
the development of high myopia can still be influenced by visual
factors. Typically, it starts early and involves a mechanically weakened
scleral tissue which may not be able to resist against introcular pressure - but this is not well known. Myopia seems always to interfere with
scleral tissue integrity since the eye balls even of low myopes are more
irregular than in emmetropes (Tabernero and Schaeffel 2009).
Several genetic loci for high myopia have been discovered (Hornbeak
and Young 2009) but the genes themselves and the biochemical mechanisms in the sclera have not been fully worked out. o
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Y en humanos puede que el rango de compensación sea incluso menor.
Fuera del rango regulado, otros factores (no visuales) pueden determinar
el desarrollo de la miopía. Una observación llamativa fue que la
recuperación de la miopía (que exige un “encogimiento del ojo”) es muy
rara, solamente se ha observado en dos casos, en niños tratados con
atropina diariamente durante los primeros meses de tratamiento
solamente, y en pollos tratados con lentes positivas. Aún no está claro
en qué punto el desarrollo de una miopía elevada puede seguir estando
influenciado por factores visuales. Habitualmente comienza pronto e
implica la existencia de un tejido escleral debilitado mecánicamente
que podría no ser capaz de resistir la presión intraocular (aunque esto
no se conoce bien). La miopía parece siempre interferir con la integridad
del tejido escleral dado que el globo ocular de los miopes, incluso con
poca miopía, es más irregular que la de los emétropes (Tabernero y
Schaeffel 2009). Se han descubierto varios loci genéticos de miopía
elevada (Hornbeak y Young 2009) pero aún no se han resuelto
completamente los mecanismos bioquímicos en la esclera. o
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Pathological and risk factors of myopia
in Chinese Population
Factores patológicos y de riesgo de la miopía
en la población china
Zhao Kanxing
Zhang Lin
Wang Yan
Professor, Director of
Tianjin Eye Hospital & Eye
Institute,
Profesor, Director del
Hospital e Instituto
Oftalmológicos de Tianyín
Postgraduate student of
Tianjin Medical university
Estudiante de pos-grado
en la Universidad médica
de Tianyín
MD, PhD Professor
Médico Cirujano (MD),
Profesor de Doctorado
(PhD Professor)
Tianjin Medical University, No 4,Gansu Road, Heping District, Tianjin 300020, P.R.China
Myopia, or nearsightedness, which has reached epidemic proportions
La miopía ha alcanzado proporciones epidémicas y ya es un problema
and is already a large public health problem in certain parts of the world,
sanitario de gran magnitud en algunas partes del mundo, incluyendo
including East Asia ,affects 25% of the adult population in the United
Asia Oriental. La miopía afecta al 25% de la población adulta en los
States and 75% or more of the adult population in Asian countries such
Estados Unidos y al 75% o más de la población adulta en países
as China[1] (Fig1). China also has more than 300 million people
asiáticos como China[1] (Fig1). Según Ge Jian, director del Centro
wearing glasses to correct nearsightedness. This accounts for nearly a
Oftalmológico de gran renombre de la Universidad Sun Yat-sen en
quarter of the total population, ten percent higher than the world
Guangzhu, China cuenta con más de 300 millones de personas con gafas
average, according to Ge Jian, director of the renowned Ophthalmic
para corregir la miopía, representando así una cuarta parte de la
población total, situándose en un diez por ciento por encima de la media
mundial. Estudios recientes han demostrado que las tasas de
prevalencia en China de la miopía baja, moderada y magna eran similares a las de Norteamérica y las del Sur de la India, más elevadas que
las que muestran estudios epidemiológicos sobre Australia e inferiores
a las encontradas en las investigaciones sobre la población de
Singapur. [2,3].
Los rasgos étnicos chinos resultan ser más proclives al desarrollo de
la miopía. La incidencia de la miopía en los escolares ha resultado ser
de un 70% en Taiwán [4]. La miopía también es común en Hong Kong,
en donde aproximadamente el 98% de la población es étnicamente
china[5,6]. Otro estudio similar realizado en Malasia, en donde
aproximadamente una tercera parte de la población es china, ha demostrado que el 37% de los escolares padecen de miopía [7] (Tab.1) [17].
Estudios correspondientes realizados en Estados Unidos en la población de Los Ángeles han demostrado frecuencias correspondientes de
un 25% de miopes [8]. La elevada prevalencia de la miopía en grupos
étnicos chinos puede tener alguna relación con los factores genéticos
y la observación ha demostrado que los padres miopes tienen una mayor
probabilidad de tener descendientes miopes (Tab.2)[18]. Se ha observado herencia autosómica dominante, autosómica recesiva y asociada
al gen X. En un estudio de Young et al., en 1998, se estableció que
en la miopía magna transmitida por herencia autosómica dominante
Fig. 1
12
The prevalence of myopia between Chinese and American.
La prevalencia de la miopía entre los chinos y los estadounidenses.
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
existe una asociación en el intervalo de 7.6-cM entre los marcadores
D18S59 y D18S1138 en el 18p11.31. Se trataba de un estudio de
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Center at Sun Yat-sen University in Guangzhou. Recent study showed
asociación sobre 8 tablas genealógicas de varias generaciones con
Chinese prevalence rates for low, moderate, and high myopia that were
miopía magna, es decir, más de 2 o más miembros de la familia con
similar to those reported in North America and South India, were higher
miopía de >=-6.00 dioptrías (D). Una de las familias que formaron parte
than those in epidemiological studies in Australia, and they were lower
del estudio era china [9].
than those in Singaporean population-based investigations [2,3].
De hecho, en la etiología de la miopía intervienen toda una multitud
It appears that Chinese ethnicity is more prone to the development of
de factores, aunque la herencia juega claramente un papel. La miopía
myopia. The incidence of myopia in school children has been reported
también se desarrolla como el resultado de condiciones inducidas por
to be 70% in Taiwan [4]. Myopia is also common in Hong Kong, where
el entorno. Como en el caso de estudios precedentes, la miopía era más
about 98% of the popu-
prevalente en sujetos
lation is ethnic Chinese
más jóvenes y estaba
[5,6]. A similar study in
asociada con la región,
Malaysia, where approxi-
nivel de estudios, hábi-
mately one third of the
tos de lectura, hábitos
population is Chinese,
de utilización del orde-
showed that 37% of
nador, género y cataratas
school children have
nucleares, etc. Es decir,
myopia [7] (Tab.1) [17].
se encontró una rela-
Respective studies of
ción significativa de
Americans in Los Angeles
tasas superiores de mio-
showed corresponding
pía con mayores niveles
frequencies of 25%
de educación, mayores
were myopic [8]. The
ingresos individuales y
high prevalence of myo-
ocupaciones profesio-
pia in Chinese ethnic
nales o de oficina. Las
groups may have something to do with the
Tabl. 1 Comparative distribution of ocular refraction in the three ethnic groups (Chinese, Malays, Indians).
Distribución comparativa de la refracción ocular en los tres grupos étnicos (Chinos, Malayos, Indios).
genetic factors, and the
razones para desarrollar la miopía también
pueden estar relaciona-
observation had evidenced that myopic parents are more likely to give
das con largas horas de lectura, trabajo minucioso y estilo de vida alta-
rise to offspring with myopia (Tab.2) [18]. Autosomal dominant, auto-
mente competitivo. Datos recientes muestran que el deterioro de la visión
somal recessive and X-linked inheritance has been observed. In 1998,
de un gran número de estudiantes chinos se debe principalmente a
Young et al. has reported linkage of autosomal dominant high myopia
estudios competitivos. Durante muchos años ya se ha demostrado la
to a 7.6-cM interval between markers D18S59 and D18S1138 on
relación entre el inicio y el desarrollo de la miopía con largas horas de
18p11.31. It was a linkage study on 8 multigenerational pedigrees
trabajo utilizando la visión cercana.
with high myopia, i.e. more than 2 or more family members with
myopia >=-6.00 diopters (D). One family in that study was Chinese [9].
Además, toda una serie de factores pueden combinarse y determinar
el estado refractivo de un individuo, entre éstos se incluyen factores
In fact, the etiology of myopia involves a multitude of factors although
genéticos, nutricionales y ambientales. La miopía también puede ser
heredity definitely plays a role. It also occurs as a result of environ-
debida a problemas funcionales de enfoque, como la dificultad de man-
mentally induced conditions. As in previous studies, myopia was more
tener el enfoque de cerca así como otros estresantes visuales.
prevalent in younger subjects and was associated with region, educa-
No obstante, se sabe bien que la miopía es la manifestación de la com-
tional background, reading habits, use of computers, gender, and nuclear
binación entre los componentes ópticos del ojo (es decir, las curvatu-
cataract etc. That is to say, higher educational levels, higher individual
ras, los índices refractivos, distancias entre la córnea, humor acuoso,
income, and professional or office-related occupations were significantly
cristalino y humor vítreo) y la longitud axial del ojo. Estudios realiza-
associated with higher rates of myopia. The reasons for developing myo-
dos en el último siglo han demostrado que, mientras que los compo-
pic may also due to stretched reading hours, detailed work and highly
competitive lifestyle. Recent data shows the degeneration of eye sights
of many Chinese students is mainly due to competitive education. The
association between the onset and development of myopia and long time
near work has been demonstrated in the research for many years.
nentes de la refracción están distribuidos normalmente, la distribución
de los errores refractivos no es normal y muestra un exceso de valores
cercanos a la emetropía [10]. Los estudios recientes en animales y algunos estudios en seres humanos han demostrado que la experiencia visual
después del nacimiento, como deprivación de formas, desarrollo ocu-
Furthermore, a number of factors may combine and determine an indi-
lar en la oscuridad o desenfoque impuesto ejerce una gran influencia
vidual’s refractive state, including genetic, nutritional and environmental
en la refracción ocular, suponiendo que se esté operando un proceso
factors. Myopia can also be due to functional focusing problems - such
de “emetropización” activa (o tal vez, más precisamente, adaptación)
as difficulty in maintaining near focus and other visual stressors. However,
que depende de las características de la imagen retiniana. Para
it is well known that myopia is a manifestation of the combination
desarrollar aún más estas ideas, desenfocar la imagen retiniana puede
between the optical components of the eye (i.e., the curvatures,
ocasionar por lo menos algunos tipos de miopía [11].
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13
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
refractive indices, and distances between the cornea, aqueous, lens,
Además, existen pruebas contundentes reflejadas en estudios clínicos
and vitreous) and the axial length of the eye, work carried out over the
y experimentales que indican que las propiedades bioquímicas
last century has demonstrated that, while the components of refraction
y biomecánicas de la esclerótica determinan la forma y el tamaño del
are distributed normally, the distribution of refractive errors is not
globo ocular y por tanto juegan un papel primordial al afectar el estado
normal and shows an excess of values near emmetropia [10]. The recent
refractivo del ojo. Los observadores que han detectado estas pruebas
animal and some human studies have shown that visual experience
también sustentan la hipótesis anterior que sugiere que, conforme las
after birth, such as complete form deprivation, dark rearing or impo-
características van cambiando, la esclerótica posterior del ojo miope
sed defocus influences the ocular refraction, implying that an active
se va adelgazando con ectasia localizada, lo cual está vinculado al
“emmetropization” (or perhaps more accurately, adaptation) process
adelgazamiento de los haces de fibras de colágeno así como a la
which depends on the characteristics of the retinal image may be in
reducción del tamaño de las fibrillas individuales de colágeno con una
operation. As a development of these ideas, blur of the retinal image
preponderancia de fibrillas con diámetro inhabitualmente pequeño
might have a causative role in at least some types of myopia [11].
registrando medias inferiores a 60–70 nm [12].
In addition, strong evi-
Es notable señalar que
dence from clinical and
estudios que utilizan
experimental studies
modelos animales han
indicates that the biochemical and biomechanical properties of
the sclera determine the
shape and size of the
globe and therefore play
a major role in affecting
the refractive state of the
eye. The evidences have
been noted by many
observers supplement
the earlier suggestion
demostrado que los ojos
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
jóvenes pueden recuperarse de la miopía inducida con la eliminación
del difusor o de las lentes
negativas [13]. Además,
se ha demostrado que
cambios en el espesor
none
that the posterior sclera
of the myopic eye gets
thinning and localized
ectasia as the characte-
coroideo se producen en
child without
myopia
child with
myopia
one parent
la misma dirección que
los cambios detectados
en la longitud axial [14].
two parents
La importancia de las
fibras elásticas en la
Tabl. 2 Proportion of children with and children without myopia as a function of number of parents
with myopia (none, one parent, two parents).
esclerótica se comprueba
Proporción de los niños con miopía y sin miopía como función del número de progenitores
con miopía (ninguno, un progenitor, los dos).
por la asociación de patología escleral y miopía
ristic changes, which is
1
associated with thinning of collagen fiber bundles as well as with a
magna asociada en el síndrome de Marfan , una enfermedad autosó-
reduction in the size of the individual collagen fibrils with a prepon-
mica dominante debida a mutaciones en el gen de la fibrilina [15].
derance of unusually small diameter fibrils averaging below 60–70 nm
Además, basándose en los resultados del análisis de asociaciones, se
[12]. Remarkably, studies using animal models have demonstrated
ha sugerido que algunas formas de miopía magna heredada son el
that young eyes can recover from induced myopia following removal of
resultado de defectos en los componentes de la matriz extracelular
the diffuser or negative lens [13]. Additionally, it has been found
escleral que se localizan en el loci cromosomal 12q21–23 lo cual
that choroidal thickness changes occur in the same direction as the
incluye a los genes de la matriz extracelular, el lumicano, la decorina
related axial length changes [14]. The importance of elastic fibers in
y el dermatán sulfato proteoglicano (DSPG-3) [9].
the sclera is evidenced by the scleral pathology and high myopia
Generalmente, los tratamientos de la miopía incluyen la utilización de
associated with Marfan syndrome1, an autosomal dominant disorder due
gafas o lentes de contacto prescritos para recobrar la claridad de la visión
to mutations in the fibrillin gene [15]. Moreover, based on results of
distante. Actualmente, la prescripción de lentes de gafas no se limita
linkage analysis, it has been suggested that certain forms of inherited
únicamente al poder refractivo, sino también al poder prismático, curva
high myopia are the result of defects in scleral extracellular matrix com-
inicial, inclinación panoscópica, forma facial, ubicación PRP vertical
ponents that localize at the chromosomal loci 12q21–23 which includes
y horizontal, distancia del vértice, material de la lente, espesor, tinte
the extracellular matrix genes, lumican, decorin, and dermatan sulfate
y recubrimiento que determinan las funciones ópticas deseadas en las
proteoglycan (DSPG-3) [9].
lentes. En algunos casos, los individuos con riesgo de convertirse en
1
1
Marfan syndrome is a common inherited disorder of connective tissue caused by
deficiency of the matrix protein fibrillin-1 with variable clinical features, some of
which are life threatening. The main ocular features of Marfan syndrome, all of which
can result in decreased vision, include bilateral ectopia lentis (lens dislocation), myopia
and retinal detachment [19].
14
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
El síndrome de Marfan es un trastorno común hereditario del tejido conectivo causado
por la deficiencia de la proteina matriz fibrilina-1, con rasgos clínicos variables, algunos
de los cuales pueden poner en peligro la vida. Los principales rasgos oculares del síndrome
de Marfan, todos los cuales pueden resultar en la disminución de la visión, incluyendo
ectopia lentis bilateral (posición anormal del cristalino), miopía y desprendimiento de
retina [19].
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MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Generally the treatments of myopia include the use of prescription eye-
miopes, se puede adiestrar el ojo para influenciar el desarrollo
glasses or contact lenses to restore clear distance vision. The prescription
refractivo, por ejemplo adiestrando a la visión para mejorar la precisión
of spectacles lenses involves not merely the refractive power nowadays,
de la acomodación o bien, utilizando lentes bifocales o de adición pro-
but also the prismatic power, base curve, panoscopic tilt, face form,
gresiva [16]. Además, la disponibilidad de materiales y diseños de las
horizontal and vertical PRP location, vertex distance, lens material,
los lentes de contacto han ido aumentando considerablemente a lo largo
thickness, tint, and coating, providing for the desired optical functions
del tiempo en la medida en la que el uso de las lentillas se ha difun-
of the lenses. In some cases - those individuals at risk of being
dido más entre la población. Actualmente, otros modos de corrección
myopic - perhaps it is possible to train the eye to influence refractive
están disponibles (por ejemplo, varias formas de cirugía refractiva).
development, for example, vision training to improve the
La cirugía refractiva, recomendada para las personas que consideran
accuracy of accommodation, otherwise, to use a bifocal or
las gafas y las lentes de contacto como inconvenientes e incómodas,
progressive addition lens [16]. What’s more, the availability of contact
se realiza como un procedimiento ambulatorio y dura entre
lens materials and designs has grown extensively over time as contact
10 y 20 minutos. Existen muchos tipos de cirugías correctivas
lens wear expanded into the population. Other modes of correction are
disponibles en China actualmente, como la PRK (Queratectomía
now available (e.g. various forms of refractive surgery). Recommended
Fotorefractiva), LASIK (Queratomileusis in situ asistida por láser),
for people who find glasses and contact lenses inconvenient and
LASEK (Queratomileusis subepitelial asistida por láser), Epi-LASIK
uncomfortable, refractive surgery performed on an outpatient basis and
(Queratomileusis in situ asistida por láser Epipolis), y SBK
generally take 10-20 minutes. There are many types of corrective
(Queratectomía Sub-Bowmans), entre otras.
surgeries available in china now, such as PRK (Photorefractive
Keratectomy), LASIK (Laser-assisted in situ keratomileusis), LASEK
(Laser epithelial keratomileusis), Epi-LASIK (Epipolis laser in situ
keratomileusis), and SBK (Sub-Bowmans Keratectomy) etc.
El impacto de la miopía, una enfermedad aparentemente benigna, puede
ser mayor de lo que parece. Por tanto, la Organización Mundial de la
Salud ha considerado la refracción una de las cinco prioridades para
Visión 2020 - el Derecho a la Visión. En este momento, existen muchos
The impact of myopia, an apparently benign ocular disease, may be
retos en la investigación de la miopía en cuanto a sus aspectos
larger than it seems. Thus, The World Health Organization has
preventivos y terapéuticos. o
named refraction as one of the five priorities for Vision 2020 - the Right
to Sight. At this point in time, there are many challenges for myopia
research with respect to preventative and therapeutic aspects
of myopia. o
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR
ERROR OF
MYOPIA
MIOPÍA
REFRACTIVO O
The Growth Rate of Myopic Children's Eyes
and Methods for Slowing Eye Growth
La tasa de crecimiento de la miopía en niños
y los métodos para ralentizar el crecimiento del ojo
Jane Gwiazda
PhD, and the COMET group
Director of Research, Professor, Dept of Vision Science, The New England College of Optometry, Boston, MA
PhD, y el grupo de COMET
Director de Investigación, Profesor, Departamento de Ciencia de la Visión, Instituto de Optometría de Nueva
Inglaterra, Boston, MA
The high prevalence of myopia (33% in the United States and as high
as 80% in some countries in Asia) and the large number of
individuals with uncorrected refractive error in some parts of the
world make myopia a significant public health issue [1, 2]. To correct
myopia, single vision spectacle lenses and contact lenses are
commonly prescribed, with refractive surgery an increasingly popular
option in adults. While these treatments correct the myopic refractive
error, they do not slow the accompanying eye growth and associated
changes in the eye [3]. The high prevalence of myopia and its
prominence as a public health problem emphasize the importance of
understanding the mechanisms of eye growth and of finding effective
treatments that slow myopia progression and axial elongation.
COMET
COMET
Different types of spectacle lenses, such as bifocals and progressive
addition lenses (PALs), have been evaluated for slowing progression in
several recent clinical trials [4]. The largest of the treatment trials using
this type of lens was the Correction of Myopia Evaluation Trial
(COMET), a multi-center, randomized, double-masked clinical trial
supported by the National Eye Institute of the National Institutes of
Health in the United States to evaluate whether PALs (Varilux Comfort
with a +2.0 D addition) slowed the rate of progression of myopia
compared to conventional single vision lenses (SVLs) [5]. COMET
enrolled 469 children aged 6 to < 12 years who were ethnically
diverse (46% white, 26% African-American, 14% Hispanic, and
8% Asian) and had baseline myopia between -1.25 D and -4.50 D.
