Zona de visión binocular nítida y haplópica

Transcripción

1 PRÁCICA Nº 2 Zona de visión binocular nítida y haplópica OBJEIVO: Estudiar la relación convergencia-acomodación a partir de la determinación de las reservas fusionales para diferentes distancias de fijación. Obtención de la correspondiente gráfica. MAERIAL: Mentonera Parejas estereoscópicas de círculos descentrados (software) PC compatible con software MALAB 6.5. FUNDAMENO EÓRICO: Dado un punto de fijación situado a una distancia x (m), la convergencia para un sujeto emétrope y ortofórico será C 0 = -1/x (am) y la acomodación que ejerce será también A 0 = -1/x (D). Cumpliéndose que la relación C/A para un emétrope vale uno. Si pensamos en la relación C/A en términos estrictos, eso significa que, cuando queremos tener un objeto claramente enfocado y sin visión doble, únicamente cuando la relación C/A sea la unidad se cumplirán estas premisas. No obstante la relación C/A es flexible y esto permite mantener la nitidez y la haplopía en puntos situados alrededor del punto de fijación. 1

2 Esta flexibilidad del sistema convergencia/acomodación permite definir unos intervalos de convergencia y de acomodación dentro de los cuales se mantiene la visión nítida y haplópica. Así se define la amplitud relativa de acomodación (acomodación relativa positiva y negativa) como la variación de acomodación posible con la convergencia fija, y se define también la amplitud relativa de convergencia (convergencia relativa positiva y negativa), como la variación de convergencia posible con la acomodación fija. La amplitud relativa de acomodación se mide generalmente interponiendo lentes negativas o positivas, y la amplitud relativa de convergencia anteponiendo prismas con base temporal y nasal (Ver Anexo 1). P Q A máx A (D) Q _ línea de demanda S R A 0 A mín 0 R BN + P C mín C 0 B S C máx C (am) Figura 1: Esquema sobre la obtención de las amplitudes relativas de acomodación ARA con lentes esféricas (izquierda-arriba) y de convergencia ARC con prismas oftálmicos (izquierda-abajo) para una distancia de fijación. 2

3 Figura 2: Ejemplos de gráficas de la zona de visión binocular nítida y haplópica para un sujeto emétrope. La recta central se conoce también como recta de Donders. Izquierda: caso real; derecha: simulación teórica. REALIZACIÓN PRÁCICA: Se deben obtener para un sujeto, preferentemente emétrope o amétrope compensado, los valores de reserva fusional positiva y negativa (ARC + y ARC ) para las ocho posiciones siguientes del test en la pantalla del ordenador: 1 m, 50 cm, 40 cm, 33 cm y 20 cm. 1. Descripción del test El test que utilizaremos es la pareja estereoscópica de círculos descentrados (Fig. 3) de la práctica anterior. odo estudiante que domine las dos técnicas de fusión libre, cruzada y paralela, está en disposición de hacer la práctica y obtener directamente su ZVBNH. Q R Figura 3: Pareja estereoscópica de círculos descentrados. 3

4 Como ya se sabe de la práctica anterior, descentrando los círculos grandes (Q) y pequeños (R) se consigue generar un efecto estereoscópico ejecutando cualquiera de las técnicas de fusión libre. La resta de la separación de los círculos grandes y pequeños R Q es el doble de la disparidad objeto o descentramiento. La sensación de profundidad relativa que se observa o disparidad binocular vale ( R Q )/d, siendo d la distancia a la pantalla o el papel. 2. Estrategia de medida Cuando se elige una de las dos técnicas de fusión, se vio la semana pasada que el sistema visual busca una posición de correspondencia binocular para visionar un estereograma. Esta posición se encuentra por delante del estereograma (pantalla) cuando se ha elegido la técnica de visión cruzada, y, se encuentra por detrás del estereograma (pantalla) cuando se ha elegido la técnica de visión paralela. Por tanto la convergencia sobre este punto de fijación (Fig. 4), ya sea asociada a los círculos grandes como los pequeños, vale: dip Q dip visión cruzada R CQ, CR (1) d d visión paralela Ahora bien, antes de percibir estereoscópicamente, cuando te has colocado delante de la pantalla y permaneces quieto, tus acomodación A y convergencia C iniciales son: A inicial = 1/d [D], C inicial = 1/d [am], suponiendo que eres emétrope. En tal caso, cuando fusionas con una u otra técnica, has realizado un cambio de convergencia C. Si este cambio es menor que tu reserva fusional positiva o negativa correspondiente a esta distancia a la pantalla, no tendrás ninguna dificultad para visionar en 3D el estereograma. Pero, si el cambio de convergencia C es mayor que la reserva fusional correspondiente no podrás percibir en relieve el estereograma. Expresado de otra forma, y tomando de referencia los círculos grandes (Q), tenemos que: visión cruzada : sensación estereoscópica si C C visión paralela : sensación estereoscópica si C C Q C inicial inicial C Q ARC ARC (2) 4

