pointsdevue Bi-annual, International review of ophthalmic optics Revista internacional semestral de Óptica Oftálmica

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1 pointsdevue Bi-annual, International review of ophthalmic optics Revista internacional semestral de Óptica Oftálmica P.d.v. n 58 - Spring / Primavera 2008 Essilor International

2 S UMMARY S UMARIO Diego Rivera. Portrait of the artist Zinoviev, Oil on canvas, 127 x 106. Mexico, museo regional Guadalajara. Diego Rivera. Retrato del pintor Zinoviev, Óleo sobre tela, 127 x 106. México, museo regional Guadalajara. 2008, Banco de México Diego Rivera & Frida Kahlo Museums Trust, México D.F, Adagp - Paris Medical scientific file Takashi Tokoro Age related changes in the eye s refractive state 4 Masayoshi Kajita Accommodative micro-fluctuations, messages from the ciliary muscle 8 Norberto López-Gil, Vicente Fernández-Sánchez Accommodation and how it declines over a lifetime 12 Costantino Bianchi Presbyopia and refraction : correcting presbyopia in clinical practice 17 Non-medical scientific file Martha Hernandez Castañeda, Gildas Marin Virtual Simulation for the design of new generations 28 Product Rick Weisbarth «Golden Age of Innovation» in the Contact Lens Industry 35 Gildas Marin, Aude Contet Varilux Physio and contrast sensitivity 39 Art and Vision Philippe Lanthony Ametropia and painting 42 Expediente científico médico Takashi Tokoro Cambios del estado refractivo del ojo asociados a la edad 4 Masayoshi Kajita Micro-fluctuaciones acomodativas, mensajes del músculo ciliar 8 Norberto López-Gil, Vicente Fernández-Sánchez La acomodación y su pérdida a lo largo de la vida 12 Costantino Bianchi Presbicia y refracción : la corrección del présbita en la práctica clínica 17 Expediente científico no médico Martha Hernandez Castañeda, Gildas Marin La Simulación virtual para el diseño de las nuevas generaciones 28 Producto Rick Weisbarth «La Edad de Oro de la Innovación» en la Industria 35 Gildas Marin, Aude Contet Varilux Physio y sensibilidad al contraste 39 Arte y Visión Philippe Lanthony Ametropías y pintura 42 Editorial committee/comité editorial Marc Alexandre Director of publication. Director de la publicación. Andréa Chopart Editor in Chief, choparta@essilor.fr Redactora en jefe, choparta@essilor.fr Jean-Louis Mercier Director of Global Scientific Communication. Director de la Comunicación Científica. Prof. Christian CORBE Institut des Invalides, France. Institut des Invalides, Francia. Dr. Colin FOWLER Director of Undergraduate Clinical Studies Optometry & Vision Sciences, Aston University, UK. Director de l'undergraduate Clinical Sudies Optometry & Vision Sciences, Aston University, Reino Unido. Marie-Sophie Blondeau Medical & Professional Relations Manager Eastern and Central Europe, Essilor Austria. Directora de Relaciones Médicas & Profesionales de Europa Central y Oriental, Essilor Austria. Francisco Daza Director of the Varilux Institute, Essilor Spain. Director del Instituto Varilux, Essilor España. Scientific reading committee/comité científico de lectura Prof. Juliàn GARCIA SANCHEZ Medical Faculty UCM, Spain. Facultad de Medicina UCM, España. Prof. Mo JALIE University of Ulster, UK. University of Ulster, Inglaterra. Prof. Kunibert KRAUSE Westfälische Wilhelms-University Münster, Germany. Westfälische Wilhelms-Universitaet Muenster, Alemania. Charles-Eric Poussin Marketing Director, Essilor Brazil. Director Marketing, Essilor Brasil. Rod Tahran O.D., F.A.A.O., American Optometrist, Vice-President of Clinical affairs, Essilor of America, Inc. O.D., F.A.A.O., Optometrista estadounidense, Vice-Presidente de Relaciones Profesionales. Bernard MAITENAZ Inventor of Varilux, Essilor, France. Inventor del Varilux, Essilor, Francia. Dr. Daniel MALACARA HERNANDEZ Optic Research Centre, Mexico. Centro de Investigaciones en Optica, México. Jean-Louis MERCIER Director of World Scientific Communication, Essilor, France. Director de la Communicación Científica Mundo, Essilor, Francia. Tim Thurn Australian Optometrist, Director of Professional Services, Essilor Asia Pacific. Optometrista australiano, Director de Servicios Profesionales, Essilor Asia Pacífica. Prof. Yves POULIQUEN Member of the Académie de Médecine, France and of the Académie française. Miembo de la Academia de Medicina, Francia y de l Académie française. Dr. Jack RUNNINGER Former editor of «Optometric Management», United States. Ex editor de «Optometric Management», Estados Unidos. Bi-annual, International review of ophthalmic optics - Revista internacional semestral de Óptica Oftálmica Circulation : French/German, English/Spanish copies in 40 countries - Edición : ejemplares, francés/alemán, inglés/español, difundidos en 40 países ISSN ESSILOR INTERNATIONAL - R.C CRÉTEIL B , rue de Paris Charenton Cédex France Tél. : 33 (0) Fax : 33 (0) Conception / Maquette / impression - Macardier & Vaillant - 8 avenue Albert Joly Maisons-Laffitte - Tél. : Any reproduction, in full or in part, of the articles included in this magazine, performed without the agreement of the autors concerned, is illegal (art.40 all. of the law dated March 11 th, 1957). Es totalmente ilícita la reproducción, total o parcial de los artículos de esta revista, efectuada sin haber previamente obtenido el consentimiento de sus autores. (art.40 all. de la ley del 11 de marzo del 1957). 2 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

3 points devue É DITORIAL É DITORIAL Dear Readers, Since changing the magazine s presentation at the start of 2007, we have endeavoured to renew our panel of authors too. You will have seen new faces and we are happy and proud of the fact that many of them come from countries that had not previously featured in our magazine. We are very open to receive new projects for articles; just get in touch with us and we will be happy to follow up on your requests or wishes. Over several issues now, Indian and African authors have entrusted their articles to us. These articles should be followed by other items on the results of world efforts to reduce visual difficulties and problems in countries where visual health is still precarious or highly insufficient. In 2007 we published the first article by a Japanese author, Sekiya Shirayama, on the arrival of spectacles in the land of the rising sun. May we reassure our readers that the second part will be published in the forthcoming Autumn 2008 issue. In this Spring 2008 issue, two Japanese specialists, Takashi Tokoro and Masayoshi Kajita and two Spanish specialists, Norberto López-Gil and Vicente Fernández-Sánchez provide us with an update on current knowledge in terms of accommodation, whilst Costantino Bianchi looks more deeply at what happens when accommodation starts to falter and presbyopia occurs. He provides an answer to the question «what is the right correction?». Martha Hernandez Castañeda and Gildas Marin describe how virtual simulation can help with the design of ophthalmic lenses. These techniques, already used in various specialized fields, are now being used for the first time in our field and we are pleased to share some of our secrets with you. Rick Weisbarth and Gildas Marin highlight the latest progress made in the field of contact lenses and progressive lenses. To conclude, and since this has been our tradition for several years now, we have an article on Art and Vision, in which our friend Philippe Lanthony addresses the highly topical subject, «Ametropia and Painting». Happy Reading! Marc Alexandre Director of Publication - Director de la publicación. Estimados lectores, Desde la modificación de la presentación de nuestra revista, realizada a principios de 2007, nos hemos esforzado por renovar también el panel de autores. Seguramente, han visto nuevos rostros y también se habrán dado cuenta de que éstos provienen de países que hasta ahora no habían estado presentes en nuestra revista, lo cual es fuente de alegría y orgullo. Estamos totalmente abiertos a propuestas de nuevos artículos, basta con contactarnos y nos complacerá tomar en consideración sus peticiones o sugerencias. Ya desde algunas ediciones, algunos autores de la India y de África nos han confiado sus artículos. A estos artículos les sucederán otras publicaciones sobre los resultados de los esfuerzos mundiales obtenidos para reducir las dificultades y los problemas visuales en los países en los que la salud visual todavía es precaria o muy insuficiente. En 2007 habíamos publicado la primera parte de un artículo de un autor japonés Sekiya Shirayama sobre la llegada de las gafas en el país del sol naciente. Quisiéramos tranquilizar a nuestros lectores anunciando que la segunda parte será publicada en el próximo número del otoño de En este número, correspondiente a la primavera de 2008, dos especialistas japoneses, Takashi Tokoro y Masayoshi Kajita así como dos especialistas españoles, Norberto López- Gil y Vicente Fernández-Sánchez hacen un repaso de los conocimientos actuales sobre la acomodación y Costantino Bianchi profundiza el tema cuando aborda el tema de la acomodación cuando ésta comienza a fallar y cuando la presbicia es manifiesta. Contesta a la pregunta : Cómo corregir de manera adecuada? Martha Hernandez Castañeda y Gildas Marin describen cómo los medios de simulación virtual pueden contribuir al diseño de las lentes oftálmicas. Estas técnicas, ya utilizadas en diferentes especialidades, por primera vez se utilizan en nuestro ámbito y nos complace el poder compartir un poco nuestros secretos. Rick Weisbarth y Gildas Marin ponen de relieve los últimos avances en el ámbito de las lentes de contacto y las lentes progresivas. Para concluir, y como ya se ha convertido en una tradición desde hace varios años, se incluye un artículo sobre Arte y Visión, en el cual nuestro amigo Philippe Lanthony aborda, de manera acertada y oportuna, las «Ametropías y la pintura». Que disfruten la lectura. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

4 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Age related changes in the eye s refractive state Cambios del estado refractivo del ojo asociados a la edad Pr. Takashi Tokoro OphD, Department of Ophthalmology, School of Medicine, Tokyo Medical and Dental University, Japan OphD, Departmento de Oftalmología, Facultad de Medicina, Universidad Médica y Odontológica, Tokio, Japón Axial length (mm)/longitud axial (mm) The eye s refractive state results from the balance between the optical axial length of the eye, and the optical power of the lens system composed of the cornea and the crystalline lens. The axial length is approximately 17mm in newborns, and it becomes 24mm by adulthood. The growth of the optical axis occurs rapidly until about the age of two or three years old. Thereafter, it continues to grow gradually, until stopping at approximately thirteen to fifteen years old (fig. 1). Fig. 1 Tokoro (1975) Male/Hombres Female/Mujeres mm 0.5~1mm 3~4mm 0.5~1mm Extent of optic axis extension/grado de extensión del eje óptico Change in the axial length of eye with age Cambio en la longitud axial del ojo con la edad Larsen (1971) Age-Years Edad-Año This increase in the axial length of the eye should cause myopia but the reduction in power of the eye's refracting components, chiefly the crystalline lens, works to preserve emmetropia. El estado refractivo resulta del equilibrio entre la longitud axial del ojo y el poder dióptrico del sistema de la lente compuesto de la córnea y el cristalino. La longitud axial es de aproximadamente 17mm en los recién nacidos y aumenta a 24mm en la edad adulta. El crecimiento del eje óptico se realiza rápidamente hasta la edad de dos o tres años. A partir de ese momento, continúa creciendo paulatinamente hasta que se detiene en la edad de trece a quince años aproximadamente (fig. 1). Este aumento en la longitud axial del ojo debería causar miopía pero la reducción de la capacidad de los componentes refractivos del ojo, principalmente el cristalino, funciona para preservar la emetropía. De esta manera, el estado refractivo del ojo cambia con la edad, proceso que comienza desde el nacimiento. Es común observar en los recién nacidos una hipermetropía ligera que se transforma en miopía conforme la edad avanza y se convierte en hipermetropía en la vejez (fig. 2). Frequency (%)/Frecuencia (%) Infant/Niños Juvenile/Jóvenes 30 Elderly/Mayores Accordingly, the refractive state of the eye changes with age, starting from birth. Commonly, newborns have a mild hyperopia which changes toward myopia with advancing age, and becomes hyperopia with old age (fig. 2). Fig Refraction (D)/Refracción (D) Distribution of refraction with age Distribución de la refracción con la edad 4 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

5 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Refractive state in newborns Hyperopia in newborns has an average value of to dioptres. The reported frequency of hyperopia in newborns is above sixty percent, whereas the reported frequency of myopia is below thirty percent. However, the range of reported data is large. Premature babies have a tendency towards hyperopia when compared to those at maturity. According to the reporting of Mohindra [1], astigmatism is observed in 45% of babies between ages of eleven and twenty weeks. The degree of astigmatism was found to be above three dioptres in most newborns one week after birth, but after twenty weeks the stronger cases of astigmatism had decreased, whereas a onedioptre case had increased. Refractive state in young children According to research by Kozaki [2] of the ophthalmology department of the Osaka City Child Health Preservation Centre, there is a decreasing trend of hyperopia in young children : 78% of children aged 0-2 years were found to be hyperopes, 66% of 3-5 years, and 47% of 6-7 years. Conversely, there is an increasing trend of myopia with age : 18% at 0-2 years, 28% at 3-5 years, and 43% at 6-7 years [2]. According to the astigmatism research of Dobson [3], «againstthe-rule» astigmatism is 2.5 times more frequent than «with-therule» astigmatism in children aged 3.5 years and under, while «with-the-rule» astigmatism is present 3 times more than «against-the-rule» astigmatism in children aged 5.5 years and above. Typical «against-the-rule» astigmatism disappears by the time children are entering school. Refractive state in juveniles After reaching school age, the frequency of hyperopia further declines in students. In Maruo group s study [4] the frequency of hyperopia was 49% for elementary school students, and 18% for middle school students. It was 13% for high school students in Kamiya s study [5]. Meanwhile, in Maruo group s study [4] of myopia frequency, one finds 13% for elementary school students and 38% for middle school students, while 54% of high school students are myopes in Kamiya s study [5]. In school health statistics of the Japanese Ministry of Education, the percentage of myopic students was recorded, but until 1978, there were problems with the method used for refraction testing. After 1979 these statistics have recorded the uncorrected visual acuity in the following categories : [less than 1.0], [less than 0.7], and [less than 0.3]. Information about the distribution of refractive errors in each category indicates that among the elementary school students with uncorrected visual acuity below 1.0, the rate of hyperopia was 30%. In the case of high school students, it was 6-8%. However, over 80% of those cases of uncorrected visual acuity below 0.3 can be considered myopic. Accordingly, if we look at the year to year change of the category [less than 0.3], we can see that myopia is increasing (fig. 3). Estado refractivo en los recién nacidos La hipermetropía en los recién nacidos tiene un valor medio de a dioptrías. La información que se tiene sobre la frecuencia en los recién nacidos es superior al sesenta por ciento, mientras que la información sobre la frecuencia de la miopía es inferior al treinta por ciento. No obstante, el rango de los datos de los que se tiene información es amplio. Los bebés prematuros tienen una tendencia a la hipermetropía si los comparamos con los bebés nacidos a tiempo. Según la información de Mohindra [1], se puede observar el astigmatismo en el 45% de los bebés en edades entre once y veinte semanas. Se encontró que el grado de astigmatismo era superior a tres dioptrías en la mayoría de los recién nacidos una semana después del nacimiento, pero, después de veinte semanas, los casos más fuertes de astigmatismo habían disminuido mientras que un caso con una dioptría había aumentado. Estado refractivo en niños pequeños Según la investigación de Kozaki [2], del departamento de oftalmología del Centro de Preservación de la Salud Infantil de la Ciudad de Osaka (the Osaka City Child Health Preservation Centre), existe una tendencia a la baja de la hipermetropía en niños pequeños : el 78% de los niños entre 0-2 años eran hipermetropes, el 66% de los niños entre 3-5 años y el 47% de los niños entre 6-7 años. Por el contrario, existe una tendencia al alza de la miopía conforme avanza la edad : el 18% entre 0-2 años, 28% entre 3-5 años y 43% entre 6-7 años [2]. Según la investigación de Dobson sobre el astigmatismo [3], el astigmatismo «contra la regla» es 2.5 veces más frecuente que el astigmatismo «a favor de la regla» en niños de 3.5 años de edad y menores, mientras que el astigmatismo «a favor de la regla» está presente 3 veces más que el astigmatismo «contra la regla» en niños de edad de 5.5 años y mayores. El astigmatismo típico «contra la regla» desaparece cuando los niños empiezan a ir al colegio. Estado refractivo en jóvenes Después de alcanzar la edad escolar, la frecuencia de la hipermetropía disminuye aún más en los estudiantes. En el estudio del grupo de Maruo [4], la frecuencia de la hipermetropía era del 49% en los estudiantes de la escuela primaria y del 18% en los estudiantes de nivel secundario; y en el estudio de Kamiya era del 13% en los estudiantes de instituto [5]. Mientras tanto, en el grupo de estudio de Maruo [4] sobre la frecuencia de la miopía, ésta se ha encontrado en el 13% de los estudiantes de escuela primaria y el 38% de los estudiantes de nivel secundario, mientras que según el estudio de Kamiya el 54% de los estudiantes de instituto son miopes [5]. El porcentaje de estudiantes miopes se ha registrado en las estadísticas de salud escolar del Ministerio de la Educación Japonés hasta el 1978 porque había problemas con el método utilizado para las pruebas de refracción. A partir de 1979 se ha registrado en las estadísticas la agudeza visual no corregida en las categorías siguientes : [menos de 1.0], [menos de 0.7], y [menos de 0.3]. La información sobre la distribución de los errores refractivos en cada categoría indica que entre los estudiantes de la escuela primaria p.d.v. n 58 Spring / Primavera

6 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO (%) con una agudeza visual no corregida inferior a 1.0, el índice de hipermetropía era del 30%. En el caso de los estudiantes de instituto era de 6-8%. No obstante, más del 80% de los casos de agudeza visual no corregida inferior a 0.3 pueden ser considerados miopes. De esta manera, si observamos el cambio interanual de la categoría [menos del 0.3], se puede ver que la miopía está aumentando (fig. 3). Según los datos de Kamiya [6], el astimagtismo «a favor de la regla» aumentó en los estudiantes desde la escuela primaria hasta el instituto, mientras que el astigmatismo «contra la regla» disminuyó. No se registró ningún cambio en el astigmatismo oblicuo. 0 Fig In Kamiya s data [6], «with-the-rule» astigmatism increased from elementary school to high school age students, while «againstthe-rule» astigmatism decreased. There was no change in oblique astigmatism. Refractive state in adults Age/Edad Occurrence of uncorrected visual acuity less than 0.3 Surveys by Ministry of Education - Japan Ocurrencia de la agudeza visual no corregida de menos de 0.3 (Datos del Ministerio de Educación - Japón) It is said that myopia does not develop after the age of twenty-four or twenty-five, and adult refractive errors have come to be considered nearly fixed. However, recently the onset and progression of myopia in adults has become a problem [7]. This is considered to be related to visual display terminal work. This trend is seen internationally. According to Kamiya s astigmatism data [6, 8], «with-the-rule» astigmatism increases continually from elementary school age to around twenty years old. After twenty, it begins to decrease and at about forty there is a reversal in the frequency of «with-the-rule» and «against-the-rule» astigmatism. Thereafter, there is a trend of decreasing «with-the-rule» astigmatism and increasing «againstthe-rule» astigmatism. Furthermore, there is almost no change in the frequency of oblique astigmatism throughout life (fig. 4). A trend similar to total astigmatism is seen for corneal astigmatism, a decrease in «with-the-rule» astigmatism and an increase in «against-the-rule» astigmatism with age. Estado refractivo en los adultos Se dice que la miopía no se desarrolla después de la edad de veinticuatro o veinticinco años, y, de esta manera, los errores refractivos de los adultos se han considerado prácticamente estables indefinidamente. No obstante, recientemente el inicio y la progresión de la miopía en los adultos se ha convertido en un problema [7]. Esto se considera que esta relacionado con el trabajo con pantallas. Se ha observado esta tendencia internacionalmente. Según los datos de Kamiya sobre el astigmatismo [6, 8], el astigmatismo «a favor de la regla» aumenta continuamente desde la edad de la escuela primaria hasta aproximadamente veinte años de edad. Después de los veinte años, comienza a disminuir y aproximadamente a los cuarenta años existe una inversión de tendencia en la frecuencia de astigmatismo «a favor de la regla» y el astigmatismo «contra la regla». Por tanto, existe una tendencia a la baja del astigmatismo «a favor de la regla» y una tendencia al alza del astigmatismo «contra la regla». Además, prácticamente no hay ningún cambio en la frecuencia del astigmatismo oblicuo a lo largo de la vida (fig. 4). Se ha observado una tendencia similar al astigmatismo total en el caso del astigmatismo córneal, una disminución del astigmatismo «a favor la regla» y un aumento en el astigmatismo «contra la regla» con la edad. (%) Refractive state in the elderly After reaching the age of fifty, generally the refraction state moves to the side of hyperopia. There is a variety of causes : the physiological tension of the ciliary muscle declines with age, the refractive index of the crystalline lens cortex increases, so that the difference in refractive index between the cortex and the nucleus of the crystalline lens becomes less. Therefore, the refractive index of the entire crystalline lens might decline. However, this hyperopic change is at most two dioptres. Furthermore, nuclear cataract causing opacity of the crystalline lens nucleus increases the refractive power of the crystalline lens and leads to myopia Fig With the rule A favor de la regla Against the rule Contra la regla Change in astigmatism with age Cambio del astigmatismo con la edad Estado refractivo en las personas mayores Oblique Oblicuo Years Años After the age of forty-five, the decline in the ability to accommodate results in presbyopia. Presbyopia differs from refraction disorders. Después de la edad de cincuenta años, el estado de refracción generalmente se desplaza hacia la hipermetropía. Existe una variedad de causas : la tensión fisiológica del músculo ciliar disminuye 6 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

