Cuando las aberraciones ópticas prevalecen, el paciente sufre disminución en la calidad óptica de la visión y se manifiesta a través de síntomas como visión de destellos, halos, y deslumbramiento, que serán percibidos por el paciente durante el día o la noche, dependiendo del tipo de aberración que tenga. Otros aspectos para tener en cuenta son algunos procedimientos que también pueden inducir aberraciones como la cirugía refractiva o condiciones de la superficie corneal como el queratocono, las cuales aumentan la presencia de aberraciones de alto orden, comprometiendo el pronóstico visual del afectado.
Con base en esta premisa, surgen áreas de investigación con el objetivo de identificar e intervenir en las aberraciones ópticas con el fin de mejorar la calidad visual. De hecho, este es un campo de la óptica física que viene estudiándose desde su aplicación en astronomía, de donde la tecnología derivada, que se denomina “tecnología de frente de onda” busca corregir las aberraciones de los espejos reflectores de los telescopios para obtener imágenes de alta fidelidad óptica. Lo anterior se ve reflejado en las capturas hechas por telescopios como el Hubble y más recientemente, el James Webb.
En el campo de las ciencias de la visión, surgen aplicaciones análogas como la cirugía refractiva guiada por frente de onda, en donde el procedimiento tiene en cuenta el análisis aberrométrico del paciente para desarrollar un perfil quirúrgico personalizado, que permita la eliminación de las aberraciones lo mejor posible. En otras aplicaciones, se habla de diseño de lentes oftálmicos, lentes de contacto, lentes intraoculares, etc., con base en la misma tecnología de frente de onda. Por tal motivo, es necesario recapitular sobre la base de la aberrometría ocular para comprender los procesos mediante los cuales las aberraciones ópticas afectan la calidad de la imagen percibida por el paciente.
Ahora bien, es importante recordar que el “frente de onda” es una superficie imaginaria que representa el conjunto de puntos que se ensamblan de una radiación que se propaga en una fase. Es decir, en este caso, la fuente de radiación es la luz. Por lo tanto, una vez la luz se refracta cuando pasa a través de la córnea y cristalino como medios refringentes, se forma un frente de onda en el extremo superficial de los rayos que emanan. Es una forma de estudiar las características de las ondas que se forman de regreso para salir del sistema óptico, siendo así, también es importante anotar que el tamaño de la pupila de entrada determina la extensión en los ejes X-Y del frente de onda, siendo la misma. Entre tanto, la dimensión del eje Z, marca una desviación de la trayectoria de la luz, correspondiendo a la aberración en sí misma del ojo.
Con base en lo anterior, cuando no existen aberraciones, los rayos luminosos que emanan del ojo serán paralelos, generando de esta manera un frente de onda plano. En este sentido, un ojo es ópticamente perfecto cuando la forma del frente de onda es una esfera centrada en el infinito, lo que permitiría la eliminación de algunos errores de enfoque. Por lo tanto, se habla de un frente de onda ideal cuando este es plano formado por los rayos de luz reflejados desde o de regreso en un ojo perfectamente emétrope.
En cuanto a las alteraciones de orden refractivo, los ojos miopes que se caracterizan por rayos que emanan convergentes producen un frente de onda cóncavo. Por el contrario, los ojos hipermétropes que se caracterizan por rayos que emanan divergentes, crean entonces un frente de onda convexo. Para el caso del astigmatismo, el frente de onda tiene forma de silla de montar, debido a la forma elíptica de la córnea. Ahora bien, las aberraciones de alto orden producen frentes de onda en la que su forma es tan compleja como incremente el grado de aberración. El grado de comprensión en este momento radica en que, bajo la presencia de aberraciones, la imagen es desenfocada o distorsionada, ya que los rayos no son capaces de converger en un único punto para proporcionar la imagen correspondiente. En términos ópticos, la diferencia entre el frente de onda actual y el ideal que se toma como referencia, se denomina error de frente de onda o aberración del frente de onda. Este error se representa cualitativamente a través de un mapa de contorno, en donde los puntos caracterizados por tener la misma cantidad de aberración comparten el mismo color.
Como se observa en la figura 1. El color verde azulado indica que no existen desviaciones en la trayectoria de la luz (pistón). Hacia el amarillo se representan las desviaciones positivas, mientras que hacia el azul se indican desviaciones negativas. De esta forma, para el ojo miope el frente de onda se representa por un paraboloide con el mínimo en el centro y el máximo al borde (desenfoque positivo). Lo opuesto se observa en el hipermétrope donde el paraboloide se muestra de forma invertida con el máximo en el centro y el mínimo en los bordes (desenfoque negativo). Para las aberraciones de alto orden, se presenta una combinación linear del desenfoque irregular del frente de onda. Hasta aquí un enfoque comprensivo del frente de onda y la aberración óptica, para posteriormente abordar la complejidad de los grados de las aberraciones ópticas.
Artículo Adaptado de: Vacalebre M, Frison R, Corsaro C, Neri F, Conoci S, Anastasi E, et al. Advanced Optical Wavefront Technologies to Improve Patient Quality of Vision and Meet Clinical Requests. Polymers (Basel). 2022;14(23). Traducido por Grupo Franja.