The main outcome measure was progression of myopia determined
by autorefraction after cycloplegia with two drops of 1% Tropicamide.
Axial length, a secondary outcome measure, was assessed by ultrasonography, as shown in Figure 1. Ocular components were measured
in COMET children to determine if any slowing of myopia progression
was accompanied by reduced axial elongation. Based on results using
various animal models of myopia and eye growth, we would expect such
an association [6].
With respect to the 3-year outcome data of COMET, retention was excellent, with 462/469 (98.5%) of the children completing the three-year
visit. Three-year increases in myopia were -1.26 ± 0.06 D for the PAL
group and -1.46 ± 0.07 D for the SVL group. The overall adjusted
16
La alta prevalencia de miopía (33% en los Estados Unidos y de
incluso el 80% en algunos países asiáticos) y la gran cantidad de
individuos con errores refractivos sin corregir en algunas partes del
mundo hacen de la miopía un problema importante de salud pública
[1, 2]. Para corregir la miopía habitualmente se prescriben gafas de
visión simples o lentes de contacto, aunque la cirugía refractiva está
aumentando su popularidad en adultos. Si bien estos tratamientos
corrigen el error refractivo miope, no ralentizan el crecimiento
ocular subyacente y los cambios asociados en el ojo [3]. La elevada
prevalencia de la miopía y su preeminencia como un problema de
salud pública refuerzan la importancia de comprender los mecanismos
del crecimiento ocular y de encontrar tratamientos eficaces que
ralenticen la progresión de la miopía y la elongación axial.
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
En varios ensayos clínicos recientes se han evaluado diferentes tipos
de lentes, como las bifocales y las lentes progresivas (PAL, por sus
siglas en inglés), para ralentizar la progresión de la miopía [4].
El mayor ensayo de tratamiento en el que se han utilizado este tipo
de lentes ha sido el Ensayo de Evaluación de Corrección de la Miopía
(COMET, Correction of Myopia Evaluation Trial), un ensayo clínico
multicéntrico, aleatorizado, doble ciego apoyado por el Instituto
Nacional del Ojo de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados
Unidos para evaluar si las lentes PAL (Varilux Comfort con una potencia óptica de +2,0 D) ralentizaban la tasa de progresión de la
miopía en comparación con las lentes convencionales simples (SVL,
por sus siglas en inglés) [5]. En COMET participaron 469 niños con
edades de 6 a 12 años (sin incluir los de 12) y étnicamente
diversos (46% blancos, 26% afroamericanos, 14% hispanos y 8%
asiáticos). La miopía de referencia en el punto inicial se situó ente
-1,25 D y -4,50 D. La medición principal de los resultados fue la
progresión de la miopía determinada por autorrefracción tras
cicloplejia con dos gotas de tropicamida al 1%. Se evaluó la
longitud axial, como medición secundaria de los resultados,
mediante ultrasonografía tal como se muestra en la figura 1.
Se midieron los componentes oculares de los niños incluidos en
COMET para comprobar si la ralentización de la progresión de la miopía venía acompañada de una reducción de la elongación axial.
Esta asociación era esperable a partir de los resultados obtenidos
utilizando distintos modelos animales [6].
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
3-year treatment effect of 0.20 ± 0.08D was statistically significant
(p = 0.004) but not clinically meaningful. The mean increases in the
axial length of eyes of children in the PAL and SVL groups,
respectively, were: 0.64 ± 0.02 mm and 0.74 ± 0.02 mm, with a
statistically significant difference of 0.10 ± 0.03 mm (p = 0.0009).
Cross-sectional relationship between myopia and axial length
At baseline, the Pearson correlation coefficient between axial length
and spherical equivalent myopia was 0.32 (p< 0.001) [7]. This value
is lower than what has been reported in other studies, in part because
of the limited range of myopia used as an inclusion criterion for enroll-
Con respecto a los datos de salida a 3 años de COMET, la retención
de sujetos fue excelente, con 462 de 469 (98,5%) niños completando
el seguimiento a los tres años. El aumento de la miopía en los 3 años
fue de -1,26 ± 0,06 D para el grupo con lentes PAL y de -1,46 ± 0,07
D para el grupo SVL. El efecto global del tratamiento a 3 años ajustado de 0,20 ± 0,08D fue estadísticamente significativo (p = 0,004)
pero no clínicamente significativo. Los aumentos medios de la longitud axial del ojo de los niños en los grupos PAL y SVL fueron, respectivamente: 0,64 ± 0,02 mm y 0,74 ± 0,02 mm, con una diferencia
estadísticamente significativa de 0,10 ± 0,03 mm (p = 0,0009).
Relación transversal entre miopía y longitud axial
ment in COMET. To further illustrate this point,
after five years of follow-up in COMET children,
the correlation between axial length and refractive error was 0.50, presumably because of the
increased range of myopia after that period of
time. The relatively low correlations are also due
to the influence of the cornea, as illustrated by
the gender differences seen in COMET data at
baseline. At the start of COMET girls had significantly shorter eyes than boys (OD: 23.92 mm
versus 24.36 mm, p < 0.0001), even though
they had a similar amount of baseline myopia
(-2.40 D) as boys (-2.35 D). Keratometry
showed that girls had significantly steeper
corneas than boys, which could account for
having the same amount of myopia even with
shorter eyes.
Longitudinal results for myopia and axial length
Unlike the relatively low correlation between the
amount of baseline myopia and axial length in
COMET children and the somewhat higher 5-year
correlation, the changes in myopia and axial
length were found to be highly correlated [5].
At three years the correlations between the
changes in myopia and axial length were 0.86
Fig. 1
Axial length measurement of a COMET subject
by ultrasonography.
Medición de la longitud axial de un sujeto del
estudio COMET mediante ultrasonografía.
for the children wearing PALs and 0.89 for the
children in SVLs. After five years the correlation was also high (r = 0.89),
as shown in Figure 2. These high correlations show that the progression of myopia was mainly axial in nature.
Ocular components other than vitreous chamber depth did not change
very much over three years, and similar results were found in the PAL
and SVL groups. Mean three-year changes in the eyes of COMET
children in the PAL and SVL groups, respectively, were 0.06 ± 0.11
mm, 0.07 ± 0.09 mm (anterior chamber); -0.01 ± 0.10 mm, - 0.01
± 0.08 mm (lens thickness); and 0.56 ± 0.33 mm, 0.65 ± 0.34 mm
En los valores iniciales el coeficiente de correlación de Pearson entre la longitud axial y la miopía equivalente esférica fue de 0,32 (p< 0,001)
[7]. Este valor es menor que el indicado en otros
estudios, debido en parte al rango limitado de
miopía empleado como criterio de inclusión en
el estudio COMET. Para ilustrar más profundamente este punto, después de cinco de años de
seguimiento de los niños incluidos en COMET,
la correlación entre la longitud axial y el error
refractivo fue del 0,50, presumiblemente debido
al mayor rango de miopía resultante tras ese
periodo de tiempo. Las correlaciones relativamente bajas también son debidas a la influencia de la córnea, tal como ponen de manifiesto
las diferencias entre sexos observadas en los
datos iniciales de COMET. Al inicio de COMET
las niñas tenían unos ojos significativamente más
cortos que los niños varones (diámetro externo:
23,92 mm frente a 24,36 mm, p < 0.0001),
aunque tenían una miopía similar en este punto
inicial (-2,40 D) con respecto a los niños (-2,35
D). La queratometría mostró que las niñas
tenían córneas significativamente más curvas
que los niños, lo cual podría apoyar el hecho de
tuvieran la misma miopía con ojos más cortos.
Resultados longitudinales para miopía y longitud
axial
A pesar de la relativamente baja correlación entre el nivel de miopía
en los valores iniciales y la longitud axial en los niños y niñas del
estudio COMET y la obvia mayor correlación a 5 años, se encontraron
que los cambios en la miopía y la longitud axial estaban fuertemente
correlacionados [5]. A los tres años la correlación entre los cambios
en la miopía y la longitud del eje era de 0,86 para los niños/as con
PAL y de 0,89 para los niños/as con SVL. Después de cinco años, la
correlación también era elevada (r = 0,89), tal como se muestra en
la figura 2. Estas correlaciones elevadas muestran que la progresión
de la miopía era principalmente de naturaleza axial.
(vitreous chamber). The three-year difference between groups was significant only for vitreous chamber depth (difference = -0.09 ± 0.03 mm,
95% CI: -0.15 to -0.03; p = 0.002). Lens thinning cannot account for
the differential progression of myopia in the two treatment groups, since
little evidence of lens thinning was found during the three years of
follow up. Mean changes in corneal radii were 0.03 ± 0.03 D for the
PAL group and 0.03 ± 0.07 D for the SVL group in the horizontal
meridian, and -0.01 ± 0.05 D for the PAL group and -0.01 ± 0.05 D
for the SVL group in the vertical meridian. These values did not differ
by treatment group.
Las otras características oculares al margen de la profundidad de la
cámara vítrea no cambian mucho a lo largo de los tres años, y se
encontraron resultados similares en los grupos PAL y SVL. Los cambios
medios en tres años en los ojos de los niños y niñas del estudio
COMET en los grupos PAL y SVL fueron, respectivamente, 0,06 ± 0,11
mm, 0,07 ± 0,09 mm (cámara anterior); -0,01 ± 0,10 mm, - 0,01 ±
0,08 mm (grosor del cristalino) y 0,56 ± 0,33 mm, 0,65 ± 0,34 mm
(cámara vítrea). La diferencia a los tres años entre grupos fue
significativa solamente en la profundidad de la cámara vítrea
(diferencia = -0,09 ± 0,03 mm, intervalo de confianza al 95%: -0,15
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR
At baseline in COMET, factors that were independently related to 3-year
myopia progression and axial elongation included age and ethnicity [8].
Younger age at baseline was associated with faster progression, with
myopia in 6-7 year-old children progressing 1.3 D more than myopia
in 11-year olds over 3 years. African-American children had slower
progression and eye growth than children of Asian, Hispanic, mixed,
and white ethnicity. Gender was found to be related to myopia progression
but not axial elongation, with slightly faster progression in girls.
Among these myopic children, a 0.5 mm increase in axial length was
associated with 1.0 D of myopia progression, a finding that differs from
the commonly reported association of a 1.0 mm change in axial length
corresponding to 3.0 D of progression.
Extending the benefit of treatments for myopia
In COMET the treatment benefit of PALs for both refractive error and
axial length was observed at one year, and sustained at that level over
the next two years. Similar to these results, other clinical trials of
spectacle lenses, contact lenses, and
pharmaceutical treatments have shown
that most therapies for myopia have
relatively small treatment benefits in
the first few months that do not
grow over time and thus cannot be
considered clinically meaningful [4].
Pos-sible solutions to this problem,
which could be evaluated in future studies, include combining treatments
(e.g., lenses and eye drops), switching
from one treatment to another when the
first one no longer slows myopia
progression, or introducing periods
of time without any treatment.
ERROR OF
MYOPIA
MIOPÍA
REFRACTIVO O
a -0,03; p = 0,002). No puede considerarse que la reducción del cristalino influya en la progresión diferencial de la miopía en los dos
grupos de tratamiento, dado que se encontró muy poca evidencia de
reducción del cristalino durante los tres años de seguimiento. Los cambios medios en los radios de la córnea fueron de 0,03 ± 0,03 D para
el grupo con PAL y 0,03 ± 0,07 D para el grupo con SVL en el meridiano horizontal y -0,01 ± 0,05 D para el grupo PAL y -0,01 ± 0,05 D
para el grupo SVL en el meridiano vertical. Estos valores no difieren
por grupo de tratamiento.
En los valores iniciales de COMET, entre los factores que se relacionaron independientemente a la progresión de la miopía y la elongación
axial a 3 años se encontraban la edad y el grupo étnico [8].
Una edad más joven al inicio del estudio se asocia a una progresión
más rápida, ya que la miopía en niños de 6 a 7 años avanza 1,3 D más
que la miopía en niños de 11 años a lo largo de los 3 años. Los niños
afroamericanos tienen una progresión y un crecimiento ocular más
lentos que los niños asiáticos, hispanos, mestizos y blancos. Se
encontró que el sexo está relacionado con la progresión de la miopía
pero no con la elongación axial,
con progresión ligeramente más
rápida en las niñas. Entre los niños
y niñas miopes, se asoció un
aumento de 0,5 mm en la longitud
axial con 1,0 D de progresión de
miopía, un resultado que difiere
de la asociación comúnmente
notificada de que un cambio de
1,0 mm en la longitud axial corresponde a 3,0 D de progresión.
Extensión de los beneficios de los
tratamientos de la miopía
En COMET, el beneficio de tratamiento con PAL tanto para el error
One reason why treatments may show
Fig. 2 Scatter plot showing change in myopia vs. change in axial length
refractivo y la longitud axial se
after 5 years.
limited benefits is because inclusion
observó en un año, y se mantuvo
Nube de puntos que muestra el cambio en la miopía frente al cambio
criteria for clinical trials typically are
en la longitud axial después de 5 años
en ese nivel en los siguientes dos
quite broad in order to achieve geneaños. De manera similar a estos
ralizability, yet specific treatments are not likely to work for all
resultados, otros ensayos clínicos de tratamientos con lentes de gafas,
myopic children. It may be helpful to take into account factors such
lentes de contacto y tratamientos farmacéuticos han demostrado que
as the amount of myopia, the progression of myopia in the past
la mayoría de las terapias para la miopía tienen unos beneficios de trayear, oculomotor characteristics (e.g., accommodation and phoria), and
tamiento relativamente reducidos durante los primeros meses, que no
aumentan con el tiempo y que, por tanto, no pueden considerase
parental refractive state when considering treatment options for a
clínicamente significativos [4]. Entre las soluciones posibles a este
particular child. For example, subgroup analyses in COMET showed that
problema, que podrían evaluarse en futuros estudios, se encuentran la
PALs were more effective than SVLs in children with low myopia, large
combinación de tratamientos (por ejemplo, lentes y colirios), cambio
accommodative lags, near esophoria, and two myopic parents [9, 10].
de un tratamiento a otro cuando el primero deja de ralentizar la proIf a treatment were found to slow progression over many years and with
gresión de la miopía o introducir periodos de tiempo sin tratamiento.
minimal side effects, then it would be beneficial to consider using that
Una razón por la que los tratamientos podrían mostrar esta limitación
therapy for a child at risk for the development of myopia. However,
en los beneficios es que los criterios de inclusión en los ensayos
at this time we cannot identify with certainty an at-risk child likely
clínicos típicamente son muy extensos para conseguir generabilidad,
to develop myopia. Having two myopic parents and an emmetropic
si bien los tratamientos específicos probablemente no funcionen en todos
refractive error at age 5 years are strongly associated with later
los niños miopes. Puede ser útil tener en cuenta factores como el nivel
myopia development in a child. However, the predictive potential of these
de miopía, la progresión de la miopía en el último año, las caracterísrisk factors is not high enough to justify the cost and possible side effects
ticas oculomotoras (por ejemplo, acomodación y foria) y el estado de
of treatment for a child who may never develop myopia. Another concern
refracción de los progenitores cuando se consideran las opciones de
is whether a non-myopic child would comply with any treatment, such
tratamiento para un niño concreto. Por ejemplo, los análisis por
as wearing lenses that are not needed to see clearly at distance. On the
subgrupos del ensayo COMET indicaron que las lentes PAL eran más
other hand, individuals might be more motivated to comply with any
efectivas que las SVL en niños con poca miopía, grandes retraso de acomodación, esoforia de cerca y con dos progenitores miopes [9, 10].
treatment that had been shown to prevent the development of myopia.
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Future treatment options
Two possible treatment options that might be recommended in the future
are correction of peripheral refractive errors, and many hours of
outdoor activity for children. Recent animal work has suggested that
visual signals from the fovea may not be essential for normal eye growth
since the peripheral retina appears to be able to regulate emmetropization and induce myopia in response to abnormal visual input [11].
Correction of peripheral refractive errors might be achieved by specially
designed contact lenses worn during the day or by corneal refractive
therapy with lenses worn during the night. One of the simplest
therapies for retarding myopia could turn out to be providing children
with substantial hours of outdoor activity each week, though the
mechanisms by which outdoor activity might slow eye growth need
additional study [12].
Si se encontrara un tratamiento que redujera la progresión a lo largo
de muchos años con efectos secundarios mínimos, sería beneficioso
considerar utilizar esa terapia en niños y niñas con riesgo a
desarrollar miopía. No obstante, actualmente no podemos identificar
con certeza un niño de riesgo que probablemente desarrollará miopía.
Tener dos progenitores miopes y un error de refracción (ametropía) a
la edad de 5 años está fuertemente asociado con el posterior desarrollo
de miopía en el niño. No obstante el potencial predictivo de estos
factores de riesgo no es suficientemente elevado para justificar el coste
y los posibles efectos secundarios del tratamiento para un niño que
podría no desarrollar miopía nunca. Otro aspecto es si un niño o niña
no miope cumpliría un tratamiento como, por ejemplo, llevar gafas que
no necesita para ver claramente de lejos. Por otra parte, quizás los
individuos estarían más motivados para cumplir un tratamiento del que
se hubiera demostrado que previene el desarrollo de miopía.
Opciones de tratamiento futuras
In summary, in order for treatments to be effective over long periods
of time and without producing significant side effects, more research
is needed to understand the underlying mechanisms of myopia
development and eye growth. o
Dos posibles opciones de tratamiento que podrían recomendarse en el
futuro son la corrección de errores de refracción en la periferia y que
los niños inviertan muchas horas de actividades al aire libre. Un reciente
trabajo con animales ha sugerido que las señales visuales de la fóvea
podrían no ser esenciales para el crecimiento normal del ojo ya que la
retina periférica parece ser capaz de regular la emetropización e
inducir miopía como respuesta a una entrada visual anómala [11]. La
corrección de los errores de refracción de la periferia podría lograse
mediante lentes de contacto diseñadas especialmente que se llevarían
durante el día, o mediante terapia de refracción de la córnea con lentes
que se llevarían durante la noche. Una de las terapias más simples para
retrasar la miopía podría ser proporcionar a los niños bastantes horas
de actividad al aire libre cada semana, si bien los mecanismos por los
que las actividades al aire libre pueden ralentizar el crecimiento del
ojo necesitan ser estudiados con más profundidad [12].
En resumen, para que los tratamientos sean eficaces en periodos
prolongados de tiempo y sin producir efectos secundarios significativos, es necesario investigar más con el fin de poder entender
los mecanismos subyacentes en el desarrollo de la miopía y en el
crecimiento del ojo. o
references - referencias
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR
ERROR OF
MYOPIA
MIOPÍA
REFRACTIVO O
A perspective on the evolution and management of myopia
Una perspectiva sobre la evolución y gestión de la miopía
Kovin S. Naidoo
Diane B. Wallace
Global Programs Director (ICEE, International Centre for Eyecare
Education), Associate Professor University of KwaZulu-Natal
Director de Programas Mundiales (ICEE, International Centre for Eyecare
Education) (Centro Internacional de Formación en Oftalmología),
Profesor Asociado de la Universidad de KwaZulu-Natal
Global Programs
Coordinator (ICEE)
Coordinadora de
Programas Mundiales
(ICEE)
Uncorrected myopia (short-sightedness) is a major public health
challenge restricting employment opportunities, affecting the learning
ability of children and limiting the quality of life of affected individuals.
Further to this, high degrees of myopia create an increased risk of
retinal detachment and possibly, visual impairment and blindness.
Recent reviews of the epidemiology of myopia reveal that the prevalence
and incidence of myopia have been increasing, especially in Asian
populations where myopia has reached epidemic proportions (McCarty,
2006). The number of myopes in the world is estimated to grow
from 1.6 billion currently to a staggering 2.5 billion by 2020
(Sweeney 2007).