7 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Anisometropia frequency According to the data of the Atkinson group [9], anisometropia exceeding one dioptre is observed in 1.3% of infants aged 6-9 months with half of that number improving and half continuing. An increasing trend with age is seen in the frequency of anisometropia exceeding two dioptres : 1.2% in elementary school students, 3.0% in middle school students, and 7.6% in high school students. As above, the refraction state fluctuates with age. con la edad, el índice refractivo del cortex del cristalino aumenta, de manera que la diferencia entre el índice refractivo entre el cortex y el núcleo del cristalino es menor. Por tanto, el índice refractivo del cristalino entero puede disminuir. Sin embargo, este cambio hipermetrópico es como máximo de dos dioptrías. Además, las cataratas nucleares que causan la opacidad del núcleo del cristalino aumentan el poder refractivo del cristalino y conducen a la miopía. Después de la edad de cuarenta y cinco años, la disminución de la capacidad de acomodación resulta en presbicia. La presbicia difiere de los trastornos refractivos. Frecuencia de la anisometropía En los datos del grupo Atkinson [9], se observa una anisometropía superior a una dioptría en 1.3% de los niños de entre 6-9 meses con la mitad de ese porcentaje mejorando y la mitad permanece con el mismo porcentaje. Se ha observado una tendencia al alza con la edad en la frecuencia de la anisometropía que supera las dos dioptrías : 1.2% en estudiantes de la escuela primaria, 3.0% en los estudiantes de escuela secundaria y el 7.6% en los estudiantes del instituto. Como se ha mencionado anteriormente, el estado de la refracción varía con la edad. references - referencias 1 Mohindra I, Held R et al : Astgmatism in infants., Science 202 : , Kozaki M & Mori K : Correction of refractive errors 5 in childhood (in Japanese). Ganka 12 : , Dobson V, Fulton AB et al : Cycloplegic refractions of infants and young children. The axis of astigmatism. 6 Invest Ophthalmol Vis Sci 25 : 83-87, Maruo T, Kubota N et al : Cycloplegic refractions of elementary and middle school students (in Japanese). Jap Rev Clin Ophthalmol 71 : , 1977 Kamiya S : Study on refractive errors by a Nidek autorefractometer (in Japanese). Folia Ophthalmol Japonica 35 : , 1984 Kamiya S, Saishin M et al : Analysis of school myopia (in Japanese). Report 4 Folia Ophthalmol Japonica 36 : , Report 7 Folia Ophthalmol Japonica 37 : 88-96, Tokoro T : Development mechanism of low myopia and therapeutic possibilities. A review ( in Japanese). Jap J Ophthalmol Soc 102 : , 1998 Kamiya S : Corneal astigmatism with age (in Japanese). Folia Ophthalmol Japonica 35 : , 1984 Atkinson J, Braddick OJ et al : Screening for refractive errors in 6-9 month old infants by photorefraction. Brit J Ophthalmol 68 : , 1984 p.d.v. n 58 Spring / Primavera

8 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Accommodative micro-fluctuations, messages from the ciliary muscle Micro-fluctuaciones acomodativas, mensajes del músculo ciliar Masayoshi Kajita OphD, Kajita Ophthalmology Clinic, Tokyo OphD, Clínica Oftalmológica Kajita, Tokio We might think that we are able to focus exactly on any object that we try to watch at a given distance. However, in practice, focusing at the correct distance is extremely rare, as the eye tends to focus slightly too near on distant objects, and slightly too far when at a near distance. In addition, the degree of tension of the ciliary muscle, applied in order to increase the refractive power of the crystalline lens, when one's gaze is fixed on a near point, varies greatly from one individual to the other, and is not simply a function of the visual range. We can have a good idea of the way muscles react under constraint by considering what is happening when we use our arm's strength to lift a load. If the load is light we can lift it comfortably. But if the load is heavy, it becomes difficult to lift, and if we keep holding it with our arms bent, we will then feel a tremor, produced by our muscles under tension. The weight of the load for which this tremor appears varies according to the physical strength, as well as the vitality or tiredness of the subject. A similar process occurs with the ciliary muscle, and the ciliary muscle tremors are defined as Accommodative Micro-Fluctuations. It is possible to represent the objective description and accommodation functional analysis of these tremors in a graph called the Fk-map (fig. 1). The horizontal axis of the Fk-map represents the distance of the visual target. The vertical axis represents the refractive value of the eye. Accordingly, the length of each vertical bar on the graph figures the refractive response of the subjects' eyes for a given target distance. Bars are then coloured in order to represent the frequency of occurrence of the high-frequency component of the Accommodative Micro-Fluctuations. In other words, the degree of tension of the ciliary muscle is classified according to colour. A weak tension on the ciliary muscle is figured in green. A strong tension on the ciliary muscle shows in red. The interval in-between these extremes is then indicated by a standardized proportional colour gradation. Podríamos pensar que somos capaces de focalizar exactamente cualquier objeto que tratamos de observar a una distancia dada. Sin embargo, en la práctica, focalizar en la distancia correcta es extremadamente raro, ya que el ojo tiende a focalizar ligeramente demasiado cerca los objetos distantes y ligeramente demasiado lejos los objetos cercanos. Además, el grado de tensión del músculo ciliar, aplicado para aumentar el poder refractivo del cristalino, cuando nuestra mirada está fija en un punto cercano, varía significativamente de un individuo a otro, y no es simplemente una función del rango visual. Podemos tener una buena idea de la manera en la que los músculos reaccionan bajo tensión si consideramos lo que sucede cuando utilizamos la fuerza de nuestro brazo para levantar una carga. Si la carga es ligera, podemos levantarla fácilmente. Pero si la carga es pesada, entonces es difícil levantarla, y si la sostenemos con nuestros brazos doblados, sentiremos entonces un temblor, producido por nuestros músculos bajo tensión. El peso de la carga que ocasiona este temblor, varía dependiendo de la fuerza física, así como de la vitalidad o cansancio del sujeto. Ocurre un proceso similar con el músculo ciliar y los temblores del músculo ciliar se definen como Micro- Fluctuaciones Acomodativas. Es posible representar la descripción objetiva y el análisis funcional acomodativo de estos temblores en un gráfico denominado el mapa Fk (fig. 1). El eje horizontal del mapa Fk representa la distancia del objetivo visual. El eje vertical representa el valor refractivo del ojo. De esta manera, la longitud de cada barra vertical del gráfico representa la respuesta refractiva de los ojos del sujeto en una distancia objetivo dada. Luego, se atribuyen colores a las barras para representar la frecuencia de la ocurrencia del componente de alta frecuencia de las Micro-Fluctuaciones Acomodativas. En otras palabras, el grado de tensión del músculo ciliar se clasifica con arreglo a los colores. Una tensión baja en el músculo ciliar se representa en verde. 8 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

9 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO For a normal subject, as in figure one, the refractive response of the eye increases as the visual target get closer, but green is the underlying colour for both near and far distances. Looking at a visual target at a distance of approximately 30 centimetres produces a higher ciliary muscle tension, but only by a small amount. Refraction Value/Valor de refracción Fig. 1 In the case of a presbyopic patient, a typical Fk-map is as in shown figure 2. At a distance of approximately 2 metres, only a limited accommodation occurs, with some ciliary muscle tension, but at closer distance, greater focusing is not possible, and the ciliary muscle is not actively working (fig. 2). For a patient with a problem of tonicity of accommodation, the amount of focusing follows the distance of the visual target, but we can notice than for any focusing distance, there is a strong tension working on the ciliary muscle (fig. 3). Refraction Value/Valor de refracción blurred 2M 1M 67 cm 50 cm 40 cm 33 cm visión nebulosa Visual Target Location/Ubicación del Objetivo Visual Fig. 3 [D] -3,1-2,6-2,1-1,6-1,1-0,6-0,1 [D] -4,5 Refraction/Refracción = -1,75-0, ,0-3,5-3,0-2,5-2,0-1,5 Infinity Target Objetivo Infinito Mapa Fk 1 normal Mapa Fk 1 normal 1 m Target Objetivo 0,4-0,1-0,6-1,1-1,6-2,1-2,6-3,1 << Far/Lejos Visual Target Location Cerca/Near>> Ubicación del Objetivo Visual Accommodotonia Tonicidad de la Acomodación 50 cm Target Objetivo 33 cm Target Objetivo HFC over superior under inferior [D] HFC over superior under inferior 1 «Fk» : «Fluctuation of kinetic (Refraction)» The horizontal line of Fk-map shows dioptrie of visual target, the vertical line shows accommodative refractive power of the eye while watching the visual target. The color of bar graph shows HFC( high frequency components of accommodative micro-fluctuation) occurrence rate (db) by Fourier transformation. The high frequency components is within 1.0 to 2.3 Hz. Una fuerte tensión en el músculo ciliar se muestra de color rojo. Lo comprendido dentro de estos dos extremos se indica con una graduación de colores proporcional y normalizada. En un sujeto normal, como en la figura uno, la respuesta refractiva del ojo aumenta conforme el objetivo visual se acerca, pero el verde es el color de fondo tanto para las distancias cercana como lejana. Al mirar un objetivo visual a una distancia de aproximadamente 30 centímetros, se produce una tensión del músculo ciliar algo mayor, pero sólo ligeramente. En el caso de un paciente présbita, el mapa Fk corresponde al representado en la figura 2. A una distancia de aproximadamente 2 metros, sólo se realiza una acomodación limitada, con una cierta tensión del músculo ciliar, pero a una distancia más cercana, una mayor focalización no es posible y el músculo ciliar no funciona activamente (fig. 2). Refraction Value/Valor de refracción blurred 2M 1M 67 cm 50 cm 40 cm 33 cm visión nebulosa Visual Target Location/Ubicación del Objetivo Visual Fig. 2 [D] -2,0 Refraction/Refracción = +1,00-0, ,5-1,0-0,5 0,0 0,5 1,0 Normal Presbyopia Presbicia Normal HFC over superior under inferior En un paciente con un problema de tonicidad de acomodación, el grado de focalización se realiza con arreglo a la distancia del objetivo visual, pero podemos notar que en cualquier distancia de focalización, hay una fuerte tensión que se ejerce en el músculo ciliar (fig. 3). En caso de espasmos acomodativos, existe una fuerte miopización del ojo y existe una tensión del musculo ciliar continua, independientemente de la ubicación del objetivo visual que el sujeto trata de observar (fig. 4). En el caso de un Síndrome Visual del Ordenador (Computer Vision Syndrome o CVS), también denominado oftalmopatía por estrés tecnológico, la tensión del músculo ciliar no es fuerte como respuesta a un objetivo visual distante, pero cuando el sujeto intenta observar un objetivo visual cercano pueden caer en una situación equiparable a la de un espasmo acomodativo. Algunos pacientes con este síndrome se quejan de que «no hay problema en la vida diaria, pero cuando me siento frente al ordenador, siento dolor de ojos y de cabeza y no puedo seguir trabajando». Se puede comprender esta queja mediante el análisis de la Micro-Fluctuación Acomodativa (fig. 5). 1 «Fk» : «Fluctuación de la (refracción) cinética» La línea horizontal del mapa Fk muestra las dioptrías del objetivo visual, la línea vertical muestra el poder de refracción y acomodación del ojo cuando observa el objetivo visual. La gráfica con las barras de colores muestra el HFC (componentes de alta frecuencia de la micro-fluctuación acomodativa) y la tasa de ocurrencia (db) mediante la transformación de Fourier. Los componentes de alta frecuencia se sitúan entre 1.0 y 2.3 Hz p.d.v. n 58 Spring / Primavera

10 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO In a case of accommodative spasms, there is a strong myopisation of the eye and continuous ciliary muscle tension happens, regardless of the location of the visual target the subject tries to watch (fig. 4). Refraction Value/Valor de refracción Fig. 4-3,0-2,5-2,0-1,5-1,0-0,5 0,0 [D] blurred visión nebulosa Refraction/Refracción = -9,00-1, M 1M 67 cm 50 cm 40 cm 33 cm Visual Target Location Ubicación del Objetivo Visual Accommodation Spasm Espasmos de Acomodación HFC over superior under inferior In a case of Computer Vision Syndrome (CVS) (also called technostress ophthalmopathy), the ciliary muscle tension is not strong in response to a distant visual target, but when the subject attempts to watch a near visual target they lapse into an accommodation spasm-like condition. Some CVS patients complain that : «there is no problem in everyday life, but just as I set about doing computer work, eye pain and headaches happen, and I can't continue work». This complaint can be understood through the analysis of Accommodative Micro Fluctuation (fig. 5). With the observation of Accommodative Micro Fluctuations, accommodation disorders that had not been diagnosed previously can also be detected. Figure 6 is the Fk-map observed in a case of traumatic cervical syndrome resulting from a traffic accident. The patient complained that : «although it isn't that bad when looking at a distance, when I try to watch something up close, my eyes flicker and I have deep eye pain, headaches, and sharp pain in the nape of the neck. I can't read a book nor work». From the Fk-map we can well understand the patient's complaint. When the visual target is distant, the ciliary muscle tension is not so strong. When the visual target draws near, the ciliary muscle tension rises but the focus returns to distant, meaning that the patient focus did not accommodate to the intended distance. When she tried to see at near, it became increasingly difficult to see. Until this case was described, there had been no information about this type of accommodation disorder and it was provisionally referred to as accommodation panic. Patients that complain of eye fatigue are often complaining of an abnormal condition that can be related to Accommodative Micro Fluctuations. When we take a good look at the Accommodative Micro Fluctuation pattern of patients who consult about what they think to be eye defects, we become able to hear their complaints via the «cries» of the ciliary muscle Refraction Value/Valor de refracción Fig. 5 [D] -7,0 Refraction/Refracción = -3,87-1, ,5-6,0-5,5-5,0-4,5-4,0 blurred visión nebulosa 2M 1M 67 cm 50 cm 40 cm 33 cm Visual Target Location Ubicación del Objetivo Visual Techno-stress Ophthalmopathy Oftalmopatía por estrés tecnológico HFC over superior under inferior Con la observación de las Micro-Fluctuaciones Acomodativas, también se pueden detectar los trastornos de la acomodación que no hayan sido previamente diagnosticados. La figura 6 representa el mapa Fk observado en un caso de síndrome cervical traumático resultante de un accidente de tráfico. El paciente se quejaba y afirmaba que «aunque no está tan mal cuando miro de lejos, cuando trato de mirar algo de cerca, mis ojos vacilan y entonces tengo un profundo dolor de ojos, de cabeza y un dolor agudo en la nuca. No puedo leer un libro ni trabajar». Del mapa Fk podemos entonces comprender la queja del paciente. Cuando el objetivo visual está a distancia, la tensión del músculo ciliar no es tan fuerte. Cuando el objetivo visual se acerca, la tensión del músculo ciliar aumenta pero el foco vuelve a ser lejano, lo cual significa que la focalización del paciente no se acomodó con respecto a la distancia deseada. Cuando trataba de ver de cerca, era cada vez más difícil ver. No existía información sobre este tipo de trastorno de la acomodación hasta que se realizó la descripción de este caso, y se refería a él como pánico de la acomodación. Refraction Value/Valor de refracción Fig. 6-1,6-1,1-0,6-0,1 0,4 0,9 1,4 [D] blurred visión nebulosa 2M 1M 67 cm 50 cm 40 cm 33 cm Visual Target Location Ubicación del Objetivo Visual Provisional Name : Accommodation Panic Nombre Provisional : Pánico de la Acomodación HFC over superior under inferior 10 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

11 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Considering that the prescription of spectacles directly influences the ciliary muscle, we can then improve or preserve the health of our patients by prescribing corrective lenses that are gentle on the ciliary muscle. If we listen carefully to the messages of the ciliary muscle, they will tell us the optimum prescription for our patients. Los pacientes que sufren de fatiga ocular a menudo padecen de una anomalía que puede relacionarse con las Micro-Fluctuaciones Acomodativas. Cuando analizamos los patrones de las Micro- Fluctuaciones Acomodativas de los pacientes que consultan cuando piensan tener defectos oculares, podemos escuchar sus quejas mediante el «clamor» del músculo ciliar. Si consideramos que la prescripción de gafas influencia directamente al músculo ciliar, podemos mejorar o preservar la salud de nuestros pacientes al prescribir lentes correctoras que tengan una acción suave sobre el músculo ciliar. Si escuchamos con atención los mensajes del músculo ciliar, éstos nos ayudan a definir la prescripción óptima para nuestros pacientes. 1 Campbell, F.W., Rebsor,J.G. & Westheiroey, G : Fluctuations of accommodation under steady viewing conditions. J.Physiol. 145 : , Akihiro Suzumura A study of Accommodative Microfluctuation. Journal of Japanese Ophthalmological Society 79 : , Akihiro Suzumura, Akemi Kobayashi A study of clinical diagnosis of Accommodative Microfluctuation. Ophthal. Physiol.Opt. 31 : , Fuchuan Sun, Stephan Brandy, An Nguyen, Margaret Wong and Lawrence Stark : Frequency analysis of accommodation single sinusoids. Ophthal. Physiol. Opt. 9 : , Winn B, Pugh JR, Gimartin B, Owens H. : A trail pulse moderates steady-state ocular accommodation. Current Eye Research 9 : , Winn B., Pugh JR, Gilmartin B., Owens H. : The frequency characteristics of accommodative microfluctuations for central and peripheral zones of the human crystalline lens. Vision Research 30 : , references - referencias Barry Winn, Bernard Gilmartin : Current perspective on microfluctuations of accommodation. Ophthal. Physiol. Opt. 12 : , Lyle S.Gray, Barry Winn and Bernard Gilmartin : Effect of target luminance on microfluctuation of accommodation. Ophthal. Physiol.Opt. 13 : , 1993 Lyle S.Gray, Barry Winn and Bernard Gilmartin : Accommodative microfluctuation and pupil diameter. Vision Research 33 : , Masayoshi Kajita : Frequency Analysis of Accommodative Microfluctuation. Ophthal. Physiol. Opt. 41 : , 1990 Masayoshi Kajita : Clinical Significance of Accommodative Microfluctuation. Jpn. J. Vis. Sci 16 : , 1995 Masayoshi Kajita, Yumiko Ito, Ayako Yamada, Makiko Watanabe, Keiichiro Kato : Accommodative Microfluctuation and Eye Fatigue. Jpn. J. Vis. Sci 17 : 66-71, 1996 Masayoshi Kajita, Yumiko Ito, Kentaro Kobayashi, Makiko Watanabe, Keiichiro Kato : Detection of Resting State of Accommodation by Accommodative Microfluctuation. Journal of Japanese Ophthalmological Society 101(5) : , 1997 Masayoshi Kajita. Accommodative response and microfluctuation. Ganka 40(2) : , 1998 Masayoshi Kajita, Makiko Ono, Setsuko Suzuki and Keiichiro Kato : Accommodative Microfluctuation in Asthenopia Caused by Accommodative Spasm. Fukushima 16 Masayoshi Kajita, Nanako Takahashi, Fumio Takahashi : Dry-Eye and Accommodative Stress-Possibility of their relationship-. Japanese Journal of Visual Science 25; 40-45, Masayoshi Kajita : Simulation and Psychogenesis visual defect. Japanese Journal of Neuro-ophthalmol. 21; , Masayoshi Kajita : Anomalous eye position and anomalous accommodation. Journal of the Eye 21 (9); ,2004 Journal of Medical Science 47(1) : 13-20, 2001 p.d.v. n 58 Spring / Primavera

