Más económico que instrumentos comerciales

Desarrollan topógrafo cónico para evaluar la córnea humana

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Será útil en la detección de enfermedades oculares como el queratocono, así como en cirugías

Fernando Guzmán, 23 de febrero de 2017

Un grupo de investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET), encabezado por Manuel Campos- García, desarrolla un topógrafo corneal cónico con igual o mejor precisión en la medición de los parámetros de forma de la córnea –y con el tiempo será más económico– que los instrumentos comerciales usados en la clínica.

La córnea, la parte frontal transparente del ojo que cubre el iris, la pupila y la cámara anterior, es responsable de aproximadamente dos tercios de la potencia refractiva del ojo.

La evaluación detallada de los parámetros de la forma puede ser relevante para diferentes aplicaciones clínicas y de estudio, incluyendo el diagnóstico y seguimiento de las ectasias corneales, trastornos en los que hay un adelgazamiento progresivo del espesor corneal y un aumento de su curvatura.

En la investigación y la clínica, los referidos mecanismos se utilizan para medir la forma de la superficie, los radios de curvatura y el poder dióptrico (o de refracción) de la córnea.

“En ciertos males del ojo, como el queratocono y la degeneración marginal pelúcida, la superficie de la córnea no es muy suave, lo que da como resultado un aumento asimétrico”, dijo Campos-García, adscrito al Departamento de Óptica y Microondas del CCADET.

Cuenta con un sistema de iluminación LED y una cámara CCD para la captura de imágenes, y va conectado a una computadora para el procesamiento de éstas y la evaluación de la superficie de la córnea. Foto: cortesía de Manuel Campos-García.

Prototipo

El topógrafo corneal cónico que se desarrolla en la UNAM calcula la elevación de la superficie de la córnea (diferencias entre lo que se mide con el instrumento y una superficie de referencia). Una promedio tiene un radio de curvatura de 7.8 milímetros, un diámetro de 11 milímetros y una constante de conicidad de -0.2, por lo cual puede considerarse un elipsoide.

Con la información obtenida se pueden calcular los radios de curvatura y el poder dióptrico de esta parte del ojo (la medición de los primeros tiene aplicación en el ajuste de lentes de contacto y la del segundo permite determinar qué tipo de lente intraocular es oportuno implantar en una cirugía de cataratas).

“Es un topógrafo corneal cónico porque usa una pantalla nula en forma de cono que al proyectarse enfrente de la córnea genera una imagen que es un arreglo ordenado de puntos. Si la superficie presenta deformaciones, los puntos reflejados se mueven y, de esta manera, obtenemos información de dichas deformaciones”, explicó Campos-García.

Izquierda: Ojo normal. Derecha: Queratocono.

Características

El instrumento cuenta con un sistema de iluminación LED (acrónimo inglés de Light Emitting Diode, “diodos emisores de luz”) y una cámara CCD para la captura de imágenes, y va conectado a una computadora para el procesamiento de éstas y la evaluación de la superficie de la córnea. Se seleccionó el color rojo para los LED, para evitar las emisiones en la banda azul, que puede ser perjudicial para la vista.

“Aún falta desarrollar la electrónica del prototipo para que la captura y el procesamiento de imágenes no dependa de una computadora sino de una tarjeta especial programable, así como lograr su estabilidad opto-mecánica. Para esto último debemos diseñar su parte mecánica, la cual nos permitirá alinear lo mejor posible el instrumento con el paciente y no generar errores en la medición”, abundó.

En todos los topógrafos corneales hay varias fuentes de errores, como los movimientos sacádicos (movimientos rápidos) del ojo y las sombras generadas por el contorno del rostro y, especialmente, por las pestañas.

Con éste se espera evaluar mejor no sólo para detectar algunas enfermedades oculares como el queratocono, sino también para efectuar cirugías corneales (en las que el diagnóstico es esencial) y cirugías corneales refractivas (en las que la determinación de la forma del perfil de ablación de la córnea es imprescindible).

Una gran ventaja de este prototipo es su bajo costo. Según su complejidad y marca, el precio de un topógrafo corneal está entre los 200 mil y el millón de pesos o más. En el de los investigadores universitarios se ha gastado menos de cien mil pesos.

“Con la inversión en investigación, quizá se duplique o triplique su precio, pero incluso así será más económico que el de los instrumentos comerciales”, sostuvo.

En esta tarea, además de Campos- García, participa el ingeniero Víctor de Emanuel Armengol Cruz, quien con algoritmos evalúa la forma de la superficie de la córnea, y el ingeniero Arturo Ioan Osorio Infante, quien está a cargo del diseño y la caracterización del instrumento, ambos del posgrado en Ciencias Físicas (Física Médica) de la UNAM.

Foto: cortesía de Manuel Campos-García.

Avances

En los últimos meses ha habido varios avances significativos. Uno de ellos consiste en considerar a la córnea como una superficie asimétrica, por lo que los algoritmos sobre el diseño del instrumento y la evaluación de la forma de la córnea han sido actualizados para considerar esta situación.

Uno más reside en el rediseño de la abertura del cono para lograr medir más área de la superficie de la córnea y evitar en la medida de lo posible las sombras originadas por el contorno del rostro y las pestañas.