La miopía no corregida es un gran desafío de sanidad pública que limita
las oportunidades de empleo y que afecta la capacidad de aprendizaje de los niños limitando la calidad de vida de los individuos
afectados. Además de esto, grados elevados de miopía crean un riesgo
mayor de desprendimiento de retina y, posiblemente, discapacidad visual
y ceguera. Estudios recientes de la epidemiología de la miopía
revelan que la prevalencia e incidencia de la miopía han venido aumentando, especialmente entre la población asiática en donde la miopía
ha alcanzado proporciones epidémicas (McCarty, 2006). Se estima que
la cantidad de miopes en el mundo va a aumentar de 1 600 millones
actuales a unos impresionantes 2 500 millones en 2020 (Sweeney 2007)
Development of Myopia
Expansión de la Miopía
Myopia occurs when light is focussed in front of the retina (Kolata, 1985)
due to the eyeball being either too long or the cornea having increased curvature as compared to the standard eye. Consequently, distant
objects appear blurred while near objects are visually clear. Infant eyes
undergo a process of emmetropization whereby both the average amount
and the variance in the distribution of refractive errors are reduced (Mutti,
2005). The refractive status shifts from hyperopia and astigmatism to
emmetropia (zero refractive error). Failure to achieve emmotropization
results in myopia, which can be classified into two groups according
to the magnitude of myopia i.e. low to moderate degree of myopia
(referred to as simple myopia of the magnitude -0.5 to -6.0 dioptres)
and high or pathological myopia of the magnitude i.e. greater than
6.0 dioptres (Maduka, Okoye and Eze, 2009).
La miopía ocurre cuando la luz se focaliza delante de la retina (Kolata,
1985). La miopía ocurre cuando la luz es enfocada delante de la retina
(Kolata, 1985) porque el glóbo ocular o bien es demasiado largo o bien
la córnea ha aumentado su curvatura cuando se compara con el ojo
estándar. Como consecuencia, los objetos distantes aparecen borrosos
mientras que los objetos cercanos son visualmente claros. Los ojos de
los bebés pasan por un proceso de emetropización mediante el cual se
reducen tanto la cantidad media como la variación en la distribución
de los errores refractivos (Mutti, 2005). La condición en la refracción
pasa de la hipermetropía y astigmatismo a la emetropía (cero error refractivo). La imposibilidad de concretar la emetropización conduce a la
miopía, que puede clasificarse en dos grupos dependiendo de la magnitud de la miopía, por ejemplo, de un grado bajo a moderado de miopía (a menudo referido como miopía simple, con una magnitud
-0.5 a -6.0 dioptrías) y miopía magna o patológica si la magnitud es
mayor de 6.0 dioptrías (Maduka, Okoye y Eze, 2009).
Causes of Myopia
In 1885, Fuchs stated that “acquired myopia is the result of several
factors, among which prolonged work requiring close vision takes the
first place” (Fuchs, 1885). More than a century later, we cannot fully
explain the cause of myopia, although the rapid increase in its
prevalence in the past century provides some clues about its aetiology
(McCarty, 2006). Myopia has traditionally been considered to be a genetically pre-determined refractive condition, though more recent
indications are that environmental factors such as excessive near work
have an effect on the development and progression of myopia
(Fredrick, 2002; Mutti, 1996).
Risk factors for the onset and progression of myopia include (Saw, 1996):
• Genetic predisposition or family history;
• Premature and low birth weight individuals;
• Cumulative effect of excessive near work.
Myopia can be broadly classified into 2 categories (Saw, 1996, Wilson,
1989):
1. Physiological - simple myopia not linked to any notable degenerative fundus changes;
2. Pathological - progressive or degenerative myopia usually leading to
abnormal lengthening of the eyeball and risk of retinal detachment
(Rosenfield, 1998).
20
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Causas de la Miopía
En 1885, Fuchs declaró que "la miopía adquirida es el resultado de
varios factores, entre los cuales figuran, en primer lugar, horas de
trabajo prolongadas que necesitan una visión de cerca " (Fuchs, 1885).
Más de un siglo después, no podemos explicar completamente la causa
de la miopía, aunque el aumento rápido de su prevalencia en el siglo
pasado nos ofrece algunas pistas sobre su etiología (McCarty, 2006).
La miopía tradicionalmente ha sido considerada un trastorno de la
refracción predeterminada genéticamente, aunque hay más indicaciones
recientes que apuntan a que factores ambientales como excesivo
trabajo de cerca tienen un efecto en el desarrollo y progresión de la
miopía (Fredrick, 2002; Mutti, 1996).
Los factores de riesgo del inicio y progresión de la miopía incluyen
(Saw, 1996):
• Predisposición genética o historia familiar;
• Nacimiento prematuro o bajo peso al nacimiento;
• Efecto acumulativo de cantidad excesiva de trabajo de cerca.
La miopía puede clasificarse, de manera general, en dos categorías
(Saw, 1996, Wilson, 1989):
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE ERROR OF MYOPIA
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR REFRACTIVO O MIOPÍA
Corrective options
Conventional methods of correcting myopia have been single vision
spectacles and contact lenses (Gwiadza, 2009). Increasingly, bifocal
lenses and progressive lenses are being used in myopia control.
In younger patients, bifocal lenses are occasionally used to slow the
progression of myopia (Hyman 2001).
Soft contact lenses have been used extensively to correct simple
myopia, with rigid gas permeable lenses used for high myopia (Nio,
2003). While, patients desire comfort, clarity of vision, and prolonged
contact lens wear when contact lenses are used as a refractive correction,
practitioners require maintenance of the integrity of the eye with
minimal complications that jeopardize vision or ocular health
(Foulks, 2006). For 30 years, contact lens research focused on the need
for high oxygen-permeable (Dk) soft lens materials as this was seen as
necessary to maintaining corneal integrity over the long term. High Dk
silicone hydrogel contact lenses, made available in 1999, met this need,
allowing as much as seven times more oxygen to pass through to the
cornea (Stapleton 2006). The availability of highly oxygen permeable
contact lenses has therefore increased the tolerance and safety of contact
lens wear. These improvements, together with those in lens design and
maintenance products have reduced but not eliminated the risks of
infection, inflammation, other reactions associated with contact lens
wear (Fou lks, 2006).
1. Fisiológicas - miopía simple no asociada con ningún cambio
degenerativo notable del fondo del ojo;
2. Patológicas - miopía progresiva o degenerativa habitualmente
conducente a un alargamiento anormal del globo ocular y riesgo de
desprendimiento de retina (Rosenfield, 1998).
Opciones correctoras
Los métodos convencionales de la corrección de la miopía han sido
las gafas de visión monofocales y lentes de contacto (Gwiadza, 2009).
Cada vez más, se utilizan las lentes bifocales y lentes progresivas en
el control de miopía. En los pacientes más jóvenes se utilizan las lentes
bifocales para desacelerar la progresión de la miopía (Hyman 2001).
Se han utilizado ampliamente las lentes de contacto blandas para
corregir la miopía simple y las lentes rígidas permeables al gas para la
miopía alta (Nio, 2003). Mientras que los pacientes desean confort,
claridad de visión y poder utilizar de manera prolongada sus lentes de
contacto, se utilizan como corrección refractiva, los profesionales de
la visión desean que se mantenga la integridad del ojo con el mínimo
de complicaciones que puedan poner en peligro la visión o la salud
ocular (Foulks, 2006). Durante 30 años, la investigación sobre las lentes
de contacto se han focalizado en la necesidad de materiales altamente
permeables al oxígeno (Dk) para lentes blandas puesto que esto se consideraba necesario para mantener la integridad corneal a largo plazo.
Las lentes de contacto de hidrogel de silicona con alto nivel de
permeabilidad (Dk), disponibles en 1999 satisficieron esta necesidad,
permitiendo el paso de siete veces más oxígeno en la córnea (Stapleton
2006). Por lo tanto, la disponibilidad de lentes de contacto altamente
permeables al oxígeno ha aumentado la tolerancia y la seguridad de
utilización de las lentes de contacto. Estas mejoras, junto con el diseño
de las lentes y productos de mantenimiento han permitido reducir pero
no eliminar los riesgos de infección, inflamación u otras reacciones
asociadas con la utilización de lentes de contacto (Foulks, 2006).
La ortoqueratología utiliza lentes rígidas para dar una nueva forma a
la córnea y, por lo tanto, transformar el error refractivo y actualmente
hay un resurgimiento de su popularidad debido al avance en el diseño
de las lentes y la mejora del material rígido e impermeable al gas.
La ortoqueratología puede tener un efecto corrector y de control/
prevención en la miopía infantil. No obstante, existen variaciones
significativas en los cambios en la longitud del ojo entre los niños y
no hay manera de predecir el efecto en los individuos (Cho, 2005).
Fig. 1
Intracorneal Rings - plastic inserts placed in the cornea
which flatten the central cornea to correct low degrees of myopia
(sourced from www.isecmalaysia.com).
Anillos intracorneales - dispositivos de plástico en la córnea
que aplana la córnea central para corregir bajos niveles de miopía
(fuente: www.isecmalaysia.com).
Orthokeratology uses rigid lenses to reshape the cornea and thus alter
the refractive error and is enjoying a revival in popularity due to the
advancements in lens design and the improvement in RGP material.
Ortho-k can have both a corrective and preventive/control effect in
childhood myopia. However, there are substantial variations in changes
in eye length among children and there is no way to predict the
effect for individual subjects (Cho, 2005).
Increasingly refractive surgery has become an option for vision correction.
In myopia the laser flattens the central cornea and brings the focal point
back on to the retina. Currently Laser in situ keratomileusis (LASIK)
is the most commonly performed refractive surgery. According to Andrew
Velazquez, “Of current refractive procedures, LASIK offers the least
discomfort and the most rapid postoperative healing and visual
improvements. Epi-LASIK, photo refractive keratectomy [PRK], and
laser epithelial keratomileusis [LASEK] are usually reserved for
patients whose corneas are too thin or shaped in a way that rules
out LASIK” (Velazquez, 2007).
Other surgical corrective options are clear lens extraction, implantable
contact lens (between the iris and lens) intracorneal lens implants (within
the cornea) and intracorneal ring segments (plastic arcs in the peripheral
cornea) (Fig 1).
The use of pharmaceutical agents, as a result of costs and discomfort,
has been limited. Pharmaceutical agents such as atropine have been
Cada vez más, la cirugía refractiva se ha convertido en una opción
para corregir la visión. En la miopía, el láser aplana la córnea central
y reubica el punto de focalización hacia la retina. Actualmente, el
procedimiento LASIK (Queratomileusis por láser in situ) es la cirugía
refractiva más comúnmente realizada. Según Andrew Velazquez, “de
los procedimientos refractivos actuales, LASIK es el que presenta el
menor grado de incomodidad y gracias a éste, la recuperación
postoperatoria es más rápida y con el mayor nivel de mejoras visuales.
Epi-LASIK, la queratectomía foto refractiva [PRK], y la queratomileusis epitelial por láser [LASEK] habitualmente se reservan a los
pacientes cuyas córneas son demasiado delgadas o cuya forma no
corresponde a las reglas de indicación de LASIK” (Velazquez, 2007).
Otras opciones quirúrgicas correctoras son la extracción del cristalino,
implantes de lentes de (entre el iris y el cristalino) implantes de lentes
intracorneales (dentro de la córnea) y segmentos de anillos intracorneales
(anillos de plástico en la córnea periférica) (Fig. 1).
La utilización de agentes farmacológicos, como resultado de costes
e incomodidad ha sido limitada. Los fármacos como la atropina se
ha utilizado con éxito relativo en algunas partes del mundo para
reducir la progresión de la miopía, aunque la mayoría de las pruebas
identi-ficadas mediante estudios realizados muestra que en general,
la mayoría de las terapias para la miopía tienen pocos beneficios a
través del tratamiento y cuya duración es relativamente corta o tienen
efectos secundarios significativos (Gwiazda, 2009).
Proyectos futuros : Lentes de contacto
La solución para reducir la infección ocasionada por las lentes de
contacto y el desarrollo de lentes de contacto más asequibles sigue
siendo eludida. Aunque los beneficios en la salud ocular de las lentes
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NON-MEDICAL SCIENTIFIC FILE / REFRACTIVE
EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / ERROR
ERROR OF
MYOPIA
MIOPÍA
REFRACTIVO O
used with relative success in some parts of the world in reducing the
progression of myopia, though the bulk of evidence from wellconducted studies shows that overall, most therapies for myopia
have small treatment benefits that last for a relatively short period of
time or have significant side effects (Gwiazda, 2009).
Future prospects : Contact Lenses
The solution to the reduction of infection from contact lenses and the
development of more affordable contact lenses remain elusive.
Although the ocular health benefits of silicone hydrogel lenses have
increased the length of time lenses can be worn overnight, the risk of
infection is similar to that found with other soft lens types, and
overnight wear remains a higher risk factor for infection than daily wear,
regardless of lens material (Stapleton, 2006). Future contact lens
research will focus on gaining a better understanding of the way in which
contact lenses interact with the corneal surface, upper eyelid, and
the tear film, and the lens-related factors contributing to infection and
inflammatory responses (Stapleton, 2006). Further the development
of affordable and highly oxygen permeable contact lens materials that
meet the criteria for ocular health are critical to the growth of the contact
lens market (Papas).
Corneal Onlay
The corneal onlay project of the Vision CRC in Australia is developing
a permanent correction for refractive errors with an implantable contact
lens. A synthetic lens is surgically placed under the superficial layer
of corneal tissue (the epithelium), altering the corneal curvature.
The lens is designed to provide stable vision for at least five years, while
being a reversible procedure in which no permanent functional or
structural damage is done to the eye.
Anti-Myopia Products
That Arrest, Slow or Control the Progression Of Myopia
The ability to focus images on the peripheral retina may influence
emmetropisation. A novel optical device that controls image formation
in this region may be a major breakthrough in eliminating or slowing
the progression of myopia (Papas).
Conclusion
The elevation of uncorrected refractive error in the blindness
prevention agenda has increased the focus on myopia and the
management thereof. Achieving greater access and efficiency in the
management of myopia is thus a critical challenge for eye care
professionals. o
de hidrogel de silicona han aumentado el tiempo en el que las lentes
pueden ser llevadas durante la noche, el riesgo de infección es
similar al que se presenta en otros tipos de lentes blandas y el porte
durante la noche sigue siendo un mayor factor de riesgo de infección
que el porte diario, independientemente del material de las lentes
(Stapleton, 2006). Investigaciones futuras sobre las lentes de contacto
se concentrará en tener una mejor comprensión de la manera en la que
las lentes de contacto interactúan con la superficie corneal, párpado
superior y la capa de desgaste y los factores relacionados con las lentes
que contribuyen a la infección y a respuestas inflamatorias (Stapleton,
2006). Además del desarrollo de materiales de lentes de contacto
altamente permeables al oxígeno con un precio asequible y que cumplan con los criterios de salud ocular son fundamentales para el
crecimiento del mercado de las lentes de contacto (Papas).
Corneal Onlay
El proyecto de onlay corneal de la Visión CRC en Australia desarrolla
una corrección permanente para los errores refractivos con una lente
de contacto implantable. Una lente sintética se coloca quirúrgicamente
bajo la capa superficial del tejido corneal (el epitelio), para alterar la
curvatura de la córnea. La lente está diseñada para procurar una visión
estable durante por lo menos cinco años, a la vez que se trata de un
procedimiento reversible en el cual no se ocasiona ningún daño
funcional o estructural permanente al ojo.
Productos contra la miopía que detienen, desaceleran o controlan la
progresión de la miopía
La posibilidad de focalizar imágenes en la retina periférica puede
influenciar la emetropización. Un nuevo dispositivo óptico controla la
formación de la imagen en esta región puede constituir un avance
significativo a la hora de eliminar o desacelerar la progresión de la
miopía (Papas).
Conclusión
El haber atribuido una mayor importancia a los errores refractivos no
corregidos en la prevención de la ceguera ha permitió aumentar la
focalización en la miopía y su consecuente gestión. Por lo tanto, el
alcanzar un mayor acceso y eficiencia en la gestión de la miopía es un
reto crítico para lo profesionales ópticos. o
references - referencias
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE LA MIOPÍA
Lenses to slow the progression of myopia
Lentes para disminuir la progresión de la miopía
Elodie Camaret
Björn Drobe
Design Product Manager,
Essilor Charenton
Jefe de producto de
Diseños, Essilor Charenton
Study Manager, Research &
Development, Essilor,
Singapore
Responsable de estudios,
Investigación y Desarrollo
Essilor Singapur
An increase in myopia
La progresión de la miopía
Myopia remains, for the most part, a mystery. We know how to
measure it, correct it, even operate upon it, but we are still largely in
the dark as to its origin. The two main causes of myopia are heredity
and environmental factors.
En una gran parte, la miopía sigue siendo un misterio. Sabemos medirla,
corregirla, operarla pero se conoce bastante mal su origen. Las dos
causas principales de la miopía son la herencia y los factores
medioambientales.
It has been shown that lifestyle, place of residence, cultural level and the number of years
spent studying can play a role in the evolution
or even the appearance of myopia in young
people. Frequent use of near vision and a short
working distance are also factors that encourage
the onset of myopia as well as its progression.
It is presumed that factors such as diet or the
frequent use of computer screens could also be
involved in the onset of myopia.
Over these past few years the number of myopes
has increased considerably. American researchers
have just established that the rate of myopia in
the United States has increased from 25% in
the seventies to almost 42% at the beginning
of the year 2000 [1].
But it is most particularly found in Asia, where
there are up to 80% of myopes in some countries. The first signs of myopia generally appear
at around the age of 6 and progression can reach
up to two dioptres per year. Progression usually stops when the child
stops growing. In Asia, it is not unusual to see children with myopia
of -8 dioptres or more.
Progressive myopia is due to abnormal lengthening of the eye. As well
as the need for visual correction, myopia increases the risks of ocular
pathologies, such as retinopathies, retinal detachment or glaucoma. High
myopia therefore has major consequences on ocular health. These vision
problems can also have an impact on social life: in China, policemen,
soldiers and pilots have to have good vision to be able to do their jobs.
Se ha demostrado que los hábitos de vida, el lugar
de residencia, el nivel cultural, la cantidad de
años de estudios podrían desempeñar un papel
en la evolución, incluso en la aparición
de la miopía en los jóvenes. La frecuencia de
utilización de la visión de cerca así como una
distancia de trabajo cercana también son dos
factores que favorecen la aparición de la miopía
así como su progresión. Por lo demás, suponemos que factores como la alimentación o la utilización frecuente de pantallas de ordenadores
podrían también estar implicados en la génesis
de la miopía.
En estos últimos años, la cantidad de miopes ha
aumentado significativamente. Investigadores
estadounidenses acaban de constatar que la tasa
de miopes en Estados Unidos ha pasado del 25%
en los años 1970 a casi el 42% a principios de
los años 2000 [1].
No obstante, particularmente en Asia, en
algunos países, hasta el 80% de la población son
miopes. Las primeras señales de la miopía aparecen generalmente hacia
la edad de los 6 años y su progresión puede alcanzar hasta dos dioptrías al año. Esta progresión se detiene con mayor frecuencia cuando
el niño alcanza su estatura de adulto. En Asia no es nada extraordinario
ver a niños miopes con -8 dioptrías o más.
Research and the first solutions
La progresión de la miopía se debe a un alargamiento anormal del ojo.
Fuera de la necesidad de corrección visual, la miopía aumenta los riesgos de patologías oculares, como las retinopatías, desprendimientos de
la retina o glaucoma. Las fuertes miopías tienen por tanto consecuencias
importantes en la salud ocular. Estos problemas visuales pueden
también tener un impacto en la vida social: en China, los policías, los
soldados o los pilotos deben tener una buena visión para poder
ejercer su profesión.
Since the eighties, Essilor has participated actively in various studies
on the effect of power additions on myopia progression [2,3,4].
It is shown from these studies that progressive lenses can slow by up
En la medida en donde se podría reducir por la mitad la evolución de
la miopía, se reduciría entonces los riesgos de patologías retinianas de
un factor de 10.
If the development of myopia could be reduced by half, we would then
reduce the risks of retinal pathologies by a factor of 10.
