EL OJOÓPTICA DE LA VISIÓN

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

« Dr. Ignacio Chávez»

Fisiología HumanaDr. Cirino Camacho

Carla Brenda Chávez García

PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ÓPTICA

Refracción de la luz.

- Índice de refracción de un medio transparente. –

Rayos de luz a través del aire = 300.000 km/s

ÍNDICE DE REFRACCIÓN: es el COCIENTE entre la velocidad de la luz en el aire y su velocidad en ese medio.

Rayos de luz a través del vidrio = 200.000 km/s

1.5

Refracción de los rayos de luz en la superficie de transición entre 2 medios con índices de refracción diferentes.

Rayo de luz

• Descenso de la velocidad de transmisión

• Reducción de longitud de

onda

200.000 km/s

Esta desviación de los rayos luminosos al llegar a una superficie en ángulo de denomina REFRACCIÓN.

Su magnitud aumenta en función de:

- El cociente entre los índices de refracción de los 2 medios transparentes.

- El grado de angulación existente entre el límite de los 2 medios y el frente de onda que entra.

Una lente convexa concentra los rayos de luz (Convergencia)

Los mas externos se desvían cada vez más hacia el centro.

PUNTO FOCAL

Los que inciden sobre el centro chocan exactamente perpendiculares y la atraviesan sin sufrir refracción.

Una lente cóncava dispersa los rayos de luz (Divergencia)

Pasan a través de ella antes que los centrales y da lugar a que los rayos periféricos diverjan.

No se refractan porque chocan contra una superficie que queda perpendicular.

Una lente cilíndrica desvía los rayos de luz en un solo plano: comparación con las lentes esféricas. Las lentes cilíndricas

desvían los rayos de luz en un solo plano, formando una línea focal

Los rayos de luz que atraviesan la lente esférica se refractan por todos los bordes de la lente hacia el rayo central convergiendo en un punto focal

B

PUNTO FOCAL

LÍNEA FOCAL

2 Lentes cilíndricas en un ángulo recto = lente esférica

Vertical: provoca la convergencia de los rayos luminosos que atraviesan sus 2 caras.

Horizontal: convergencia de los rayos superiores e inferiores.

Distancia focal de una lente

La distancia a la que convergen los rayos paralelos en un punto focal común detrás de una lente convexa.

Dado a que estos rayos divergen a medida que se separan de su punto de origen puede observarse que no se reúnen a la misma distancia de la lente que los rayos paralelos.

Lente convexa con curvatura mayor.

La distancia desde la lente que recibe los rayos de luz hasta el foco es igual a la primera.

Esto pone de manifiesto que es posible concentrar los rayos paralelos y los divergentes a la misma distancia de una lente, siempre que cambie su

convexidad.

La relación entre la distancia focal de la lente, la distancia puntual de la luz y al foco se expresa:

1/f = 1/a + 1/b

f = distancia focal de la lente para los rayos paralelos.

a = distancia desde la lente a la fuente puntual de luz.

b = distancia al foco desde el otro lado de la lente.

Formación de una imagen por una lente convexa

Los rayos de luz que atraviesan el centro de una lente convexa, no se refractan en ninguna dirección, llegando a un punto focal al otro lado de la lente que esta alineado con la fuente y el centro de la lente.

Cada fuente de luz del objeto llega a un punto focal distinto en el lado opuesto de la lente

Si se coloca una hoja blanca de papel a la distancia de enfoque de la lente, puede verse una imagen del objeto.

Determinación del poder dióptrico de una lente <dioptría>

Cuanto más amplia sea la desviación de los rayos luminosos por una lente, mayor es su poder dióptrico o poder de refracción.

Se mide en dioptrías. En el caso de una lente convexa es igual a 1m dividido

por su distancia focal.

Una lente esférica que cause la convergencia de los rayos luminosos paralelos en un punto focal a 1m de distancia = +1 dioptría de poder dióptrico.

Poder dióptrico en lentes cóncavas Si se dispersan los rayos de luz en la

misma proporción en que una lente convexa de 1dioptría los reúne, se dice que la lente cóncava tiene una potencia dióptrica de -1.

Neutralizan el poder dióptrico de las convexas.

