O que são Aberrações Oculares?
As Aberrações Oculares são os erros refrativos ou graus oculares que surgem quando a Refração Ocular é estudada pela Óptica Física, na qual a propagação da luz no olho ocorre com trajetória de frentes de ondas.
Refração Ocular na Óptica Física
No estudo da Refração Ocular sob o ponto de vista da Óptica Física, a frente de onda é a superfície formada pela linha perpendicular aos raios de luz propagados.
Enquanto os raios paralelos formam uma frente de onda plana, os raios divergentes formam uma frente de onda esférica.
Na teoria, no processo da Refração Ocular em um sistema ocular perfeito, raios paralelos formadores de uma frente de onda plana, teriam focalização em um único ponto na retina.
Pelo Princípio da Reversibilidade da Luz, na teoria, os raios emergentes de um único ponto na retina, ao atravessarem um sistema ocular perfeito, iriam refratar raios paralelos, com frente de onda plana.
No entanto, na prática, não existe sistema ocular perfeito! Em todos os olhos, as curvaturas da córnea e do cristalino não formam uma esfera geometricamente perfeita e além disso, os demais componentes intra-oculares, com seus diferentes índices de refração contribuem para o desvio dos raios que atravessam o sistema ocular.
Sendo assim, quando os raios emergentes de um único ponto na retina atravessam o sistema ocular com imperfeições, esse sistema refrata raios múltiplos e em várias direções, formando uma frente de onda com aberrações.
Para melhor entender o que é uma frente de onda com aberrações, utilizamos a idéia da frente de onda ideal como referência. A aberração da onda é a diferença entre a frente de onda aberrada e a frente de onda de referência (plana ou esférica).
Como são Medidas as Aberrações Oculares?
Visto que pelo Princípio da Reversibilidade, a frente de onda que é focalizada no olho é igual a que retorna do olho, as aberrações oculares podem ser medidas por equipamentos que empregam princípios de Análises das Frentes de Ondas, baseados na entrada e saída da luz no sistema óptico ocular, denominados Sensores de Frentes de Onda ou Exames de Aberrometria Ocular.
Como exemplo, o Sensor de Frente de Onda Shack Hartmann, analisa a frente de onda emergente capturada pela câmara CCD e através da análise computadorizada do desvio de cada ponto do padrão ideal, faz a reconstrução da superfície tridimensional complexa da frente de onda com aberrações, do sistema ocular examinado.
Matematicamente, a superfície tridimensional complexa da frente de onda pode ser decomposta em frentes de ondas mais simples, que são os componentes das aberrações oculares.
Há várias funções matemáticas que podem ser utilizadas, na Oftalmologia, para decompor a forma da frente de onda de um sistema óptico. Dentre estas, os Polinômios de Zernike são os mais utilizados, seguidos pela Análise da Decomposição de Fourier.
Quais são as Aberrações Oculares?
Olho Ideal sem Aberrações Oculares
No modelo teórico do olho ideal, quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda plana, a imagem deste objeto é focalizada no plano da retina, formando uma imagem nítida.
Olho Real com Aberrações Oculares
Visto que o olho ideal sem aberrações existe apenas na teoria, na prática todos os olhos humanos tem aberrações oculares, que são classificadas em aberrações de baixa ordem e alta ordem.
Aberrações Oculares de Baixa Ordem
As aberrações oculares de baixa ordem são frentes de ondas simétricas. Os graus oculares bem conhecidos que são a miopia, hipermetropia e astigmatismo são aberrações de baixa ordem.
Na Óptica Física, a miopia é o defocus miópico, a hipermetropia é o defocus hipermetrópico e o astigmatismo é o astigmatismo de segunda ordem.
Defocus Miópico
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com defocus miópico, a imagem deste objeto é focalizada antes do plano da retina, formando uma imagem desfocada.
Defocus Hipermetrópico
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com defocus hipermetrópico, a imagem deste objeto é focalizada depois do plano da retina, formando uma imagem desfocada.
Astigmatismo
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com astigmatismo – superfície que se assemelha a uma “sela de cavalo” – a parte central da imagem deste objeto é focalizada antes do plano da parte periférica da imagem, formando uma imagem desfocada e distorcida.
Aberrações Oculares de Alta Ordem
As aberrações oculares de alta ordem podem ser frentes de ondas simétricas ou assimétricas. As principais aberrações de alta ordem são as de terceira ordem – coma e as de quarta ordem – aberração esférica positiva e negativa.
Aberração Coma
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com coma – superfície que se assemelha a uma “senoide” – a parte do objeto que atravessa a onda mais anterior é focalizada antes do plano da parte do objeto que atravessa a onda mais posterior, formando uma imagem desfocada e distorcida, parecendo um “cometa”.