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE
to 40% the progression of myopia amongst children with near point esophoria, that is about 1/3 of children. For the remaining 2/3, children
with exophoria or near point orthophoria, the wearing of a power addition has no effect and may potentially increase their myopia [5] in the
case of strong exophoria.
On the other hand, a recent study undertaken by Doctor Desmond Cheng
in Canada, has shown that a prototype lens, combining a power addition with a “base-in” prism for near vision, could slow the progression
of myopia by almost 60% in these same children with exophoria [6].
This lens with prismatic addition is currently the most efficient noninvasive solution.
To assist the eye care professional, Essilor has created a very simple
measuring tool known as Myopilux (Fig. 1). He can decide at a glance
on the phoria of his young patient and thus prescribe the best
equipment to slow the progression of myopia: progressive lenses or lenses
with prismatic addition.
Since 2005, Essilor has been selling progressive lenses for children on
the Asian market (China and Taiwan), known as “Essilor Junior”. A major
advertising campaign was used at the Shanghai Optical Fair in 2006
to promote progressive lenses for
children and inform parents of the
potential risk of progressive myopia.
The aim was also to train Chinese
opticians in how to use the Myopilux
and how to offer a progressive lens
to a child, who corresponds strictly
to inclusion criteria.
Further research undertaken by
Essilor to design progressive lenses
for children included measurements
being taken on Chinese children,
combining biometry, wear parameters and posture for near vision.
In 2008 these resulted in a new
Fig. 1 Myopilux - Myopilux
prototype lens and in 2009 Essilor
Asia put on the market the first
progressive lens specifically created for Asian myopic children by the
Singapore R&D department and protected by international patents,
the “Essilor Junior NG”.
For many years Essilor's truly ethical approach has involved it in the
control of myopia, particularly through programmes and R&D
partnerships dedicated to progressive myopia and active participation
in wearer tests. As and when studies are carried out, new products will
be launched in order to slow further still the progression of myopia in
young people. o
LA MIOPÍA
La investigación y primeras soluciones
Desde los años 80, Essilor ha participado activamente en diferentes
estudios sobre el efecto de adiciones de potencia en la progresión de
la miopía [2,3,4]. De estos estudios se desprende que las lentes progresivas pueden parar hasta el 40% de la progresión de la miopía en
los miopes esofóricos de cerca, es decir, aproximadamente 1/3 de los
niños. Para los 2/3 restantes, exofóricos u ortofóricos de cerca, el uso
de una adición de potencia es sin efecto y potencialmente puede
aumentar su miopía [5] en caso de exoforias fuertes.
En cambio, un estudio reciente realizado por el Doctor Desmond Cheng
en Canadá ha mostrado que una lente prototipo combinando una
adición de potencia y un prisma de “base interna” en visión de cerca
podría desacelerar la progresión de la miopía en más del 60% en estos
mismos niños exofóricos [6]. Esta lente con adición prismática es
actualmente la solución no invasiva más eficaz.
Para ayudar al prescriptor, Essilor ha creado una herramienta de
medición muy sencilla, denominada Myopilux (ver imagen). En un solo
vistazo, el prescriptor puede determinar la foria de su joven paciente
y, de esta manera, ajustar la mejor prescripción para desacelerar la progresión de su miopía: lentes progresivas o lentes de adición prismática.
Desde 2005, Essilor ha comercializado en el mercado asiático (China y
Taiwán) una lente progresiva para
niños, conocida con el nombre de
“Essilor Junior”. Se ha realizado una
gran campaña de comunicación en
la feria “Shanghai Optical Fair” en
2006 para promover las lentes progresivas para niños e informar a los
padres de los riesgos potenciales de
la miopía progresiva. El objetivo
también era formar a los ópticos
chinos para saber cómo utilizar el
Myopilux y cómo proponer una
lente progresiva a un niño que corresponda estrictamente a los criterios
de inclusión.
En la continuidad de las investigaciones realizadas en Essilor para
diseñar lentes progresivas para niños, se han practicado mediciones en
niños chinos combinando biometría, parámetros de porte y postura en
visión de cerca. Esto ha conducido a una nueva lente prototipo en 2008.
De esta manera en 2009 Essilor Asia introdujo en el mercado la
primera lente progresiva específicamente creada para los niños miopes
asiáticos por parte del departamento de I & D de Singapur y protegida
por patentes internacionales “Essilor Junior NG”.
Desde hace años, Essilor se implica, mediante una verdadera actuación ética, en el control de la miopía, particularmente a través de
programas y colaboraciones de I+D dedicados a la miopía progresiva
y a una participación activa en las pruebas de porte. A lo largo de los
estudios realizados se sacarán nuevos productos con el fin de poder
desacelerar aún más la progresión de la miopía entre los jóvenes. o
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE LA MIOPÍA
Experience with correcting myopia
with different types of contact lenses
Experiencia en la corrección de la miopía
con diferentes lentes de contacto
Edward S. Bennett
OD, MSEd, FAAO, St Louis, MO
Doctor en Optometría (OD), Maestro en Ciencias de la
Educación Científica (MSEd), Fundación de la Academia
Americana de Oftalmología (FAAO), San Luís, Missouri
The ability to correct myopia with contact lenses in 2010 is achieved
via new lens materials and designs that optimize vision, including
aberration-control designs, second and third generation siliconehydrogel (Si-Hy) lens materials, and high oxygen permeable (Dk)
fluoro-silicone/acrylate (F-S/A) materials. The expected reduction in
contact lens use with myopes worldwide as a result of the impact of
refractive surgery has yet to occur.
Contact lenses versus spectacles in myopia
There are many benefits for fitting myopic - notably highly myopic individuals into contact lenses versus maintaining spectacle wear.
The overall field of view is greater (100˚ versus 80˚ with spectacles),
fewer optical aberrations are present as the patient views through the
optical center of the lens at all times, the eyes do not appear as
minified to the viewer and contact lenses increase the magnification
of the retinal image, and the induced prismatic effects with oblique
gaze are eliminated [1,2]. The only possible compromise would be the
pre-presbyopic high myope who loses the Base In effect achieved
with spectacles during near work, requiring more convergence and
accommodation and possibly necessitating a near correction earlier
than with spectacles.
Rigid gas permeable (GP) lens : applications, design and fitting
Lens Materials. The use of silicone-acrylate lens materials have been
replaced by fluoro-silicone/acrylate(F-S/A) materials which provide
greater oxygen permeability, wettability and stability than their predecessors. They have been divided into low Dk (25-49), high Dk (50-99)
and hyper Dk (≥ 100) [3]. A minimum oxygen transmission value
(Dk/center thickness x 10) of 24 is recommended for edema-free daily
wear [4] and 125 for extended wear [5]. Therefore, the low Dk lens
materials should meet this criterion for the daily wear myope, whereas
the hyper DK materials - notably Boston X02 (141 Dk from Bausch &
Lomb), FluoroPerm 151 (151 Dk from Paragon Vision Sciences),
and Menicon Z (163 from Menicon) meet this criterion for the myopic
extended wear patient.
Applications. The most important application of GP lenses is for patients
desiring – or benefitting from – good quality of vision. Notably moderate-to-high astigmatic, irregular cornea, and presbyopic individuals
benefit from both the ability to mold the front surface of the cornea and
En 2010, es posible corregir la miopía gracias a nuevos materiales y
modelos que optimizan la visión, particularmente con los modelos que
limitan la aberración, las lentes de contacto en hidrogel de silicona de
segunda y tercera generación y los materiales de alta permeabilidad al
oxígeno (alto nivel de Dk) en acrilato de fluorosilicona (F-S/A).
La cirugía refractiva todavía no le ha quitado el puesto de favoritas a
las lentes de contacto entre los miopes del mundo entero y no se ha
visto la anunciada disminución de la demanda.
Gafas o lentes de contacto contra la miopía : comparacíon
Recurrir a las lentes de contacto en vez de seguir llevando gafas
presenta numerosas ventajas para los miopes, particularmente para las
personas que sufren de una miopía muy fuerte. El campo visual es más
amplio (100° en vez de los 80° con las gafas), hay menos aberraciones
ópticas cuando el paciente mira por el centro óptico de las lentes de
contacto de manera permanente; para el observador, el tamaño del ojo
no tiene una apariencia reducida, las lentes de contacto aumentan la
magnificación de la imagen retiniana y se eliminan los efectos
prismáticos con la mirada oblicua inducida [1,2]. El único compromiso
posible sería el caso de un miope pre-présbita que pierda el efecto de
la base interna obtenido con las gafas cuando se trabaja de cerca y que
requiera mayor convergencia y acomodación; tal vez necesitaría una
corrección para ver de cerca antes que si fuera usuario de gafas.
Lentes de contacto rígidas permeables al gas (GP) : aplicaciones, diseño
y adaptación
Materiales. El silicona-acrilato fue sustituido por el acrilato de fluorosilicona (F-S/A) , que aporta una permeabilidad al oxígeno, una posibilidad de humidificación y una estabilidad superiores a las de los materiales anteriores. Se repartieron en tres grupos : Dk bajo (25 - 49), Dk
elevado (50-99) e híper Dk (≥ 100), [3]. Se requiere un valor mínimo
de transmisión de oxígeno (Dk/ espesor central x 10) de 24 para poder
llevarlas sin edema [4] y 125 en caso de que se lleven durante largo
tiempo [5]. Como consecuencia, los materiales de lentes de contacto
con un Dk bajo deben responder a este criterio para un miope que las
lleva todos los días mientras que los materiales con híper Dk,
especialmente Boston X02 (141 Dk de Bausch & Lomb), FluoroPerm
151 (151 Dk de Paragon Vision Sciences), y Menicon Z (163 de
Menicon) cumplen con este criterio para el paciente que utiliza sus lentes
de contacto durante largo tiempo.
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE
LA MIOPÍA
the optical quality of GP lenses. Special design GPs are not within the
Aplicaciones. La mayor aplicación de las lentes de contacto GP es para
aquellos pacientes que desean una buena calidad de visión (o que se
benefician de ella). Los pacientes con un astigmatismo moderado a
astigmatic subjects wore both soft toric and GP lenses, almost 75%
fuerte, pacientes con una irregularidad corneal o los présbitas pueden
preferred the vision of the GPs and the majority elected to stay in
beneficiarse de la posibilidad de moldear la superficie frontal de la
them [6]. This is consistent with studies comparing spherical GP to
córnea y de la calidad óptica de las lentes de contacto GP. Las lentes
spherical soft lenses.[7,8] GP lenses have also demonstrated an
de contacto GP de diseño especial no son el objeto del presente
ability to reduce spherical aberration when worn [9] and, in fact, when
artículo pero recientemente se ha descubierto que cuando sujetos con
subjects were corrected with multiple modalities it has been found
un astigmatismo muy fuerte llevan lentes de contacto tóricas blandas
that correction with GP lenses resulted in significantly better optical
y lentes de contacto GP, casi el 75% de ellos prefieren las lentes
quality than soft lenses or spectacle lenses.[10] This was a result of
de contacto GP y la mayoría desean conservarlas [6]. Estas cifras
the ability of GP lenses to reduce both the eye’s asymmetric aberrations
concuerdan con las cifras de los estudios de comparación de las
as well as positive spherical aberration. The low risk of ocular infecesféricas GP con las esféricas blandas [7,8]. Las lentes de contacto
tion and inflammation due to the absence of limbal compression and
GP también tienen la propiedad de reducir la aberración esférica durante
less risk of adherence have always
su porte [9] y, en efecto, cuando se
been benefits of GP lenses.
proponen diferentes soluciones de
corrección a los pacientes, hemos
Design and Fitting. The smaller size
descubierto que las lentes de
of GP lenses, resulting in greater
contacto GP brindaban una calidad
movement on the eye and more inióptica netamente superior a la de las
tial lid sensation and lens awareness,
lentes de contacto blandas o las gafas
in addition to their custom lens des[10]. Esto se explica por el hecho de
ign, have deterred practitioners from
que las GP permiten reducir a la vez
fitting GP lenses to many patients who
las aberraciones asimétricas así como
would benefit from this modality.
la aberración esférica positiva del ojo.
However, presenting GPs in a positive
El bajo riesgo de infección ocular y
but realistic manner [11], use of a
de inflamación debido a la ausencia
topical anesthetic immediately prior
de compresión límbica y el menor
to initial lens application [12,13], and
riesgo de adherencia siempre han
lens design improvements can all
abogado a favor de las lentes de
Fig. 1 A pseudo-steep fluorescein pattern resulting from the blocking
result in a positive initial experience
contacto GP.
of fluorescence in an ultraviolet inhibiting GP lens material in a high
for the myopic patient. Lens designs
minus ower. (from Davis LJ, Bennett ES (15)).
Diseño y adaptación. El tamaño
Línea pseudomarcada a la fluoresceína debido al bloqueo de la
in common use today have larger ovefluorescencia en un material de lente de contacto GP anti-UV
reducido de las GP permite un
de potencia débil y fuerte. (Davis LJ, Bennett ES (15)).
rall diameters (often 9.5 - 10.5mm)
movimiento más amplio en el ojo,
resulting in less movement on the eye,
una sensación de cobertura inicial superior y una mayor conciencia de
ultrathin profiles – reducing lens mass and optimizing centration, and
la presencia de la lente que, aunados al diseño personalizado, han
aspheric or pseudo-aspheric peripheries to better align the lens to the
persuadido a los médicos proponer las lentes de contacto GP a una gran
cornea [14]. The use of a plus lenticular with high (often ≥ 5D) minus
cantidad de pacientes que podrían beneficiarse de ellas. No obstante,
lenses reduces the edge thickness to optimize comfort while allowing
presentar a las lentes de contacto bajo un ángulo a la vez positivo y
scope of this paper but it has recently been found that when highly
a better view of the peripheral fluorescein pattern [15] (Fig.1). In
realista [11], la utilización de un anestésico tópico inmediatamente antes
addition, new corneal-scleral designs (13.5 -16mm) are now being
de la primera aplicación [12,13] así como las mejoras aportadas al
advocated for first-time myopic contact lens wearers [16]. All of these
diseño de las lentes de contacto pueden constituir una primera expe-
factors should optimize initial comfort.
riencia positiva para los pacientes miopes. Los modelos de lentes de
Silicone hydrogel applications and fitting
contacto habitualmente utilizadas hoy tienen mayores diámetros (a
menudo de 9,5 a 10,5 mm), lo cual limita el movimiento en el ojo, per-
Materials, Designs and Fitting. The introduction of silicone hydrogel
(Si-Hy) lens materials in the late 1990s has resulted in lenses that
files ultrafinos reducen la masa de la lente de contacto y optimizan el
centrado y las periferias asféricas o pseudo asféricas para mejor alinear
provide several times more oxygen transmission than their hydrogel pre-
la lente de contacto en la córnea [14]. La utilización de una lente len-
decessors. Whereas the highest Dk value obtainable with a HEMA-based
ticular con una lente de fuerte y débil potencia (a menudo ≥ 5D) reduce
hydrogel lens was approximately 40 [17], silicone hydrogel materials
el espesor del borde para optimizar el confort a la vez que permite ver
have Dk values ranging from 60 - 140. Although representing only 30%
mejor la línea periférica a la fluoresceína [15] (Fig.1). Además, actual-
of soft lenses prescribed worldwide, their use is rapidly increa-
mente se recomiendan los nuevos modelos corneo-esclerales (13.5 -
sing.[18]. The nonwetting or hydrophobic nature of silicone has been
16mm) a los miopes que van a llevar lentes de contacto por primera
neutralized by such factors as plasma treatment, wettable macromers,
vez [16]. El conjunto de estos factores deberían optimizar el confort
or moisturizing agents within the material. The first generation of Si-
inicial. Figura 1: línea pseudomarcada a la fluoresceína debido al
Hy materials had a higher modulus of elasticity than hydrogel lenses
bloqueo de la fluorescencia en un material de lente de contacto GP
which allows for greater rigidity, ease of handling and potentially
anti-UV de potencia débil y fuerte. (Davis LJ, Bennett ES (15)).
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE LA MIOPÍA
better visual acuity 19.] However, the stiffer modulus can cause edge
fluting as well as superior mechanical chaffing resulting in superior
epithelial arcuate lesions (SEALs) [20]. The introduction of second
generation Si-Hy lens materials with a modulus simulating hydrogel
lenses has reduced these problems. Although hypoxia-related complications are much reduced with Si-Hy materials it is, nevertheless,
important for these lenses to exhibit movement with the blink to
minimize peripheral corneal complications such as infiltrates and
neovascularization [19].
Fig. 2
Comparing the performance of a spherical power (Acuvue Advance
from Vistakon; left 4 photos) to the same patient with an astigmaticcorrecting lens (Acuvue Advance for Astigmatism: right 4 photos)
(from Lebow (25)).
Recently a third generation hybrid (SynergEyes) has been introduced
with a 14.5mm overall diameter, with an 8.2mm center GP material
(Paragon HDS100 from Paragon Vision Sciences), and a 27% water
hydrophilic skirt. Although the current lens designs have been used
primarily in cases of irregular cornea and also presbyopia, they have applications for any astigmatic patient who desires good vision as well as
initial comfort. This lens is currently limited by the low Dk skirt as well
as a tendency to adhere to the cornea. However, modifications of this
lens are forthcoming to address these concerns including the introduction
of a wavefront-guided custom lens for better quality of vision [21].
Applications. For individuals desiring good initial comfort, occasional
lens wear, a change in eye color, or to participate in athletics, soft lenses
are a good alternative. Although the optical quality of a Si-Hy lens material is less than a GP, the quality of vision achieved newer lens designs
has great potential. With a few designs this is accomplished via
introducing a constant level of spherical aberration at all lens powers
that is equal in magnitude but opposite in sign to the population mean
of human eyes (Biomedics Premier from CooperVision; PureVision from
Bausch & Lomb). Si-Hy multifocal and toric designs continue to improve
with the latter providing better vision than spherical lenses in low (often
0.75 - 1.00D) astigmatic patients [22-25] (Fig.2).
Hidrogel de silicona : aplicaciones y adaptación
Materiales, modelos y adaptación. La llegada de materiales en
hidrogel de silicona o silicona hidrogel (Si-Hy) a finales de los años 90
ha permitido producir lentes de contacto que son capaces de transmitir
mucho más oxígeno que sus predecesoras a base de hidrogel.
Mientras que el valor más elevado posible con una lente de contacto
de hidrogel HEMA era de 40 Dk aproximadamente [17], el hidrogel de
silicona tenía valores entre 60 y 140 Dk. Aunque sólo representan el
30% del total de las prescripciones de lentes de contacto blandas en
Comparación de una lentilla de potencia esférica (Acuvue Advance de Vistakon;
4 fotos de la izquierda) con una lente de contacto de corrección del
astigmatismo en el mismo paciente (Acuvue Advance para el astigmatismo;
4 fotos de la derecha) (Lebow (25)).
el mundo, su uso está en rápido aumento [18]. La naturaleza hidrófoba de la silicona fue neutralizada mediante procedimientos como el
tratamiento plasma, los macrómeros humectantes o la presencia de
agentes hidratantes en el material. La primera generación de Si-Hy tenía
un módulo de elasticidad superior al de las lentes de contacto de hidrogel, lo cual le confiere una mayor rigidez, permite una manipulación
fácil y potencialmente una agudeza visual superior [19]. No obstante,
un módulo más rígido puede acarrear un pliegue del borde y una
fricción mecánica superior que puede provocar lesiones arciformes en
el epitelio corneal superior (SEAL) [20]. La llegada de las lentes de
contacto en Si-Hy de segunda generación con un módulo imitando las
lentes de contacto hidrogel han atenuado estos problemas. Aunque las
complicaciones vinculadas a la hipoxia se hayan reducidos significativamente con el Si-Hy, es importante que estas lentes de contacto
aporten un movimiento con el parpadeo de ojos para limitar las
complicaciones corneales periféricas como los infiltrados y la
neovascularización [19].