• ÓPTICA DEL OJOEl ojo como una cámara

Posee un sistema de lentes

Un sistema de apertura variable, la pupila

La retina que equivale a la película

• Sistema ocular de lentes:

1. La separación entre el aire y la cara anterior de la cámara.

2. La separación entre la cara posterior de la córnea y el humos acuoso.

3. La separación entre el humor acuoso y la cara anterior del cristalino.

4. La separación entre la cara posterior del cristalino y el humor vítreo.

Índice de refracción

Aire: 1 Córnea: 1.38 Humor acuoso: 1.33 Cristalino (como promedio): 1.4 Humor vítreo: 1.34

Consideración de todas las superficies oculares de refracción como una sola lente: <reducción> del ojo. Suma algebraica de las superficies oculares

de refracción.

Se considera que existe una sola superficie de refracción con:

- Punto central: 17 mm (delante de la retina).

- Poder dióptrico: 59 dioptrías (cuando la acomodación del cristalino corresponde a la visión de lejos.

Cara anterior de la córnea:

- Aporta aprox. 2/3 de las 59 dioptrías.

Cristalino: 20 dioptrías

- Aprox. La tercera parte del total.

- Su curvatura puede aumentar como respuesta a las señales nerviosas para permitir la acomodación.

Formación de una imagen en la retina El resultado está invertido con respecto

al objeto.

La mente percibe los objetos en su posición derecha, debido a que el cerebro esta entrenado para considerar como normal una imagen invertida.

Mecanismo de <acomodación>

Para conseguirlo, la forma del cristalino cambia desde una lente con una convexidad moderada hasta una lente muy convexa.

Cuando está en estado de relajación tiene forma casi esférica.

70 ligamentos se

suspensorios se fijan hacia el perímetro exterior del globo ocular.

El cristalino permanece plano si el ojo está en condiciones normales.

Músculo ciliar: -Fibras meridionales: desde el

extremo periférico hasta la

unión esclerocorneal.-Fibras circulares: disposición

circular alrededor de las inserciones ligamentosas y cuando se contraen producen una acción tipo esfínter

La contracción de cualquiera de los grupos de fibras musculares lisas que forman el músculo ciliar relaja los ligamentos que llegan a la cápsula del cristalino y éste adquiere una forma esférica.

La acomodación está controlada por nervios parasimpáticos Músculo ciliar: controlado por señales nerviosas

parasimpáticas desde el núcleo del tercer par en el tronco del encéfalo.

Contraen los 2 tipos de fibras del músculo ciliar.

A medida que se aproxima un objeto distante hacia el ojo, la cantidad de impulsos parasimpáticos que inciden sobre el músculo ciliar crece de forma progresiva para mantener el objeto constantemente enfocado.

Presbicia: pérdida de la acomodación en el cristalino.

La capacidad de modificar su forma disminuye con la edad.

Queda casi desprovisto de su capacidad de acomodación. <presbicia>

El poder de acomodación desciende de 14 dioptrías hasta menos de 2 a los 45-50 años.

Diámetro pupilarLa principal función del iris es incrementar la

cantidad de luz que penetra al ojo en la oscuridad y disminuirla durante el día.

La pupila puede disminuir su diámetro hasta 1.5 mm, y aumentarlo hasta 8 mm.

La cantidad de luz que penetra al ojo es proporcional al área de la pupila o al cuadrado de su diámetro

La profundidad del foco del sistema del cristalino aumenta cuando disminuye el diámetro pupilar.

Mayor profundidad de foco: la retina se puede alejar considerablemente del plano focal y la imagen permanecerá casi enfocada con nitidez.

Mientras que si su profundidad de foco es superficial, cuando la retina se aparte un poco del plano focal surgirá una borrosidad extrema.

Circulo borroso.

Errores de refracción Emetropía (visión normal).• Si los rayos de luz de objetos alejados quedan

enfocados con nitidez en la retina cuando el músculo ciliar esté relajado por completo.

Para enfocar de cerca, el ojo ha de contraer el músculo ciliar y aportar así el grado de acomodación oportuno.

Hipermetropía Suele deberse a un globo ocular demasiado

corto, o a veces de un sistema de lentes demasiado débil.

El sistema de lentes relajada no desvía lo suficiente los rayos de luz paralelos como para que lleguen a estar enfocaos en el momento de alcanzar la retina.

Es capaz de enfocar los objetos alejados en la retina.

En la vejez cuando el cristalino haya adquirido presbicia, una persona hipermétrope normalmente es incapaz de acomodar lo suficiente para enfocar siquiera los objetos alejados, y mucho menos aún los cercanos.