5 C R d R R R dip N I N C N D d d R C R d dip N I N C N D Figura 4: Esquemas de correspondencia binocular (para los círculos pequeños R) según la técnica de fusión libre: visión paralela (izquierda) y visión cruzada (derecha). Se haría lo mismo para los círculos grandes (Q). Por tanto, si deseamos poner a prueba nuestro límite de convergencia/divergencia para ver estereogramas a distancias diferentes debemos aumentar la convergencia denominada C Q, es decir, la asociada a la posición de correspondencia binocular. Esto, si nos fijamos en la Ec. 4, solamente se consigue aumentando la separación de la pareja estereoscópica, es decir, aumentar en bloque tanto Q como R, porque dip y d serán constantes. Como se describe en la Figura 5, al separar paulatinamente la pareja estereoscópica se llegará a un punto tal que la separación de las figuras es tan grande que automáticamente perdemos el efecto de profundidad y las figuras se perciben en diplopía. La sensación de profundidad relativa percibida es constante en este proceso pero, a medida que se separan la pareja estereoscópica, costará progresivamente más mantener el efecto estereoscópico hasta que llegará un momento en que la figura en relieve no se podrá mantener más. En esta circunstancia, habremos alcanzado nuestra reserva fusional para esa distancia d a la pantalla: si estábamos visionando el estereograma en visión cruzada (Fig. 5), la separación Q máxima donde mantenemos todavía el efecto estereoscópico está relacionado directamente con la amplitud relativa de convergencia positiva ARC + o reserva fusional positiva; si estábamos visionando el estereograma en visión paralela, la separación Q máxima donde mantenemos todavía el efecto estereoscópico está relacionado directamente con la amplitud relativa de convergencia negativa ARC o reserva fusional negativa. 5

6 Q C Q dip = cte d = cte Q max C Q final dip Figura 5: Simulación del proceso de obtención de una reserva fusional positiva para una distancia determinada. Si la separación de la pareja estereoscópica aumenta más tendremos que sobreconverger para mantener la fusión hasta que la separación sea tan grande que se rompa la visión haplópica. Midiendo la separación máxima de la pareja estereoscópica justo antes de perder la visión haplópica podemos calcular la reserva fusional positiva correspondiente. Así pues, al realizar este proceso y tomar el dato de la separación máxima Qmáx correspondiente a cada técnica de fusión, tenemos que: Visión cruzada : ARC Qfinal Visión paralela : ARC C C inicial C C inicial Q final dip d Q max dip dip d d dip d Q max d Q max d Q max rad rad (6) 6