Una tercera generación, denominada híbrida, (SynergEyes) ha salido
recientemente, con un diámetro de 14,5 mm, un centro de 8,2 mm
en material GP (Paragon HDS100 de Paragon Vision Sciences), y
un collarín hidrófilo de 27%. Aunque los modelos actuales hayan
sido utilizados esencialmente en casos de irregularidad corneal y de
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EXPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO / COMPENSACIÓN DE
Conclusion
Contact lens correction of myopic has never been more exciting
with new generation Si-Hy lens materials, large diameter GP lenses
in hyper transmissible materials, and third generation hybrid
lenses. With improvements in special design lenses for high
astigmatic, presbyopic, and irregular cornea patients, the future looks
even better. o
LA MIOPÍA
presbicia, tienen aplicaciones en cualquier paciente con astigmatismo
que desee tener una buena visión y un confort inicial. Esta lente de
contacto está limitada por su collarín a bajo nivel de Dk y también
por su tendencia a adherir a la córnea. No obstante, estos problemas
deberían quedar resueltos próximamente gracias a las modificaciones
previstas, incluso añadir una lente de contacto hecha a medida con onda
de frente guiada para mejorar la calidad de la visión [21].
Aplicaciones. Para las personas que desean obtener un confort inmediato, llevar lentes de contacto ocasionalmente, cambiar el color de los
ojos o practicar un deporte, las lentes de contacto blandas constituyen
una solución adecuada. Aunque la calidad óptica de una lentilla
en Si-Hy sea inferior a la de una GP, las nuevas lentes de contacto
diseñadas recientemente tienen un gran potencial. Esto se obtiene con
algunas mejoras introduciendo un nivel constante de aberración
esférica en todas las potencias y que es igual en amplitud pero inverso
en signo al de una población media de ojos humanos (Biomedics Premier
de CooperVision, PureVision de Bausch & Lomb). Los modelos en
Si-Hy multifocales y tóricos siguen mejorando y estos últimos aportan
una mejor visión a los pacientes con un ligero astigmatismo (a menudo
entre 0.75 y 1.00D) [22-25] (Fig.2).
Conclusión
La corrección de la miopía con lentes de contacto nunca ha sido
tan apasionante gracias a la nueva generación de materiales de Si-Hy,
las lentes de contacto GP de gran diámetro en materiales hiper
transmisibles y las lentes de contacto híbridas de tercera generación,
y gracias a las mejoras aportadas a las lentes de contacto especiales
en pacientes con fuerte astigmatismo, con presbicia o con una irregularidad corneal. El futuro nunca ha parecido ser tan prometedor. o
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
Sclera reinforcement treatment and prevention
of complications of progressive myopia in children
Tratamiento de refuerzo escleral y prevención
de complicaciones de la miopía progresiva en niños
Elena P. Tarutta
Elena N. Iomdina
Elena V. Viadro
Helmholtz Research Institute of Eye Diseases; Moscow, Russia
Helmholtz Research Institute of Eye Diseases (Instituto de Investigación Oftalmológica Helmholtz); Moscú, Rusia
Introduction
Introducción
Two facts make myopia a serious issue: 1) high prevalence in the
Dos hechos nos presentan a la miopía como algo grave: 1) su alta
population and 2) likelihood of complications, of which macular
prevalencia en la población y 2) la probabilidad de complicaciones, entre
dystrophies and retinal detachments are the most severe. Peripheral
las cuales las distrofias maculares y desprendimientos de retina son los
vitreochorioretinal dystrophies (PVCRD) are known to be risk factors of
más graves. Se sabe que las distrofias vítreocoriorretinianas
the latter type of complications [2].
periféricas (PVCRD) son factores de riesgo para el último tipo de
We have been observing patients with progressive myopia, both adult
complicaciones [2].
ones and children from the age of 1 year, for 30 years. From our
Durante 30 años, hemos venido observando a ciertos pacientes con
studies into the natural course of myopia, we have established the
miopía progresiva, tanto adultos como niños desde la edad de 1 año.
following age-related development patterns of chorioretinal dystrophies.
De nuestros estudios sobre el transcurso natural de la miopía hemos
Whilst central chorioretinal dystrophies (CCRD) emerge as a rule at an
podido determinar los esquemas de desarrollo de distrofias coriorreti-
age of 30 or older (with the exception of cases of congenital and early
nianas asociadas con la edad que presentaremos a continuación.
acquired myopia), PVCRDs are regularly found in myopic children.
Mientras que las distrofias coriorretinianas (CCRD), como regla gene-
PVCRDs occur in myopia several times more often than in other refrac-
ral, se presentan hacia los 30 años o más (con la excepción de casos
tion types, while their prevalence shows a statistically significant growth
de miopía congénita o adquirida precozmente), las PVCRD regularmente
with the increase of myopia degree, its progression rate, and eyeball
se encuentran en niños miopes. Las PVCRD son varias veces más
size. These facts definitely link the emergence and development of
frecuentes en la miopía que en otros defectos de refracción, mientras
PVCRDs with myopia progression. In progressive myopia pathogenesis,
que su prevalencia muestra un crecimiento estadístico significativo con
changes in structural, biochemical, and biomechanical parameters of
el aumento del grado de miopía, su tasa de progresión y el tamaño
the sclera play the leading role [6,8]. These changes bring about the
del globo ocular. Estos hechos definitivamente permiten asociar la
distension of the sclera in the sagittal and frontal planes.
aparición y el desarrollo de las PVCRD con el aumento de la miopía.
According to literary data, the many attempts to control myopia, including sustained instillations of atropine or hypotensive agents, using bifocal lenses, hypo- or hypercorrection of vision, wearing contact lenses,
or sclera strengthening surgery, do not stop the progression of the disease.
En la patogénesis de la miopía progresiva, cambios en los parámetros
estructurales, bioquímicos y biomecánicos de la esclerótica desempeñan
el rol principal [6,8]. Estos cambios ocasionan la distensión de la
esclerótica en los planos sagital y frontal.
On the other hand, the same papers tend to report the slowdown of
Según publicaciones, los múltiples intentos para controlar la miopía,
myopia progression or even temporary stabilization of refraction in some
incluyendo instilaciones frecuentes con atropina o agentes hipotensores,
patients. The most expressed temporary effect is achieved by sclero-
la utilización de lentes bifocales, la hipo o la híper corrección de la visión,
plastic surgeries. Numerous reports from eye surgeons active in the
el porte de lentes de contacto, o incluso la cirugía de refuerzo
former Soviet Union and our own data testify to the fact that myopia
escleral, no detienen el avance de la enfermedad. Por otro lado, las
and the axial length of the eye (AL) remain stable for one year after
mismas publicaciones tienden a informar la desaceleración de la
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
surgery in 85 to 96% cases depending on
miopía o incluso una estabilización
the patients’ age and the initial rate of
temporal de la refracción en algunos
myopia progression [1]. Many authors also
pacientes. El efecto temporal más expresado
note that a concomitant inhibitive effect
se consigue mediante cirugías escleroplás-
persists on the fellow unoperated eye for
ticas. Numerosos informes por parte de ciru-
6 to 10 months. However, in the longer
janos oftálmicos que practicaban en la ex
term, in a considerable part of children
Unión Soviética, así como nuestros propios
the progression resumes (up to 60% over
datos, comprueban el hecho de que la
the period of 7 to 10 years), and the
miopía y la longitud axial del ojo (AL) per-
younger the child, the more likely the
manecen estables durante un año después
return of progression [3, 5, 9, 12].
de la cirugía en 85 a 96% de los casos
dependiendo de la edad del paciente y de
What conclusions could be drawn from this
la tasa inicial de progresión de la miopía [1].
state of affairs? Does it imply that all our
Muchos autores también han observado que
attempts are doomed, or the temporary
effect can still affect the myopia degree and
the state of eye fundus in the long run?
Fig. 1
Low-invasive sclera reinforcement procedure
for progressive myopia
Procedimiento de refuerzo escleral poco invasivo
para la miopía progresiva
Purpose: to estimate the remote effect of
un efecto inhibidor concomitante persiste
en el ojo no operado entre 6 y 10 meses. No
obstante, a más largo plazo, en una parte
considerable de los niños, el aumento se
repeated sclera reinforcement surgeries on myopia progression and
reanuda (hasta el 60% en un periodo de 7 a 10 años) y cuanto menor
development of its complications in children and adolescents.
el niño, mayor es la probabilidad de que este se reanude [3, 5, 9, 12].
Material and Methods. Children with rapidly progressing myopia were divi-
¿Cuáles son las conclusiones que se pueden sacar de esta descripción
ded into two groups. The test group (200 patients, 400 eyes, average
de la situación? ¿Implica acaso que todas nuestras tentativas están
age at start 8.9±1.4 years, myopia degree 5.4±1.0 D, mean
condenadas, o el efecto temporal todavía puede afectar el grado de
AL=25.3±0.2 mm, mean progression rate 1.3 D/year) received surgi-
miopía y el estado del fondo del ojo a largo plazo?
cal treatment that included repeated sclera reinforcement interventions:
low-invasive at the age of 8-9 and scleroplastic operations at the age
Objetivo: hacer una estimación del efecto remoto de cirugías repetidas
of 10-12. The control group (105 patients, 210 eyes, average age at
de refuerzo escleral en el aumento de la miopía y el desarrollo de sus
start 9.1±1.3 years, myopia degree 5.3±1.3 D, AL=25.1±0.3 mm, mean
complicaciones en niños y adolescentes.
Material y Métodos. Se dividió a los niños con miopía rápidamente
progresiva en dos grupos. El grupo de prueba (200 pacientes, 400 ojos,
media de edad al inicio 8.9±1.4 años, grado de miopía 5.4±1.0 D,
media de longitud axial del ojo (AL)=25.3±0.2 mm., tasa de progresión mediana 1.3 D/año) recibió tratamiento quirúrgico que incluyó varias
intervenciones de refuerzo escleral: poco invasivas en edades de 8-9
años y operaciones escleroplásticas en edades de 10-12. El grupo de
control (105 pacientes, 210 ojos, media de edad al inicio 9.1±1.3 años,
grado de miopía 5.3±1.3 D, AL=25.1±0.3 mm., tasa de progresión
mediana 0.98 D/año) no fueron tratados. Inicialmente no se detectó
ningún cambio en el fondo del ojo de ninguno de los dos grupos. Se
examinó a los pacientes cada 6 meses durante 10 años mediante un
reconocimiento exhaustivo de la periferia del fondo del ojo y se realizó
una fotocoagulación por láser argón (LC) de la retina, en los casos
indicados.
En el grupo principal, el tratamiento de refuerzo escleral incluyó intervenciones repetidas: procedimientos poco invasivos (1 ó 2 en cada ojo,
realizados alternativamente y con un periodo de tiempo de 6 meses entre
cada intervención) así como operaciones escleroplásticas (realizadas
Fig. 2
Experimental scleroplasty on rabbit eye with a biologically active
synthetic graft. 4.5 months after surgery. Mature connective tissue
is seen in the periphery and the center of the graft intertwined with
it fibers. Hematoxylin and eosin staining. X250.
Escleroplastía experimental en el ojo de un conejo con un injerto
sin tético biológicamente activo. 4.5 meses después de la cirugía.
Se puede ver tejido conectivo maduro en la periferia y en el centro
del injerto entrelazado con sus fibras. Tinción de hematoxilinaeosina. X250.
30
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
alternativamente y con 12-18 meses entre cada intervención).
Posterioremente, se podría realizar una intervención adicional si
estuviera indicado. Desde el primer procedimiento, la progresión de la
miopía fue considerado una indicación para repetir el refuerzo escleral, las tasas superiores a las 0.75 D al año y a las 1.25 D al año en
el caso de la operación poco invasiva y la escleroplastía, respectivamente.
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
progression rate 0.98 D/year) did
La intervención poco invasiva
not receive such treatment. There
consistió en la colocación de un
were no changes in the eye fundus
injerto sintético biológicamente
in either of the two groups at the
activo en forma de un rectángulo
start. Patients were examined every
cuyas dimensiones eran de 6 por
6 months for 10 years with a tho-
12 mm. debajo de la cápsula de
rough checkup of the periphery of
Tenón en la superficie escleral
the eye fundus and given argon
en el área del cuadrante lateral
laser photocoagulation (LC) of the
superior dentro de un túnel pre-
retina if indicated.
viamente creado y dirigido hacia el
polo posterior del ojo (Fig. 1). El
In the main group, sclera reinfor-
material del injerto es una tela
cement treatment involved repeated
con estructura celular y tejida en
interventions: low invasive proce-
poliéster con un revestimiento poli-
dures (1 or 2 for each eye, given in
mérico con base en copolyamide
turns on fellow eyes with a 6
months’ interval between interventions) and scleroplastic operations
(given in turns on fellow eyes with
a 12-18 months’ interval). Later on,
E-Caprolactam y hexamethylene
Fig. 3
Scleroplasty according to Avetisov-Tarutta. Graft guided under inferior
oblique muscle.
diammonium adipinate, que con-
La escleroplastía según Avetisov-Tarutta. El injerto es guiado por debajo
del músculo oblicuo inferior.
tiene panaxel, un medicamento que
contiene germanio y es producido
another intervention could be administered if indications were present.
a base de variedades selectivas de ginseng y acelera los
From the first procedure, renewed progression of myopia was considered
procesos de proliferación y restauración en los tejidos vivientes 12].
as indication to a repeated sclera reinforcement, the rates being higher
Este medicamento contribuye a la actividad biológica general del
than 0.75 D a year and higher than 1.25 D a year for low invasion and
injerto (Fig. 2) estimulando la síntesis del colágeno, la generación de
scleroplasty, respectively.
vínculos cruzados que estabilizan la esclerótica y el suministro sanguíneo
Low invasive intervention consisted in locating a biologycally active
del revestimiento del ojo [7].
synthetic graft in the form of a rectangle sized 6 by 12 mm under the
La escleroplastía fue realizada según la técnica Avetisov - Tarutta [4].
Tenon’s capsule on the sclera surface in the area of superior
La técnica quirúrgica consiste en que el transplante (una banda de
lateral quadrant into a previously created tunnel directed toward the
esclerótica de un donante que se ensancha en el tercio superior) es
posterior pole of the eye (Fig.1).The material of the graft is polyether
guiado bajo los músculos oblicuo inferior y el recto superior y sujetado
knitted cellular-structure fabric with polymeric coating on the basis of
a la esclerótica a lo largo del meridiano vertical, directamente bajo los
copolyamide E-Caprolactam and hexamethylene diammonium adipinate,
músculos rectos superior e inferior (Fig. 3).
which contains panaxel, a germanium-containing medicine produced
on the basis of selective varieties of ginseng, which accelerates
proliferative and restorative processes in living tissues [12].
Como regla general, la tasa de progresión de la miopía en los niños
aumenta en la edad entre 10-12 años (un poco más tarde en los niños
This medicine contributes to the overall biological activity of the graft
que en las niñas) y permanece elevado durante 2 a 3 años. Hemos
(Fig. 2) as it stimulates collagen synthesis, the generation of cross links
revelado que el pico de acumulación de PVCRD en el fondo del ojo se
that stabilize the sclera, and blood supply of eye coats [7].
observa en el mismo periodo (Fig. 4) [10]. Como consecuencia, en esta
ocasión, realizamos una escleroplastía más efectiva, aunque difícilmente
Scleroplasty was performed according to Avetisov - Tarutta [4]. The tech-
repetible, escleroplastía según Avetisov - Tarutta.
nique of the surgery is that the transplant (a strip of donor sclera broadening in the upper third) is guided under the inferior oblique and the
Los pacientes fueron examinados cada 6 meses durante 10 años.
superior rectus muscles and attached to the sclera along the vertical
El seguimiento incluía un examen exhaustivo del fondo ocular para poder
meridian, directly under the superior and the inferior rectus muscles (Fig. 3).
detectar distrofias periféricas emergentes y, en caso necesario,
As a rule, myopia progression rate in children is increased at the age
of 10-12 (somewhat later in boys than in girls) and remains high for
2 to 3 years. We have revealed that the peak of PVCRD accumulation
in the ocular fundus is observed during the same period (Fig. 4) [10].
Consequently, we performed at this time a more effective, if harder to
repeat, scleroplasty according to Avetisov - Tarutta.
The patients were examined every 6 months over a period of 10 years.
realizar una foto coagulación con láser argón de la retina en tiempo
oportuno. Debe subrayarse que las indicaciones para la coagulación con
láser eran las mismas en ambos grupos: cualquier ruptura, ya sea
aislada o asociada con distrofia reticular, así como áreas emergentes
de distrofia reticular con adelgazamiento localizado en la mitad
superior del fondo ocular se consideraban elegibles.
Resultados
The follow-up included a thorough examination of the ocular fundus
Nuestros estudios experimentales previos mostraban que las
so that we could detect the emerging peripheral dystrophies and, in case
intervenciones poco invasivas y, en un mayor grado aún, las cirugías
of need, perform argon laser photocoagulation of the retina in good time.
escleroplásticas no solamente tienen un efecto biomecánico sino
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
It should be emphasized that the indications to laser coagulation were
también ocasionan reacciones vasculares y tisulares que tienen un
the same in both groups: any breaks, either isolated or associated with
efecto trófico sostenible en el revestimiento ocular durante varios meses
lattice dystrophy, as well as emerging areas of lattice dystrophy with
[4,6]. Aproximadamente 1 año después de la cirugía, a las reacciones
thinning localized in the upper half of the ocular fundus were
celulares y tisulares les sigue una reestructuración del transplante, que
considered eligible.
gradualmente es sustituido por el tejido conectivo propio del paciente.
Posteriormente, el tejido recién formado es reducido parcialmente [6].
Results
Las intervenciones repetidas
Our earlier experimental studies
reactivan la síntesis de colá-
showed that low invasive inter-
geno y la generación del tejido
ventions and, to a greater
conectivo, mientras que simul-
degree yet, scleroplastic sur-
táneamente inhiben el proceso
geries not only provide a bio-
de reducción del complejo
mechanical effect but also
esclerótica - transplante for-
cause vascular and tissue reac-
mado anteriormente.
tions that have a sustainable
Al comparar los parámetros
trophic effect on the eye coats
clínicos fuimos capaces de
over a period of several months
demostrar que la media de la
[4,6]. Approximately 1 year
tasa de progresión en el periodo
after the surgery, cellular and
de 10 años fue de 0.36 D/año
tissue reactions are followed by
en el grupo de prueba y de 0.9
a restructuring of the trans-
D/año en el grupo de control
plant, which is gradually replaced by the patient’s own
Fig. 4
connective tissue. Later on,
Age dynamics of PVCRD development in patients with progressive myopia.
Dinámica de edad del desarrollo de la PVCRD en pacientes con miopía progresiva.
(2.5 veces mayor); mientras
que el grado final de miopía fue
de 9.1 ±1.1 D y 13.0±1.4 D,
this newly formed tissue is partially reduced [6].
respectivamente (p<0.05). La AL en el grupo de prueba se elevó a
Repeated interventions recommence to activate collagen synthesis and
26.4±0.2 mm., en el grupo de control, a 27.7±0.2 mm. (p<0.05). Esta
connective tissue generation, while simultaneously inhibiting the
diferencia en la índole del transcurso clínico de la miopía se reflejó
reduction processes of the sclera-transplant complex that had been
en el estado del fondo ocular. En el periodo de seguimiento surgieron
formed earlier.
distrofias CCRD en 12 ojos (3.0%) de 9 pacientes del grupo principal
y en 11 ojos (5.2%) de 7 pacientes del grupo de control. Todos ellos
By comparing the clinical parameters we were able to show that the
padecían de miopía congénita. No se encontró ninguna CCRD en
average progression rate during the 10-year period was 0.36 D/year in
casos de miopía adquirida hacia la edad de 19±1.2 en ninguno de
the test group and 0.9 D/year in the control group (2.5 times as high);
los grupos.
while the final degree of myopia was 9.1 ± 1.1 D and 13.0±1.4 D,
respectively (p<0.05). The AL in the test group raised to 26.4±0.2 mm,
in the control group - to 27.7±0.2 mm (p<0.05). This difference in the
character of the clinical course of myopia reflected on the condition
Hacia finales del periodo de seguimiento, la ocurrencia de PVCRD
era del 32.5% (130 ojos) en el grupo principal y del 55.4% (117 ojos)
en el grupo de control, es decir, 1.7 veces con mayor frecuencia.