12 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Accommodation and how it declines over a lifetime La acomodación y su pérdida a lo largo de la vida Norberto López-Gil Vision Sciences Group at Murcia University, Spain Grupo de Ciencias de la Visión de la Universidad de Murcia, España. Vicente Fernández-Sánchez Vision Sciences Group at Murcia University, Spain Grupo de Ciencias de la Visión de la Universidad de Murcia, España. Vision and how it deteriorates with age has interested us for hundreds of years. Leonardo da Vinci wrote [1] : «Oh excellence, superior over all things created by God, how can you be praised, how can such nobility be expressed? What people, what language could describe your true function? The eye is the window to the human body, from which the soul contemplates and enjoys the world s beauty». The eye is indeed a window through which we observe a world that appears to us in three dimensions and which, like a photograph is reflected on a tiny, two-dimensional screen, the retina. The eye loses the dimension of depth by «photographing» in return a single plane of the scene, i.e. it obtains a detailed image of objects located at a given distance, whereas objects located at other distances appear blurred. In order to be able to see these blurred objects clearly, the eye has to modify its optical power. This capacity of automatic focussing, which is normally unconscious, is known as «accommodation». The process that makes this possible is known as the «accommodation mechanism» and it must function correctly for good visual quality. The eye s ability to change power lessens gradually over the years, such that the range of distances, or «range of accommodation», at which we can see objects without the slightest artificial optical aid (spectacles, contact lenses, etc.) suffers gradual, continual reduction during the ageing process. Thus, the amplitude of accommodation at years old is reduced by over 70% by the age of 452, the age at which a person generally starts to have difficulty is clearly distinguishing objects close up and at which «tired vision» is diagnosed or presbyopia (from the Greek presbys,-ytos, old). And yet at the same age most other physiological functions have not undergone such a massive deterioration, to the extent that without correction this limitation in vision can lead to major deterioration in the quality of life. La visión y su deterioro con la edad ha despertado nuestra curiosidad desde hace cientos de años, como ya hizo a Leonardo da Vinci cuando escribió [1] : «Qué cosa más excelente, superior a todas las cosas creadas por Dios! Qué alabanzas pueden hacer justicia a tu nobleza? Qué pueblo, qué lenguas podrán describir exhaustivamente tu función? El ojo es la ventana del cuerpo humano a través del cual descubre su camino y disfruta de la belleza del mundo». El ojo, en efecto, es una ventana por la que observamos un mundo que se nos antoja tridimensional y que a modo de fotografía, lo plasma en una pequeña pantalla bidimensional, la retina. Esta pérdida de una dimensión, la profundidad, lo hace a cambio de «fotografiar» un sólo plano de la escena, es decir, de obtener una imagen detallada de los objetos situados a una determinada distancia, apareciendo desenfocados los objetos emplazados a otras distancias. Para poder ver nítidamente esos otros objetos desenfocados, el ojo debe cambiar su potencia óptica. Esta capacidad, normalmente inconsciente, de auto-enfoque se denomina «acomodación». El proceso que hace posible la acomodación se denomina «mecanismo acomodativo» y su correcto funcionamiento es necesario para una buena calidad visual. La habilidad del ojo para cambiar su potencia se va perdiendo progresivamente con el paso de los años, y por tanto el rango de distancias, o «amplitud acomodativa», a las que podemos ver los objetos sin necesidad de ninguna ayuda óptica artificial (gafas, lentes de contacto,...), sufre una disminución progresiva y continua con la edad. Así por ejemplo, la amplitud acomodativa que se tiene a los años se reduce en más de un 70% a los 45 años [2], edad en la que persona empieza por lo general a tener dificultades para poder enfocar los objetos cercanos y se le diagnostica «vista cansada» o presbicia (del griego présbys, -ytos, viejo). Sin embargo, a esa misma edad, la mayoría del resto de las funciones fisiológicas no han sufrido un deterioro tan importante, por lo que esta limitación visual, si no es corregida, puede suponer una pérdida importante de calidad de vida. 12 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

13 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO The accomodation mechanism We have known for over two centuries [3] that the almost exclusive culprit for the change in the power of the eye during accommodation is the crystalline [2, 3]. When the eye accommodates, the radii of its curves are reduced (particularly the one on the anterior surface), curve centres move and the actual refractive index of the crystalline changes (intracapsular mechanism). Also the pupil moves forward slightly and its diameter is reduced. These changes to the crystalline happen under the action of the ciliary muscle that surrounds the crystalline on its equatorial plane. Currently the most generally accepted model, which explains the accommodation mechanism, is the one put forward by a scientist from the beginning of the 19 th century, Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz. According to this model, contraction of the ciliary muscle releases the tension of ciliary zonulae, thereby increasing the curve of the crystalline due to the elasticity of the capsule-crystalline complex [4, 5]. This increase in curve increases the dioptric power of the eye and thus allows for focusing on the closest objects. When accommodation is relaxed it is exactly the opposite process that occurs. Recent measurements taken by research workers [6, 8] have demonstrated this model and have enabled us to verify that when it accommodates, the ciliary muscle moves forwards in an axial manner (moving away from the sclera) such that the equatorial edge of the crystalline also moves away from the sclera, with the latter therefore becoming no longer spherical with a reduction in the radii of curvature on anterior and posterior surface (fig. 1) [6]. However, accommodation is not reduced merely due to these physiological changes alone, it is a much more complex process, with activation linked typically to neurological aspects, such as binocular vision or prior learning of distances according to the apparent size of objects. El mecanismo acomodativo Desde hace más de dos siglos [3], se sabe que prácticamente el único responsable del cambio de potencia del ojo durante la acomodación es el cristalino [2, 3]. Cuando el ojo acomoda los radios de curvatura de éste disminuyen (sobre todo el de la primera superficie), se desplazan los centros de curvatura, y se produce un cambio del índice de refracción efectivo del cristalino (mecanismo intracapsular). Por otro lado, la pupila se adelanta ligeramente y disminuye su diámetro. Estos cambios en el cristalino se producen por la acción del músculo ciliar que rodea al cristalino por su plano ecuatorial. Actualmente el modelo más ampliamente aceptado que explica el mecanismo acomodativo fue propuesto a principios del siglo XIX el científico Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz. En dicho modelo, la contracción del músculo ciliar provoca la liberación de la tensión de los ligamentos de la zónula y subsecuentemente el aumento de la curvatura del cristalino debido a la elasticidad del complejo cápsula-cristalino [4, 5]. Este aumento de curvatura aumenta la potencia dióptrica del ojo permitiendo enfocar los objetos más cercanos. En el caso de la desacomodación, el proceso es justamente el contrario. Recientes medidas realizadas por investigadores [6, 8] han puesto en relieve este modelo comprobando que al acomodar el músculo ciliar se desplaza hacia delante y de forma axial (alejándose de la esclera) produciendo que el borde ecuatorial del cristalino se aleje también de la esclera lo que hace que éste se vuelva más esférico disminuyendo los radios de curvatura de la superficie anterior y posterior (fig. 1) [6]. Sin embargo, la acomodación no se reduce sólo a estos cambios fisiológicos si no que es un proceso mucho más complejo, estando vinculada su activación con aspectos típicamente neuronales como son la visión binocular, o el aprendizaje previo de distancias en función del tamaño aparente de los objetos. Unaccommodated Desacomodado Accommodated Acomodado Medida de la acomodación Fig. 1 Cornea/Córnea Iris/Iris Crystalline/Cristalino Zonule/Zónula Ciliary muscle/ Músculo ciliar Measurement of accommodation The ability to be able to observe objects at various different distances is normally evaluated based on the measurement of the amplitude of accommodation (AA). The subjective method most usually employed consists of moving a written text either nearer to or further away from the patient, such that he can say when the text appears blurred. This method is known as the «push up» method and is mainly comparable to the «negative lenses» method. Other subjective methods which are used less frequently are MEM (Monocular estimation method) or methods which evaluate accommodation indirectly, as relative accommodation (AR- and AR+) and the evaluation of accommodative flexibility by a measurement of +/ D [9, 10]. La capacidad de poder observar objetos a diferentes distancias se suele valorar a partir de la medida de la amplitud acomodativa (AA). El método subjetivo más usado se basa en un texto escrito que se acerca o aleja del paciente de forma que éste pueda indicarnos el punto dónde empieza a verlo borroso. Éste método se conoce como «push up» y es esencialmente similar al método de «lentes negativas». Otros métodos subjetivos menos empleados son el MEM (Método de Estimación Monocular) o aquellos que valoran la acomodación de forma indirecta como la Acomodación Relativa (ARy AR+) y la valoración de la flexibilidad acomodativa por medio de fliper de +/ D [9, 10]. Los métodos objetivos suelen ser en general más precisos que los subjetivos. Entre ellos destacamos : la retinoscopía a través de lentes negativas; la valoración del retraso acomodativo (lag) con un texto a una distancia determinada; o el uso de instrumentos como el refractómetro de coincidencia de Hartinger y los autorrefractrómetros [10]. Éstos últimos son de fácil manejo y no necesitan mucha experiencia previa por parte del oftalmólogo u optometrista. En los últimos 10 años, han aparecido sistemas de medida objetivos basados en la medias del frente de onda ocular. Estos aparatos, aberrómetros, han posibilitado la medida de la refracción ocular con mayor precisión que los clásicos autorrefractómetros. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

14 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Objective measurement of amplitude of accommodation (D) Media objetiva de la amplitud acomodativa (D) Objective methods are generally more precise than subjective methods. Amongst these methods are retinoscopy with negative lenses, evaluation of accommodative lag using a text placed at a given distance or instruments such as Hartinger s coincidence refractometer and autorefractometers [10]. The latter are easy to use and do not require much previous experience on the part of the ophthalmologist or the optometrist. Over the past ten years other objective measurement systems have come into use based on the measurement of the ocular wave front. These devices, known as aberrometers are used to measure ocular refraction more precisely than traditional autorefractometers. There are currently on the market aberrometers that also measure objective accommodation by means of presentation of a stimulus to the observer, which changes its apparent position whilst the ocular wave front is measured at a given frequency. These devices calculate focusing by the patient without the latter being obliged to intervene. They also generally take account of the change in the pupil size with accommodation, which can vary the AA average by over a diopter [11]. Other objective measurement systems do not usually take this fact into account. Figure 2 illustrates measurement of a patient s accommodation according to proximity (vergence) of the stimulus, undertaken with an irx3 aberrometers (Imagine Eyes, France). The vertical space that separates the measured curve of ideal reaction represents the patient s accommodative lag. The main problem in AA analysis, whatever the subjective method used, is determination of the end point [10], that is to say the point of transition between clarity and blur as well as criteria and methods used by various professionals in terms of the size of letters, lighting in the room and of the text, exact and precise taken of measurement of the blur point, the type of stimulus chosen for the examination and the exact type of distometer to be used (particularly with the phoropter with the negative lenses method). Indeed, the approach method tends to overestimate the AA value at all ages, but this is all the more evident in older people since they have small pupil diameters which increase the depth of the field. Figure 3 represents this phenomenon, it compares the AA measured by a subjective technique (on the X axis) with the measurement obtained by an objective technique (on the Y axis) for a hundred eyes [12]. Most of the points are located under the red regular sloping line, which indicates overestimation of the AA by the subjective method compared to the objective method. Fig subjective measurement of amplitude of accommodation (D) Media subjetiva de la amplitud acomodativa (D) Actualmente existen en el mercado algunos aberrómetros que posibilitan además la medida de la acomodación de forma objetiva mostrando un estímulo al observador que cambia su posición aparente mientras se le mide el frente de onda ocular a una cierta frecuencia. Estos dispositivos calculan el plano dónde el paciente está enfocando sin necesidad de intervención del mismo. Además, suelen tener en cuenta el cambio del tamaño pupilar con la acomodación lo que puede variar la medida de la AA en más de 1 D [11]. Este hecho no lo suelen tener en cuenta el resto de sistemas de medida objetivos. La Figura 2 muestra, a modo de ejemplo, la medida de la acomodación de un paciente en función de la proximidad (vergencia) del estímulo realizado con un aberrómetro irx3 (Imagine Eyes, Francia). La distancia vertical que separa la curva respecto a la respuesta ideal representa el retraso acomodativo (lag) experimentado por este paciente. Accommodation (D)/Acomodación (D) ,0 1,0 1,9 2,9 3,8 4,8 5,7 6,7 7,6 8,6 9,5 Fig. 2 El principal problema en el análisis de la AA por cualquier método subjetivo, es la determinación del punto final [10], es decir dónde pasamos de nitidez a borrosidad, qué criterios o metodologías se emplean por los distintos profesionales en cuestiones como tamaño de letra, iluminación de sala y del texto, la toma exacta y precisa de la medida del punto borrosidad, el tipo de estímulo escogido para el examen y la exacta distometría a aplicar (sobre todo al emplear el foróptero con el método de lentes negativas). De hecho el método de acercamiento suele sobreestimar el valor de la AA en todas las edades pero se hace mas patente en personas mayores debido a sus pequeños diámetros pupilares que aumentan la profundidad de campo. La Figura 3 muestra este hecho. En ella se compara la AA medida mediante una técnica subjetiva (eje de abcisas) con la obtenida objetivamente (eje de ordenadas) en una centena de ojos [12]. La mayoría de los puntos se sitúan por debajo de la línea roja de pendiente unidad indicando la subestimación de la AA realizada por el método subjetivo respecto al objetivo. La presbicia y su corrección Position of the object (D)/Posición del objeto (D) La amplitud acomodativa se va reduciendo progresivamente con la edad. La mayoría de las personas no notan esta reducción hasta entrada la cuarentena de edad donde la AA pasa a tener valores por debajo de las 3 D impidiendo una visión continua y cómoda de objetos a la distancia típica de lectura (25-30 cm). A partir de la segunda mitad de los cincuenta, el ojo pierde totalmente la posibilidad de acomodar con una incidencia del 100% en la población. 14 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

15 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Presbyopia and how to correct it The amplitude of accommodation gradually reduces with age. Most people do not notice this reduction until they reach the age of about forty and the AA shows values of under 3 dioptres, preventing them from seeing clearly and comfortably objects located at the traditional reading distance (25-30cm). From the age of 55, the eye loses its ability to accommodate completely and the incidence is 100% of the population. Although over the years several theories have been put forward to explain this physiological deterioration, it would now appear clear that the main cause of presbyopia is a hardening of the crystalline with age, as shown from experiments performed on crystallines in vitro [13]. With age the crystalline becomes much more rigid, such as that same force applied to a young crystalline will distort it more than on an older crystalline. In addition to this hardening and the appearance of opacity (cataract), the crystalline changes both weight and size with age. In concrete terms its weight increases by 1.33mg per year and it reaches 150% of its initial weight (approximately 180mg) [14] at the end of life. Recent measurements taken in vivo using high definition Nuclear Magnetic Resonance (NMR)15 have shown that the diameter of the unaccommodated crystalline does not vary with age whereas that of the accommodating crystalline does vary. Also, curvature of both the front and back surfaces of the unaccommodated crystalline increases slightly with age [16]. In addition to the traditional optical methods that allow the eye to see objects close up (positive lenses, bifocals, progressive lenses or bifocal or single focus contact lenses, etc.), various surgical methods have been proposed in order to restore accommodation. One of these consists of inserting scleral expansion bands that are used to stretch the sclera and to tighten the ciliary zonulae in the unaccommodated eye, the sclera being presumed to be slackened due to the increase in the size of the crystalline with age. Although this technique has been used in many patients, it does have many detractors because objective accommodation measurements carried out by independent groups show that there is no real increase in AA after the operation. Also, this type of surgery is based on an explanatory theory of the accommodation mechanism and of presbyopia (Schachar s theory), which is itself the result of hypotheses that would appear to be erroneous [14]. Since we know that the capsule-crystalline complex loses its elasticity during ageing, it would appear evident that the only truly efficient way of restoring accommodation involves replacement of the crystalline by another component that changes under the action of the ciliary muscle. Moreover, when the crystalline has lost its elasticity completely (at the age of 55-60), the appearance of cataract is relatively common, which justifies substitution. Over the past two decades, several patents for intraocular lenses have been registered, with such lenses being inserted into the sac and thus bringing about a certain level of functional accommodation by means of slight axial movement of the latter under the action of the ciliary muscle. The success of this type of lens is relative since several objective measurements carried out by independent groups on eyes with these implants have not shown any change in the AA for objects located at different distances [17]. Aunque a lo largo de los años se han propuesto varias teorías que intentan dar una explicación a este deterioro fisiológico, hoy en día parece claro que la causa principal de la presbicia es un endurecimiento continuo del cristalino con la edad como han mostrado los experimentos de elasticidad realizados en cristalinos in vitro [13]. Con la edad, el cristalino se vuelve más rígido de manera que la misma fuerza aplicada a un cristalino joven lo deforma más que a uno viejo. Además de este endurecimiento y la aparición de opacidades (cataratas), el cristalino sufre cambio de peso y tamaño con la edad. En concreto aumenta su peso unos 1.33mg. por año, pasando a pesar un 150% al final de la vida respecto al peso al nacer (unos 180mg.) [14]. Medidas recientes realizadas in vivo con resonancia magnética nuclear de alta resolución [15] han mostrado que el cristalino desacomodado no varía su diámetro con la edad mientras que lo aumenta en el caso del cristalino acomodado. Por otro lado la curvatura tanto de la superficie anterior como de la posterior del cristalino desacomodado aumentan ligeramente con la edad [16]. Aparte de los métodos ópticos convencionales que permiten al ojo apreciar objetos cercanos (lentes postivas, bifocales, progresivas o lentes de contacto multifocales, monovisión, etc.), durante los últimos años se han propuesto varios métodos quirúrgicos para restaurar la acomodación. Uno de ellos se basa en la inserción de bandas de expansión escleral que permiten expandir la esclera y tensar la zónula del ojo desacomodado, la cual ha quedado supuestamente distendida debido al aumento del tamaño del cristalino con la edad. Si bien esta técnica se está realizando en pacientes tiene un gran número de detractores ya que medidas objetivas de la acomodación realizadas por grupos independientes indican que no existe un aumento real de la AA después de la cirugía. Además, el fundamento de la cirugía se fundamenta en una teoría que explica el mecanismo acomodativo y la presbicia (teoría de Schachar) basándose en unas hipótesis que no parecen ser correctas [14]. Tendiendo en cuenta que el complejo cápsula-cristalino pierde la elasticidad con la edad, parece claro que la única forma realmente eficiente de restaurar la acomodación pasa por la sustitución del cristalino por otro componente que cambie con la acción del músculo ciliar. Además, una vez el cristalino ha perdido totalmente su elasticidad (55-60 años) es relativamente común la aparición de cataratas, lo que justifica la sustitución del mismo. En la últimas dos décadas se han desarrollado varias patentes de lentes intraoculares que se insertan en el saco capsular proporcionando cierto grado de acomodación funcional gracias al un pequeño desplazamiento axial de la misma bajo la acción del músculo ciliar. El éxito de este tipo de lentes es relativo pues varias de las medidas objetivas realizadas por grupos independientes en ojos a los que se les ha implantado no han mostrado cambio en la AA para objetos situados a diferentes distancias [17]. Por último, una de las posibles soluciones a la presbicia que esta siendo investigada experimentalmente, se basa en la inyección de un polímero en el saco capsular una vez extraído el cristalino mediante facoemulsificación [18]. Hasta ahora se han presentado varios resultados realizados en monos rhesus generalmente jóvenes que han restaurado su acomodación en aproximadamente dos tercios de la misma. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

16 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Finally, one of the possible solutions to presbyopia which is currently undergoing experimental research work consists of injecting a polymer into the capsular sac after extraction of the crystalline by phacoemulsification18. To date several results have been obtained on generally young rhesus monkeys, which have regained approximately two thirds of accommodation. Figure 4 (kindly contributed by Viviana Fernández) represents the capsular sac in a monkey after introduction of the polymer through a valve located in the lower section. This method, although it does entail several complications, is probably the most promising surgical technique for the restoration of our accommodation in the relatively near future. La Figura 4 (cortesía de Viviana Fernández) muestra la imagen de la bolsa capsular de un mono una vez se le ha introducido el polímero a través de una válvula situada en la parte inferior. Este método, aunque aún tiene bastantes complicaciones, es posiblemente el método quirúrgico más prometedor que llegue a restaurar nuestra acomodación en un futuro no muy lejano. Fig. 4 references - referencias 1 Leonardo da Vinci (1995). Leonardo da Vinci. 8 Glasser A, Kaufman PL. The mechanism of accommodation in primates. Ophthalmology, 106 : ; 39 : lens with age in relation to presbyopia. Vis. Res. Cuadernos de Notas. Obras Maestras del Milenio. Barcelona : Planeta-De Agostini.S.A. 872, Glasser, A., Croft M. A., Kaufman, P.L. Aging of the 2 Le Grand, Y. y Hage, S. M. E. (1980). Physiological 9 Atchison DA, Capper EJ, Mccabe KL. Critical subjective measurement of amplitude of accommodation. Ophthal-mology Clinics. 41(2) : 1-15, Spring Human Crystalline Lens and Presbyopia. International Optics. Springer-Verlag. Optom Vis Sci. 1994;11 : Thomas Young The Bakerian Lecture : On the 15 Strenk S.A., Semmlow J.L., Strenk L.M., Munoz P., Mechanism of the Eye Philo-sophical Transactions 10 Ciuffreda, K. J. (1991). Accommodation and its anomalies. Capítulo 11, Vol. I, en Vision and visual ges in human ciliary muscle and lens : a magnetic Gronlund-Jacob J, and DeMarco J.K. Age-related chan- of the Royal Society of London, Vol. 91, 1801 (1801), dysfunction. Ed. Cronly-Dillon. J. R.Macmillan Press. resonance imaging study. IOVS, Vol 40, pp Norberto López-Gil, Vicente Fernández-Sánchez, Richard Legras, Robert Montés-Micó Francisco aging human lens : curvature, equivalent refractive 16 Dubbelman M, Van der Heijde GL. The shape of the 4 Helmhotlz von, H.H. Handbuch der Physiologishen 11 Optik. In Southall, J.P.C Traducción al ingles : Lara and Jean Luc Nguyen-Khoa. Accommodation- index and the lens paradox. Vision Res Jun; Helmholtz's treatise on physiological optics. New Related Changes in Monochromatic Aberrations 41(14) : York; Dover, pp , of the Human Eye as a Function of Age. Invest Ophthalmol Vis Sci In Press. 17 Norberto López Gil, Vicente Fernández Sánchez 5 Fincham EF. The mechanism of accommodation y Jean Luc Nguyen Khoa.Lentes intraoculares BIFO- [monogr]. Br. J. Ophthalm. 1937; Vicente Fernández-Sánchez, Fancisco Lara, Patricio CALES, MULTIFOCALES Y ACOMODATIVAS en cirugía Hernández and Norberto López-Gil. Objective del cristalino. (Capítulo 38). Ed. SECOIR, ISBN : 6 Koretz, J. y Handelman, G. (1988). How the eye measurement of the amplitude of accommodation focuses. Scientific American, Julio, based on wavefront outcomes. ARVO'07. Fort Laurderdale, Florida (EE.UU.). 18 Parel JM, Gelender H, Trefers WF, Norton EW. Phaco- 7 Glasser, A, Campbell MCW. Presbyopia and the Ersatz : cataract surgery designed to prevent accommodation. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 224 : optical changes in the human crystalline lens with 13 Glasser A, Campbell MCW. Biometric, optical and age. Vis. Res. 38(2) : , physical changes in the isolated human crystalline , p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