Miopía

Cuando el músculo ciliar está relajado, los rayos de luz de objetos alejados quedan enfocados delante de la retina.

A medida que se acerca el objeto al ojo, acaba por aproximarse lo suficiente como para poder enfocar su imagen.

Posee un punto lejano que es el límite para la visión nítida.

Corrección de la miopía y de la hipermetropía mediante el empleo de lentes. Miopía (elevado poder dióptrico): Puede

neutralizarse colocando delante del ojo una lente cóncava esférica Divergencia de rayos.

Hipermetropía (sistema de lentes débil): puede corregirse si se añade poder dióptrico recurriendo a una lente convexa delante del ojo.

Se determinan por ensayo y error.

Astigmatismo Es un error de la refracción ocular que hace que la

imagen visual de un plano quede enfocada a una distancia diferente de la que corresponde a su plano perpendicular.

Cada uno de los planos requiere un grado diferente de acomodación.

Sin la ayuda de una gafas la persona jamás puede ver las cosas enfocadas con nitidez.

Corrección del astigmatismo con una lente cilíndrica Encontrar una lente esférica que sea capaz de

corregir el foco en uno de los 2 planos.

Se recurre a una lente cilíndrica para corregir el error restante Eje y potencia.

Tras colocar varias lentes esféricas delante del ojo astigmático, suele descubrirse una potencia que permite enfocar con nitidez un juego de barras paralelas.

Corrección de anomalías ópticas mediante el uso de lentillas Se mantienen en su sitio

mediante una fina película de líquido lagrimal.

Anula casi por completo la refracción.

La cara externa de la lentilla ocupa la función principal. Queratocono.

Ventajas

1) Gira con el ojo y aporta un campo de visión nítida más amplio que las gafas.

2) Ejerce escasos efecto sobre las dimensiones del objeto observado.

Cataratas: Zonas opacas del cristalino

Consiste en 1 o varias zonas turbias u opacas en el interior del cristalino.

Frecuente en personas mayores.

1 Etapa de formación: se desnaturalizan las proteínas de algunas fibras cristalinas.

Más adelante, las mismas proteínas se coagulan para generar áreas opacas en lugar de fibras proteicas transparentes.

Puede corregirse mediante la extirpación quirúrgica del cristalino.

El poder dióptrico se restituye colocando una lente convexa delante del mismo.

Se implanta una lente artificial de plástico en el lugar del cristalino.

Agudeza visualLa luminosidad es máxima en el centro de

la mancha retiniana, y se pierde en forma gradual hacia los bordes

Una persona puede distinguir dos puntos si los centros sobre la retina distan al menos 2 micras; los distingue a 10 metros si están separados 1.5 a 2 mm uno del otro (discriminación entre fuentes de luz puntuales).

1mm

Procedimiento clínico para establecer la agudeza

Tabla de exploración consta de letras de diferentes tamaños.

Colocada a 6m de la persona examinada.

Visión de 20/20

Determinación de la distancia de un objeto al ojo: <percepción de la profundidad>

Percibe la distancia por 3 medios:

1) El tamaño que poseen las imágenes de los objetos conocidos sobre la retina.

2) El efecto del movimiento de paralaje (desviación angular de la posición aparente de un objeto).

3) El fenómeno de la etereopsia.

Según el tamaño de las imágenes retinianas de objetos conocidos

Si se sabe que una persona observada mide 1.8m, quede determinarse la distancia a la que se encuentra simplemente por el tamaño de su imagen en la retina.

Determinación de la distancia mediante el movimiento de paralaje

Al apartar la cabeza 3 cm hacia un lado cuando un objeto se encuentra a 3cm delante del ojo, su imagen recorre casi toda la retina mientras que la de otro objeto a 60 m no muestra ningún desplazamiento perceptible.

Distancia relativa.

Determinación de la distancia por estereopsia: visión binocular. Un ojo esta a poco más de 5cm del otro, las

imágenes formadas en las retinas son diferentes entre sí.

Inútil para la percepción de la profundidad a distancias mayores a 15-60 m.

Capacidad mayor para calcular las distancias relativas cuando los objetos están próximos.

EL OFTALMOSCOPIO Instrumento por el cual se puede mirar dentro del

ojo y ver la retina con claridad.

Funcionamiento Los rayos luminosos divergen desde un ojo

emétrope sistema ocular de lentes los rayos son paralelos entre sí ojo emétrope de otra persona se concentran en un foco puntual.

