Refracción objetiva: queratometría, topografía corneal, biometría, retinoscopia, autorrefractometría y aberrometría

1. Refracción objetiva: concepto

La refracción objetiva es el conjunto de técnicas que miden el estado refractivo o los parámetros ópticos del ojo sin depender de las respuestas del paciente. Se contrapone a la refracción subjetiva, en la que el resultado final depende de lo que el paciente refiere ver. Sus usos principales son:

• Obtener un punto de partida fiable para el examen subjetivo.

• Refraccionar a quien no puede colaborar: lactantes, niños pequeños, personas con discapacidad intelectual o con trastornos de la comunicación, simuladores.

• Medir los componentes ópticos del ojo (curvatura corneal, longitudes axiales, aberraciones) que la refracción subjetiva no da.

Las técnicas del epígrafe se dividen en dos grupos: las que miden un componente del ojo (queratometría, topografía, biometría) y las que miden la refracción global del ojo (retinoscopia, autorrefractometría, aberrometría).

2. Queratometría

2.1 Principio

La queratometría mide el radio de curvatura de la cara anterior de la córnea en sus dos meridianos principales. La córnea, cubierta por la película lagrimal, se comporta como un espejo convexo: se coloca un objeto (las miras) de tamaño conocido a una distancia conocida y se mide el tamaño de su imagen reflejada (la primera imagen de Purkinje). Con la aproximación paraxial:

r = 2 · d · y' / y (r: radio corneal; d: distancia objeto-córnea; y: tamaño del objeto; y': tamaño de la imagen)

Como el ojo nunca está quieto, los queratómetros usan un sistema de desdoblamiento (prismas) que duplica la imagen: la medida se hace cuando las dos imágenes quedan en contacto, y ese contacto no varía con los pequeños movimientos oculares.

2.2 Tipos de queratómetro

• De desdoblamiento variable y mira fija (principio de Helmholtz): el oftalmómetro original medía un meridiano cada vez; el modelo de una sola posición (tipo Bausch & Lomb) lleva dos sistemas de desdoblamiento a 90° y mide los dos meridianos principales a la vez, sin girar el instrumento.

• De desdoblamiento fijo y mira variable (tipo Javal-Schiøtz): se mide en dos posiciones, girando el instrumento 90° entre el meridiano más plano y el más curvo; las miras escalonadas indican directamente la diferencia dióptrica (astigmatismo corneal).

• Los autoqueratómetros (integrados en muchos autorrefractómetros y biómetros) hacen la misma medida con fotodetectores.

2.3 Conversión radio-potencia

El queratómetro convierte el radio en dioptrías con el índice queratométrico n = 1,3375, un índice ficticio que simula la potencia total de la córnea (anterior más posterior) a partir solo de la cara anterior:

K (D) = (1,3375 − 1) / r (m) = 337,5 / r (mm)

Ejemplos: r = 7,50 mm → 45,00 D; r = 7,80 mm → 43,27 D; r = 8,00 mm → 42,19 D. Un radio menor (córnea más curva) da más dioptrías. El valor medio de un adulto ronda los 43-44 D (r ≈ 7,7-7,8 mm).

2.4 Limitaciones

• Mide una zona anular paracentral de unos 3 mm de diámetro (varía con la curvatura), no el ápex ni la periferia.

• Supone que la córnea es esferocilíndrica regular: no cuantifica el astigmatismo irregular (solo se sospecha por distorsión de las miras).

• No mide la cara posterior; el índice 1,3375 sobreestima la potencia real tras cirugía refractiva corneal.

• El rango habitual de medida es limitado (aprox. 36-52 D); se amplía con lentes auxiliares delante del objetivo.

2.5 Aplicaciones

Astigmatismo corneal y su comparación con el refractivo (regla de Javal, con el astigmatismo expresado en cilindro negativo: Astig. total ≈ 1,25 × Astig. corneal + (−0,50 × 90); la simplificación de Grosvenor usa Astig. total ≈ Astig. corneal + (−0,50 × 90)), adaptación de lentes de contacto, biometría para el cálculo de la lente intraocular (LIO), seguimiento de queratocono y del astigmatismo posquirúrgico. Se clasifica el astigmatismo corneal como directo o a favor de la regla (meridiano vertical más curvo), inverso o contra la regla (horizontal más curvo) y oblicuo.

Fuente: ISO, «ISO 10343:2014 Ophthalmic instruments — Ophthalmometers», https://www.iso.org/standard/59705.html.

3. Topografía corneal

La topografía corneal describe la forma de toda la superficie corneal (no solo los 3 mm del queratómetro) mediante miles de puntos, y la representa en mapas de color. Hay que distinguir:

• Topografía propiamente dicha: forma de la cara anterior. La técnica clásica es el disco de Plácido (anillos concéntricos reflejados en la película lagrimal; principio de reflexión).