17 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Presbyopia and refraction : correcting presbyopia in clinical practice Presbicia y refracción : la corrección del présbita en la práctica clínica Costantino Bianchi Visiting Professor, Siena University, Italy Vice-President of the European Union of Specialist Doctors, ophthalmologic section Profesor Visitante, Universidad de Siena, Italia Vice-presidente de la Unión Europea de Médicos Especialistas (UEMS), sección oftalmología Introduction Presbyopia affects, in practice, 100% of the world population aged over 45 and leads, in most cases - with the exception of patients presenting moderate myopia or with myopic astigmatism - to the wearing of one or several corrections. However, correcting presbyopia has not always been considered a priority by ophthalmologists in clinical practice. On the other hand, interest demonstrated by opticians and optometrists has increased considerably over these past hundred years, which can be explained by the fact that all legislation in various different countries is, in general, rather permissive in terms of correction of presbyopia. Legal tolerance is also linked to the fact that presbyopia cannot be considered, in the strict sense, as a refraction defect. The aim here, however, is not to decide whether disinterest on the part of legislative authorities in terms of the correction of presbyopia was, or was not, enlightened and protected the health interests of the population. Although it is true to say that, taken to the extreme, such disinterest results in the proposition to the general public of «ready-made» corrective spectacles, which are a complete nonsense from a physiological optics point of view. Further, over these past few years, correction of presbyopia has become a delicate operation which, if treated badly, can lead to major discomfort and a reduction in the ability to work on the one hand and a considerable amount of economic wastage on the other. There are two factors behind this situation : firstly the gradual mutation of a large majority of the population from a peasant life to the industrial era and then on to the post-industrial period. Secondly, usage, which has now become universal, both of the computer (for periods currently exceeding 5 or 6 hours a day for most office workers) and of the mobile phone which, because of the small size of the screen, the size and legibility of the characters and the lack of contrast, requires near vision to be absolutely perfect. Introducción La presbicia afecta prácticamente al 100% de la población mundial mayor de 45 años y, en la mayoría de los casos, salvo los sujetos afectados de miopía media o con astigmatismo miópico, conduce a la necesidad de llevar una o varias correcciones. La corrección de la presbicia no siempre ha sido considerada prioritaria por parte de los oftalmólogos en la práctica clínica. En cambio, el interés de los ópticos y de los optometristas ha aumentado considerablemente en los últimos cien años. Esto se explica por el hecho de que el conjunto de las legislaciones en vigor en los diferentes países son generalmente más bien permisivas en materia de corrección de la presbicia. La tolerancia jurídica también está ligada al hecho de que la presbicia no puede considerarse, en el sentido estricto, como un defecto de refracción. El objetivo aquí no es determinar si el desinterés del poder legislativo con respecto a la corrección de la presbicia ha sido a sabiendas o no y ha protegido los intereses y la salud de la población. Pero, si llevamos este razonamiento al extremo, este desinterés se plasma en la oferta al público de gafas correctoras premontadas, que, desde el punto de vista de la óptica fisiológica, no tienen sentido. Además, en estos últimos años, la corrección de la presbicia se ha convertido en un acto delicado y si se aplica un tratamiento inadecuado, puede, por un lado, acarrear molestias significativas y disminuir la aptitud al trabajo y, por otro, constituye un despilfarro económico considerable. Hay dos factores que originan esta situación : en primer lugar, la mutación progresiva de una gran mayoría de la población que ha pasado de una realidad campesina o rural hacia la era industrial y luego post-industrial; en segundo lugar, la utilización, ahora universal, tanto del ordenador (en una duración que supera las 5 ó 6 horas diarias en la mayoría de los puestos de trabajo de las oficinas), como del teléfono móvil y que, debido a la miniaturización de las pantallas, del tamaño y la legibilidad de los caracteres, p.d.v. n 58 Spring / Primavera

18 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO All this has led to a gradual increase in the call on visual functions for close work in a large share of the adult population. The logical consequence of all this is that, whether he works in an office or has free time, once he reaches the age of retirement, a presbyopic patient is increasingly demanding in terms of correction for near vision and is now extremely intolerant of insufficient spectacle lenses or lenses not adapted to his specific needs. This being said, I considered it useful to proceed with a detailed critical examination of current knowledge in the field of correction for presbyopia, in order to be in a better position to identify what the «good clinical practice» to be envisaged could be. Techniques for measuring residual accommodation Techniques for measuring residual accommodation can be subjective (based on indications given by the patient) or objective (for which no patient collaboration is required). In both cases for optimal correction it would be useful to leave a reserve of 50 to 60% of the patient's residual accommodation. Supposing, for example, that the patients has a residual accommodation of 3 dioptres at 40cm distance, an additional correction for reading of or should be prescribed (usable residual accommodation [+1.50 or +1.75D] is subtracted from the lens correction required for vision at 40cm in total absence of accommodation [2.50D]; consequently = 0.75D). It is extremely important to remember that, in order to use all the techniques described below, the patient must be perfectly and fully emmetropized for distance vision, both spherically and cylindrically. Subjective techniques Prescription based on age This technique is still very widely used, unfortunately, even though it there is very good reason to criticise it. It spread more quickly, paradoxically, due to in-depth research undertaken at the beginning of the 20 th century by Duane, who established extremely precisely the amplitude of accommodation for various age ranges [1]. It is based upon his research that the concept and offer of «readymade» spectacles is based (fig. 1). Fig years/años 50 years/años 55 years/años 60 years/años +1,25 D. +2,00 D. +2,25 D. +2,50 D. Additional correction for near vision defined according to age, based on Duane's tables Corrección adicional de cerca determinada en función de la edad con arreglo a las tablas de Duane así como la falta de contraste, exige una visión de cerca absolutamente perfecta. Todo esto ha acarreado un aumento progresivo de la solicitación de las funciones visuales para trabajar de cerca en una gran mayoría de la población adulta. La consecuencia lógica de todo esto es que ya sea que trabaje en una oficina o que disponga de tiempo libre, una vez llegada la edad de la jubilación, el sujeto présbita es cada vez más exigente con respecto a la corrección de cerca y ya no tolera las gafas insuficientes o no adaptadas a sus necesidades específicas. Dicho esto, me ha parecido útil proceder a un examen crítico minucioso de los conocimientos actuales en el ámbito de la corrección de la presbicia, con el fin de distinguir cual sería la «buena práctica clínica» a adoptar. Técnicas de medición de la acomodación residual Las técnicas de medición de la acomodación residual pueden ser de tipo subjetivo (basadas en las indicaciones del paciente) o de tipo objetivo (que prescinden de la colaboración del paciente). En ambos casos, para realizar una corrección óptima, sería útil dejar en reserva del 50 al 60% de la acomodación residual del paciente. Por ejemplo, suponiendo que el paciente tiene una acomodación residual de 3 dioptrías a 40 cm de distancia, hay que prescribir una corrección suplementaria para la lectura de unos +0,75/+1,00 (la acomodación residual utilizable [+1,50/+1,75D] se sustrae a la corrección de la lente necesaria para ver a 40 cm en la ausencia completa de la acomodación [2,50D]; por tanto 2,50-1,75 = 0,75D). Es extremadamente importante recordar que, para emplear todas las técnicas descritas a continuación, el paciente debe estar perfecta e integralmente emetropizado para la visión lejana, tanto en esfera como en cilindro. Técnicas subjetivas Prescripción basada en la edad Desafortunadamente, todavía sigue siendo esta técnica muy difundida, incluso si es muy criticable. Paradójicamente, su difusión ha sido acelerada con las investigaciones profundas realizadas por Duane a principios del siglo XX. Él ha establecido con gran precisión la amplitud de acomodación en los diferentes grupos de edad [1]. El origen de la oferta de las lentes premontadas se basa en estos estudios (fig. 1). Desafortunadamente, la utilización de estos datos -en sí irreprochables desde el punto de vista científico- ha conducido a establecer una relación estrecha y no crítica entre la edad y el grado de corrección, sin tomar en consideración el hecho de que Duane había incorporado una variabilidad, que no hay que descuidar, en torno al valor mediano. De esta manera, desde el punto de vista del que prescribe la corrección, es casi automático pensar que una corrección adicional de casi 2 dioptrías es necesaria para un sujeto de 50 años (valor medio identificado por Duane, véase fig. 1) olvidando que la variabilidad en torno a la compensación media necesaria puede extenderse, en esta edad, de 1,25 a 2,5 dioptrías. Además, incluso si es raro, la acomodación residual puede ser distinta entre los dos ojos. 18 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

19 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Unfortunately, the use of this data, which is in itself irreproachable from a scientific point of view, led to the establishment of a close, uncritical relationship between age and the degree of correction, without taking account of the fact that Duane showed a variability that should not be neglected, around the mid value. Thus, from the point of view of the person who is prescribing the correction, it is almost automatic to think that an additional near vision correction of 2.00 dioptres is required for a 50-year old patient (average value found by Duane, see fig. 1), forgetting that the variability around the average compensation required can extend, at that age, from 1.25 to 2.50 dioptres. Also, although it is rare, residual accommodation may differ between the two eyes. For these reasons, the prescription technique based on the age of the patient is the one that leads to the greatest number of errors, generally resulting in over-correction, mainly because it ignores the rule of keeping about half the residual accommodation in reserve. Accommodation reserve technique (Duane or punctum proximum test) This is the classic, most «traditional» technique, even though it is certainly less widely used than the one based on the age of the patient. The mire (a vertical line in Duane's test or other lined mires that derive from the latter) is brought closer and closer until the patient can no longer bring the mire into focus. If the loss of clarity occurs at 20cm, accommodation is 5.00D, at 12.5cm accommodation is 8.00D, etc. If residual accommodation is below 3.00D (in patients over 40 years) a D lens should be placed in front of his eye, the value of which will then be added to the final calculation, deducting it from the accommodative amplitude. If the test is performed in monocular vision, the accommodative stimulus is triggered exclusively by the loss of clarity and by proximity. If it is performed in binocular mode, the stimulus also comes from convergence, and therefore accommodation is greater by around 0.50 dioptre. A less precise variant of Duane's test is the so-called «push up» technique, to use Anglo-Saxon terminology. In this case an optotype or printed test is used for near vision, with the same rules as those mentioned above. The «push up» technique generally overestimates the amplitude of accommodation, going as far as to double actual values [2], because it is subject to several factors of confusion : The angular size of the letters increases when the printed test is brought towards the eyes, The pupil contracts for near vision, The patient, particularly if he is an intellectual, does not actually read what he sees but rather guesses what is written, interpreting it, Close to, certain optical aberrations can come into play and lead to multi-focussing. Thus, the latter can lead one to believe that the patient still has a good accommodation reserve, whereas in reality it is already reduced. Despite this, it is one of the most widely used tests in the measurement of residual accommodation after refractive surgery, the placing of intraocular implants (LIO), scleral expansion surgery, etc [3, 4]. Por estas razones, la técnica de prescripción fundada en la edad del paciente es la que conduce al mayor número de errores, conduciendo generalmente a un exceso de corrección, principalmente porque ignora la regla que consiste en conservar aproximadamente la mitad de la acomodación residual en reserva. Técnica de la reserva acomodativa (prueba de Duane o del punto próximo) Esta es la técnica más clásica y la más «tradicional», incluso si seguramente se utiliza menos que la que se basa en la edad del paciente. Se acerca la mira (una línea vertical en la prueba de Duane, u otras miras con trazos que se derivan de ésta) hasta que el sujeto ya no consiga focalizar la mira. Si la pérdida de la nitidez ocurre a los 20 cm., la acomodación es de 5D; a 12,5 cm. es de 8D, etc. Si la acomodación residual es inferior a 3D (en los pacientes mayores de 40 años), es necesario colocar una lente de 1-2 D enfrente del ojo, cuyo valor se añadirá al cómputo final, deduciéndolo de la amplitud acomodativa. Si se realiza el test en visión monocular, el estímulo acomodativo se inicia exclusivamente mediante la pérdida de la nitidez y mediante la cercanía. Si se realiza en modo binocular, el estímulo proviente igualmente de la convergencia y por tanto, la acomodación es superior de aproximadamente 0,5 dioptrías. Una variante menos precisa del test de Duane es la Técnica denominada «push up», según la terminología anglosajona. En este caso, se utiliza un optotipo para la visión de cerca o un test impreso, con las mismas reglas que las citadas anteriormente. La técnica del «push up» sobrevalora generalmente la amplitud acomodativa, incluso llegando a duplicar los valores reales [2], porque está sujeta a varios factores de confusión : El tamaño angular de las letras aumenta cuando se acerca el impreso; En la visión de cerca, la pupila se reduce; El paciente, sobre todo si es letrado, no descifra concretamente lo que ve sino que más bien adivina lo que está escrito y lo interpreta; De cerca, algunas aberraciones ópticas pueden ocurrir e inducir una multifocalización. De esta manera, esta última puede dejar pensar que el sujeto todavía presenta una buena reserva acomodativa, mientras que, en realidad, ya está reducida. A pesar de eso, ésta es una de las pruebas más utilizadas para medir la acomodación residual después de la cirugía refractiva, la colocación de implantes intraoculares (LIO), intervenciones de expansión escleral etc [3, 4]. Incluso utilizando la prueba de la estimación perceptiva, hay que prescribir una corrección que deje en reserva aproximadamente la mitad de la acomodación residual. Para tratar de mejorar la precisión y la fiabilidad del test, se han propuesto otras variantes, entre las cuales figuran : la regla de Prince, el medidor binocular de Livingston, la regla del punto próximo, el Proximètre de Jean-Pierre Bonnac. Este último instrumento fue puesto a punto por Essilor en colaboración con el especialista francés en óptica Jean-Pierre Bonnac y reúne, p.d.v. n 58 Spring / Primavera

20 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Even when using the perceptive estimation test, a correction must be prescribed that leaves about half of the residual accommodation in reserve. In order to seek to improve the precision and reliability of the test, several variants have been suggested, amongst which is the Prince's rule, Livingston's binocular measurer, the punctum proximum rule and Jean-Pierre Bonnac's Proximètre. This latter instrument was developed by Essilor in collaboration with the French optical specialist Jean-Pierre Bonnac and it combines previous functions, whilst improving them. In brief, it is made up of two sliding tubes, which are used to place the fixing mire, inserted into a clip base, at three precise distances : 33, 40 and 50cm. This simplifies the calculation of accommodation reserve a great deal. Different mires printed on cardboard, supplied with the instrument, are used to evaluate practically every aspect of mono and binocular ocular functions at working or reading distances. Specifically, it is possible to insert a vertical septum in order to check - using the «Turville balance» principle - whether it is necessary to use additional close up correction of a power that is different between the two eyes, or whether binocular vision is altered (suppression, phoria). Amongst the latter, vertical and torsion deviations, caused by the convergence movement when the eyes go from far vision to near vision are also important - and often ignored. Minimal additional correction technique Performance : ask the patient to place an optotype or printed text at his usual reading distance. This nearly always corresponds to the Harmon distance (distance between the tip of the elbow and the second phalanx of the index finger; clearly the Harmon distance varies according to the morphology of the patient). Add to the far vision correction for both eyes a positive lens of increasing power, until the patient can manage to read at least the character Parinaud 2 or Jaeger 4. Then ask the patient to bring the text nearer and gradually increase the correction up to the minimum correction necessary for him to start to see clearly at a distance of around 25cm. Generally, the second part of the additional correction corresponds to around 1.00 dioptre and the sum of both corresponds to the supplementary near vision correction to prescribe. If, with the additional correction that one intends to prescribe, the patient's vision is blurred at a distance of less than 30cm, the correction is insufficient; if he can still manage to focus at less than 20cm, the additional correction is too strong. Negative lenses technique («Minus to blur» in Anglo-Saxon literature) Performance : an optotype is placed at a certain distance (usually 40 cm). As ever, the patient is emmetropized for distance vision. The patient is given negative lenses until he can no longer read characters in P2 size. If an optotype is being used, the accommodation value required is added for the test distance (for example : test at 40 cm, loss of initial clarity -1.50D in sphere; Residual accommodation : = 4.00D). The test can also be used at long distance. In monocular emmetropized vision, an optotype is presented at a distance of at least 6 metres and the procedure is the same as that explained above. mejorándolas, las funciones de los precedentes. Para simplificar, está constituido de dos tubos deslizantes que permiten colocar la mira de fijación dentro de un soporte con pinzas, a tres distancias exactas : 33, 40 y 50 cm. Lo cual simplifica mucho el cálculo de la reserva acomodativa. Diferentes miras impresas en cartulina, suministradas con el instrumento, permiten evaluar prácticamente todos los aspectos de las funciones oculares mono y bilaterales a distancia de trabajo o de lectura. Particularmente, es posible insertar una separación vertical para verificar - aplicando el principio de la «balanza de Tourville» - si es necesario utilizar una corrección adicional de cerca de un nivel distinto entre los dos ojos, o si la visión binocular está alterada (supresión, forias). Entre estas últimas, son de igual importancia - y desconocidas - las desviaciones verticales y torsionales, inducidas por el movimiento de convergencia cuando los ojos pasan de la visión lejana a la visión cercana. Técnica de la corrección suplementaria mínima Ejecución : solicitar al paciente que coloque un optotico o un texto impreso a su distancia de lectura habitual. Ésta casi siempre corresponde a la distancia de Harmon (distancia entre la extremidad del codo y la segunda phalange del índice; obviamente, la distancia de Harmon varía en función de la morfología del sujeto). Añadir a la corrección de lejos en los dos ojos, una lente positiva de potencia progresivamente creciente, hasta que el sujeto consiga leer por lo menos el carácter de Parinaud 2 o Jaeger 4. Luego, solicitar al paciente que acerque el texto y aumente progresivamente la corrección hasta la corrección mínima necesaria para que empiece a ver nítidamente a una distancia de aproximadamente 25 cm. Generalmente, la segunda parte de la corrección adicional corresponde a aproximadamente 1 dioptría y la suma de las dos corresponde a la corrección adicional de cerca que hay que prescribir. Si con la corrección adicional que se piensa prescribir el paciente ve borroso a menos de 30 cm., la corrección es insuficiente; si consigue focalizar a menos de 20cm., la corrección adicional es demasiado fuerte. Técnica de las lentes negativas («Minus to blur» en la literatura anglo-sajona) Ejecución : se coloca un optotipo a una cierta distancia (habitualmente 40 cm.). Como siempre, el sujeto es emetropizado en visión lejana. Se le colocan lentes negativas hasta que el sujeto ya no pueda leer los caracteres de tamaño P2. Si se utiliza un optotipo, se debe añadir el valor de la acomodación necesario a la distancia de la prueba (por ejemplo : prueba a 40 cm., pérdida de nitidez inicial -1,5 D en esfera; acomodación residual : 1,5 + 2,5 = 4D) La prueba también puede utilizarse de lejos. En visión monocular emetropizada, se presenta un optotipo a una distancia de por lo menos 6 metros y se procede de la manera anteriormente descrita. Si el examen se realiza a 6 m, la medición con las lentes negativas siempre suministra valores netamente inferiores al método del punto próximo puesto que la acomodación es solicitada de manera muy diferente (a 6m, el estímulo de proximidad es inexisente al igual que el de la convergencia) [4]. 20 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