Aberração Esférica Negativa
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com aberração esférica negativa – superfície que se assemelha a “forma de um pudim” – a parte do objeto que atravessa a onda mais anterior é focalizada antes do plano da parte do objeto que atravessa a onda mais posterior, formando uma imagem desfocada e mais aumentada no centro.
Aberração Esférica Positiva
Quando os raios de um objeto atravessam o olho que tem a frente de onda com aberração esférica positiva – superfície que se assemelha a um “pudim” – a parte do objeto que atravessa a onda mais anterior é focalizada antes do plano da parte do objeto que atravessa a onda mais posterior, formando uma imagem desfocada e mais estreita no centro.
Qual a Importância das Aberrações Oculares de Alta Ordem?
Independente da presença ou não da miopia (defocus miópico) ou hipermetropia (defocus hipermetrópico) ou astigmatismo de segunda ordem, todos os olhos apresentam aberrações de alta ordem, que aumentam proporcionalmente com tamanho da pupila.
No processo fisiológico visual, a pupila funciona como o diafragma de uma máquina fotográfica: em situações de muita iluminação, como durante o dia, a pupila contrai para proteger a retina, enquanto em situações de pouca iluminação, como durante a noite, a pupila dilata para que mais luz alcance a retina.
Como as aberrações oculares aumentam com o tamanho da pupila e a pupila aumenta de tamanho à noite, os sintomas de alteração visual das aberrações oculares de alta ordem são mais percebidos à noite.
E como são avaliadas as Aberrações Oculares de Alta Ordem?
Os exames de Aberrometria Ocular são ferramentas utilizadas tanto para o diagnóstico das aberrações oculares e da Qualidade Visual, como para o tratamento das aberrações oculares na Cirurgia Refrativa Personalizada.
As aberrações do sistema óptico ocular total podem ser divididas em aberrações da córnea e aberrações da óptica interna.
Com as novas tecnologias, é possível a avaliação direta das aberrações corneanas e da óptica total e, indiretamente, das aberrações da óptica interna.
As aberrações da óptica total podem avaliadas mediante a aberrometria e as aberrações corneais podem ser calculadas pela análise de mapas de elevação da córnea obtidos pelo exame de topografia ou tomografia da córnea.
Dentre os diversos exames de Aberrometria disponíveis, podemos citar o Aberrômetro baseado na Topografia de Disco de Plácido (Aberrômetro Topolyzer) que mede as aberrações da córnea anterior, o Aberrômetro oriundo da tomografia do Pentacam (Aberrômetro Oculyzer) que avalia as aberrações da córnea anterior, posterior e da córnea total e o Aberrômetro da Óptica Total, o Sensor de Frente de Onda Hartmman-Shack (Aberrômetro Analyzer), que avalia as aberrações oculares da óptica total.
Estes Exames de Aberrometria estão descritos, em detalhes, na Sessão de Exames Pré-operatórios para Cirurgia Refrativa.
Aberrometrias Diagnósticas
Os exames de Aberrometria Ocular, primeiramente, podem ser utilizados, como ferramenta diagnóstica, para medida das aberrações oculares e da Qualidade Visual.
Exame de Aberrometria Analyzer de Olho Normal
Os olhos considerados normais (sem alterações na córnea, cristalino, retina e/ou sem cirurgias oculares) apresentam aberrometrias com pouca quantidade de aberrações de alta ordem.
No entanto, os olhos normais que têm muita dilatação da pupila à noite percebem mais as aberrações de alta ordem periféricas e por isso, tendem a apresentar os sintomas noturnos relacionados com estas aberrações.
Exame de Aberrometria Analyzer de Olho Anormal
Os olhos anormais (com alterações na córnea, cristalino, retina e/ou com cirurgias oculares) apresentam aberrometrias com mais aberrações de alta ordem e por isso mais sintomas de alteração da qualidade visual.
Quais os Sintomas das Aberrações Oculares de Alta Ordem?
As aberrações de alta ordem alteram a qualidade da imagem formada pela retina, proporcionando distorções das imagens e alteração do contraste.
Os sintomas visuais mais comuns são: visão desfocada, imagens fantasma, ofuscamento ou glare, halos, perda do contraste da imagem e visão com explosão de estrelas (starburst).
Qual o Tratamento das Aberrações Oculares de Alta Ordem?
As aberrações oculares de alta ordem não pode ser corrigidas com a prescrição dos óculos ou lentes de contato convencionais, pois estes apenas têm capacidade de corrigir as aberrações simétricas.
O tratamento efetivo para a redução das aberrações de alta ordem e melhora dos sintomas de alteração de qualidade visual é a Cirurgia Refrativa Personalizada com Excimer Laser.