7 Por tanto, si pudiéramos simular por ordenador el movimiento de separación de la pareja estereoscópica, solamente necesitaríamos medir la separación máxima Q alcanzada y la distancia d a la pantalla para calcular directamente nuestras reservas fusionales, una para cada técnica de fusión. Esto es justamente que se hará en la sesión de prácticas con los ordenadores que disponemos en el laboratorio. 3. Procedimiento de medida Al abrir MALAB 6.5, se teclea zvnh y automáticamente aparece la pantalla de presentación del programa de esta práctica. El menú consta de varios apartados: calibrado y medida. Se escoge primero la opción de calibrado, entonces el programa solicita que se mida un segmento en pantalla y se teclee su valor en mm en un recuadro. Esto servirá para que más adelante no tengamos que medir siempre la separación Q en la pantalla, ya que será el programa el que la proporcionará. En la opción de medida introduciremos los datos de las dimensiones de la pareja estereoscópica para que ésta aparezca correctamente dibujada en la pantalla. Así, por orden, se introduce primero la separación inicial de los círculos Q, y posteriormente se introducen el descentramiento y los diámetros de los círculos grande y pequeño. Una configuración óptima puede ser la siguiente: Q [cm] [cm] diámetro Q [cm] diámetro R [cm] A continuación, aparece en pantalla la pareja estereoscópica y debajo de ella están las teclas de acercar y separar las figuras. Por tanto, en primer lugar, se fusiona el estereograma y a continuación se procede a separarlo, es decir, a aumentar Q hasta que se rompa la visión haplópica. Cuando se alcance el punto de ruptura, se pulsa una tecla en pantalla y el programa nos proporciona el valor Qmáx. A partir de aquí, la obtención de ARC + o ARC _ para la distancia d a la pantalla ya se ha explicado antes. 7

8 Este procedimiento o toma de medidas se repite por tanto para varias distancias a la pantalla: 1 m, 50 cm, 40 cm, 33 cm y 20 cm, empezando preferiblemente de visión cercana a lejana para ambas técnicas de fusión libre. Consejo: después de cada visionado, es adecuado descansar un par de minutos para seguir a la misma distancia con la otra técnica de fusión. Por tanto, si cada grupo de estudiantes consta de 2 alumnos, mientras uno descansa el otro puede realizar la prueba, y así uno detrás del otro para cada distancia a la pantalla. RESULADOS abula, para cada distancia x -d a la pantalla y técnica de fusión libre, las separaciones máximas de la pareja estereoscópica justo antes de romperse la visión haplópica del estereograma. Es decir, rellena una tabla como la siguiente: d [m] Visión cruzada Visión paralela Qmáx [cm] Qmáx [cm] abula, para cada distancia x -d a la pantalla, las amplitudes relativas, positivas y negativas, de convergencia. Es decir, rellena una tabla como la siguiente: x [m] ARC [am] ARC + [am] ARC [am] Representa los resultados obtenidos sobre una gráfica A[D] vs. C[am]. Aplica un análisis de regresión lineal a cada grupo de datos que conforman los límites superior e inferior de la zona de visión binocular nítida y haplópica. Reconstruye la gráfica A[D] vs. C [am] marcando solamente la recta central o de demanda (de Donders) y las dos rectas limitantes de la zona de visión binocular nítida y haplópica. 8

9 CUESIONES 1) Si eres emétrope o amétrope compensado y dispones de tus propios datos de ZVBNH, compara gráficamente tu ZVBNH con la de un compañero amétrope no compensado. Qué diferencias observas? 2) Con las ecuaciones de las rectas limitantes de tu ZVBNH, calcula tu amplitud relativa de convergencia ARC para la distancia de fijación x = -1.5 m. Qué potencias prismáticas P corresponderían si efectuáramos la medida de forma convencional? (Nota: supón que los prismas se colocarían a 12 mm del vértice corneal.) 3) Con las ecuaciones de las rectas limitantes de tu ZVBNH, calcula tu amplitud relativa de acomodación ARA para la distancia de fijación x = -40 cm. Qué potencias esféricas P f corresponderían si efectuáramos la medida de forma convencional? (Nota: supón que las lentes se colocarían a 12 mm del vértice corneal.) 4) Qué ocurre si cuando la pareja estereoscópica se separa en la pantalla tú te alejas o te acercas a ella en vez de estarte quieto? estarías realmente midiendo una reserva fusional? Justifica la respuesta. 9