• Tomografía corneal: reconstrucción tridimensional de la córnea (cara anterior, cara posterior y espesor) por proyección de una hendidura (barrido de hendidura), por cámara de Scheimpflug rotatoria (principio propio: planos de objeto, lente e imagen que se cortan en una línea) o por interferometría de baja coherencia (OCT de segmento anterior). Los equipos híbridos combinan Plácido con Scheimpflug o con OCT.

Mapas principales: axial o sagital (curvatura respecto al eje del instrumento, visión global), tangencial o instantáneo (curvatura local, mejor para localizar el cono), de elevación (altura en µm respecto a una esfera de referencia), paquimétrico y de potencia refractiva. Por convenio, los colores cálidos indican zonas más curvas o de mayor potencia y los fríos, zonas más planas.

Aplicaciones: cribado de ectasias (queratocono, degeneración marginal pelúcida, ectasia tras cirugía), selección y control de cirugía refractiva, adaptación de lentes de contacto (incluida la ortoqueratología) y estudio del astigmatismo irregular.

Fuente: The Cornea Society et al., «Global consensus on keratoconus and ectatic diseases», Cornea 2015;34:359-369, https://doi.org/10.1097/ICO.0000000000000408.

4. Biometría ocular

4.1 Qué mide y para qué

La biometría ocular mide las dimensiones del ojo: longitud axial (LA), queratometría, profundidad de cámara anterior (ACD), espesor del cristalino, diámetro corneal blanco-blanco y espesor corneal. Su uso principal es el cálculo de la potencia de la LIO en la cirugía de catarata y en la cirugía refractiva con lente; también el control de la progresión de la miopía (aumento de la LA). La LA media del adulto emétrope ronda los 23,5 mm.

Un error de 1 mm en la longitud axial produce un error de unas 2,5-3 D en la refracción posoperatoria, y un error de 1 D en la queratometría, de alrededor de 1 D. Con la biometría ultrasónica la longitud axial era la principal fuente de error refractivo tras la catarata; con la biometría óptica, la mayor fuente de error pasa a ser la estimación de la posición efectiva de la lente (ELP) (≈ 35 % del error, frente a ≈ 17 % de la longitud axial, según el análisis de Norrby).

4.2 Biometría ultrasónica (modo A)

• Sonda de unos 10 MHz; mide el tiempo de ida y vuelta del eco y lo convierte en distancia con la velocidad del sonido de cada medio: 1.532 m/s en humor acuoso y vítreo, 1.641 m/s en el cristalino (en la córnea, ≈ 1.640 m/s); para el ojo fáquico en conjunto se usa una media de 1.550 m/s.

• Por contacto (aplanación): la presión de la sonda comprime la córnea y acorta falsamente la LA (del orden de 0,1-0,3 mm).

• Por inmersión: la sonda no toca la córnea (cubeta con suero); es más exacta y reproducible.

• El ultrasonido mide hasta la membrana limitante interna; es la técnica de elección cuando la biometría óptica falla (cataratas muy densas, opacidades, mala fijación).

4.3 Biometría óptica

• Interferometría de coherencia parcial (PCI, luz infrarroja de unos 780 nm), reflectometría óptica de baja coherencia (OLCR) y biometría por OCT de fuente de barrido (swept-source, en torno a 1.050 nm).

• Sin contacto, sin anestesia, sin riesgo de infección, más precisa que el ultrasonido y operador-independiente. Mide hasta el epitelio pigmentario de la retina; el software corrige la diferencia con el ultrasonido.

• Limitación: necesita medios transparentes y fijación; las cataratas muy densas o las hemorragias vítreas impiden la medida (menos con swept-source).

4.4 Fórmulas de cálculo de la LIO

Hay varias generaciones, y ninguna es la única válida:

• Regresión (1.ª-2.ª generación): SRK (P = A − 2,5·LA − 0,9·K, siendo A la constante de la lente) y SRK II.

• Teóricas de 3.ª generación (dos variables, LA y K, para predecir la posición efectiva de la lente): SRK/T, Holladay 1, Hoffer Q. Tradicionalmente se recomienda Hoffer Q en ojos cortos (< 22 mm) y SRK/T en ojos largos (> 26 mm); las fórmulas más recientes (Barrett Universal II, Kane) rinden igual o mejor en los extremos.

• 4.ª generación y posteriores: Haigis (añade la ACD), Holladay 2, Barrett Universal II, fórmulas por trazado de rayos y basadas en inteligencia artificial.

• En ojos con cirugía refractiva corneal previa la queratometría estándar falla y se usan fórmulas específicas.