21 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO If the examination is performed at 6m, measurement with negative lenses continues to supply values that are well below those obtained with the punctum proximum method, because accommodation is called on in a very different way (at 6 metres the proximity stimulus is non-existent, nor is that of convergence) [4]. The test is also used to detect the presence of negative accommodation : positive lenses are added until vision is no longer blurred. Normally, negative accommodation does not exceed a half-dioptre. Fixed, separate and fused cross cylinders technique (tests n 14A and 14B of the 21 points of the O.E.P.) By placing in front of an emmetropic eye (or emmetropized with a distance vision correction) a lens with positive horizontal cylinder and negative vertical cylinder, with a spherical equivalence equal to 0 (for example, in sphere, -0.50/90 in cylinder) one induces mixed counter-nature astigmatism. Best vision is obtained when the lower confusion circle of the Sturm conoid falls on the fovea (fig. 2). Esta prueba también permite identificar la presencia de una acomodación negativa: se añaden entonces lentes positivas hasta que la visión ya no sea borrosa. Normalmente la acomodación negativa no supera una media dioptría. Técnica de los cilindros cruzados fijos disociados y asociados (pruebas n 14A y 14B de los 21 puntos de la O.E.P.) Al colocar delante de un ojo emétrope (o emetropizado con una corrección de lejos) una lente de cilindro positivo horizontal y cilindro negativo vertical, con un equivalente esférico igual a 0 (por ejemplo, +0,25 en esfera, -0,50/90 en cilindro) se induce un astigmatismo mixto contra natura. La mejor visión se obtiene cuando el círculo de confusión inferior de la conoide de Sturm cae en la fóvea (fig. 2). Excessive accommodation Acomodación excesiva Fig. 2 Diagram of use of separate cross cylinders c) response when near vision correction is excessive Esquema de utilización de los cilindros cruzados disociados c) respuesta cuando la corrección de cerca es excesiva Good accommodation Buena acomodación Fig. 2 Diagram of use of separate cross cylinders a) test to be used Esquema de utilización de los cilindros cruzados disociados a) prueba a utilizar Deficit of accommodation Déficit de acomodación Fig. 2 Diagram of use of separate cross cylinders d) response when near vision correction is adequate Esquema de utilización de los cilindros cruzados disociados d) respuesta cuando la corrección de cerca es adecuada Fig. 2 Diagram of use of separate cross cylinders b) response when correction of near vision is insufficient Esquema de utilización de los cilindros cruzados disociados b) respuesta cuando la corrección de cerca es insuficiente This test is included in all phoropters and is widely used to measure accommodation, particularly by optometrists. In spite of its wide scale use, it was seldom used in the publications listed by Medline, concerning the measurement of residual accommodation, at least over the past 10 years. The cross cylinder test has the advantage, compared to the «push up» technique, of being less altered by pseudo-accommodation (depth of field and of focalization) and by the apparent size of the printed letters. Esta prueba está incluida en todos los forópteros y se utiliza ampliamente para medir la acomodación, especiamente los optometristas. A pesar de su difusión, ha sido utilizada muy pocas veces en las publicaciones que Medline recaba, especialmente en lo referente a la medición de la acomodación residual, por lo menos en el transcurso de los 10 últimos años. La prueba de los cilindros cruzados tiene la ventaja, en comparación con la técnica del «push up», de ser menos alterada por la pseudo-acomodación (profundidad del campo y de focalización) y por el tamaño aparente de las letras imrpesas. No obstante, presenta inconvenientes significativos : 1. Con frecuencia, la acomodación real es infravalorada; 2. Cualquier astigmatismo ocular debe ser perfectamente corregido. En este contexto, las cosas se complican a menudo por el hecho de que el astigmatismo de cerca puede diferir del astigmatismo de lejos. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

22 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO However it does have some major drawbacks : 1. Actual accommodation is often under-estimated, 2. Any ocular astigmatism must be perfectly corrected. Within this context, things are often complicated by the fact that astigmatism in near vision can differ from astigmatism in far vision. Bichromatic test for near vision Another test used to evaluate the efficiency of accommodation that is currently fashionable, particularly in France (it is one of the Proximètre tests) is the bichromatic test for near vision. To avoid stimulating accommodation excessively, which would be unbearable over a long period, the test is made up of dots, rather than letters. It suffers less from pseudo-accommodation than the «push up» technique, because it is a balance test for a distance set by the observer or chosen by the patient. However, prescribing directly the value that exactly balances bichromatism can involve the risk of not leaving sufficient reserve accommodation. On the other hand it is very useful to check whether the correction for near vision that you are intending to prescribe is too strong: in this case, in binocular vision at the usual working distance, the patient sees the dots clearer on a red background. Other subjective tests, less widely used The «push down» technique is exactly the reverse of the «push up» technique : an optotype or printed test is placed very close to the eye and then moved away until the patient begins to see clearly. The Helmholtz test is made up of a series of concentric black and white circles. The patient, if he is not well corrected in terms of his working distance, sees the central circle (the smallest one), as if it presented an optical aberration in the form of a trefoil (polylobed appearance). This is a very useful test to check on whether the correction one intends to prescribe is too strong or not, and it is one of the range of tests that can be performed with the Proximètre. A variation of Duane's test proposed by Slataper consists of using, instead of a very narrow vertical line, two parallel dashes : when the patient can no longer focus, the two lines appear to form a single line. Scheiner's test is no longer used, to my knowledge, in spite of its simplicity and low cost : a piece of card pierced by two holes only 1-2 millimetres apart (in any case less than the pupil diameter of the eye being examined) is placed in front of the patient's eye and a mire is presented, usually a vertical line. If accommodation is sufficient for the observation distance, the patient sees a single line. When one moves gradually closer to the eye, at the point where accommodation is no longer sufficient, the patient sees the line split into two. Finally, several Badal type focometers (instruments generally used to measure approximately distance vision ametropia) can also be used to measure residual accommodation, but with a great deal of imprecision. Objective techniques Dynamic skiascopy In principle, the method is very simple. Skiascopy is performed using a streak retinoscope, asking the patient to look towards infinity and then successively at the desired working distances. Prueba bicromática de cerca Otra prueba que sirve para evaluar la eficacia de la acomodación, actualmente en boga, sobre todo en Francia (forma parte de las pruebas del Proximètre), es la prueba bicromática de cerca. Para no estimular excesivamente la acomodación, lo cual sería insostenible a la larga, la prueba está constituida por puntos, en vez de letras. Sufre menos del inconveniente de la pseudo-acomodación que la técnica del «push up», puesto que es una prueba de equilibrado con respecto una distancia fijada por el observador o elegida por el sujeto. Sin embargo, prescribir directamente el valor que equilibra exactamente el bicromatismo puede incluir el riesgo de no dejar una acomodación de reserva suficiente. En cambio, es muy útil para verificar si la corrección de cerca que se tiene la intención de prescribir es demasiado fuerte : en este caso, en visión binocular a su distancia de trabajo habitual, el paciente ve los puntos más nítidamente sobre un fondo rojo. Otras pruebas subjetivas menos utilizadas La técnica del «push down» es exactamente la opuesta a la del «push up» : se coloca un optotipo o un test impreso muy cerca del ojo y se aleja hasta que el paciente empiece a ver de manera nítida. La prueba de Helmholtz está constituída por una serie de círculos blancos y negros concéntricos. El sujeto, si no tiene una buena corrección con respecto a su distancia de trabajo, ve el círculo central (el más pequeño) como si presentara una aberración óptica en forma de trébol (aspecto polilobulado). Es una prueba muy útil para verificar que la corrección que se tiene la intención de prescribir no es demasiado fuerte y que forma parte de la serie de pruebas realizables con el Proximètre. Una variante de la prueba de Duane propuesta por Slataper consiste en utilizar, en vez de una línea vertical muy fina, dos trazos paralelos : cuando el sujeto ya no consigue focalizar, parece que las dos líneas forman una sola. En mi conocimiento, la prueba de Scheiner ya no se utiliza, a pesar de su sencillez y de su bajo coste : se coloca delante del ojo del sujeto un cartón perforado con dos orificios distantes de sólo 1-2 milímetros (en cualquier caso, menos que el diámetro pupilar del ojo examinado) y se presenta una mira, en general una línea vertical. Si la acomodación es suficiente para la distancia de observación, el sujeto ve una sola línea. Cuando se acerca progresivamente al ojo, en el momento en el que la acomodación ya no es suficiente, el paciente ve la línea duplicarse. Finalmente, varios focómetros de tipo Badal (instumentos que sirven generalmente para medir aproximadamente la ametropía de lejos) pueden utilizarse para medir la acomodación residual, pero con imprecisiones significativas. Técnicas objetivas Retinoscopía (esquiascopia) dinámica En principio, el método es muy sencillo. Se realiza una esquiascopia con un retinoscopio en franja pidiéndole al paciente que mire al infinito y luego, sucesivamente, en las distancias de trabajo deseadas. Para medir la refracción de cerca, solicitamos al paciente que focalice en un optotipo con la mayor precisión posible. La acomodación residual corresponde a la diferencia entre la refracción al infinito y la refracción con respecto al punto más cercano en el que todavía es posible obtener un punto esquiascópico neutro. 22 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

23 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO To measure near vision refraction, the patient is asked to focus on an optotype, as precisely as possible. Residual accommodation corresponds to the difference between infinite refraction and refraction for the closest point to which it is still possible to obtain a neutral skiascopic point (fig. 3). Como hemos dicho, se trata de una técnica sencilla en apariencia y de rápida ejecución, correcta y precisa según McLellan [6]. En realidad, en la práctica, la gran dispersión de los valores del punto neutro que se obtiene (del cual sería más apropiado hablar de «zona de neutralidad», más que de «punto neutro») y que se encuentra en los sujetos perfectamente normales y en cada grupo de edad limita la utilidad de esta técnica [7]. La mayor parte de las veces, esta dispersión de los datos en los sujetos en edad de ser présbitas, parece tener una correlación con las variaciones individuales de la acomodación tónica, pero tampoco se puede excluir una desviación de los globos oculares, causada por una foria de cerca. Los datos obtenidos mediante la retinoscopía dinámica deben por tanto ser utilizados con gran prudencia en la prescripción de una corrección de cerca, incluso si, innegablemente, la subjetividad del paciente no las altera. Fig. 3 Dynamic skiascopy [5] Retinoscopía dinámica [5] As we have said, this is an apparently simple technique and one that is quick to perform, correct and precise, according to McLellan [6]. In reality, in practice, the major spread of neutral point values that one obtains (for which it would be more appropriate to speak of «neutrality zone» rather than «neutral point») and which is found in perfectly normal patients and in every age bracket, restricts the usefulness of this technique [7]. Most of the time, this spread of data in patients of presbyopic age would appear to correlate with individual variations in dynamic accommodation, but it is also the case that one cannot exclude a deviation of the eyeballs caused by near phoria. The data obtained using dynamic skiascopy should therefore be used with the greatest caution in the prescription of correction for near vision, even though it is undeniably unaltered by patient subjectivity. Refractómetros infrarrojos y de rayo láser Son los aparatos tecnológicamente más sofisticados y automatizados de la retinoscopía dinámica. Una gran cantidad de refractómetros de rayos infrarrojos disponibles en el comercio son capaces de suministrar una refracción relativamente correcta y precisa con respecto a diferentes distancias de trabajo del ojo, además de la refracción al infinito que todos estos calculan. No obstante, algunos de estos instrumentos no han sido validados por ensayos clínicos, según Medline. Entre estos últimos, recordemos el plusoptix PowerRef II [8], el Gran Seiko FR-5000 [9], el Shin-Nippon SRW [10], el Canon R1 [11]. La precisión de estos instrumentos no sólamente permite poner de relieve las diferencias de reserva de acomodación entre un ojo y el otro, sino también la amplitud de las fluctuaciones del tono acomodativo, fluctuaciones que a menudo explican las dificultades observadas por el présbita cuando utiliza la corrección (fig. 4). Infrared and laser beam refractometers Technologically, these are the most sophisticated and automated devices in dynamic retinoscopy. Many infrared beam refractometers on sale are capable of supplying a relatively correct and precise refraction for different working distances for the eye, in addition to the infinite refraction that they all calculate. However, some of these instruments have not been validated by clinical trials, according to Medline. Validate instruments include the plusoptix PowerRef II [8], the Grand Seiko FR-5000 [9], the Shin-Nippon SRW-5000 [10], and the Canon R1 [11]. The precision of these instruments means not only that a difference in reserve accommodation between one eye and the other can be demonstrated, but also the amplitude of fluctuations in accommodative tone, fluctuations which often explain the difficulties noted by a presbyopic patient when using his correction (fig. 4). Fig. 4 Fluctuations in accommodative tone and difference in accommodation between the two eyes, measured with the PowerRef II plusoptix Fluctuaciones del tono acomodativo y la diferencia de acomodación entre los dos ojos, mediciones con el PowerRef II plusoptix. Pr. G. Alessio-Bari Recently, Tracey has launched a laser refractometer called the itrace, which according to the manufacturer offers features that are superior to the usual automatic refractometers and to aberrometers. Although the examples provided by the manufacturer Últimamente, Tracey acaba de lanzar un refractómetro láser llamado itrace, que, según el fabricante, ofrecería prestaciones superiores a los refractómetros automáticos usuales así como a los aberrómetros. Incluso si los ejemplos suminsitrados por el fabricante son muy p.d.v. n 58 Spring / Primavera

24 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO are extremely interesting [12], no independent publication has yet validated the exactness and precision of this instrument. interesantes [12], ninguna publicación independiente hasta ahora ha validado la exactitud y la precisión del instrumento. Other objective tests, less widely used During the last century a great deal of research was undertaken on accommodation using Hartinger's optical coincidence refractometer, produced by Carl Zeiss (Jena), which to my knowledge is no longer on sale. Good accommodation measurements can be obtained with Tscherning or Shack-Hartmann type aberrometers. However, these are extremely expensive instruments, which give reliable results in normal patients but are often much less precise in patients with strong aberrations of ocular dioptrics (exactly the cases in which they would be the most useful). In non-cooperative patients, it is possible to evaluate accommodation with some large approximation by using Visually Evoked Potential (VEP) using a stimulation pattern [13]. Otras pruebas objetivas menos utilizadas En el siglo pasado, se han llevado a cabo un gran número de estudios sobre la acomodación con el refractómetro óptico de coincidencia de Hartinger, producido por Carl Zeiss (Jena), que, en mi conocimiento, ya no comercializan. Se pueden obtener buenas medidas de la acomodación con aberrómetros de tipo Tscherning o Shack-Hartmann. Sin embargo, se trata de instrumentos muy onerosos que dan resultados fiables en los sujetos normales pero a menudo son menos precisos en los sujetos que presentan aberraciones fuertes por las elevadas ametropías (precisamente en los casos en que serían más útiles). En los sujetos que no colaboran, es posible evaluar con una gran aproximación la acomodación utilizando los Potenciales evocados visuales (P.E.V.) con una estimulación pattern [13]. Defects in near vision correction Poor distance vision correction As we have said, to ensure that near vision correction is comfortable (and, in the case of multi-focal correction, that the patient can use it), distance vision correction must be precise. There are two problems that may arise here : 1. persistence of residual accommodation that already engages the distance vision reserve, 2. under-correction of astigmatism and/or poor positioning of the axis. In the first case, apart from the use of cycloplegic drugs, which do not solve the problem and are, moreover, poorly tolerated by patients of presbyopic age, the flip test, the polarized bichromatic test in binocular vision and the fogging test are very efficient. The «minus to blur» test, performed at 6 metres is also very useful, because negative accommodation that exceeds 0.50 dioptre at this distance is almost invariably an indication of an accommodative spasm. With regard to the cylinder, the safest method is that of the Jackson cross cylinder, subject to it being performed with the appropriate mire (fig. 5). Defectos de la corrección de cerca Mala corrección de lejos Como ya lo hemos dicho, para que la corrección de cerca sea cómoda, (y en el caso de una corrección multifocal, que el paciente pueda utilizarla), la corrección de lejos debe ser precisa. Los problemas que se pueden encontrar son dos : 1. la persistencia de una acomodación residual que empieza a utilizar la reserva de la visión de lejos; 2. una infra-corrección del astigmatismo y/o un mal posicionamiento del eje. En el primer caso, aparte de la utilización de medicamentos ciclopégicos, que no resuelven el problema y que además son mal tolerados por los pacientes en la edad de la presbicia, el test flip, el test bicromático polarizado en visión binocular y el test de la interferencia son muy eficaces. El test del «minus to blur» efectuado a 6 m también es muy útil porque una acomodación negativa que supera 0,5 dioptría en esta distancia es casi invariablemente el índice de un espasmo acomodativo. En cuanto al cilindro, el método más seguro es el del cilindro cruzado de Jackson, a condición de que se realice con la mira apropiada (fig.5). Fig. 5 Mire to be used with the Jackson cross cylinder. Mira a utilizar con el cilindro cruzado de Jackson Anisometropía Algunos sujetos presentan un poder de refracción desigual entre los dos ojos. En la visión lejana esta diferencia es relativamente tolerada a condición de que no induzca una aniseiconia excesiva (la aniseiconia máxima tolerada generalmente no supera el 3%) ni, sobre todo, una diferencia excesiva del desfase aparente entre las dos imágenes. Aunque existan diferencias individuales sensibles, vinculadas igualmente a otros parámetros oculares - especialmente la longitud axial del globo ocular, lo que contribuye a determinar el tamaño de la imagen que se forma en la retina y la rapidez de sus desplazamientos - se puede tomar como regla básica que la diferencia máxima de corrección tolerada en el espacio se situará en torno a las 3 dioptrías de equivalencia esférica. 24 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

25 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO Anisometropia Some patients have refractions that differ markedly between the two eyes. In distance vision this difference is relatively well tolerated, subject to it not leading to excessive aniseikonia (maximum aniseikonia tolerated does not generally exceed 3%) nor, above all, an excessive difference in the apparent difference between the two images. Although there are considerable individual differences, also linked to other ocular parameters - notably the axial length of the eyeball, which contributes to defining the size of the image that forms on the retina and the speed of its movements - we can use as a basic rule that the maximum difference in correction tolerated in space will be around 3.00 dioptres of spherical equivalence. Then, when apparent difference is inversed between the two eyes, as is the case with antimetropia, in most cases, only the dominant eye can be corrected. In near vision the problem is sometimes simplified because the patient excludes one eye - particularly in case of exophoria-tropia; in others, on the other hand, it becomes more complicated when the increase in positive correction highlights tolerance problems. In all cases it is always opportune, in case of anisometropia with a spherical equivalent greater than two dioptres, to check by wearing the correction in a trial frame for an extended period, that the planned correction provides good working comfort. The use of lenses for aniseikonia in a unifocal correction can be useful, but this is not always the solution. If in this case one wishes to use a multifocal correction it is preferable not to exceed a difference of spherical equivalent of 1.50D, due to the different prismatic effects occurring in the functional zones that can compromise binocular vision. Alterations to binocular vision Alterations to binocular vision may be concomitant (phoria and tropia) or incomitant (defect in ocular motility). The problem posed by the latter in the use of near vision correction is practically insoluble and it already exists in distance vision. With regard to near vision, paralysis of the abduction may be better tolerated in near vision than in distance vision, whilst paralysis of adduction is less well tolerated in near vision than in distance vision. The patient sometimes finds a compensation position, holding his head in an unnatural position, but this excludes the use of multifocal corrections. Attention must also be given to mere convergence deficiency that is sometimes asymptomatic in far vision. Incomitance can also be explained by the fact that near vision requires, in addition to good convergence, the ability to look slightly downwards. It is not rare, particularly in patients with strong myopia, that the position of the eyeballs in convergence with a downward gaze highlights a deficiency in the upper oblique, the elective field of action of which is precisely infraduction in convergence. With regard to phoria and tropia, those which are horizontal (esoand exo-) can be quite well tolerated if they are not too marked and if, for near vision, single vision correction is used with a large sized lens. On the other hand they become uncomfortable for the patient, Después, cuando el desfase aparente se invierte entre los dos ojos, como en el caso de una antimetropía, en la mayoría de los casos, sólo el ojo dominante puede ser corregido. De cerca, a veces el problema se simplifica, puesto que el paciente excluye un ojo -en particular en caso de exoforia-tropia; en cambio, en otras ocasiones, se complica, cuando el aumento de la corrección positiva pone de relieve algunos problemas de tolerancia. En cualquier caso, es oportuno verificar, en caso de anisometropía con un equivalente esférico superior a dos dioptrías y llevando la corrección en una montura de prueba durante un período prolongado, que la corrección prevista brinda un buen confort de trabajo. La utilización de lentes para aniseiconia en una corrección unifocal puede ser útil pero no siempre es la solución. Si, en este caso, se desea utilizar una corrección multifocal, más vale no superar una diferencia de equivalente esférico de 1,5 D debido a los diferentes efectos prismáticos inducidos en las zonas funcionales que pueden comprometer la visión binocular. Alteraciones de la visión binocular Las alteraciones de la visión binocular pueden ser de tipo concomitante (forias y tropias) o incomitante (defecto de motilidad ocular). El problema que plantean estos últimos en la utilización de una corrección de cerca es prácticamente insoluble y ya existe de lejos. En cuanto a la visión de cerca, una parálisis de la abducción puede ser mejor tolerada en la visión de cerca que en la visión de lejos, mientras que una parálisis de la aducción es menos tolerada de cerca que de lejos. A veces, el sujeto encuentra una posición de compensación sosteniendo su cabeza en una postura que no es natural, pero esto excluye el uso de correcciones multifocales. También hay que prestar atención a las simples insuficiencias de convergencia, que a veces son asintomáticas en la visión lejana. La incomitancia también puede explicarse por el hecho de que la visión de cerca requiere, además de una buena convergencia, la capacidad de mirar ligeramente hacia abajo. No es raro, especialmente en los sujetos muy miopes, que la posición de los globos oculares en convergencia hacia abajo pongan de relieve un déficit del oblícuo superior, cuyo campo de acción electivo es precisamente la infraducción en la convergencia. En cuanto a las forias y las tropias, las horizontales (eso y exo) pueden ser toleradas bastante bien si no son demasiado marcadas y si de cerca se utiliza una corrección unifocal, con una lente de tamaño grande. En cambio, se pueden convertir en una molestia para el sujeto, especialmente las desviaciones en exo, cuando éstas son significativas y que se utiliza una corrección multifocal, lo cual exige una amplitud de convergencia muy precisa con las distancias de utilización. En estos casos, puede ser útil compensar la desviación con un prisma, cuyo valor será determinado previamente en un examen ortóptico completo, y luego mediante ajustes «experimentales» con prismas de ensayo colocados en la montura de prueba o sujetados con pinzas en las gafas habituales. Las forias/tropias verticales presentan algunas características particulares. Antes que nada, la capacidad de fusión en el sentido vertical es muy reducida, y no excede generalmente 2 a 3 dioptrías, de manera que las pequeñas desviaciones ya requieren una compensación prismática. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

