Refracción según coeficientes de Zernike

Aberraciones. 

Tengo que reconocer que es un tema que me gusta. Algo un poco abstracto, muchas veces mal entendido por explicaciones obtusas o simplemente porque nadie ha sabido transmitir bien todo lo que aportan. Hasta que das con la tecla, se hace la luz y entonces todo es maravilloso.

Esta vez quiero aportar un poco de luz en aberraciones corneales de bajo orden. Siempre se ha dicho que las aberraciones de bajo orden no son importantes porque son las que se compensan con sistemas ópticos convencionales (gafas, lentillas...) pero ¿de verdad tienen tan poca gracia para que no merezca la pena ni dedicarles 3 minutos?

Bueno, 3 minutos no se, pero una pequeña entrada si que se merecen. Voy.

Z1 y Z2, las grandes olvidadas

Las aberraciones de bajo orden llegan hasta el orden 2; el primer orden es el "tilt" de la imagen producida por un sistema óptico (en definitiva, el efecto prismático) y el segundo orden es el desenfoque y astigmatismo que es lo que siempre se ha dicho que podemos compensar con lentes oftálmicas.

Ahora bien, ¿cómo podemos hablar de desenfoque realizando sólo una topografía corneal? para hablar de desenfoque necesitamos un sistema óptico (por ejemplo, una lente) y un plano imagen (pantalla donde se proyecta la imagen): si la imagen se forma antes o después de la pantalla tendremos desenfoque.

¿Pero en la cornea? ¿porqué al hacer una aberrometría CORNEAL obtenemos un valor de desenfoque si no tenemos en cuenta dónde está la retina?

Ese desenfoque se refiere al desenfoque que sufre el frente de onda de la imagen que pasa por esa córnea respecto al frente de onda "ideal" que atravesaría esa córnea considerando sólo la óptica paraxial. Es decir, si la cornea tiene un espesor y unas curvaturas determinadas, con la óptica paraxial podemos calcular su focal; pero si consideramos las aberraciones vemos que entre la focal proporcionada al frente de onda y la focal "ideal" no siempre es la misma. Ese es el desenfoque al que se refieren estas aberraciones.

Si luego la retina está localizada en la focal conjugada de corneal y cristalino (siempre en óptica paraxial), la refracción residual el ojo será exclusivamente la que nos marquen estas aberraciones corneales.

Por tanto, en ese caso podemos decir que si, (en parte) estas aberraciones son las que corregimos con lentes oftálmicas.

Decía antes que los coeficientes de segundo grado son los correspondientes al astigmatismo y al desenfoque. Tenemos 2 coeficientes de astigmatismo, orientados a 0 y 45º (curiosa la analogía con los cilindros cruzados) y uno coeficiente de desenfoque.

A partir de estos 3 coeficientes podemos calcular la refracción en esfera, cilindro y eje que supone ese error:

El que haya cursado optica biomédica sufrirá un déjà vu al ver estas fórmulas

Es algo casi anecdótico, pues como decía antes, habrá que comprobar que la retina quede localizada en la focal' de cornea-cristalino. Aún así, resulta muy curioso esta aplicación de la aberrometría de bajo orden (o a mi me lo parece, que le voy a hacer)

Para hacer los cálculos más rápido, hice una hoja excel, que como siempre, dejo por aquí por si a alguien le interesa el asunto.

Espero que os entretenga, y que la próxima vez que analicéis una aberrometría no paséis por alto las aberraciones de bajo orden que tienen algo que decir.