Particularmente, la formas más severas, - distrofia reticular y
of the ocular fundus. Over the follow-up period, CCRDs emerged in 12
rupturas - se elevaron a 9.8% y 19.7%, y rupturas con desprendimiento
eyes (3.0%) of 9 patients of the main group and in 11 eyes (5.2%) of
de retina subclínico fueron de 1.1% y 2.3%, respectivamente, de manera
7 control group patients. All of them had congenital myopia. No CCRDs
que la prevalencia en el grupo de control fue dos veces más elevada.
were found in cases of acquired myopia by the age of 19±1.2 in either
of the groups.
Una prueba indirecta de la gravedad de los cambios en el fondo del
ojo ha sido la necesidad de coagulación por láser. Ésta fue realizada
By the end of the follow-up period the occurrence of PVCRD was 32.5%
en 19 ojos (4.8%) de 13 pacientes (6.5%) del grupo principal,
(130 eyes) in the main group and 55.4% (117 eyes) in the control
mientras que el grupo de control necesitó el procedimiento para 29 ojos
group, i.e. 1.7 times more frequently. In particular, the most severe
(13.8%) de 19 pacientes (18%), lo cual es 2.5 veces más. En 2 ojos
forms - lattice dystrophy and breaks – claimed 9.8% and 19.7%, and
(0.5%) del grupo principal y en 5 ojos (2.4%) del grupo de control,
breaks with subclinical retinal detachment claimed 1.1% and 2.3%,
se realizó la coagulación por láser debido a rupturas rodeadas por un
respectively, so that the prevalence in the control group was twice
área de desprendimiento de retina subclínico (todas las intervenciones
as high.
tuvieron éxito). En el periodo de seguimiento, no se observó ningún
desprendimiento clínico de retina en ningún grupo.
An indirect evidence of the severity of ocular fundus changes is
the revealed need for laser coagulation. It was performed on 19 eyes
Conclusiones
(4.8%) of 13 patients (6.5%) of the main group, whereas the control
1. La cirugía de refuerzo escleral inhibe la progresión de la miopía, la
group required the procedure for 29 eyes (13.8%) of 19 patients (18%),
elongación del ojo y el desarrollo de cambios distróficos coriorretinales.
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
which is 2.5 times as many. In 2 eyes (0.5%) of the main group and
2. Para la prevención de formas complicadas de miopía, la cirugía
5 eyes (2.4%) of the control group, laser coagulation was performed
debería realizarse en la infancia o la adolescencia, entre las edades de
because of breaks surrounded by an area of sublclinical retinal
8 y 15 años.
detachment (all procedures were successful). Over the follow-up period,
3. Si la progresión de la miopía persiste después de la escleroplastía,
no clinical retinal detachment was observed in either group.
es aconsejable realizar intervenciones repetidas de refuerzo escleral. o
Conclusions
1. Sclera strengthening surgery inhibits the progression of myopia,
elongation of the eye and the development of chorioretinal dystrophic
changes.
2. For the prevention of complicated forms of myopia, surgery should
be performed in childhood or adolescence - between the age of 8 and
15.
3. If myopia progression persists after scleroplasty, a repeated sclera
strengthening intervention is advisable. o
references - referencias
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
Myopia surgery
Cirugía de la miopía
Jean-Jacques Saragoussi1
Former President of the SAFIR (Société de l’Association Française de l’Implantation intraoculaire
et de la chirurgie Réfractive)
Clinique de la Vision (Paris, France) and ophthalmologic department at Hôtel-Dieu hospital (Paris, France)
Ex-Presidente de la SAFIR (Sociedad de la Asociación Francesa de Implantación intraocular y cirugía Refractiva)
Clínica de la Visión (París, Francia) y departamento de oftalmología del hospital de l’Hôtel-Dieu (París, Francia)
Corneal photoablations by Excimer laser cover 98% of operative
indications
Las fotoablaciones córneales con láser Excimer cubren el 98% de las
indicaciones operatorias
Myopia surgery has been performed since the 1980s. Reduction in the
dioptric strength of the cornea is the most commonly used correction
concept. The arrival of the 193nm excimer laser revolutionised
myopia surgery during the nineties and confirmed the superiority of the
principle of corneal tissue sculpture by photoablation over former
incision techniques in terms of efficiency, precision, stability and safety
of results. Very precise correction of astigmatism which is frequently
combined with myopia, has taken full advantage of this major technological development. In addition to surface photoablation (PRK which
stands for Refractive Photokeratectomy) offered for weak or moderate
levels of myopia, we now have, secondarily, the Lasik technique.
This consists of sculpting the corneal stroma under a superficial
flap, prepared surgically. The advantage of Lasik, which reduces the
scarring reaction by respecting the corneal epithelium, is to make the
post-operative period much more comfortable and rapid, meaning that
bilateral surgery can be performed at the same time, as well as
extending indications to stronger cases of myopia. “Laser” techniques
now represent 98% of surgical indications, with experience going
back over fifteen years.
La cirugía de la miopía se practica desde los años 1980. La reducción
del poder dióptrico de la córnea es el concepto de corrección más
ampliamente utilizado. La llegada del láser excimer de193 nm ha
revolucionado la cirugía de la miopía en los años 1990 y ha consagrado
la superioridad del principio del esculpido del tejido córneal mediante
fotoablación con respecto a las antiguas técnicas de incisión en cuanto
se refiere a la eficacia, la precisión, la estabilidad y la seguridad de
resultados. La corrección muy precisa del estigmatismo frecuentemente
asociado a la miopía se ha beneficiado plenamente de este significativo avance tecnológico. A la fotoablación de superficie (PKR según
las siglas en inglés de Fotoqueratectomía Refractiva) propuesta en
grados de miopía bajos o moderados, se ha añadido secundariamente
la técnica del Lasik. Ésta consiste en esculpir el estroma córneal bajo
una lámina superficial preparada quirúrgicamente. La ventaja del Lasik,
al reducir la reacción de cicatrización gracias al respeto del epitelio
córneal, consiste en lograr que el postoperatorio sea mucho más cómodo
y rápido permitiendo así realizar la cirugía bilateral simultánea, así como
extender las indicaciones a miopías más fuertes. Las técnicas “láser”
representan actualmente el 98% de las indicaciones quirúrgicas y
además cuentan con una experiencia de más de quince años.
Clinical observation and rapid, consistent progress in terms of
biological knowledge of healing conditions and in complementary
exploration and technical surgical platforms, have transformed the
selection of indications radically over the past twenty years along
with the conditions under which this type of surgery is performed, with
results constantly improving.
Indications remain limited for phakic intraocular implants
At the end of the 1980s, the technique of phakic intraocular implants
was proposed for correcting strong myopia. Twenty-five years after their
introduction into the range of refractive surgery techniques, indications
for phakic intraocular implants remain limited to cases where
1
Published works
J-J. SARAGOUSSI, J-L. ARNE, J. COLIN, M. MONTARD : Chirurgie Réfractive, Rapport annuel
de la Société Française d’Ophtalmologie, 1981, éditions Masson (Paris)
J-J. SARAGOUSSI, J-L. ARNE : Chirurgies de la Réfraction. 2006 Elsevier Masson éditeurs
(Paris)
34
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Tanto la observación clínica como los rápidos y constantes avances
en el conocimiento biológico de las condiciones de cicatrización, en
la exploración complementaria y en las técnicas quirúrgicas, han transformado radicalmente en veinte años la selección de las indicaciones
y las condiciones de realización de esta cirugía, mejorando constantemente los resultados.
Los implantes intraoculares fáquicos todavía
tienen indicaciones limitadas
A finales de los 1980 se propuso la técnica de los implantes
intraoculares fáquicos para la corrección de miopías altas. Veinticinco
1
Publicaciones
J-J. SARAGOUSSI, J-L. ARNE, J. COLIN, M. MONTARD: Cirugía Refractiva, Informe anual
de la Sociedad Francesa de Oftalmología, 1981, ediciones Masson (París)
J-J. SARAGOUSSI, J-L. ARNE: Chirurgies de la Réfraction (Cirugías de la Refracción). 2006
Elsevier Masson editores (Pazris)
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
Lasik surgery is contraindicated. The proximity of anatomical relations
años después de su introducción en el abanico de las técnicas de
between the implant and neighbouring tissues quickly proved to be
cirugía refractiva, las indicaciones de los implantes intraoculares
a potential source of complications. The most delicate problem for
fáquicos siguen limitándose a las contraindicaciones del Lasik.
implants in the anterior chamber (Fig. 1), is that of tolerance by the
La cercanía de las relaciones anatómicas entre el implante y los tejicorneal endothelium, the non-renewable single cell corneal layer that
dos vecinos resultó ser una fuente potencial de complicaciones.
covers the posterior side and controls
El problema más delicado para los
the hydration and therefore the
implantes de cámara anterior
transparency of the cornea. A gradual
(Fig.1), es el de la tolerancia del
reduction of this density, exposing it
endotelio de la córnea, capa unito the risk of oedema, is always
celular que no se renueva y que
possible, even though this has
recubre la cara posterior y controla
become much rarer with the latest
la hidratación y, por tanto, la transgeneration of implants. It requires
parencia córneal. Una reducción
systematic surveillance using the
progresiva de esta densidad puede
specular microscope in order to
acarrear una exposición al riesgo de
decide on explantation in case of
edema, incluso si con las últimas
continued cell loss. Implants placed
generaciones de implantes es cada
in the posterior chamber are very
vez más raro. Se requiere de una
close to the crystalline and ciliary
vigilancia sistemática en microsulcus diameter measurement is
scopio especular con el fin de
still not very precise, leading to
decidir una explantación en caso
random personalised sizing of
de pérdida celular continua. Los
Fig. 1 "ARTISAN" anterior chamber phakic intraocular implant.
Annual surveillance of endothelial cell density in the cornea using
implants. Early cataract is possible,
implantes colocados en la cámara
a specular microscope is systematic.
mainly by contact. Implantation
posterior se encuentran muy cerca
Implante intraocular fáquico de cámara anterior “ARTISAN”.
La vigilancia anual de la densidad de las células endoteliales de la córnea
techniques are still limited to very
del cristalino y la medición del diáen microscopia especular ha de ser sistemática.
selective indications, decided on
metro del sulcus ciliar sigue siendo
after a complementary anatomical and biometric examination, which
poco precisa, lo cual hace que el dimensionamiento personalizado de
should be as precise as possible, subject to being able to carry out
los implantes sea aleatorio. Es posible desarrollar cataratas precoces
systematic, regular clinical and paraclinical surveillance.
esencialmente por contacto. Las técnicas de implantación se limitan
todavía a indicaciones muy selectivas determinadas tras un reconoRecent progress in corneal photoablation techniques:
cimiento complementario anatómico y biométrico lo más preciso
SBK and personalised protocols.
posible, a condición de poder realizar una vigilancia sistemática clínica
Current developments in photoablation techniques mainly concern two
y paraclínica regular.
aspects which are linked to the safety and quality of the result:
Avances recientes de las técnicas de fotoablación córneal:
biomechanical resistance of the cornea and vision quality.
SBK y protocolos personalizados
1- Biomechanical resistance of the cornea
La evolución actual de las técnicas de fotoablaciones se sitúa princiIt is essential to control the biomechanical resistance of the cornea in
palmente en torno a dos aspectos vinculados a la seguridad y a la
order to prevent complications linked to mechanical sagging of the
calidad de resultado: la resistencia biomecánica de la córnea y la
cornea, which could lead to refractive regression and, above all, to
calidad de la visión.
secondary corneal ectasia. Risk factors are excessive corneal thinning
1- La resistencia biomecánica de la córnea
and, above all, unknown infra-clinical keratoconus.
Es esencial realizar un control de la resistencia biomecánica de la córSystematic screening for keratoconus (Fig. 2) by means of corneal
nea en la prevención de las complicaciones asociadas al debilitamiento
topography is obligatory. Any suspect curve asymmetry, even very
mecánico de la córnea y que pueden ser responsables de regresiones
small, is an absolute contraindication. Unknown keratoconus is the
refractivas y particularmente de la ectasia córneal secundaria. Los
main cause of corneal ectasia, which is becoming an increasingly rare
factores de riesgo consisten en el adelgazamiento córneal excesivo y
complication due to better knowledge of topographical analysis.
sobre todo los queratoconos infra-clínicos desconocidos.
Recent work [1] has enabled us to identify the fact that there exist within
La detección sistemática del queratocono (Fig. 2) mediante la topografía
the cornea areas of greater resistance thanks to the particular organicórneal es obligatoria. Cualquier asimetría de curvatura sospechosa, por
sation of collagen fibres located in the anterior third of the corneal
mínima que ésta sea, constituye una contra-indicación absoluta a la
stroma. Surgical techniques have therefore evolved to concentrate action
cirugía. El queratocono desconocido es la causa principal de la
at this level, avoiding the posterior stroma which is mechanically
ectasia córneal, que es una complicación cada vez más rara gracias
weaker. It was already known that surface photoablations (PKR, and
a un mejor conocimiento del análisis topográfico.
its variations, Lasek or Epilasik) entailed less risk of the occurrence of
a secondary corneal ectasia. The Lasik technique has therefore
Trabajos recientes [1] han permitido indicar más precisamente que en
developed towards what is now commonly known as “SBK” (Sub
la córnea existen zonas de mayor resistencia gracias a una organiBowman Keratomileusis). The thickness of the corneal flap, which varied
zación particular de las fibras de colágeno, situadas en el tercio anterior
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
from an estimated 160
to 180 microns, is now
much thinner, at around
100 microns. The latest
generation microkeratomes and above all
ultra-brief impulse Femtosecond lasers (Fig. 3)
enable highly precise
(5 microns) creation of
these very thin flaps
coupled with a high
degree of security.
del estroma córneal. Por
tanto, la técnica quirúrgica ha evolucionado
para concentrar su
acción en este nivel,
evitando así el estroma
posterior, mecánicamente más débil. Ya
se sabía que las fotoablaciones de superficie
(PKR, y sus variantes
Lasek o Epilasik) acarreaban menos riesgos
de ectasia córneal
Finally, current corneal
secundaria. Como consesculpture software offers
cuencia, la técnica de
ablation profiles that
Lasik ha evolucionado
are optimised in the
hacia lo que actualtransition zones resulmente es comúnmente
ting in up to 20%
Fig. 2 Infra-clinical keratoconus screening using corneal topography is obligatory.
denominado “SBK”
corneal tissue saving.
It represents an absolute surgical contraindication for the prevention of secondary corneal ectasia.
(Sub Bowman KeratoLa detección del queratocono infra-clínico mediante la topografía córneal es obligatoria.
Pachymetry is therefore
Representa una contraindicación quirúrgica absoluta para la prevención de la ectasia córneal secundaria.
mileusis o queratomia defining clinical paraleusis sub-Bowman).
meter in limiting indications. It is measured on corneal elevation
El espesor de la lámina córneal que variaba de 160 a 180 micrones
topography maps and anterior segment OCT structures can also provide
estimados, es ahora más fina, en torno a los 100 micrones.
extremely precise complementary measurements.
Los microqueratomos de última generación y, sobre todo los láseres de
Exclusion of all suspect forms of keratoconus, sculpting in the
Femtosegundos de pulsos ultra breves (Fig. 3) permiten realizar estas
stronger anterior corneal stroma, reducing corneal thinning during
láminas muy finas con una gran precisión (5 micras) y seguridad.
stroma sculpting and, finally, respecting the posterior stroma, whose
Finalmente, los software actuales de esculpido de la córnea proponen
theoretical minimal residual thickness should be 250 microns, are the
perfiles de ablación optimizados a nivel de las zonas de transición lo
biomechanical security standards prevailing in current photoablation
cual permite salvaguardar hasta el 20% del tejido córneal (tissue saving).
techniques.
De esta manera, la paquimetría es un parámetro clínico determinante
2- Vision quality
para la limitación de las indicaciones. Se realiza su medición en mapas
The refractive precision of surgery means that very high percentages
of visual acuity of over 8/10 [2] without correction can be achieved.
However, this improvement in acuity can be accompanied by deterioration in the quality of night vision (mesopic contrasts, haloes, glare).
de topografía córneal de elevación y los aparatos OCT de segmento
anterior pueden aportar un complemento de medición de una gran
precisión.
Las normas de seguridad biomecánica en las técnicas actuales de
foto-ablación incluyen la exclusión de cualquier forma sospechosa de
queratoconos, esculpir en el estroma córneal anterior más resistente,
reducir el adelgazamiento córneal cuando se realiza el esculpido del
estroma y, finalmente, respetar el estroma posterior cuyo grosor
residual mínimo teórico debe ser de 250 micras.
2- La calidad de la visión
La precisión refractiva de la cirugía permite alcanzar porcentajes muy
elevados de agudeza visual sin corrección superiores a 8/10 [2].
No obstante, esta mejora de la agudeza puede verse acompañada de
un deterioro de la calidad de visión nocturna (contrastes mesópicos,
halos, deslumbramientos). Los factores de riesgo son: un amplio
diámetro pupilar escotópico superior a 6 mm., una zona de tratamiento
de diámetro inferior al diámetro pupilar escotópico, la inducción de
aberraciones ópticas de alto grado (HOA) de coma y de asfericidad
Fig. 3
The Femtosecond laser is used to dissect a superficial corneal flap,
100 microns thick, precisely and securely, using the Lasik technique.
El láser de Femtosegundo permite la disección de un lámina córneal
superficial de 100 micras de grosor con precisión y seguridad
en la técnica de Lasik.
36
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
córneal, proporcionales a la magnitud de la miopía corregida.
Para limitar la incidencia y sobre todo la repercusión en la vida
normal de los problemas de calidad de visión nocturna, los protocolos
de tratamiento han evolucionado para contrarrestar los factores de riesgo
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
Fig. 4a
Fig. 4
Appearance of a wavefront with staggered phase (Figure 4a) before
and after (Figure 4b) myopia surgery using a customised protocol on aberro
metry (post-operatively the wave front is flat without de-phasing on the
treatment zone, which objectivizes refractive correction).
Risk factors are a wide scotopic pupil diameter of over 6mm, a diameter
treatment zone less than the scotopic pupil diameter, the induction of
high-order optic aberrations (HOA), coma and corneal asphericity,
proportional to the degree of corrected myopia.
To limit the occurrence and, above all, the impact on daily life of
problems with night vision quality, treatment protocols have evolved to
counter identified risk factors. Treatment zones with diameters between
7 and 9mm must always be greater than scotopic pupil diameters, and
the optical zone must never be less than 6 mm.
The degree of myopic correction authorised is a function of preoperative keratometry, in order to avoid post-operative keratometry
that is too low (be very careful in the indication if this is to be below
32 dioptres). Aspherical ablation profiles aim to reduce the induction
of positive aspherical aberrations, which lead to haloes. Customised
treatments using aberrometry aim to reduce further the induction of high
order aberrations (3 and over), mainly coma and asphericity [2, 3].
Discussions continue as to the clinical efficiency of these treatments.
However technical tools for exploration (aberrometers) and treatment
(lasers and beam delivery systems, eye-trackers, specific software)
combine to offer a major contribution in terms of precision and
quality of result. Aberrometers are excellent instruments for the
overall measurement of refraction, leading to greater precision in terms
of defining the correction formula. Biometric recognition of the iris
optimises centring and correction of the astigmatism axis combined
with myopia in over 90% of cases (Fig. 4a and 4b).
Can myopic presbyopia be operated?
Presbyopia is not a contraindication but it must be taken into account
to preserve a certain degree of near vision capacity, without correction.
The best compromise in myopics is monovision. Two conditions are
required here. The refraction differential between the two eyes must
not exceed 1.50 dioptres. A prior test with contact lenses must verify
good binocular functional tolerance of the system. An anisometrope is
naturally a good candidate for monovision.
Myopia surgery, satisfaction and quality of life
Media coverage of complaints made by dissatisfied patients in the USA
has recently alerted the FDA, which has now implemented a super-
Fig. 4b
Fig. 4
Aspecto de un frente de onda con desfase (Figura 4a) antes y después
(Figura 4b) de una cirugía de la miopía con protocolo personalizado según
la aberro metría (en el postoperatorio el frente de onda es plano sin desfase
en la zona de tratamiento, lo cual hace objetiva la corrección refractiva).
identificados. Las zonas de tratamiento cuyo diámetro total varía de 7
a 9 mm., siempre deben ser superiores al diámetro pupilar escotópico
y la zona óptica no debe jamás ser inferior a 6 mm.