10 ANEXO 1 Hagamos la siguiente experiencia: siendo emétropes tomemos un objeto y utilicémoslo de punto de fijación a un metro de distancia. Evidentemente estamos realizando la misma acomodación (1 D) y la misma convergencia (1 am). Repitamos ahora la fijación pero con unas lentes negativas de 1 D. Es evidente que podemos seguir enfocando y seguir viendo nítidamente el objeto y sin diplopía, pero en esta situación la convergencia no ha variado, pero la acomodación ha pasado de 1 a 2 D. La misma experiencia se puede hacer si en lugar de lentes colocamos prismas oftálmicos que hagan variar la convergencia. Esto significa que la relación C/A es flexible y, por lo tanto, alrededor del punto de fijación es posible mantener la nitidez y la haplopía. En términos generales, considerando un sujeto emétrope observando un objeto a x metros, la acomodación ejercida será A 0 y la convergencia C 0 (Fig. 1 y A1). Si le anteponemos progresivamente lentes negativas (P f ' < 0), forzaremos al sujeto a sobreacomodar para mantener la visión nítida hasta que pierda la capacidad acomodativa y, entonces, verá borroso pero no doble (Fig. A1, izquierda arriba - derecha). La penúltima lente negativa P f ' utilizada en la serie, aquella relacionada con el último momento en que el sujeto veía nítido sobreacomodando sin visión doble, estará asociada con la acomodación máxima A máx conseguida, la cual será relativa a la lente P f ' y a la distancia de fijación (por lo que nunca debe confundirse con la amplitud de acomodación Am, que está asociada con el punto próximo de acomodación). Siguiendo el esquema de la Figura A1 (derecha), el punto Q marca la acomodación máxima A máx relativa a la distancia de fijación, por lo que el segmento Q o la diferencia (A máx A 0 ) se denota como amplitud relativa positiva de acomodación ARA + o reserva acomodativa positiva para esa distancia de fijación. Si hacemos lo mismo con lentes positivas (P f ' > 0), forzaremos al sujeto a infraacomodar para mantener la visión nítida hasta que pierda la capacidad acomodativa y, entonces, verá borroso pero no doble (Fig. A1, izquierda arriba izquierda). La penúltima lente positiva P f ' utilizada en la serie, aquella relacionada con el último momento en que el sujeto veía nítido infraacomodando sin visión doble, estará asociada con la acomodación mínima A mín conseguida, la cual será relativa a la lente P f ' y a la distancia de fijación (por lo que a veces puede ser diferente de cero). Siguiendo el esquema de la Figura A1 (derecha), el punto P 10

11 marca la acomodación mínima A mín relativa a la distancia de fijación, por lo que el segmento P o la diferencia (A 0 A mín ) se denota como amplitud relativa negativa de acomodación ARA o reserva acomodativa negativa para esa distancia de fijación. Al final, para esa distancia de fijación o punto de fijación, la amplitud relativa de acomodación ARA se denota con la diferencia (A máx A mín ), que está asociada al segmento PQ. P Q A máx A (D) Q _ línea de demanda S R A 0 A mín R BN + P B S 0 C mín C 0 C máx C (am) Figura A1: Esquema sobre la obtención de las amplitudes relativas de acomodación ARA con lentes esféricas (izquierda-arriba) y de convergencia ARC con prismas oftálmicos (izquierda-abajo) para una distancia de fijación. Para la obtención de los valores relativos de acomodación máxima y mínima en función de la lente utilizada P f ', es decir, los valores de acomodación asociados a los puntos Q y P de la Figura A1 (derecha), es muy importante tener en cuenta que, cualquier sujeto emétrope o amétrope observa con lentes antepuestas la imagen intermedia del objeto real. Si, además, tenemos en cuenta la distancia de vértice V entre la lente (supuestamente delgada) y el 11