26 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO particularly in terms of exo deviations, when they are large and a multifocal correction is used, which requires a highly precise amplitude of convergence at working distances. In these cases, it may be useful to compensate the deviation by a prism, the value of which will be defined first during a complete orthoptic examination, and then by «experimental» adjustments with trial prisms placed in the trial frames or fixed with clips to the usual spectacles. Vertical phoria/tropia presents some specific characteristics. Above all, the ability to merge in the vertical is highly reduced, not generally going beyond 2.00 to 3.00 dioptres, such that small deviations are already requiring prismatic compensation. Secondly, in the vast majority of cases, they go virtually unobserved because the patient rarely complains of a sensation of double vision but rather of unsatisfactory «imprecise» vision. To demonstrate the presence of alteration to near binocular vision, the «Turville balance» is extremely useful, individualizing the vision of each eye using a vertical septum placed at an appropriate distance. For example if the patient sees the line of characters with one of the two halves leaning, there is cyclophoria, if he sees one half of the line of text slightly higher, the eye corresponds to a downwards phoria, etc (fig. 6). Some of the tests that can be done with the Proximètre are based on the Turville balance and with this instrument is it relatively easy to demonstrate the deficiency and find the prismatic correction that can compensate it, or reduce it to a value that is acceptable for the patient. En segundo lugar, en la gran mayoría de los casos, casi pasan desapercibidas, pues el sujeto se quejará raramente de una sensación de visión doble, sino más bien de una visión insatisfactoria, «imprecisa». Para poner en evidencia la presencia de una alteración de la visión binocular de cerca, la «balanza de Tourville» resulta ser de una gran utilidad individualizando la visión de cada ojo mediante un septum o tabique vertical colocado a una distancia apropiada. Por ejemplo, si el sujeto ve la línea de caracteres con una de las dos mitades inclinada, existe una cicloforia; si ve una mitad de la línea de texto desplazada hacia arriba, el ojo correspondiente tiene una foria hacia abajo, etc (fig. 6). a b Fig. 6 OG OD Les nouvelles possibilités offertes par les verres progressifs permettent OG Les nouvelles possibilités offertes Use of the «Turville balance» a) vertical anisophoria b) cyclophoria Utilización de la «balanza de Tourville» a) anisoforia vertical b) cicloforia OD par les verres progressifs permettent Algunos de los tests realizables con el Proximètre se basan precisamente en la balanza de Tourville y con este instrumento, es relativamente sencillo poner en evidencia el déficit así como encontrar la corrección prismática que puede compensarla o reducirla a un valor aceptable para el paciente. Near vision correction and posture Before prescribing any correction for near vision, it is absolutely essential to know precisely the posture of the patient when using near vision. There are several postural situations that pose insoluble problems in the use of correction for near vision : this is the case for example of an individual who has to read manometers, screens or meters placed at height (terminal operators, airline pilots, workers at power stations, gas meter readers), and therefore find it impossible to benefit from bi- or multifocal corrections. In some cases these workers have had to be fitted with bifocal lenses assembled upside down, with the near vision correction placed in the upper part of the frame. However, the more usual problem is the posture of the patient himself and his working distance. The person making the near vision correction must base his prescription on the Harmon distance of the patient being corrected; based on this, the near vision correction will be modified in addition or minus, once the usage distance for the correction one wants to prescribe has been checked. However, one must not forget to always leave at least half of the residual accommodation uncorrected («in reserve»). If the work field is placed forwards and downwards, it should not be difficult to reach a satisfactory solution. We should remember also that, to read a sheet of A4, the equivalent visual field is about 35, that the patient «covers» either by moving his eyes or by turning his head. If one is using a multifocal correction, the field is extremely restricted (the width of the near vision zone for a progressive power lens rarely exceeds 7mm), Corrección de cerca y postura Antes de prescribir una corrección de cerca, es absolutamente indispensable conocer con precisión la postura del paciente cuando utiliza la visión de cerca. Existen varias situaciones posturales que plantean problemas insolubles en la utilización de la corrección de cerca : es el caso por ejemplo de un individuo que debe leer manómetros, pantallas o medidores colocados en altura (operarios de terminales, pilotos de avión de línea, empleados de las centrales eléctricas, agentes de la compañía de gas que leen los medidores) y que se encuentran en la imposibilidad de beneficiarse de correcciones bi o multifocales. En ocasiones, ha sido necesario equipar a estos trabajadores con bifocales montadas al revés, la corrección de cerca se coloca en la parte superior de la montura. No obstante, el problema más común se origina de la postura del mismo paciente y de su distancia de trabajo. El que prescribe la corrección de cerca debe partir de la distancia de Harmon del sujeto a corregir. Partiendo de allí, la corrección de cerca se modificará, en más o en menos, una vez que se habrá verificado y determinado la distancia de utilización de la corrección que se desea prescribir. Sin olvidarse de siempre dejar por lo menos la mitad de la acomodación residual sin corregir («en reserva»). Si el campo de trabajo se sitúa frontalmente y hacia abajo, no será difícil llegar a una solución satisfactoria. Por lo demás, recordemos que para leer una hoja A4, el campo visual equivalente es de aproximadamente 35, que el sujeto «cubre» ya sea desplazando la vista, ya sea moviendo la cabeza. Si se utiliza una corrección multifocal, el campo es muy restringido (el segmento de cerca de una multifocal alcanza raramente 7mm), habrá que 26 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

27 M EDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO MÉDICO and one should check that the patient does not have any difficulty in performing lateral movements with the head. Also, one should keep in mind that with a single vision correction for near vision, the head is inclined by about 45 and that the infraduction movement of the eyeball is between 15 (upper part of the text) and 35 (lower part of the page). If progressive lenses are used, the head takes on a less natural position (inclined by around 30 ), such that the work of rotation of the eyeballs increases. In this case, use of a «short» progression corridor can contribute to alleviating ocular fatigue due to vertical duction movements. Things get more complicated when the patients uses several different working distances (text to read, computer or calculator keyboard, video terminal), particularly if the latter are not used face on but to one side. The simplest solution would be to use single vision correction, but this makes work at variable distances impossible. An optimal solution in these cases is the use of a correction known as «mid-distance lenses» (intermediate and near vision), that is to say bifocal lenses without image or focal jump, which in addition to the advantage of being able to use the entire field of vision authorized by the frames, right and left, enables one at the same time to use a variable focus lens and therefore to have a depth of field of at least 50cm (clear vision from 25 to cm), a distance that is more than sufficient for all manual activities. Conclusions verificar que el sujeto no presente dificultades para ejecutar movimientos laterales con la cabeza. Además, hay que tener en mente que con una corrección unifocal de cerca, la cabeza tiene una inclinación de aproximadamente 45 y que el movimiento de infraducción del globo ocular está comprendido entre 15 (parte superior del texto) y 35 (parte inferior de la página). Si se utiliza una lente progresiva, la cabeza adopta una posición menos natural (inclinación de aproximadamente 30 ), de manera que el trabajo de rotación de los globos oculares aumenta. En este caso, la utilización de un canal de progresión «corto» puede contribuir a aliviar la fatiga ocular debida a los movimientos de ducción vertical. Las cosas se complican cuando el sujeto utiliza varias distancias de trabajo (lectura de un texto, teclado de ordenador o calculadora, terminal vídeo), especialmente si estos últimos no se sitúan de frente sino que se extienden lateralmente. La solución más sencilla consistiría en utilizar una corrección unifocal, pero esto imposibilita el trabajo a distancias variables. Una solución óptima en estos casos es la utilización de una corrección denominada «lentes de media distancia» (incluso para la visión de cerca), es decir, bifocales sin salto de imagen ni de focal, que, además de la ventaja de poder utilizar todo el campo de visión autorizado por la montura, a la derecha y a la izquierda, permite al mismo tiempo utilizar una lente con focal variable y por tanto disponer de una profundida de campo de por lo menos 50 cm. (visión nítida de 25 a 70-80cm), distancia más que suficiente para todas las actividades manuales. The principles of correction for near vision that is both efficient and Conclusiones well tolerated, allowing extended working periods, including screen work, are based on : Las bases de una corrección de cerca eficaz y bien tolerada, 1. complete correction of ametropia, both spherical and cylindrical que permita un trabajo prolongado incluso frente a una pantalla in distance vision, se sustentan en : 2. precise measurement of residual accommodation, 1. la corrección completa de los defectos tanto esféricos como 3. compensation for loss of accommodation leaving about half cilíndricos en la visión lejana; the residual accommodation uncorrected, 2. una medición precisa de la acomodación residual; 4. diagnosis and measurement of any difficulties with binocular 3. una compensación de la pérdida de acomodación dejando aproximadamente la mitad de la acomodación residual no corregida; vision, seeking to compensate for them as best possible (prismatic lenses), 4. un diagnóstico y una medición de eventuales trastornos de la 5. precise evaluation of the posture of the patient and his ergonomic visión binocular, tratando de compensarlos de la mejor manera requirements, posible (lentes prismáticas); 6. choice of the type of correction (single vision, multifocal or 5. una evaluación precisa de la postura del sujeto y de sus exigencias ergonómicas; progressive, mi-distance) adapted to most of the patient's requirements. 6. la selección del tipo de corrección (unifocal, multifocal o progresiva, media-distancia) adaptada a la mayoría de las exigencias del sujeto. references - referencias 1 Duane, A Arch Ophthalmol. 54 : 568, Refract Surg. Juil. 2004; 30(7) : Schimitzek T, Lagreze WA. Accuracy Shin-Nippon SRW-5000 autorefractor of a new photo-refractometer in Ophthalmic Physiol Opt. Mars 2004; 5 Hunter DG. Dynamic retinoscopy : young and adult patients. Graefes 24(2) : Hamasaki D, Ong J, Marg E. The amplitude of accommodation in presbyopia. Nov-Déc 2001; 46(3) : (7) : Subbaram MV, Bullimore MA. Visual the missing data. Surv Ophthalmol. Arch Clin Exp Ophthalmol. Juil. 2005; Am J Optom Arch Am Acad Optom. acuity and the accuracy of the accommodative response. Ophthalmic Physiol 1956 Jan; 33(1) : McClelland JF, Saunders KJ. The repeatability 9 Wolffsohn JS, Ukai K, Gilmartin B. and validity of dynamic retino- Dynamic measurement of accommoda- Opt. Juil. 2002; 22(4) : Mathews S. Scleral expansion surgery scopy in assessing the accommodative tion and pupil size using the portable does not restore accommodation in response. Ophthalmic Physiol Opt. Mai Grand Seiko FR-5000 autorefractor human presbyopia. Ophthalmology. 2003; 23(3) : Optom Vis Sci. Mai 2006; 83(5) : products_apps.htm Mai 1999; 106(5) : Whitefoot H, Charman WN. Dynamic 10 Wolffsohn JS, O'Donnell C, Charman 13 Sokol S, et al. Evoked potential estimates of visual accommodation in 4 Ostrin LA, Glasser A. Accommodation retinoscopy and accommodation. WN, Gilmartin B. Simultaneous continuous measurements in a prepresbyopic and presbyopic population. J Cataract Ophthalmic Physiol Opt. Janv. 1992; 12(1) : recording of accommodation and pupil size using the modified infants. J Vision Res. 1983; 23(9) : p.d.v. n 58 Spring / Primavera

28 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO Virtual Simulation for the design of new generations of ophthalmic lenses La Simulación virtual para el diseño de las nuevas generaciones de lentes oftálmicas Martha Hernandez Castañeda R&D International - Saint-Maur, France I&D Internacional - Saint-Maur, Francia. Gildas Marin R&D International - Saint-Maur, France I&D Internacional - Saint-Maur, Francia. Introduction Virtual reality is a tool that has developed massively over these past few years, with immense possibilities [1, 2]. It is now commonly used in the most varied fields and very often in industry, for the design of new products or the development of new manufacturing processes. Virtual reality has enabled us to develop a new method with which to test lens designs by simulation [3, 4], used in complement to existing methods : virtual simulation. It is using this method that the concepts of new generations of Varilux Ipseo lenses have been studied and validated. The challenges of virtual reality for ophthalmic optics Virtual reality is a computer-generated environment. This environment creates and re-transmits sensations that given the impression of being immersed in this virtual environment. Virtual reality is a precious tool in the creation of new, perfectly controlled situations. Within the context of the NSERC/Essilor industrial chair on Presbyopia and Visual Perception directed by Dr Jocelyn Faubert at the University of Montreal, perception studies are undertaken in a virtual environment. Dr Faubert has studied the effect of oscillating worlds on people s posture [5], and the effect of an optic flow on eye-head coordination [6]. In this case, virtual reality is used to generate highly specific environments that help us to gain a better understanding of the fundamental basis of behaviour linked to vision. It enables us to extend the experimentation possibilities in order to test new lens concepts in varied yet perfectly controlled situations, and to test high-risk situations, in the street or on stairs. Introducción La realidad virtual es una tecnología que se ha desarrollado considerablemente estos últimos años y las posibilidades de investigación que supone son colosales [1, 2]. Actualmente, se utiliza con frecuencia en los más variados ámbitos y, generalmente, en la industria para el diseño de nuevos productos o la elaboración y el perfectionamiento de nuevos procedimientos de fabricación. La realidad virtual nos ha permitido desarrollar un nuevo método de pruebas para el diseño de lentes por simulación [3, 4], se trata de un método que es complementario a los existentes y es la simulación virtual. Gracias a este método, se han podido estudiar y se han validado los conceptos de la nueva generación de lentes Varilux Ipseo. Los retos de la realidad virtual para la óptica oftálmica La realidad virtual consiste en un entornogenerado por computador. Éste último crea y transmite sensaciones que dan la impresión a la persona de que está sumergida en ese medio virtual. La realidad virtual es una magnífica technología para crear nuevas situaciones perfectamente controladas. En el marco de la cátedra industrial NSERC/Essilor sobre la Presbicia y la Percepción Visual, dirigida por el Dr. Jocelyn Faubert en la universidad de Montreal, se realizan estudios de percepción en entorno virtual. De esta manera, el Dr. Faubert ha estudiado el efecto de mundos oscilantes en la postura de las personas [5], o el efecto de un flujo óptico en la coordinación ojo-cabeza [6]. En este caso, la realidad virtual sirve para generar entornos muy particulares que nos ayudan a comprender mejor las bases fundamentales de los comportamientos vinculados a la visión. La realidad virtual permite ampliar las posibilidades de experimentación para hacer pruebas de nuevos conceptos de lentes en situaciones variadas pero perfectamente controladas, también permite hacer pruebas en situaciones que comportan riesgos, como en la calle o en las escaleras. 28 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

29 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO It is also, and above all, a means by which to accelerate the process of conceiving new designs. Indeed, we have developed a lens simulator that reproduces the dynamic optical effects felt by a spectacle wearer in a virtual scene, this is what we call virtual simulation. With it we can test new lens designs without having to make prototypes! Virtual simulation does not enable us merely to conceive new designs more quickly, it also opens up the possibility of creating new ways of imagining and testing lenses : with simulation we can very easily vary parameters and test a large number of values. We can test highly original concepts, without initially worrying about whether they can actually be made, which enables us to avoid being restricted to one kind of technology and to be more innovative. Finally, we control all the parameters perfectly, particularly assembly parameters, which enables us to escape from problems due to distance between pupils (fig. 1) or to test the resistance of a design to assembly errors, a test that is difficult to envisage in a reality situation. Se trata, además, y sobre todo, de una manera de acelerar el proceso de concepción de nuevos diseños. En efecto, hemos desarrollado un simulador de lentes que reproduce los efectos dinámicos que siente una persona que lleva gafas en una escena virtual, esto es lo que llamamos la simulación virtual. Gracias a ella, podemos hacer pruebas de nuevos diseños de lentes sin tener que realizar prototipos!. La simulación virtual no solamente nos permite concebir nuevos diseños más rápidamente, sino que también abre la posibilidad de crear nuevas maneras de imaginar y hacer pruebas de las lentes. Mediante la simulación, se pueden hacer variar fácilmente los parámetros y realizar pruebas de una gran cantidad de valores. Se pueden hacer pruebas de conceptos muy originales sin preocuparse, en una primera etapa, por saber si son realizables, lo que permite evitar limitarse a una tecnología y ser más innovador. Por último, todos los parámetros se controlan perfectamente, especialmente los parámetros de montaje, lo cual permite liberarse de los problemas asociados a la distancia interpupilar (fig. 1) o incluso hacer pruebas de robustez de un diseño a los errores de montaje, test que es difícilmente realizable en la práctica. Subject A Sujeto A Ep Right eye/dip OD 33mm Ep Left eye/dip OI 35mm Subject B Sujeto B Ep Right eye/dip OD 39mm Ep Left eye/dip OI 40mm Fig. 1 Illustration of the effect of distance between pupils. Subjects A and B have different distances between their pupils. In reality, the lenses were tested with the same frames (green), the subjects have their eyes positioned differently in terms of the frames and therefore judge the lenses differently. With virtual simulation we can artificially compensate the distance in subject B (frames with a red dotted line) so that he can judge the lenses under the same conditions as subject A. Ilustración del efecto de las distancias inter-pupilares. Los sujetos A y B tienen distancias inter- pupilares diferentes. En la realidad, las lentes fueron probadas con la misma montura (en verde), los sujetos tienen los ojos en posiciones diferentes, con respecto a las monturas, y juzgan las lentes de manera diferente. Con la simulación virtual, se compensan artificialmente las distancias inter-pupilares del sujeto B (montura en líneas punteadas rojas) para que pueda juzgar las lentes en las mismas condiciones que el sujeto A. The Virtual Lens Simulator developed by Research & Development The lens simulator in virtual reality that we have developed in our laboratories (fig. 2) is unique. It has been designed to cover the entire visual field, whilst minimizing the effects of pixels on the image. It uses 3 screens at 120, with each screen piloted by a different computer. The head movements of the observer are measured by a magnetic sensor and transmitted to the computers 120 times per second. El Simulador de Lentes Virtuales desarrollado en Investigación & Desarrollo El simulador de lentes en la realidad virtual que hemos desarrollado en nuestros laboratorios (fig. 2) es único. Fue diseñado para cubrir la totalidad del campo visual minimizando los efectos de la pixelización de la imagen. Tiene 3 pantallas a 120 y cada pantalla es dirigida por un computador diferente. Los movimientos de la cabeza del observador los mide un captor magnético quien los transmite a los computadores 120 veces por segundo. p.d.v. n 58 Spring / Primavera

30 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO b a Fig. 2 The Saint-Maur virtual lens simulator: It has three stereoscopic screens at 120 (a) synchronized for real time display, and a system that follows head movements (b). Simulador de lentes virtuales de Saint-Maur: Incluye tres pantallas estereoscópicas de 120 (a) sincronizadas para que, en tiempo real, aparezcan los datos en pantalla y con un sistema de seguimiento de los movimientos de la cabeza (b). The system generates stereoscopic vision : the computers calculate at every instant the images for the right eye and for the left eye, taking account of the exact point of view of each eye, thereby rendering vision of relief as truly and as naturally as possible. The stereoscopic system «breaks» the accommodation-convergence couple (fig. 3), which can quickly cause discomfort if care is not taken [7, 8, 9]. Our projection system has been designed to take account of this constraint and to minimize discomfort caused whilst retaining optimal vision distance. El sistema genera una visión estereoscópica : los computadores calculan en cada instante las imágenes que percibe el ojo derecho y el ojo izquierdo tomando en cuenta el punto de vista exacto de cada ojo, haciendo que la visión del relieve sea la más fidel y natural posible. Los sistemas estereoscópicos «rompen» la relación acomodaciónconvergencia (fig. 3), lo que rápidamente puede resultar inconfortable si no se presta atención [7, 8, 9]. Nuestro sistema de proyección ha sido diseñado tomando en cuenta este límite y disminuye al máximo las molestias generadas conservando una distancia de visión óptima. Accommodative plane/ Plano de la acomodación Convergence plane/ Plano convergencia Screen/Pantalla Reconstructed 3D image/ Imagen 3D reconstruida Stereoscopie spectacles/ Gafas estereoscópicas Left eye/ Ojo izquierdo Right eye/ Ojo derecho Fig. 3 Schematic representation of observation conditions of stereoscopic images on screen. Artificial convergence of the eyes created to give the impression of relief «breaks» the accommodation-convergence link (one always accommodates on the screen) and can create a sensation of discomfort if the situation is exaggerated. Representación esquemática de las condiciones de observación de imágenes estereoscópicas en la pantalla. La convergencia artificial de los ojos que se ha creado para dar la impresión de relieve «rompe» la relación acomodación-convergencia (siempre se acomoda en la pantalla) y puede crear una sensación de molestia si la situación es exagerada. The specific characteristic of our simulator compared to a traditional immersion system, in addition to the fact that it is ideally sized for ophthalmologic applications, is the possibility of adding lens optic effects by virtual simulation. The programmed method gives priority to real time over precision : the aim being to reproduce the dynamic effect linked to movements La particularidad de nuestro simulador con respecto a un sistema de inmersión clásico, además del hecho de que se dimensiona idealmente para aplicaciones oftálmicas, es la posibilidad de añadir, mediante simulación virtual, los efectos ópticos de las lentes. El método programado da prioridad al tiempo real sobre la precisión : el objetivo es reproducir los efectos dinámicos asociados a los 30 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