El grado de corrección miópica autorizado es función de la queratometría
pre-operatoria para evitar una queratometría postoperatoria demasiado
débil (hay que ser muy prudente en la indicación si ésta debe ser
inferior a 32 dioptrías). Los perfiles de ablación asféricos tienen como
objetivo reducir la inducción de aberraciones asféricas positivas
fuentes de halos. Los tratamientos personalizados sobre la
aberrometría tratan de reducir lo más posible la inducción de las
aberraciones de altos grados (orden 3 y superiores), principalmente coma
y asfericidad [2, 3]. La eficacia clínica de estos tratamientos sigue
estando en discusión. Sin embargo, las plataformas técnicas de
exploración (aberrómetros) y de tratamiento (láser, eye-trackers,
software específico) se combinan para aportar elementos importantes
de precisión y de calidad de resultado. Los aberrómetros son instrumentos excelentes de medición global de la refracción, contribuyendo
así a una gran precisión para definir la fórmula de corrección.
El reconocimiento biométrico del iris optimiza el centrado y la corrección
del eje del astigmatismo asociado a la miopía en más del 90% de los
casos (Fig. 4a et 4b).
¿Se puede operar al miope présbita?
La presbicia no es una contraindicación pero debe tomarse en consideración para preservar una cierta capacidad visual de cerca sin
corrección. El mejor compromiso en el miope se ilustra en la monovisión. Son necesarias dos condiciones: el diferencial de refracción entre
los dos ojos no debe superar 1,50 dioptrías. Un ensayo previo con lentes
de contacto debe verificar la tolerancia funcional binocular adecuada
del dispositivo. El anisométrope es naturalmente el candidato adecuado
para la monovisión.
Cirugía de la miopía, satisfacción y calidad de vida
La gran resonancia en los medios de comunicación de testimonios y
reclamaciones realizadas por pacientes operados descontentos en los
EEUU han alertado a la FDA, la cual ha organizado un observatorio de
vigilancia. Sin embargo, todos los estudios y encuestas de evaluaciones
de los resultados hacen objetivos los resultados con notas de satisfacción
muy elevadas y que llegan a los 98% en nuestra experiencia [4].
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MEDICAL CORRECTION OF MYOPIA
CORRECCIÓN MÉDICA DE LA MIOPÍA
visory observation board. However, all the studies and results evaluation surveys show very high satisfaction scores of around 98% in our
experience [4]. Quality of life surveys carried out amongst patients
confirm the very favourable impact of surgical correction [5]. Sources
of dissatisfaction are mainly permanent and handicapping vision
disorders, that are usually the consequence of an error made with
indication. This can be linked to ocular anatomy, excessive degree of
myopia correction in view of pre-operative clinical parameters, failure
to take into account specific vision requirements linked to socioprofessional activity, or patient psychology.
Failures, of which there are very few in view of the millions of
operations performed, are no condemnation of the surgical techniques.
They underline, however, the importance of efficient prevention.
Aiming for a target of 100% satisfied patients implies ethical practice,
selecting indications using multiple clinical, psychological and
occupational criteria and expertise in the control of the whole chain of
care and treatment from indication through to management of
follow-up, including information, choice of the best protocol and finally
perfect utilisation of technical tools. o
Las encuestas de calidad de vida de los operados confirman el impacto
muy favorable de la corrección quirúrgica [5]. Los motivos de descontento
principalmente se refieren a trastornos visuales permanentes y
discapacitantes que, con mayor frecuencia, son la consecuencia de un
error de indicación. Éste puede estar vinculado a la anatomía ocular,
a un grado de corrección de miopía excesivo a la luz de los
parámetros clínicos de examen preoperatorio, a la no consideración de
las necesidades de visión específicas vinculadas con actividades
socio-profesionales o a la fisiología de los pacientes.
Los fracasos, poco numerosos a la luz de los millones de intervenciones
realizadas, no condenan a la cirugía pero, en cambio, sí ponen de relieve
la importancia de una prevención eficaz. Tener como objetivo el 100%
de personas operadas satisfechas supone una práctica ética, seleccionando las indicaciones con arreglo a múltiples criterios clínicos,
psicológicos, laborales, así como las competencias que permita
controlar toda la cadena de tratamientos desde la indicación hasta la
gestión del postoperatorio, pasando por la información, la selección del
mejor protocolo y, finalmente, por la utilización perfecta de la
plataformatécnica. o
references - referencias
1. Dawson, D.G., et al., Biomechanical and wound healing characteristics of
corneas after excimer laser keratorefractive surgery: is there a difference between
advanced surface ablation and sub-Bowman's keratomileusis? J Refract Surg, 2008.
24(1): p. S90-6.
2. Durrie, D.S., S.G. Slade, and J. Marshall, Wavefront-guided excimer laser ablation
using photorefractive keratectomy and sub-Bowman's keratomileusis: a contralateral eye study. J Refract Surg, 2008. 24(1): p. S77-84.
3. Dougherty, P.J., et al., Topographically guided laser in situ kerato-mileusis for
myopia using a customized aspherical treatment zone. J Cataract Refract Surg, 2008.
34(11): p. 1862-71.
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4. Saragoussi, D. and J.J. Saragoussi, [Lasik, PRK and quality of vision: a study of
prognostic factors and a satisfaction survey]. J Fr Ophtalmol, 2004. 27(7): p. 755-64.
5. Lee, J., et al., Assessing the value of laser in situ keratomileusis by patientreported outcomes using quality of life assessment. J Refract Surg, 2005. 21(1):
p. 59-71.
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HISTORY
HISTORIA
The Myopia in the Hubble Space Telescope
La Miopía del Telescopio Espacial Hubble
Daniel Malacara Hernández
PhD in Optics, Emeritus Professor, Centro de
Investigaciones en Optica, A.C., León Gto. Mexico
Emeritus Profesor, Centro de Investigaciones en Optica,
A.C., León Gto. Mexico
Telescope History
Historia del Telescopio
The history of the Hubble Space Telescope is full of anecdotes and
problems that were satisfactorily solved over several years. The project
started in 1962 when the National Academy of Sciences recommended that a space telescope be built, at a time when the space programs
had not yet started. It took until 1977 when the United States of America
Congress approved the telescope construction to begin. This was done
by means of a NASA contract with Perkin-Elmer Corp. in Danbury Conn,
beginning in 1978.
La historia del Telescopio Espacial Hubble, estuvo llena de anécdotas
y problemas que se resolvieron satisfactoriamente a lo largo de los años.
La idea comenzó desde el año de 1962 cuando la Nacional Academy
of Sciences recomienda construir un telescopio espacial en una época
en que todavía no comenzaba la tecnología espacial. Fue hasta quince
años después en 1977, cuando el Congreso de los Estados Unidos
aprueba que se inicie la construcción de este telescopio. Esto se lleva
a cabo con un contrato con la NASA con Perkin-Elmer Corp. en Danbury
Conn., donde se comienzan actividades 1978.
Eight years later, in 1985 construction of the telescope was concluded.
However, the launching of the space telescope was delayed due to the
tragedy of the Challenger Space Shuttle in 1986. The launch had to
wait until April 25, 1990.
Main Telescope Characteristics
To understand better how telescopes work, let us consider two
important properties, their resolving power and their luminosity. The
resolving power depends on several factors, such as the aberrations of
the optical system, the diffraction effects, which are large for small
apertures of the system, the dimensions of the image elements (pixels)
in the detector and atmospheric turbulence.
In the human eye without refractive defects (emmetropic) the resolving
power is mainly limited by diffraction effects and by the size of the light
sensitive elements in the retina. This is approximately one minute of
arc angular diameter. One minute of arc represents a 3 centimeters
object size as observed from a distance of one hundred meters.
Then, a person with a 20/20 vision can clearly see parallel lines
separated by 3 centimeters at a distance of 100 meters.
If the diameter of the eye’s pupil was ten times larger and, the light
sensitive elements in the retina (cones) ten times smaller, we could see
image details ten times smaller. Thus, one of the main properties of a
telescope, is that we can observe very small details, due to the large
diameter of the main lens or mirror, called the objective. The main
limitation for the resolution of a space telescope is the diameter of
the objective.
If the diameter of the pupil is 6 millimeters as in the human eye the
resolution would be one minute of arc. If the diameter is as large as
Ocho años después, en 1985 la construcción del telescopio espacial
fue finalmente concluida. Sin embargo, el lanzamiento fue retrasado
debido a la tragedia del vehículo espacial Challenger en 1986 y tuvo
que esperar hasta el 25 de abril del año 1990 para su lanzamiento.
Características Principales del Telescopio
A fin de comprender mejor los telescopios y compararlos con un ojo
humano consideraremos su poder resolutor y también la luminosidad
de sus imágenes. El poder resolutor depende de muchos factores, tales
como las aberraciones o defectos del sistema, la difracción, que es tanto
mayor cuanto más pequeña sea la abertura del sistema, las dimensiones
de los elementos sensibles a la luz donde se forma la imagen y la
turbulencia atmosférica.
En el caso del ojo humano sin defectos de refracción, es decir,
emétrope, el poder resolutor está limitado por la difracción y el tamaño
de los elementos sensibles en la retina, es de aproximadamente un
minuto de arco de diámetro angular. Un minuto de arco representa un
objeto de 3 centímetros observado a una distancia de 100 metros, así,
una persona que tenga visión 20/20 podrá distinguir líneas paralelas
separadas por 3 centímetros, a una distancia de 100 metros.
Si el diámetro de la pupila del ojo fuera diez veces mayor y los conos
sensibles de la retina diez veces menores, podríamos ver detalles con
una separación angular diez veces menor. Esta es precisamente una
de las propiedades de un telescopio, que con el se pueden observar
detalles y objetos sumamente pequeños debido al gran diámetro de su
espejo principal al que llamamos frecuentemente objetivo.
La principal limitación en un telescopio es espacial solamente el tamaño
de la pupila, así que su poder resolutor esta definido por el diámetro
del objetivo o pupila.
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HISTORY
HISTORIA
200 centimeters, the resolving power would also be large so that object
details with only 0.7 arc seconds could be observed. Unfortunately, this
result would be valid only in outer space, since the atmospheric
turbulence reduces the resolving power to a value of about 2 to 3 seconds
of arc near sea level or, in the best places to about 0.2 arc seconds,
for example, at the top of a high mountain, where astronomical observatories are located. Thus, we clearly see one of the advantages of a
space telescope. A telescope with an objective with 240 centimeters
diameter, as in the case of the Hubble space telescope, has angular
resolution of 0.05 arc seconds.
However it is important to note that the resolving power is not the only
important characteristic of an optical system. The other one is its light
energy collecting capacity which determines the brightness of the image
of a star. Thus, the larger the objective diameter is, the larger the light
collecting capacity is. For this reason the human eye pupil opens to about
6 mm in relatively dark places. The amount of collected light energy
is directly proportional to the area of the pupil, in other words, to the
square of its diameter. Thus, a telescope with a pupil diameter of 240
cm as the Hubble space telescope, collects 160,000 times more light
energy than a human eye. This allows the observation of fainter and more
distant luminous objects. This is a second advantage of a large pupil.
Let us consider the light from a star passing thought the pupil of a
telescope. The brightness of the image of this star is directly proportional to the square of the diameter of the pupil and inversely proportional to the square of the distance to the star. Thus, a telescope with
a 240 cm diameter objective allows
the observation of stars 400 times
more distant than those observed with
the naked eye (240/0.6 = 400).
Still another advantage of the space
telescope over a terrestrial one is that
there is no atmosphere attenuating
the light intensity. Summarizing, the
Hubble Space Telescope has three
very important characteristics: a) a
high resolving power producing more
image detail, b) a high luminosity,
allowing the observation of distant
celestial objects and c) great transparency, to observe images with more
wavelengths (colours).
Si el diámetro de la pupila es de 6 mm como en un ojo humano, la
resolución sería de aproximadamente 1 min de arco. Si el diámetro fuera
tan grande como 200 centímetros, el poder resolutor sería también tan
grande que se podrían observar detalles pequeñísimos que subtenderían un ángulo pequeñísimo de tan solo 0.7 segundos de arco.
Desgraciadamente, esto es tan sólo teoría, ya que este resultado sería
válido únicamente en el espacio, fuera de la tierra, ya que la turbulencia
atmosférica reduce el poder resolutor a un valor de 2 ó 3 segundos de
arco, o en el mejor de los casos, a 0.2 segundos de arco, en la cima
de una montaña donde se encuentran los grandes observatorios. Vemos
aquí claramente una de las ventajas del telescopio espacial.
Un telescopio de 240 centímetros de abertura como el telescopio espacial Hubble logra una resolución angular de 0.05 seg. de arco.
Sin embargo, es importante hacer notar que el poder resolutor no es
la única característica importante de un sistema óptico. Otra es la capacidad de captación luminosa, que determina la brillantez de la imagen
de una estrella. Mientras más grande es la pupila u objetivo, mayor será
su poder de captación de energía luminosa. Esta es la razón por la cual
la pupila del ojo humano se abre a su máximo diámetro de alrededor
de 6 mm en lugares con poca iluminación. La cantidad de luz captada
es directamente proporcional al área de la pupila, es decir, al cuadrado
de ese diámetro. Por lo tanto un telescopio de 240 cm de diámetro como
el Hubble capta 160,000 veces más energía luminosa que el ojo
humano, permitiendo la observación mas detallada y de objetos
luminosos más alejados. Esta es una segunda ventaja un sistema óptico
de pupila grande sobre uno de pupila pequeña.
Supongamos que la luz de una
estrella llega y pasa a través de la
pupila de un telescopio. La brillantez de la imagen que se forma con
esta luz es directamente proporcional al cuadrado del diámetro de la
pupila e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia a la que se
encuentra la estrella. Dicho de otro
modo, un telecopio de 240 cm de
diámetro puede observar estrellas
400 veces más alejadas que el ojo
humano a simple vista (240/0.6 =
400).
Otra ventaja más del telescopio espacial sobre uno terrestre es que no hay
atmósfera de por medio que atenúe
Esquema del sistema óptico tipo Ritchey-Chretien del Telescopio
la intensidad de la luz. Resumiendo,
The space telescope is a system of
Espacial, formado por dos espejos, un primario de 240 cm de diámetro
y un secundario mucho más pequeño al frente de él. Adapted form
el telescopio espacial Hubble tiene
two mirrors, a concave primary, also
a figure in the NASA Web page http://hubble.nasa.gov.
tres características muy importantes:
called the objective and a convex
a)
alta
resolución,
para
producir
imágenes muy definidas b) alta
secondary as in Fig. 1. The light from the star illuminates the primary
luminosidad,
para
observar
objetos
celestes muy alejados y c) gran
mirror where the light is reflected towards the smaller secondary
transparencia,
para
poder
formar
imágenes
con cualquier longitud de
mirror. There, the light is again reflected to the image plane, passing
onda
(color).
through a small circular aperture at the centre of the primary mirror.
Fig. 1
Schematics of the Ritchey-Chrètièn optical system type for the Hubble
Space Telescope. It is formed by two mirrors, a primary mirror with 240
centimeters diameter and a much smaller secondary mirror in front of it.
Adapted form a figure in the NASA Web page http://hubble.nasa.gov.
The objective has a diameter equal to two hundred and forty centimeters.
It is concave and it does not have an spherical shape but that of a
hyperboloid with rotational symmetry. The secondary mirror is convex
and also has shape of a rotationally symmetrical hyperboloid to produce
a good image of the stars. This shape for the mirrors is necessary due
to the large aperture to the system, (pupil). In optical systems with much
smaller pupils, like the human eye or photographic cameras, the
optical surface can have the simpler spherical shape.
40
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
El telescopio espacial esta formado por dos espejos uno cóncavo,
llamado también primario y un secundario convexo como se ve en la
Fig. 1. La luz de la estrella llega al espejo primario, donde se refleja
hacia el espejo secundario más pequeño. De ahí se refleja de nuevo
la luz hacia el plano imagen, pasando por una abertura circular en el
centro del espejo primario. El objetivo tiene doscientos cuarenta
centímetros de diámetro y es cóncavo con una superficie que no es
esférica, sino que tiene la forma de un hiperboloide de revolución.
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HISTORY
HISTORIA
In conclusion, if the mirror surfaces were spherical, it would be much
simpler to construct them, but their large size does not permit the
formation of a good image. Thus, the image of a luminous point source,
like a star would not be a point as it should be, but a small spot, due
to spherical aberration. This aberration has been well known for over
a century. It is relatively easy to observe, for example, when the light
from the sun or a lamp is reflected at
the interior of a coffee cup with a
reflecting smooth surface as shown in
Fig. 2. If the diameter of the reflected light beam is small, the spherical aberration is also small and, with
little practical importance. However,
in the telescope it is of fundamental
importance.
El espejo secundario es convexo y también tiene la forma de un
hiperboloide. Esta forma complicada de los espejos es necesaria para
producir una buena imagen, debido a la gran abertura (pupila) del
sistema óptico. En sistemas ópticos con pupilas más pequeñas como
muchas cámaras fotográficas y el ojo humano, las superficies puedan
tener la forma esférica más simple.
Si las superficies de los espejos fueran esféricas, sería mucho más simple construirlas, pero su gran abertura
hace que los rayos luminosos reflejados en ellas no formen una buena
imagen. Así, la imagen de un objeto
luminoso puntual como una estrella
no será un punto como debería, sino
una pequeña mancha debido a la
llamada aberración de esfericidad.
On the other hand, since the angular
Esta aberración de esfericidad es
resolution of the telescope is 2000
conocida desde hace más de un
times larger than that of the human
siglo y es muy fácil observarla si
eye, the precision with which the
vemos la luz de una lámpara o del Sol
telescope surfaces must be polished
reflejada en el interior de una taza
is much greater than for a spectacle
con la superficie interior pulida, que
lens with high quality. As an example,
refleja la luz hacia la superficie del
Fig. 2 Spherical aberration observed with the sun light reflected
a good spectacle lens can have surliquido, como leche o café, tal como
in the internal face of a coffee cup. © Daniel Malacara Hernández.
Aberración esfericidad, observada con la luz del sol reflejada en la
face deviations as large as four to five
se muestra en la Fig. 2. Si el diámetro
pared interior taza de café. © Daniel Malacara Hernández.
wavelengths (two thousands of a
del haz luminoso reflejado es angosto,
millimeter). However, the surface of
esta aberración de esfericidad es
tan pequeña que no tiene una gran importancia práctica, pero en el caso
a telescope must have a precision of a tenth of a wavelength (50
de los telescopios es fundamental.
millionths of a millimeter) over its whole surface. The large size of the
mirror surface, its hyperboloidal shape and, the high required precision
make the polishing of the mirror a difficult task. Nevertheless, present
optical technology permits the fabrication and evaluation of the
mirrors with these requirements. The main difficulty lies in evaluation.
For this reason, it is frequently said that an optical surface can only
be made as good is permitted by the evaluation method.
The two mirrors for the telescope were made at the Perkin-Elmer Corp.
employing the most modern techniques, using for the first time polishing tools controlled by computer. At the same time, due to the novelty
of the technology used, it was decided to construct simultaneously,
another set of identical mirrors at the Kodak Co., in Rochester, NY.
Optical Tests of the Telescope Mirrors
The testing of an optical concave
spherical surface with high precision
was basically solved with the
invention of the knife-edge test in
France by Leon Foucault in 1858,
as illustrated in Fig. 3. This is a very
simple test that only requires a
light source with a metallic plate, that
has a small pinhole located near
the centre of curvature of the mirror
under test. If the mirror is perfectly
spherical all the light will focus near
the centre of curvature, symmetrically
located with the illuminating light
source. If the mirror is not perfect but
Fig. 3
Por otro lado, como la resolución angular del telescopio es 2000 veces
mayor que la del ojo humano, la precisión con la que deben ser pulidas estas superficies es muchísimo mayor que la que requiere una lente
oftálmica de alta calidad. Como ejemplo, una buena lente oftálmica
puede tener desviaciones de su superficie tan grandes como cuatro o
cinco longitudes de onda (2 milésimos de milímetro), mientras que la
superficie del telescopio debe tener una precisión de un décimo de longitud de onda (50 millonésimos de milímetro) sobre toda el área de los
espejos. Lo grande de la superficie del espejo, la forma hiperbólica y
la alta precisión requerida hacen difícil tallar y evaluar esta superficie.