Fuente: American Academy of Ophthalmology, «Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern», Ophthalmology 2022;129:P1-P126, https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2021.10.006; Norrby S, «Sources of error in intraocular lens power calculation», J Cataract Refract Surg 2008;34:368-376, https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2007.10.031.

5. Retinoscopia

5.1 Principio

La retinoscopia (esquiascopia) determina el error refractivo observando el movimiento del reflejo retiniano en la pupila al desplazar una luz. Busca el punto remoto del ojo: cuando el punto remoto coincide con la pupila del examinador, el reflejo llena la pupila sin moverse (punto de neutralización).

• Retinoscopio de franja (el más usado, con manguito que convierte el haz en divergente —espejo plano— o convergente —espejo cóncavo—) y retinoscopio de punto.

• Con efecto de espejo plano:

• Movimiento directo (a favor): punto remoto detrás del examinador (hipermetropía, emetropía o miopía menor que la dioptría de la distancia de trabajo) → se añaden lentes positivas.

• Movimiento inverso (en contra): punto remoto entre paciente y examinador (miopía mayor que la de la distancia de trabajo) → se añaden lentes negativas.

• Con efecto de espejo cóncavo los movimientos se invierten.

• Cerca de la neutralización el reflejo se vuelve más rápido, más brillante y más ancho.

5.2 Distancia de trabajo

Al valor neutralizado se le resta la vergencia de la distancia de trabajo: a 67 cm → 1,50 D; a 50 cm → 2,00 D. Ejemplo: neutraliza con +3,00 D a 67 cm → refracción = +1,50 D.

5.3 Astigmatismo

Se neutraliza cada meridiano principal por separado. Signos de astigmatismo: fenómeno de ruptura (la franja del reflejo no está alineada con la del retinoscopio), diferencias de anchura e intensidad del reflejo y movimiento oblicuo (skew). El reflejo en tijera es típico del queratocono y de las córneas irregulares.

5.4 Modalidades

• Estática: con la acomodación relajada (fijación lejana y técnica de niebla).

• Bajo cicloplejía: obligada en niños con estrabismo, sospecha de hipermetropía latente o ambliopía. Se usa sobre todo ciclopentolato al 1 % y, en casos concretos, atropina.

• Retinoscopia de Mohindra (retinoscopia cercana): sin cicloplejía, en oscuridad, monocular, a 50 cm, el paciente mira la luz del retinoscopio; se aplica un factor de corrección al valor obtenido (Mohindra, en adultos, restaba 1,25 D; en lactantes se usan factores menores).

• Dinámica: con el paciente mirando de cerca para valorar la respuesta acomodativa. En el método de estimación monocular (MEM) el retraso acomodativo normal es de +0,25 a +0,75 D (en escolares, Rouse y cols. midieron una media de unas +0,33 D); otros métodos son el de Nott y el de Bell.

Fuente: Mohindra I., «Comparison of "near retinoscopy" and subjective refraction in adults», Am J Optom Physiol Opt 1977;54:319-322, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/900252/; Rouse MW et al., «A normative study of the accommodative lag in elementary school children», Am J Optom Physiol Opt 1984;61:693-697, https://doi.org/10.1097/00006324-198411000-00008; Wilson S et al., «Systematic review and meta-analysis on the agreement of non-cycloplegic and cycloplegic refraction in children», Ophthalmic Physiol Opt 2022;42:1276-1288, https://doi.org/10.1111/opo.13022.

6. Autorrefractometría

El autorrefractómetro mide automáticamente el error esferocilíndrico proyectando luz infrarroja (alrededor de 800-900 nm, invisible y que no contrae la pupila) sobre la retina y analizando la luz que vuelve. Principios usados: disco de Scheiner (doble abertura), optómetro, principio retinoscópico (borde de cuchillo) y análisis de la calidad de imagen.

• Para relajar la acomodación usa un test de fijación desenfocado (niebla).

• Tiende a hipercorregir la miopía en jóvenes por la miopía instrumental (acomodación por saberse ante un aparato próximo); de ahí el interés de los de campo abierto, que permiten fijar binocularmente un objeto real y medir la acomodación.

• Errores con pupilas pequeñas, opacidades de medios, córneas irregulares, LIO y mala fijación.

• Su resultado es un punto de partida, no una prescripción: siempre se afina con la refracción subjetiva.

• En niños (hasta unos 12 años) la autorrefracción sin cicloplejía tiende a sobreestimar la miopía e infraestimar la hipermetropía; la refracción bajo cicloplejía sigue siendo la prueba de referencia.

• Variantes: autorrefractómetros de mano para niños y encamados, y fotorrefracción excéntrica para el cribado de errores refractivos en niños.