31 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO of distortion in front of the scene when the observer moves his head. Thanks to stereoscopy, one can simulate a different lens on each eye. Blur effects are not currently achievable in real time, but the rapid progress made with graphic boards means that we can envisage the possibility of generating this type of effect in the near future. desplazamientos de las distorsiones dentro de la escena cuando el observador mueve la cabeza. Gracias a la esteoroscopía, se puede hacer la simulación de una lente diferente en cada ojo. Los efectos de imagen borrosa por el momento no son realizables en tiempo real, pero los progresos rápidos de las tarjetas gráficas nos dejan vislumbrar la posibilidad de generar este tipo de efecto en un futuro próximo. The methodology of tests performed with virtual simulation We have validated and set up a new methodology that is specific to tests for lens design using virtual simulation [3, 4]. To set up this methodology we studied, for the various parameters in the experiment (task and environment), and according to the typology of subjects, the impact of virtual reality on monocular and binocular visual performance. We tested two types of environment, a grid and a natural scene (fig. 4) and two types of task, dynamic and comparative. During the dynamic task the subject «moves virtually» within the scene, and for the comparative task the subject compares two designs. A specific questionnaire [3, 10] has been drawn up to evaluate discomfort during these various immersions and discover what is the typology of subjects most able to participate in experiments in the simulator. La metodología de las pruebas realizadas en simulación virtual Hemos validado y puesto en marcha una nueva metodología específica a las pruebas de diseño de lentes en simulación virtual [3, 4]. Para poner en práctica esta metodología hemos estudiado, con respecto a diferentes parámetros de la experimentación (ejercicio y entorno) y según la tipología de los sujetos, el impacto de la realidad virtual en el rendimiento visual monocular y binocular. Hemos hecho pruebas en dos tipos de entorno, uno reticulado y una escena natural de oficina (fig. 4) y dos tipos de ejercicios, dinámico y comparativo. En el ejercicio comparativo, el sujeto se «desplaza virtualmente» en la escena y, en el ejercicio comparativo, el sujeto compara dos diseños de lentes. Se ha elaborado un cuestionario específico [3, 10] para evaluar las molestias experimentadas en el transcurso de estas diferentes inmersiones y conocer la tipología de los sujetos más aptos a participar en las experiencias con el simulador. Fig. 4 Typical environments used : left (4a), the grid environment. Right (4b), natural, office type environment scene. Entornos típicos utilizados: en la izquierda (4a), entorno cuadriculado. En la derecha (4b), escena natural de oficina. We now know that visual performances are modified only very slightly in our simulator and that we can test designs by using the various environments. We also know that at the start of each session a period of training is necessary for the subject to adapt to the perception produced by immersion into virtual reality. Discomfort caused by virtual reality is above all linked to the dynamic task and increases with immersion time (fig. 5a). Variations in responses during the comparative task depend on the type of environment used and the immersion time. For best results an «immersion» session should not exceed 20 minutes. The results with the grid are more reliable but the subject tires more quickly. The scene, which is more fun, requires on the contrary, more training (fig. 5b). Ahora sabemos que los comportamientos visuales se modifican muy ligeramente en nuestro simulador y que podemos hacer pruebas de los diseños utilizando diferentes entornos. También sabemos que, al comenzar cada sesión, es necesario un entrenamiento para que el sujeto se adapte a la percepción producida mediante la inmersión en la realidad virtual. Las molestias generadas por la realidad virtual están sobre todo vinculadas con el ejercicio dinámico y aumentan con el tiempo de inmersión (fig. 5a). La variación de las respuestas en el ejercicio comparativo depende del tipo de entorno utilizado y del tiempo de inmersión. Por último, una sesión de «inmersión» no debe superar los 20 minutos. Los resultados en el entorno cuadriculado son más fiables pero el sujeto se cansa más rápidamente. La escena de oficina, más lúdica, pero requiere un mayor entrenamiento (fig. 5b). p.d.v. n 58 Spring / Primavera

32 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO Average score given to symptoms Nota media atribuida a los síntomas Ocular discomfort/incomodidad ocular Headaches/Dolor de cabeza Vertigo/Vértigo General discomfort/incomodidad general Nausea/Náuseas 4,8 1,7 1,7 3,2 6,1 Variations of responses (%) Variaciones de las respuestas (%) Scene/Escena Grid/Cuadrícula Difference before/after dynamic immersion Diferencia antes/después de la inmersión dinámica Immersion time (in minutes) Tiempo de inmersión (en minutos) Fig. 5 Results obtained during the development phase of virtual simulation tests on 36 subjects : left (5a), influence of a dynamic task on discomfort measured on a scale of 20 points (difference before and after immersion). Right (5b), influence of the environment on answers to a comparison test. Resultados obtenidos durante la fase de validación y perfeccionamiento de las pruebas en simulación virtual en 36 sujetos : a la izquierda (5a), influencia del ejercicio dinámico en el grado de molestia medido en una escala de 20 puntos (diferencia antes y después de la inmersión). A la derecha (5b), influencia del entorno en las respuestas a la prueba de comparación. During validation [3], emmetropic subjects achieved more homogenous results and are the observers to whom priority should be given. They feel very little discomfort during the dynamic task and are more efficient during the comparison task. Subjects with very weak ametropia (less than 3 dioptres) can also take part in the virtual simulation experiments, although they do need a longer training period, as do presbyopic subjects, to whom priority should be given for the comparison of progressive lenses, with a preference for the grid, in view of their lower sensitivity [3]. We have also drawn up a standard protocol for «comparison» experiments : the subject compares the designs two by two and chooses the design he prefers according to the criterion being studied, if he can see any difference. Presentations are done at random, at least 4 times per comparison. We have also worked on a «threshold» type protocol: presentations are made varying a specific parameter of the design in an almostcontinuous manner, following a «staircase» type method [11]. Although these two standard protocols exist, we make specific adjustments whenever a new test is performed, depending on what is to be shown up, using all the flexibility of virtual simulation. Durante la validación [3], los sujetos emétropes han tenido resultados más homogéneos y son los observadores a los que hay que darles la prioridad, puesto que sienten poco las molestias durante el ejercicio dinámico y tienen mejores resultados durante el ejercicio de comparación. Los sujetos ligeramente amétropes (menos de 3 dioptrías) también pueden participar en las experiencias de simulación virtual, incluso si necesitan un tiempo de entrenamiento más largo, así como los sujetos présbitas, a quienes se les dará la prioridad para la comparación de las lentes progresivas en el entorno cuadriculado teniendo en cuenta su sensibilidad inferior [3]. De esta manera, hemos establecido un protocolo tipo para experiencias de «comparaciones» : el sujeto compara los diseños dos por dos y escoge el diseño que prefiere según el criterio estudiado, en caso de que vea una diferencia. Las presentaciones se realizan de manera aleatoria, por lo menos 4 veces por comparación. También hemos trabajado en un protocolo de tipo «umbral» : las presentaciones se realizan haciendo variar un parámetro específico del diseño de manera casi continua siguiendo un método de tipo «staircase» [11]. Aunque estos dos protocolos tipo existen, en cada nueva prueba realizamos ajustes con respecto a los objetivos y resultados esperados, haciendo uso de toda la flexibilidad de la simulación virtual. Concept of the new Varilux Ipseo design Virtual simulation has already been used successfully on original experiments set up for the Varilux Physio [4] lens. We have used it recently for the concept of the design of the new generation Varilux Ipseo lens. Varilux Ipseo offers a personalised design for each individual wearer, according to his eye/head strategy [12]. The star concept of the new generation is personalised distribution of the addition between the rear and front sides of the lens. We have developed 2 experiments based on the so-called «comparison» protocol. In each of them, each design tested has a front side addition varying from -6D to +6D, compensated by a rear side addition to give an addition that is always equal to 2D. This design is compared to an identical reference with a total addition of 2D and which has a spherical front side. Experiments were performed on 10 subjects. Concepción del nuevo diseño Varilux Ipseo Ya se ha utilizado la simulación virtual con éxito en experiencias originales puestas a punto para la lente Varilux Physio [4]. Hemos recurrido a ella recientemente para la concepción del diseño de la nueva generación de la lente Varilux Ipseo. Varilux Ipseo propone un diseño personalizado a cada persona en función de su estrategia de coordinación Ojo/cabeza [12]. El concepto principal de la nueva generación es el reparto personalizado de la adición entre la cara delantera y la cara posterior de la lente. Hemos elaborado 2 experiencias basadas en el protocolo denominado de «comparación». En cada una de ellas, cada diseño probado tiene una adición en la cara delantera, que varía entre -6 a +6D, compensada por una adición en la cara posterior para obtener siempre una adición total de 2D. Este diseño es comparado a un diseño de referencia idéntico de adición total igual a 2D y que tiene una cara delantera esférica. Se efectuaron las experiencias en 10 sujetos. 32 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

33 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO A first experiment, undertaken in a grid type environment (fig. 4a) to show up the dynamic effects linked to distortion on a design for «head mover» wearers showed that this design is all the more appreciated if the addition on the front side is low (Fig. 6). Una primera experiencia, realizada en un entorno de tipo cuadrícula (fig. 4a) para realzar los efectos dinámicos vinculados a las distorsiones en un diseño destinado a las personas que «mueven la cabeza», ha demostrado que este diseño es más apreciado cuando la adición en la cara delantera es menor (fig. 6). Choice (%) Selección (%) Choice of design being tested/selección del diseño en prueba Choice of reference/selección de la referencia No choice/ninguna selección Differences between choices (%) Diferencias entre selecciones (%) Addition on front side Adición en la cara delantera Addition on front side Adición en la cara delantera Fig. 6 Result of the tests for a design intended for «head mover» wearers. Left, distribution of choices. Right, the difference in choice between the design tested and the reference (negative if the reference is preferred). Resultado de las pruebas de un diseño destinado a las personas que «mueven la cabeza». En la izquierda, el reparto de las selecciones. En la derecha la diferencia de las selecciones entre el diseño probado y la referencia (negativa si se prefirió la referencia). In a 2 nd experiment, created to demonstrate the static effects linked to enlargement in a natural, office type environment (fig. 4b), the subject judged subjectively the variation in enlargement, graded from 0 to 3 (0 : no variation, 1 : low, 2 : average and 3 : strong). This experiment showed that, under these conditions, the design intended for «eye mover» wearers is all the more appreciated if the front side addition is high (fig. 7). Average grade (out of 3)/Grado medio (de 3) Fig Addition on front side/adición de la cara delantera Result of tests for a design for «eye mover» wearers. The variation in enlargement is graded from 0 to 3. The grade is negative if the reference is preferred over the design being tested. Resultado de las pruebas para un diseño destinado a las personas que «mueven los ojos». Se atribuye una nota a la variación de la amplificación de 0 a 3. La nota es negativa si se prefiere la referencia al diseño probado. En una 2a experiencia, realizada para realzarlos efectos estáticos vinculados a la amplificación en un entorno natural tipo oficina (fig. 4b), el sujeto juzga subjetivamente la variación de la ampliación, a la que se le ha atribuido una nota de 0 a 3 (0 : sin variación, 1 : poca, 2 : media y 3 : grande). Esta experiencia ha demostrado que, en estas condiciones, el diseño destinado a los que «mueven los ojos» es más apreciado cuando la adición de la cara delantera es elevada (fig. 7). Conclusion and future prospects for virtual simulation Virtual simulation has therefore become a tool that is essential for the development of new lenses, but we are still only at the beginning! The development of a new generation is already on its way and will considerably increase the realism of simulation. Other developments may improve the feeling of immersion : more encompassing projection system, more precise position sensor or integration of spatial sound are just a few examples of possible improvements to the realism of environments. Above all we must work on methodology and scenes for tests, imagine scenarios and environments that will highlight the strengths and Conclusión y perspectivas para la simulación virtual La simulación virtual es, por tanto, una tecnología indispensable para el desarrollo de nuevas lentes aunque sólo estemos en los comienzos. El desarrollo de una nueva generación ya está en curso y permitirá aumentar considerablemente el realismo de la simulación. Otras evoluciones podrán mejorar el sentimiento de inmersión : un sistema de proyección más envolvente, un captor de posición más preciso o incluso la integración del sonido espacial son algunos ejemplos de mejoras posibles del realismo de los entornos. Especialmente, debemos trabajar sobre la metodología y la escenarización de las pruebas, imaginar escenas y entornos que permitirán p.d.v. n 58 Spring / Primavera

34 N ON- MEDICAL SCIENTIFIC FILE E XPEDIENTE CIENTÍFICO NO MÉDICO weaknesses of the new designs, whilst retaining the most natural behaviour possible, because of course the aim is not to replace wearer tests but rather to develop complementary methods. That is really where the potential of virtual simulation lies. poner de relieve los puntos fuertes y los puntos débiles de los nuevos diseños conservando los comportamientos lo más naturales posibles, porque, evidentemente, el objetivo no consiste en remplazar las pruebas existentes sobre los sujetos (tests clínicos) sino desarrollar métodos complementarios. En este ámbito, utilizaremos verdaderamente todo el potencial de la simulación virtual. Fuchs 1 P, Moreau G. Le traité de la réalité virtuelle, en 4 volumes, 3 e éd. Les Presses de l Ecole des mines, Wilson JR. Virtual environments and ergonomics : needs and opportunities. 5 Ergonomics 1997; 40 : Hélène Rouger. Mise en Place d une Méthodologie Adaptée a des Tests en Réalité Virtuelle. Mémoire pour l obtention du Master Signalisation cellulaire - Neurosciences, Spécialité Sciences de la Vision, Gildas Marin, Martha Hernandez- Castañeda, Hélène Rouger. Validation of a lens simulator in virtual reality, 3 rd European Meeting in Physiological Optics, City University, London, 7 th to 9 th of September Jocelyn Faubert, Rémy Allard, Jean- Marie Hanssens. Visual distortion, postural balance and perception-action in a full-immersion virtual reality environment : The NSERC-Essilor industrial Chair projects. Points de Vue n 53/ Autumn Jocelyn Faubert, Yann Etievant, Rémy Allard, Bernard Bourdoncle. Eye/Head coordination in a full immersion references - referencias virtual reality environment. Study depth perception in virtual environments. Vision Re 1995; 35 : on the influence of a dynamic environment. Points de Vue n 57/Autumn Ames SL, Wolffsohn JS, McBrien NA. The development of a symptom 7 Inoue T, Ohzu H. Accommodative responses to stereoscopic three-dimen- questionnaire for assessing virtual reality viewing using a head-mounted sional display. Appl Opt 1997; 36 : display. Optom Vis Sci 2005; 82 : Mon-Williams M, Wann JP. Binocular Bonnet C. Manuel Pratique de Psychophysique. Armand Collin Collec virtual reality displays : when problems do and don t occur. Hum Factors 1998; 40 : tion, Paris Pierre Simonet, Thierry Bonnin. Eye- 9 Wann JP, Rushton S, Mon-Williams M. Head coordination in presbyopes. Natural problems for stereoscopic Points de Vue n 49/Autumn p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

35 P RODUCT P RODUCTO «Golden Age of Innovation» in the Contact Lens Industry New Lens Materials and Premium Products Driving Forces Behind Growth and Global Acceptance «La Edad de Oro de la Innovación» en la Industria de las Lentes de Contacto Los Nuevos Materiales de las Lentes y Productos Premium son los Vectores que Sustentan el Crecimiento y la Aceptación Mundial Rick Weisbarth O.D., F.A.A.O Vice President, Global Head of Professional Development and Partnerships CIBA Vision North America O.D., F.A.A.O Vice Presidente, Responsable Mundial de Desarrollo y Colaboraciones Profesionales CIBA Vision Norte América Led by advancements such as silicone hydrogel (SiHy) and daily disposables, contact lenses have been designed to offer healthy options and improved comfort, allowing more people to succes-sfully wear them than ever before. In many respects, this is a golden age of premium product innovation; the advances in SiHys and daily disposable lenses, in particular, have opened up a whole new world of possibilities for eye care professionals (ECPs), who can match the right contact lenses to the eye care needs and lifestyles of their patients. These new developments have been a driving force behind a global market expansion which has raised the total number of contact lens wearers to about 100 million today [1]. Nine years have passed since the breakthrough class of contact lens materials called SiHy was commercially introduced to the world. In this short time, these lenses have quickly earned a stellar reputation in the industry and have set a new standard of excellence in contact lens technology. Silicone hydrogel lenses have gained popularity so quickly among ECPs and their patients that they now comprise 42% of contact lens revenue in the U.S. [2] - a fantastic amount of growth since their launch in the U.S. In the past year alone, SiHy sales have climbed 70% in the U.S. and 52% in Europe (developed countries only) [3]. Despite this phenomenal growth, we ve only begun to see the potential of SiHy. In the U.S., where SiHy lens penetration is the deepest, industry forecasts show that SiHy sales by the end of 2007 will likely account for more than 50% of the U.S. soft contact lens market [4]. Equity research firm Joseph Baird predicts that SiHy lenses will constitute more than two-thirds of the soft contact lens market in the U.S. by 2009 [5]. Potenciadas por avances como el hidrogel de silicona (SiHy) y las lentes desechables de uso diario, las lentes de contacto han sido diseñadas para ofrecer alternativas saludables y un mejor confort, permitiendo así que un número cada vez mayor de personas, nunca antes visto, puedan llevarlas cómodamente. En muchos aspectos, estamos en la era ideal para la innovación de productos sofisticados; los avances en SiHys y, particularmente, las lentes desechables de uso diario, han abierto todo un nuevo mundo de posibilidades a los profesionales de la óptica que pueden hacer corresponder las lentes de contacto adecuadas a las necesidades de la atención óptica y estilos de vida- de sus pacientes. Estos nuevos avances han impulsado la expansión del mercado mundial que ha conducido al incremento de las personas que llevan lentes de contacto para elevarse a 100 millones actualmente [1]. Ya han transcurrido nueve años desde que se introdujo comercialmente un material revolucionario para las lentes de contacto llamado SiHy. En este corto periodo de tiempo, estas lentes se han granjeado rápidamente una reputación estelar en la industria y han establecido un nuevo estándar de excelencia en la tecnología de lentes de contacto. Las lentes de hidrogel de silicona han aumentado su popularidad tan rápidamente entre los profesionales de la óptica y sus pacientes que ya representan actualmente el 42% de los ingresos de las lentes de contacto en los EEUU [2], un crecimiento fantástico desde su lanzamiento en los EEUU. Unicamente el año pasado, las ventas de SiHy han aumentado en un 70% en los EEUU y en un 52% en Europa (sólo los países desarrollados) [3]. A pesar de este crecimiento fenomenal, apenas empezamos a ver el potencial de SiHy. En EEUU, país con la mayor cuota de mercado, las previsiones de la industria muestran que las ventas de SiHy, a finales del 2007, van a representar probablemente más del 50% p.d.v. n 58 Spring / Primavera