Posee una serie de lentes para corregir la refracción anormal.

SISTEMA HUMORAL DEL OJO: LÍQUIDO INTRAOCULAR

Mantiene una presión suficiente en el globo ocular para que se siga dilatando.

Se divide en:

* humor acuoso: delante del cristalino

* humor vítreo: entre lacara posterior del cristalino y la retina.

HUMOR ACUOSO

• Circula con libertad.• Se está absorbiendo y

formando constantemente.• Su balance regula el

volumen y la presión total del líquido intraocular.

HUMOR VÍTREO

• Masa gelatinosa• Cohesión: se mantiene por

una fina red fibrilar compuesta por moléculas de proteoglucanos muy largas.

• El agua y sustancias disueltas pueden difundir con lentitud.

• El flujo del líquido es escaso

Formación del humor acuoso por el cuerpo ciliar Se forma en el ojo a una velocidad media de 2 a 3

ml/min. Se segrega en su integridad por los procesos

ciliaresFormación delHumor acuoso

1. Comienza con el transporte activo de iones Na hacia los espacios que quedan entre las células.

2. A su paso arrastra con ellos a los iones cloruro y bicarbonatos neutralidad eléctrica.

3. Todos los iones provocan el desplazamiento osmótico del agua desde los capilares sanguíneos y la solución resultante fluye hacia la cámara anterior del ojo.

4. Nutrientes como aminoácidos, ácido ascórbico y la glucosa atraviesan el epitelio.

Salida del humor acuoso desde el ojo

1. Fluye a través de la pupila hacia la cámara anterior del ojo.

2. Circula por delante del cristalino y hacia el ángulo que queda entre la córnea y el iris. Trabéculas.

3. Entra al conducto de Schlemm.

4. Desemboca en las venas extraoculares.

El conducto de Schlemm es una vena de paredes delgadas que recorre el perímetro del ojo.

Tiene una membrana endotelial muy porosa.

Las venas que van desde el conducto de Schlemm hasta las venas mas grandes se llaman venas acuosas.

Presión intraocular

La presión intraocular media es de unos 15 mmHg, con un intervalo desde 12

hasta 20 mmHg.

Tonometría. Para medir la presión intraocular

Después de anestesiar la córnea ocular con un anestésico local, se apoya la platina del tonómetro sobre ella.

Se aplica una pequeña presión sobre su embolo central, lo que empuja hacia adentro la porción de la córnea que queda bajo él.

La magnitud del desplazamientoqueda patente en la escala deltonómetro y se calibra en formade presión Intraocular.

Regulación de la presión intraocular

Permanece constante en torno a +- 2 mmHg de su valor normal.

Su nivel queda determinado por la resistencia del humor acuoso a través de la malla trabecular. Poseen orificios que miden de 2-3 micrómetros.

La cantidad de líquido que abandona el ojo a través del conducto de Schlemm es de 2.5µl /min

Mecanismos para limpiar los espacios trabeculares y el líquido intraocular.

Cuando existe una gran cantidad de partículas en el humor acuoso.

Lo que a veces origina un glaucoma.

Sobre la superficie de las láminas trabeculares existen células fagocíticas.

En el conducto de Schlemm hay células reticuloendoteliales con la capacidad de rodear desechos y digerirlos.

El glaucoma causa fundamental de ceguera. Enfermedad ocular en la

que asciende la presión intraocular hasta un nivel patológico, subiendo hasta 60 o 70 mmHg.

Presiones por encima de 25 a 30 mmHg pueden provocar una pérdida de visión.

Presiones altísimas son capaces de provocar ceguera en días e incluso horas.

Los axones del nervios óptico quedan comprimidos en su salida del disco óptico.

Se cree que bloquea el flujo axónico del citoplasma desde los somas neuronales situados en la retina hacia las fibras del nervio óptico que se dirigen hacia el cerebro.

El resultado es la ausencia de nutrición para las fibras

Es posible que La compresión de la arteria de la retina también se sume al daño neuronal.

Tratamiento

Colocando colirio en un ojo que contenga un fármaco capaz de disminuir la producción ó aumentar la absorción del humor acuoso.

Quirúrgico (abriendo los espacios trabeculares que permitan el flujo libre del líquido hacia el espacio subconjuntival del exterior.

Bibliografía

Guyton y Hall. «Fisiología médica» Decimosegunda Edición, Barcelona. Editorial Elsevier. Capítulo 49.