12 vértice corneal, la acomodación final A final ejercida forzosamente por el sujeto para no ver borroso será la siguiente: A final X G ' R X ' R (A1) 1 X ' V G siendo X' la vergencia de la imagen intermedia desde el Ojo, y, X G ' desde la lente o montura de las gafas teniendo en cuenta la fórmula de efectividad entre el plano de la lente y el vértice corneal. Como se verifica la ecuación de conjugación (de Gauss) en la lente, X G ' = X G + P f ' (desde planos principales), aplicando de nuevo la fórmula de efectividad y teniendo en cuenta que la acomodación inicial A inicial ejercida por el sujeto es R X, nos queda: A final X R 1 A inicial V G f 1 P ' V P ' X G 1 V X 1 V R P ' 1 X f f P ' f V X Pf ' 1 V X R X 1 V P f ' V X 1 (A2) Nótese que si la lente antepuesta se coloca pegada al Ojo, como por ejemplo una lente de contacto, la distancia de vértice V sería nula, por lo que nos quedaría de forma más simplificada que A final = A inicial P f '. Siguiendo con una argumentación similar, si a nuestro observador le anteponemos progresivamente prismas oftálmicos (delgados) de potencia positiva (P > 0), forzaremos al sujeto a sobreconverger para mantener la visión haplópica hasta que pierda esta capacidad y, entonces, verá doble pero no borroso (Fig. A1, izquierda abajo - izquierda). El penúltimo prisma positivo, o de base temporal (B), P utilizado en la serie, aquel relacionado con el último momento en que el sujeto veía no doble sobreconvergiendo sin visión borrosa, estará asociado con la convergencia máxima C máx conseguida, la cual será relativa al prisma P y a 12

13 la distancia de fijación. Siguiendo el esquema de la Figura A1 (derecha), el punto S marca la convergencia C máx relativa a la distancia de fijación, por lo que el segmento S o la diferencia (C máx C 0 ) se denota como amplitud relativa positiva de convergencia ARC + o reserva fusional positiva para esa distancia de fijación. Si hacemos lo mismo con prismas de potencia negativa (P < 0), de base nasal (BN), forzaremos al sujeto a infraconverger o diverger para mantener la visión haplópica hasta que pierda esta capacidad y, entonces, verá doble pero no borroso (Fig. A1, izquierda abajo - derecha). El penúltimo prisma negativo P utilizado en la serie, aquel relacionado con el último momento en que el sujeto veía no doble divergiendo sin visión borrosa, estará asociado con la convergencia mínima C mín conseguida, la cual será relativa al prisma P y a la distancia de fijación. Siguiendo el esquema de la Figura A1 (derecha), el punto R marca la convergencia C mín relativa a la distancia de fijación, por lo que el segmento R o la diferencia (C 0 C mín ) se denota como amplitud relativa negativa de convergencia ARC o reserva fusional negativa para esa distancia de fijación. Para la obtención de los valores relativos de convergencia máxima y mínima en función del prisma utilizado P, es decir, los valores de convergencia asociados a los puntos R y S de la Figura A1 (derecha), es muy importante tener en cuenta que cualquier sujeto observa con prismas antepuestos el objeto real desplazado como imagen intermedia, con el mismo tamaño y forma. Esta desviación angular tiene que ver con el valor nominal del prisma (P ), pero también debe considerarse la posición inicial del objeto. Por tanto, como se antepone en cada ojo el mismo prisma, la convergencia simétrica final C final ejercida forzosamente por el sujeto para no ver doble será la siguiente: C final C ARC inicial 2P 2P e e, con e QG Q X B, ARC 2P BN P G e G P (A3), donde X G es la vergencia objeto del punto y Q G es la vergencia objeto del centro de rotación de los ojos, ambas desde el plano de los prismas. 13

14 Al final, para esa distancia de fijación o punto de fijación, la amplitud relativa de convergencia ARC se denota con la diferencia (C máx C mín ), que está asociada al segmento RS. Así, para el punto de fijación, de coordenadas (C 0, A 0 ), tendríamos una forma "en cruz" cuyos brazos, en general no simétricos, corresponderían con los valores ARC, ARC +, ARA y ARA + (Figura A1, derecha). De hecho, si repitiéramos esta experiencia de búsqueda de los valores positivos y negativos ARA y ARC para diferentes puntos del espacio se obtendría una zona, envolvente de los "brazos" ARA y ARC, que denominaremos zona de visión binocular nítida y haplópica (ZVBNH), que, en el caso de sujetos emétropes, estará alrededor de la línea de Donders C = A (Fig. 2 y A2). Cualquier modificación de esta zona supone, por tanto, una anomalía de la función binocular, por lo que la determinación de este parámetro visual es fundamental. Figura A2: Ejemplos de gráficas de la zona de visión binocular nítida y haplópica para un sujeto emétrope. La recta central se conoce también como recta de Donders. Izquierda: caso real; derecha: simulación teórica. 14