Sin embargo, la tecnología actual permite tanto la fabricación como la
evaluación con estos requisitos, pero
el principal problema es la evaluación.
Por eso, se ha dicho frecuentemente
que una superficie óptica se puede
tallar con tanta precisión como sea
posible probarla.
Schematics of the Foucault test to evaluate concave spherical mirrors.
© Daniel Malacara Hernández.
Esquema de la prueba de Foucault para evaluar espejos cóncavos
esféricos. © Daniel Malacara Hernández.
Los espejos para el telescopio se
construyeron en la compañía PerkinElmer Co., con las técnicas más
modernas, puliendo sus superficies
por primera vez con herramientas
controladas por computadora.
Al mismo tiempo, como posible
respaldo, ante lo novedoso de la
tecnología, se decidió construir otro
juego de espejos idénticos en
la compañía Kodak, en Rochester
NY, usando técnicas de pulido
tradicionales.
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HISTORY
HISTORIA
has small surface deformations, the reflected rays will not intersect at
a common point. These deformations become visible by interrupting
the deviated rays by means of a knife, located near the point of convergence of the rays. This knife edge produces shadows that make the surface deformations clearly visible, as in the Foucault pattern in Fig. 4.
Pruebas Ópticas de Espejos para Telescopio
El probar con muy alta precisión una superficie cóncava esférica es un
problema básicamente resuelto desde la llamada prueba de la navaja
introducida en Francia por León Foucault en 1858, que se ilustra en
la Fig. 3. Esta prueba es simple y solamente requiere de una fuente
luminosa con una placa metálica al frente, con una perforación muy
delgada del grueso de un alfiler, que se coloca cerca del centro de curvatura del espejo a evaluar. Si el espejo es perfectamente esférico los
rayos luminosos regresan hacia otro punto cerca del centro de curvatura pero simétricamente colocado
con respecto a la fuente luminosa
puntual. Si el espejo no es perfecto
sino que tiene deformaciones de la
superficie muy pequeñas los rayos
reflejados no se reuniran todos en
un solo punto. Estas pequeñas
deformaciones se hacen visibles
interceptando los rayos desviados
por medio de una navaja colocada
cerca del punto de convergencia de
los rayos Esta navaja produce sombras que se hacen claramente visibles
las deformaciones de la superficie,
como se muestra en el patrón de
Foucault en la Fig. 4.
The technology to test non-spherical surfaces, which we call aspheric,
as in the case of a hyperboloid with rotational symmetry, is much more
complicated. This is a contemporary subject of research, about which
many scientific articles and books
have been written. One of the first
tests to test astronomical mirrors
with a large size was invented by
Joseph Hartmann in Germany in
1904. This test is similar to the one
invented by Foucault. The difference
is that instead of using a knife, the
mirror under test is covered with a
dark screen with an array of holes as
illustrated in Fig. 5. The reflected
light will be formed by many narrow
convergent beams, each one coming
from each of the holes on the
Hartmann screen. The positions located at a slightly deformed position on
a photographic plate. These images
Fig. 4 A telescope mirror with spherical errors, as observed with the
Las técnicas para probar superficies
Foucault test. © Daniel Malacara Hernández.
in the form of small spots will appear,
que no son esféricas, a las que
Un espejo de telescopio con errores superficiales, como se observa
as in Fig 6 a. If the mirror under test
con la prueba de Foucault. © Daniel Malacara Hernández.
llamamos de manera general asfériis a hyperboloid, the spots will not
cas, como el caso de un hiperboloide
form a perfect rectangular array, they will be as in Fig. 6 b.
de revolución, son bastante más difíciles de probar y es tema de invesThe positions of these spots are carefully measured and their deviations
tigación de un gran interés actual, sobre el cual se han escrito muchos
from their ideal calculated position for a perfect ideal surface are
artículos de investigación y libros. Una de las primeras pruebas que se
calculated. These numbers can be used to calculate the mirror deforinventaron con el propósito de probar los espejos astronómicos de gran
mations with a precision of approximately one wavelength.
diámetro fue diseñada en Alemania por Joseph Hartmann en 1904. Esta
prueba se parece un poco a la de Foucault; la diferencia está en que
no se usa navaja y que el espejo bajo prueba se cubre con una gran
lámina que tiene muchas perforaciones pequeñas que conforman un
arreglo rectangular tal como se muestra en la Fig. 5. La luz que se refleja
estará formada entonces por una multitud de haces convergentes muy
angostos que se reflejan en el espejo
pasando por cada uno de estos agujeros. Estos haces luminosos se
registran sobre una placa fotográfica colocada fuera de foco,
cerca del centro de curvatura. Si el
espejo es esférico cada uno de los
haces luminosos reflejados en los
agujeros forman pequeñas imágenes
como se muestra en la Fig. 6 a. Si el
espejo un hiperboloide las imágenes
luminosas no formaran un arreglo
rectangular perfecto, sino que tendrán la forma que se muestra en la
Fig. 6 b. Las posiciones de estas
imágenes sobre la placa fotográfica
dependerán de la forma del espejo
Schematics of the Hartmann test to evaluate spherical as well as
aspherical mirrors. © Daniel Malacara Hernández.
que se esta probando. Así, si se
Esquema de la prueba de Hartmann para evaluar espejos cóncavos,
miden cuidadosamente las posiciones
tanto esféricos como asféricos. © Daniel Malacara Hernández.
de estas imágenes y se comparan las
The Hartmann test has been used traditionally to evaluate the large
astronomical telescopes installed at some mountain observatories.
However, the Hubble space telescope was designed to have a much
better image quality than common terrestrial telescopes. For this
reason more elaborate techniques
and methods had to be employed to
evaluate the quality of the mirrors, as
it is shown next.
Optical Tests for the Hubble Space
Telescope
The primary and secondary mirrors
have a hyperboloidal shape in order
to eliminate the spherical aberration
as well as another important
aberration called coma. When during
the construction of the optical
surface, the light source cannot be
located near the centre of curvature
as is traditional in the Foucault and
Hartmann tests, the configuration
with a hyberboloidal surface would
produce spherical aberration, making
high precision testing difficult.
42
P.d.V. n°63 n Autumn / Otoño 2010
Fig. 5
PdV 63 GB-ES CTH:Mise en page 1 30/07/10 16:18 Page43
HISTORY
HISTORIA
medidas con las posiciones calculadas para una superficie perfecta, se
pueden medir las deformaciones del
aberration. It has been common for
espejo hiperbólico con una precisión
about thirty years ago, to construct an
de aproximadamente media longitud
optical system with spherical surfaces
de onda. (doscientos milésimos de
but with a spherical aberration that
milímetro). La prueba de Hartmann
has an opposite sign to that of the
ha sido la usada tradicionalmente
mirror. Then the whole system propara evaluar los grandes telescopios
duces a perfect point image without
astronómicos destinados a instalarse
any spherical aberration. This auxiliary
en alguna montaña. El telescopio
Fig. 6 Hartmann patterns obtained for a) an spherical mirror and b)
system is known as a “compensator”.
espacial Hubble sin embargo, estaba
a hyperboloidal mirror as the one, used for the Hubble telescope.
There are many configurations for
© Daniel Malacara Hernández.
diseñado para tener una calidad de
Patrones de Hartmann obtenidos: a) Para un espejo esférico, y b)
compensators but the commonest one
imagen muy superior a la de los telespara un espejo hiperbóloidal, como el del telescopio Hubble.
© Daniel Malacara Hernández.
is formed by a pair of lenses or a pair
copios astronómicos convencionales.
of mirrors, placed near the evaluation
Por ello hubo que emplear técnicas
point, close to the centre of curvature of the optical surface under test.
y métodos mucho más elaborados, para evaluar la calidad de la
superficie de los espejos, como se describirá enseguida.
The compensator with lenses is considered a little less precise than the
So the main problem in testing a
hyperboloid surface is the spherical
compensator with mirrors because the lenses may have some variations
Pruebas Ópticas del Espejo del Telescopio Espacial Hubble
in the refractive indices of the glass. The decision was to use both types
of compensator, but to trust more in the results from the system with
mirrors. This compensator was so important that its fabrication was
contracted with the same company, Perkin-Elmer Co, that was to
fabricate the telescope mirrors. The compensator made with two
mirrors is shown in Fig. 7. In order to get the desired precision, the
assembly of the system and the mirror separation and other elements
have to be set to the required value within the small prescribed
tolerance of a few microns. To assemble the components accurately,
Los espejos primario y secundario del telescopio son de forma
hiperboloide para eliminar la aberración de esfericidad propia de una
superficie esférica al igual que otra aberración importante conocida
con el nombre de Coma. Cuando se prueba la superficie óptica durante
su construcción no se puede poner la fuente luminosa cerca del
centro de curvatura como es tradicional en las pruebas de Foucault y
Hartmann. Esta configuración hace que la superficie hiperbólica
produzca aberración de esfericidad, dificultando mucho una prueba
de alta precisión.
during the test, an Invar
Como el principal obstáculo para hacer una
with a precise length to
prueba de la superficie
separate some optical
hiperboidal es la aberraelements. If this changes,
ción de esfericidad, la
a residual undesired
costumbre desde hace
spherical aberration
alrededor de treinta años
might appear in the
es diseñar y construir un
mirror under test.
sistema óptico con superficies esféricas, pero con
Just what was feared
una aberración de esfemost, had to happen.
ricidad tal que combiThe optical elements in
nada con el espejo nos
the compensator were
de una imagen puntual
not correctly assembled.
Fig. 7 Schematics for the Offner compensator with two mirrors, used to test
desprovista totalmente
the primary mirror for the Hubble telescope. ©Daniel Malacara Hernández.
The Invar rod had two
de aberración. Este sisEsquema del compensador de Offner con dos pequeños espejos, usado para probar
thin plastic protections
el espejo primario del Telescopio Espacial.© Daniel Malacara Hernández.
tema óptico auxiliar se
on each end that were
conoce con el nombre de
not removed as necessary. This made the separation only 1.3 millimeters
“compensador” y los hay de muy diversos tipos. El compensador más
longer and the undesired spherical aberration appeared. The difference
común por su alta precisión es el llamado compensador de Offner que
consta de un par de lentes o de un par de espejos que se colocan cerca
at the edge between the obtained mirror surface and the ideal one
del punto de evaluación, cerca del centro de curvatura de la superfiwas about eight wavelengths, which is close to two hundredths of the
cie óptica a probar. El compensador de lentes se considera un poco
thickness of a human hair. Due to this error the sky image appeared
menos preciso que el de espejos debido a que puede haber ligeras variaslightly out of focus, lacking the details and resolution that had been
ciones en los índices de refracción de vidrio. Se decidió usar los dos
hoped for. In conclusion, the surface of the primary mirror was made
tipos de compensadores, pero confiar más en los resultados del
with an error ten times larger than the specified tolerance.
compensador de los espejos. Este compensador tenía tal importancia
The consequence of this error was so important that the Division of
que se encargó su fabricación a la misma compañía Perkin-Elmer Co,
the Perkin-Elmer Company that made the mirrors and the testing
que fabricaría los espejos del telescopio. El compensador formado
fundamentalmente por dos espejos se muestra en la Fig. 7. A fin de
compensator had to be sold off.
rod was carefully made
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HISTORY
HISTORIA
obtener la precisión requerida en la prueba la separación entre
estos espejos y otros elementos secundarios, debe estar dentro del valor
calculado con una tolerancia sumamente pequeña de unas cuantas
micras. Con el propósito de hacer el ensamble del sistema óptico de
manera correcta durante la prueba se construyó con un cuidado extraordinario una barra de metal Invar con la longitud muy precisa para
separar correctamente estos elementos ópticos. Si la separación se
cambiara, aparecería un residuo de aberración de esfericidad en el
espejo bajo prueba.
Fig. 8
Images of the spiral galaxy M 100 in the Virgo constellation, taken with
the Hubble telescope, a) before the correction and b) after the correction.
Taken from the Hubblesite web page http://hubblesite.org.
Imágenes de la galaxia espiral M100 en la constelación de Virgo, a) antes
de la corrección del telescopio Hubble, y b) después de la corrección.
Hubblesite web page http://hubblesite.org.
Final Correction of the Residual Undesired Aberration
It has occasionally been said that an undesired myopia appeared in the
telescope, as in the title of this article. However, this way of describing
it is not technically correct, because there is a fundamental difference
between myopia and spherical aberration. As is well known by all
optometrists, myopia is a general defocusing of the image that has to
be corrected with a lens with the appropriate divergence power to focus
the image. On the other hand, in spherical aberration, all rays near
the centre of the pupil are in focus whilst the rays near the periphery
of the pupil are defocused. Hence, the proper “spectacles” have to
refocus only the rays on the outer zone of the pupil without any refocusing any of the rays in the central zone. To say this in a different
way, the spectacles have to introduce spherical aberration with the opposite value to the residual aberration in the error. To perform this
correction, close to the image plane an optical correcting system named
COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) was
located. It was manufactured by Ball Aerospace Co. The installation of
this corrector was carried out by specially trained astronauts aboard the
Endeavor shuttle in December, 1993. A total of three missions were
required to perform the complete correction and obtain a telescope
with the required image quality.
Fig. 9
Images of the center of the Orion nebula taken with, a) the Hubble
Space Telescope and b) at the 500 centimeters diameter Palomar Observa
tory telescope. Taken from the Hubblesite web page http://hubblesite.org.
Imágenes del centro de la nebulosa de Orión, tomadas en a) el Telescopio
Espacial Hubble y b) en el Observatorio de Mount Palomar de 500
centímetros de diámetro. Hubblesite web page http://hubblesite.org.
Figure 8. shows the images if the spiral galaxy M 100 in the Virgo
constellation, taken before and after correction. The first image is almost
the same as one obtained at a terrestrial observatory. Figure 9 shows
two images of the nucleus of the Orion nebula, the first one obtained
in the 5 metre telescope at Mount Palomar and the second in the Hubble
telescope.
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Justamente lo que más se temía fue lo que sucedió. Los elementos
ópticos de este compensador no fueron ensamblados correctamente,
ya que el espaciador de Invar tenía unas protecciones plásticas en los
extremos que no fueron removidas como era necesario. Ello alargó la
separación en 1.3 milímetros y apareció la temida aberración de
esfericidad. Dicho en otras palabras, la periferia del espejo era un poco
más plana de lo esperado. La diferencia entre la superficie del espejo
obtenida y la que se deseaba era mas o menos ocho longitudes de onda,
lo que corresponde a aproximadamente dos centésimos del grueso de
un cabello humano. Debido a ello las imágenes celestes aparecían
ligeramente desenfocadas, sin la definición y detalle que se esperaban.
En conclusión, la superficie del espejo primario quedó con un error diez
veces superior a la tolerancia especificada.
El impacto de este error fue tan grande que originó la venta de la División
de la compañía, Perkin Elmer Co., que construyó los espejos del
telescopio y el compensador para su prueba.
Corrección Final de la Aberración Residual Indeseada
Frecuentemente se dice que se produjo una miopía indeseada en el telescopio, tal como en el título de este artículo. Sin embargo, esta manera
de hablar no es técnicamente correcta, pues hay una diferencia
fundamental entre la miopía y la aberración de esfericidad. La miopía,
como es bien sabido por los optometristas y oftalmólogos es un
desenfoque general de la imagen que hay que corregir mediante lentes
frente a los ojos, con el poder de divergencia apropiado para poner la
imagen en foco. En cambio, en la aberración de esfericidad los rayos
luminosos que provienen de una pequeña región en el centro de la pupila
esta perfectamente enfocados y solamente se desenfocan los rayos que
provienen de zonas cercanas a la periferia de la pupila. Por lo tanto los
“anteojos” adecuados tienen que re-enfocar solamente los rayos
cercanos a la orilla de la pupila sin re-enfocar los del centro. Dicho de
otro modo hay que introducir con estos anteojos una aberración de esfericidad de signo contrario a la que se introdujo por error. Para llevar a
cabo esta corrección se introdujo cerca de la imagen un sistema
corrector al que se le denominó COSTAR Corrective Optics Space
Telescope Axial Replacement, que fue construido por la compañía Ball
Aerospace. La instalación de este corrector se llevo a cabo enviando
astronautas entrenados para ello en el cohete Endeavour en Diciembre
de 1993. En total se requirieron tres misiones para hacer la corrección
completa y dejar el telescopio con la calidad de imagen requerida.
La Fig. 8. muestra las imágenes de la galaxia espiral M 100 en la constelación de Virgo, antes y después de la corrección. La primera imagen
es casi igual a lo que se hubiera obtenido en un telescopio terrestre.
La Fig. 9. muestra dos imágenes del centro de la nebulosa de Orión,
una obtenida en el telescopio de 5 metros de Mount Palomar y la
segunda en el telescopio espacial Hubble.
Comentarios Finales
Varios hechos adicionales muy interesantes hay relacionados con toda
esta historia. Por ejemplo, que el telescopio de respaldo construido en
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HISTORIA
Final Commentaries
la Kodak y que nunca se usó, no
tenía la aberración de esfericidad
indeseada del que se usó. Otro
hecho importante es que el sistema
compensador de lentes, en el que no
se confiaba mucho, si manifestaba
el error, pero se decidió ignorarlo por
la alta confianza que se tenía en el
de espejos. El error que apareció era
tan grande que la prueba tradicional
de Hartmann la hubiera detectado,
pero se ignoró esta prueba. Durante
el tiempo de retraso de cuatro años
en que estuvo guardado el espejo,
algunas universidades solicitaron se
les facilitara el acceso a el espejo
para probarlo, pero se les negó por
que pensaron que la prueba que
ellos habían realizado era suficiente.
There are several interesting facts
related to all this history. For example,
the backup telescope built at Kodak
was never used and it did not have the
undesired residual spherical aberration. Another interesting fact is that
the lens compensator, which the builders did not trust much, detected the
residual error. However, they decided
to fully trust in the results with the
mirror compensator. The error was so
large that it would have been detected even with the traditional Hartmann
test but it was not used. During the
four years delay when the mirror was Fig. 10 The Hubble Space Telescope as seen from Space Shuttle Discovery
during its second servicing mission. Taken from the Hubblesite web
being stored, several universities
page http://hubblesite.org.
requested permission to test the
mirror but it was not forthcoming. The reason was that they were quite
Hay que hacer notar que el error no fue carencia de conocimientos o
confident about all the testing that had been done.
conceptos científicos o técnicos equivocados. La razón verdadera
costó un gran esfuerzo de varios meses de investigaciones encontrarla.
We have to consider that the error was not due to lack of knowledge or
El técnico encargado de ensamblar el compensador no quitó por
to incorrect scientific or technical concepts. It was only after intensive
descuido una capa protectora que tenía el espaciador de Invar en sus
research that the true reason was determined. The technician in charge
extremos. Ello originó un error en el espaciamiento de los espejos del
of assembling the mirror compensator neglected to remove the plascompensador.
tic protecting caps from the ends of the Invar rod spacer. This produLa principal conclusión de esta experiencia desastrosa y triste es que
ced an error in the spacing of the mirrors of the compensator.
nunca hay que tener un exceso de confianza y que siempre hay que
The main conclusion which results from this disastrous experience is
revisar nuestros resultados no una, sino varias veces y de preferencia
that we have to avoid excessive faith in our results. We have to revise
con métodos diferentes. o
our results and procedures not once, but several times and better yet,
employing different methods. o
references - referencias
D. Malacara, Optical Shop Testing Third Edition,
John Wiley and Sons, New York, 2008
National Aeronautics and Space Administration,
The Hubble Space Telescope
Web page http://hubble.nasa.gov
The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure
Report, National Aeronautics and Space Administration
(NASA), November 1990
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