Fuente: Wilson S et al., «Systematic review and meta-analysis on the agreement of non-cycloplegic and cycloplegic refraction in children», Ophthalmic Physiol Opt 2022;42:1276-1288, https://doi.org/10.1111/opo.13022.

7. Aberrometría

7.1 Conceptos

El frente de onda es la superficie que une los puntos de igual fase de la luz. En un ojo perfecto el frente de onda que sale de un punto de la retina sería plano a la salida; la aberración de onda es la diferencia, en micras (µm), entre el frente de onda real y el ideal. Se describe con los polinomios de Zernike Z(n,m) (n: orden radial; m: frecuencia angular), con el convenio y la numeración OSA/ANSI (Thibos y cols., 2002; ISO 24157).

• Bajo orden (hasta el 2.º): desenfoque y astigmatismo, la mayor parte del error. Alto orden (3.º en adelante): coma, trefoil, aberración esférica…

• El RMS (raíz cuadrática media) resume la magnitud. Los valores dependen del diámetro pupilar, que siempre debe indicarse (habitualmente 6 mm o menos).

• A partir de los coeficientes se calcula la refracción en vectores de potencia (r = radio pupilar en mm, c en µm): M = −4√3·c(2,0)/r²; J0 = −2√6·c(2,2)/r²; J45 = −2√6·c(2,−2)/r².

7.2 Tipos de aberrómetro

• Hartmann-Shack (de salida): una matriz de microlentes divide el frente de onda que sale del ojo; el desplazamiento de cada punto en el sensor es proporcional a la pendiente local. Es el más extendido.

• De entrada / imagen retiniana: aberroscopio de Tscherning (rejilla de puntos proyectada sobre la retina) y trazado de rayos láser secuencial.

• Esquiascopia dinámica por barrido de hendidura y sistemas de doble paso (miden la función de dispersión de punto y la difusión intraocular).

• La aberrometría corneal se calcula desde la topografía; restando la corneal de la total se estima la interna (cristalino).

7.3 Valores y aplicaciones

• La córnea normal tiene aberración esférica positiva; en el joven el cristalino la compensa en parte con aberración esférica negativa, compensación que se pierde con la edad.

• El queratocono aumenta típicamente la coma vertical; la cirugía refractiva miópica aumenta la aberración esférica positiva.

• Aplicaciones: cirugía refractiva guiada por frente de onda, elección de LIO asféricas, detección de ectasias, explicación de síntomas (halos, diplopía monocular) y refracción objetiva.

Fuente: Thibos LN et al. (OSA/VSIA), «Standards for reporting the optical aberrations of eyes», J Refract Surg 2002;18:S652-S660, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12361175/; Thibos LN et al., «Accuracy and precision of objective refraction from wavefront aberrations», J Vis 2004;4:329-351, https://doi.org/10.1167/4.4.9.

Lo esencial para el examen

• La refracción objetiva no depende de las respuestas del paciente; es el punto de partida del subjetivo y la única vía en quien no colabora.

• El queratómetro mide el radio anterior en una zona de unos 3 mm, tomando la córnea como espejo convexo (1.ª imagen de Purkinje).

• K (D) = 337,5 / r (mm) con el índice queratométrico 1,3375; 7,50 mm = 45 D.

• Helmholtz: una posición; Javal-Schiøtz: dos posiciones (mira variable, desdoblamiento fijo).

• Topografía = cara anterior (Plácido, reflexión); tomografía = anterior + posterior + espesor (proyección de hendidura, Scheimpflug, OCT por interferometría).

• Un error de 1 mm en LA ≈ 2,5-3 D de error posoperatorio; el ultrasonido por contacto acorta la LA, el de inmersión es más exacto.

• Velocidad del sonido: 1.532 m/s acuoso/vítreo, 1.641 m/s cristalino, ≈ 1.640 m/s córnea, 1.550 m/s media del ojo fáquico.

• La biometría óptica (PCI, swept-source) es sin contacto y más precisa, pero falla con cataratas densas.

• Hoffer Q en ojos cortos; SRK/T en ojos largos; Haigis añade la ACD.

• Retinoscopia: movimiento directo → lentes positivas; inverso → negativas; a 67 cm se restan 1,50 D y a 50 cm, 2,00 D.

• Reflejo en tijera = queratocono/córnea irregular; MEM: retraso acomodativo normal +0,25 a +0,75 D.

• El autorrefractómetro usa infrarrojo y niebla; la miopía instrumental hace que sobrecorrija la miopía.

• Hartmann-Shack: microlentes; aberraciones en µm con Zernike OSA/ANSI; indicar siempre el diámetro pupilar.

• Queratocono → coma vertical; LASIK miópico → aberración esférica positiva.