36 P RODUCT P RODUCTO This growth represents a major shift in the industry, which has been dominated by traditional HEMA lenses for nearly 30 years. Yet, despite the popularity of HEMA lenses, the material composition has created challenges for ECPs and their patients. That s primarily due to restricted oxygen transmission through the lens, which may result in complications due to hypoxia and perhaps symptoms such as dryness, irritation and redness. When breathable SiHy lenses such as O2OPTIX [lotrafilcon B (also known as AIR OPTIX in some markets)] were introduced, ECPs were able to provide patients with a lens that transmits up to five times more oxygen through the lens than traditional lenses. Higher oxygen transmissibility also provides the option to sleep in certain SiHy lenses [6]. That s significant, since 46% of all contact lens wearers in the US want to sleep overnight in their lenses and 84% of soft contact lens wearers report napping in their lenses. For patients who want to wear their lenses for even longer periods, ECPs, within the last few years, have had increased prescribing options such as NIGHT & DAY [lotrafilcon A (also known as AIR OPTIX NIGHT & DAY in some markets)] silicone hydrogel lenses that provide the convenience of up to 30 nights of continuous wear. These lenses have also been clinically shown to reduce symptoms of end-of-day dryness and redness that some traditional contact lens wearers experience. Though it may have seemed «unimaginable» in lens technology a decade ago, now, with breakthroughs in new lens materials, such as O2OPTIX Custom [sifilcon A (also known as AIR OPTIX Individual in some markets)], it is possible for people with even the most challenging prescriptions to wear contact lenses. Often times, patients with high prescriptions ( D to D) are the ones who can benefit most from the higher oxygen transmissibility that SiHy lenses offer. By applying the SiHy technology to new segments, the door has been opened for lenses to be madeto-order allowing nearly all patients to enjoy the benefits that SiHy lenses provide. While the success of SiHy is changing the industry, two other contact lens categories - daily disposables and color contact lenses - continue to play major roles in the growing popularity of contact lens worldwide. Daily disposables, especially, are enjoying phenomenal success because of the freedom they give to patients who want a flexible wearing schedule and literally care-free usage (no lens care products or disinfection required). They offer broad appeal - to part-time wearers who want to switch back and forth between contacts and eyeglasses; to patients trying contact lenses for the first time (especially teens); to others who play sports; and to people who have allergies or sensitive eyes. Since 94% of daily disposable wearers report replacing their lenses every day [7], ECPs often recommend this modality due to the fact that it has the highest compliance rate for any type of soft contact lens [8]. del mercado de las lentes de contacto blandas de EEUU [4]. Según la firma de estudios de mercado Joseph Baird, las lentes con SiHy representarán más de dos terceras partes del mercado de las lentes de contacto blandas en EEUU de aquí a 2009 [5]. Este crecimiento representa una evolución significativa en la industria, que ha sido dominada por las lentes tradicionales HEMA durante casi 30 años. Sin embargo, a pesar de la popularidad de las lentes HEMA, la composición del material ha supuesto retos para los profesionales de la óptica y sus pacientes. Esto se debe principalmente a la transmisión limitada de oxígeno a través de las lentes, lo cual puede resultar en complicaciones debido a la hipoxia e incluso síntomas como sequedad, irritación y rojez. Cuando se introdujeron las lentes de SiHy, lentes que respiran, como O2OPTIX [lotrafilcon B (también conocido como AIR OPTIX en algunos mercados)], los profesionales de la óptica, pudieron prescribir a los pacientes unas lentes que transmiten hasta cinco veces más cantidad de oxígeno a través de la lente en comparación con las lentes tradicionales. La mayor posibilidad de transmisión de oxígeno también brinda la posibilidad de poder dormir con algunas lentes fabricadas con SiHy. Esto es significativo, ya que el 46% de los que llevan lentes de contacto en los EEUU desean poder dormir toda la noche con las lentes puestas y el 84% de las personas que usan lentes de contacto blandas afirman hacer siestas con las lentes puestas [6]. Para aquellos pacientes que desean llevar sus lentes en periodos aún más largos, en los últimos años, los profesionales de la óptica han ampliado la prescripción con alternativas como las lentes de hidrogel de silicona NIGHT & DAY [lotrafilcon A (también conocido como AIR OPTIX NIGHT & DAY en algunos mercados)] que se caracterizan por la posibilidad de ser llevadas hasta 30 días continuos. Estas lentes también han demostrado clínicamente la reducción de los síntomas de sequedad y rojez del final del día que algunos pacientes experimentan con las lentes de contacto tradicionales. Aunque hace un decenio esto hubiera parecido «inimaginable» en el mundo de la tecnología de las lentes, actualmente, gracias a los avances en los materiales de las lentes como O2OPTIX Custom [sifilcon A (también conocidas como AIR OPTIX Individual en algunos mercados)], es posible que personas con prescripciones complicadas puedan llevar lentes de contacto. En varias ocasiones, los pacientes con prescripciones elevadas ( D a D) son los que se benefician más de la posibilidad de transmisión de oxígeno que brindan las lentes SiHy. Mientras que el éxito de las lentes SiHy está transformando a la industria, otras dos categorías de lentes de contacto las desechables de uso diario y los lentes de contacto de color- siguen desempeñando un papel principal en la creciente popularidad de las lentes de contacto a nivel mundial. Las lentes desechables de uso diario, especialmente, disfrutan de un éxito fenomenal por la libertad que supone para los pacientes que desean una utilización flexible y sin preocupaciones (no es necesario aplicar productos de mantenimiento o desinfectantes). 36 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

37 P RODUCT P RODUCTO Like SiHys, daily disposables are gaining advocates around the world. Daily disposable sales were up 15% in the U.S., 12% in Japan and 8% in Europe in 2006 [9]. Some daily disposable brands like Focus DAILIES (nelfilcon A) also offer a full range of vision correction options, with spherical, toric and progressive lenses. Daily disposables like Focus DAILIES can complement the SiHy market because each type of lens meets different patient needs and lifestyles. Daily disposable wearers often take days off from wearing their lenses, while many SiHy patients want to wear the lenses continuously, including while sleeping. Color contact lenses represent another segment with potential for growth. CIBA Vision research shows that 47% of female soft contact [10] lens wearers age said they were very likely or somewhat likely to consider wearing color contacts. Many patients, as well as ECPs and their staffs, may not know that color lenses come in a variety of modalities, including daily disposables, and can be an easy option to enhance the wearer s appearance and build profitability for the practice. Contact lenses are a smart, effective way for ECPs to boost their business, since contact lens patients get more frequent eye exams and 89% of contact lens wearers also own spectacles [11] Some ECPs in the U.S. are beginning to promote contact lenses and glasses together. European ECPs, however, often view contact lenses and spectacles as mutually exclusive, and may prefer glasses because of the tremendous importance that frames play in the world of fashion. That perspective may be a significant reason why other contact lens markets have lagged behind the U.S. despite similar economies and Gross Domestic Product totals. (The overall U.S. contact lens market enjoyed 10% growth in 2006,vs. 3% in both Europe and Japan) [12]. Along with all of these lens innovations, comes the need for powerful lens care products. Industry events this past year have served to reinforce the importance of proper contact lens care, and there has been much discussion surrounding the excellent efficacy and disinfection that hydrogen-peroxide systems offer. CIBA Vision s Clear Care is a powerful, one-bottle hydrogen peroxide-based system, that is effective against the active form (trophozoite) as well as against the dormant (cyst) form of Acanthamoeba castellanii and polyphaga. It also provides less solution-related corneal staining with silicone hydrogel lenses [13]. Whatever contact lens and lens care options a consumer chooses, it can t be over-emphasized that ECPs need to continue to educate patients about the new developments available, as well as how to wear and care for the lenses including the need for diligent follow-up care and regular comprehensive examinations. Patients and the general consumer population should be reminded that contact lenses are medical devices that must be treated appropriately and shouldn t be trivialized; Tienen un mayor atractivo tanto para los que no desean llevarlas todo el tiempo y desean poder utilizar alternativamente lentes de contacto o gafas, como para los pacientes que intentan llevar lentes de contacto por primera vez (especialmente los adolescentes); también para los que practican algún deporte y para aquellos que tienen alergias u ojos sensibles. Como el 94% de los pacientes que llevan lentes desechables de uso diario afirman cambiar de lentes diariamente [7], los profesionales de la óptica a menudo recomiendan este tipo de lentes porque tiene la tasa de conformidad más elevada de cualquier tipo de lentes de contacto blandas [8]. Al igual que las lentes con SiHy, las desechables de uso diario están ganando partidarios en todo el mundo. Las ventas de las desechables de uso diario han aumentado en un 15% en los EEUU, un 12% en Japón y un 8% en Europa en el 2006 [9]. Algunas marcas de lentes desechables de uso diario como Focus DAILIES (nelfilcon A) también ofrecen una gama completa de alternativas de corrección visual con lentes esféricas, tóricas y progresivas. Las desechables de uso diario como Focus DAILIES pueden ser complementarias en el mercado de las SiHy porque cada tipo de lentes responde a diferentes necesidades y estilos de vida de los pacientes. Los pacientes que llevan estas lentes desechables de uso diario, a menudo dejan de usarlas algunos días, mientras que algunos pacientes con lentes SiHy desean utilizar las lentes continuamente, incluso mientras duermen. Las lentes de contacto de color son otro segmento con potencial de crecimiento. Según estudios de CIBA Vision, el 47% de las pacientes mujeres que llevan lentes de contacto blandas de edades entre afirmaron que muy probablemente o probablemente considerarían llevar lentes de contacto de color [10]. Muchos pacientes, así como profesionales de la óptica y su personal, tal vez no sabrán que las lentes de color se presentan en una gran variedad de modalidades, incluyendo las desechables de uso diario, y pueden ser consideradas una fácil alternativa para mejorar la apariencia de los pacientes y construir rentabilidad en las ópticas. Las lentes de contacto son una manera inteligente, eficaz para los profesionales de la óptica para potenciar su negocio, ya que los pacientes con lentes de contacto acuden con mayor frecuencia a exámenes oculares y el 89% de los que llevan lentes de contacto también poseen gafas [11]. Algunos profesionales de la óptica en los EEUU empiezan a promover los lentes de contacto y las gafas a la vez. No obstante, los profesionales europeos consideran que los lentes de contacto y las gafas se excluyen mutuamente y prefieren las gafas por la tremenda importancia que las monturas desempeñan en el mundo de la moda. Este punto de vista puede ser una razón significativa por la que otros mercados de lentes de contacto están atrasados con respecto a lo que se registra en los EEUU, a pesar de contar con economías similares y Productos Interiores Brutos equiparables. (El mercado total de lentes de contacto en EEUU registró un 10% de crecimiento en el 2006 con respecto al 3% en Europa y Japón) [12]. Paralelamente a todas estas innovaciones en las lentes, surge la necesidad de contar con productos eficaces de cuidado de las lentes. Algunos eventos organizados en la industria este año pasado han p.d.v. n 58 Spring / Primavera

38 P RODUCT P RODUCTO promoting both spectacles and contact lenses for patients, when appropriate, is the best value proposition; and SiHy lenses, daily disposables and color contact lenses are all great ways to encourage that versatility. contribuido a reforzar la importancia de realizar un cuidado de las lentes de contacto adecuado y ha habido toda una serie de discusiones sobre la eficacia y poder desinfectante que proporcionan los sistemas de hidrógeno-peróxido. CIBA Vision s Clear Care es un poderoso sistema basado en un peróxido de hidrógeno en un solo envase, eficaz contra la forma activa (trofozoite) y la forma latente (quiste) de castellanii de acantameba y polífaga. Además, ocasiona menor teñido corneal debido a la solución en caso de porte de lentes de hidrogel de silicona [13]. Cualquiera que sea el tipo de lentes de contacto y las alternativas de cuidado de las lentes que el consumidor elija, es indispensable subrayar que los profesionales de la óptica necesitan seguir educando a los pacientes sobre los nuevos avances disponibles, también sobre la manera en la que deben utilizarse y cuidar los lentes, incluyendo la necesidad de atención de seguimiento diligente así como exámenes completos y regulares. Se debería recordar a los pacientes y la población de consumidores en general que las lentes de contacto son productos sanitarios que deben ser tratados adecuadamente y no deben ser banalizados, sugerir tanto las gafas como las lentes de contacto para los pacientes, cuando sea adecuado, es la mejor propuesta en términos de valor y las lentes con SiHy, las desechables de uso diario y las lentes de contacto de colores constituyen, en conjunto, maneras estupendas de promover la versatilidad. references - referencias 1 Estimation CIBA Vision. 2 Estimation CIBA Vision. 3 Estimation CIBA Vision. 4 Estimation CIBA Vision. 5 All About(c) Vision, com, Access Media Group, LLC, CIBA Vision, data on file, Bailey GM, Shovlin JP. Compliance and contact lenses. Review of Cornea and Contact Lenses Mar : CIBA Vision, data on file, Estimation CIBA Vision. 10 CIBA Vision, data on file, CIBA Vision, data on file, Estimation CIBA Vision. 13 Dumbleton K, Jones L, Woods C, et al. Clinical performance of a hydrogen peroxide care regimen with silicone hydrogel lenses. Optom Vis Sci 2006; 83 : E-abstract p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

39 P RODUCT P RODUCTO Varilux Physio and contrast sensitivity Varilux Physio y sensibilidad al contraste Gildas Marin Program manager, R&D Optics-Vision, Essilor Saint Maur, France Responsable de estudios, I & D Optique-Vision, Essilor Saint Maur, Francia Aude Contet Program manager, R&D Optics-Vision, Essilor Saint Maur, France Responsable de estudios, I & D Optique-Vision, Essilor Saint Maur, Francia Work on the development of the Varilux Physio is based on the study of higher order aberrations [1]. These aberrations impact the image contrast perceived by the wearer [2]. This is why we endeavoured to characterise the contribution of Varilux Physio in terms of gain in contrast sensitivity. Contrast Sensitivity Function Contrast sensitivity is the ability to detect contrast. Measuring contrast sensitivity gives a more complete evaluation of visual capability than does the traditional measurement of visual acuity. The technique allows evaluations to be made of the ability to recognize objects of varying spatial frequency and contrast. In practice, the Contrast Sensitivity Function (CSF) of a person is determined by measuring the minimum contrast he or she can detect at various spatial frequencies. This may be performed using a printed test or, for greater precision, computer tests may be used as these allow more spatial frequencies to be tested and the contrast threshold value to be determined more accurately [3]. Although one measures the minimum contrast detected, the reverse is usually represented, which is known as contrast sensitivity. By linking the various points measured between themselves, the contrast sensitivity function is obtained (fig. 1). From object to perception Contrast sensitivity is the end result of two main effects : Formation of the image of the object on the retina through the lens + eye optical system. The properties of this image are different from those of the object itself. Like any other optical system, the lens + eye system alters the quality of the image and specifically adversely affects original contrast. Los trabajos de puesta a punto de Varilux Physio están basados en el estudio de las aberraciones de orden superior [1]. Estas aberraciones tienen un impacto en el contraste de la imagen percibida por el portador [2]. Por esta razón, hemos deseado caracterizar la aportación de Varilux Physio en términos de aumento de la sensibilidad al contraste. Función de Sensibilidad al Contraste La sensibilidad al contraste es la capacidad de detectar un contraste. La medición de la sensibilidad al contraste es una evaluación más completa de la visión que la medición de agudeza visual clásica. Permite una evaluación del reconocimiento de objetos de frecuencia espacial variable y de contraste variable. En práctica, para obtener la Función de Sensibilidad al Contraste (FSC) de una persona, se mide el contraste mínimo que detecta con respecto a diferentes frecuencias espaciales. Esto puede ser realizado con la ayuda de una prueba impresa o, para conseguir mediciones más precisas, con la ayuda de pruebas informatizadas que permitan aumentar el número de frecuencias espaciales sometidas a la prueba y refinar el valor de umbral de contraste [3]. Sensitivity to contrast Sensibilidad al contraste Figure 1 Spatial frequency/frecuencia espacial Contrast Sensitivity Function Función de sensibilidad al contraste p.d.v. n 58 Spring / Primavera

40 P RODUCT P RODUCTO Image acquisition and processing. Photoreceptors on the retina have their own sensitivity, which restricts the precision of the visual information transmitted to the brain. Final perception is the interpretation of this information by the brain. Scientific works have allowed to model these two stages. The first stage (in blue on figures 2 and 3) consists of calculating retinal image deterioration. Aunque se mida el contraste mínimo detectado, habitualmente se representa con la función inversa, que denominamos la sensibilidad al contraste. Conectando entre ellos los diferentes puntos medidos, se obtiene la función de sensibilidad al contraste (fig. 1). Del objeto a la percepción La sensibilidad al contraste es el resultado global de dos efectos principales : Formación de la imagen del objeto en la retina a través del sistema óptico lente + ojo. Las propiedades de esta imagen son diferentes de la del objeto. Como todo sistema óptico, el sistema lente + ojo altera la calidad de la imagen y degrada particularmente el contraste original. Adquisición y tratamiento de la imagen. Los fotorreceptores de la retina tienen una sensibilidad propia que limitan la precisión de la información visual transmitida al cerebro. La percepción final es la interpretación que el cerebro realiza de esta información. Algunos trabajos científicos permiten modelizar estas dos etapas. La primera etapa (en azul en las figuras 2 y 3) consiste en calcular la degradación de la imagen retiniana. Figure 2 Contrast evolution from object to perception Evolución del contraste del objeto a la percepción As in any optical system, we can determine the object's contrast deterioration, characterised by a «transfer function» [4]. For each spatial frequency, this function gives the coefficient of contrast attenuation. It represents the maximum possible retinal contrast, that is to say the one obtained when object contrast is maximum. Only complete knowledge of the wavefront and account taken of the pupil diameter will enable correct estimation of this function. The Wavefront Management System is used to calculate the properties of the wavefront [1] and therefore the transfer function for all gaze directions, taking account of the pupil size. By multiplying the contrast of the object by the attenuation coefficient thus calculated, one obtains the retinal image contrast. Retinal sensitivity and the efficiency of neuronal processing will finally enable us to detect, or not, the retinal image. Studies based on experimentations have described how this detection system works [5]. In practice, retinal and neuronal components of the detection system cannot be dissociated and are modelled by a retinal contrast perception threshold. This is defined for each spatial frequency : this is the minimum detected contrast graph. If the contrast of the retinal image is greater than this threshold value, the image will be perceived. Overall perception is the result of these two stages. In order to be perceived, the retinal image must clearly have a contrast that is higher than the perception threshold. Global CSF performance can therefore be represented by the dotted area on figure 3 [6]. The lower limit of this zone is given by the perception threshold. The upper limit it set by the maximum possible retinal contrast. Contrast/Contraste 5 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Figure Spatial frequency/frecuencia espacial Modelling of the global CSF performance Modelización de la eficacia global en FSC Como en todo sistema óptico, se puede determinar la degradación del contraste del objeto, caracterizada por una «función de transferencia»[4]. Esta función da, para cada frecuencia espacial, el coeficiente de atenuación del contraste. También representa el contraste retiniano máximo posible, es decir, el que se obtiene cuando el contraste del objeto está al máximo. Sólo el conocimiento completo del frente de onda y la toma en consideración del diámetro pupilar permite realizar una estimación correcta de esta función. El Sistema de Gestión del Frente de Onda (Wavefront Management System ) permite calcular las propiedades del frente de onda [1]) y, por tanto, la función de transferencia hacia todas las direcciones de la mirada, teniendo en cuenta el tamaño pupilar. Al multiplicar el contraste del objeto por el coeficiente de atenuación calculado de esta manera, se obtiene el contraste de la imagen retiniana. 40 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

41 P RODUCT P RODUCTO The perception threshold remains fixed in the modelling, whereas the transfer function depends on the lens-eye system and therefore on the efficiency of the lens. Gain in contrast sensitivity of Varilux Physio compared to Varilux Panamic Using this method, the global performance in CSF can be calculated for each gaze direction for different lenses. One can thus calculate the gain in CSF, expressed as a percentage, of one lens compared to a given reference lens, using the following formula : This gain is averaged, in the end, for different gaze directions and prescriptions in the range. This calculation is performed for various pupil diameters and, as shown in figure 4, the gain is greater when the pupil is larger. % Figure 4 Gain= CSF global global - CSF reference global CSF reference Pupil diameter (mm)/diámetro pupilar Gain in contrast sensitivity of Varilux Physio compared to Varilux Panamic aumento en sensibilidad al contraste de Varilux Physio con respecto a Varilux Panamic In conclusion, compared to Varilux Panamic, the gain in contrast sensitivity brought by Varilux Physio for a standard pupil size is at least 30%. La sensibilidad de la retina y la eficacia del tratamiento neuronal finalmente permitirán detectar o no la imagen retiniana. Algunos estudios han permitido describir este sistema de detección teniendo como base algunas experimentaciones [5]. En la práctica, los componentes retinianos y neuronales del sistema de detección son indisociables y modelizados mediante un umbral de percepción de contraste retiniano. Éste es determinado para cada frecuencia espacial : es la curva de contraste mínimo detectado. Si el contraste de la imagen retiniana es superior a este valor umbral, la imagen será percibida. La percepción global es la resultante de estas dos etapas. Para ser percibida, la imagen retiniana debe, evidentemente, tener un contraste superior al umbral de percepción. La eficacia global en FSC puede ser representada por el área con líneas de la figura 3 [6]. El límite inferior de esta zona está determinado por el umbral de percepción. El límite superior es fijado por el contraste retiniano máximo posible. El umbral de percepción queda fijo en la modelización mientras que la función de transferencia depende del sistema lente-ojo, y por tanto, de la eficacia de la lente. Aumento de la sensibilidad al contraste de Varilux Physio con respecto a Varilux Panamic Mediante este método, se puede calcular la eficacia global en FSC para cada dirección de la mirada y para diferentes lentes. Podemos así calcular el aumento en FSC, expresado en porcentaje, de una lente con respecto a una lente de referencia dada utilizando la fórmula : Aumento = FSC referencia global - FSC global referencia FSC global Finalmente, se obtiene la media de este aumento de las diferentes direcciones de mirada y prescripciones de la gama. Se realiza este cálculo para diferentes diámetros de pupila y, como lo muestra la figura 4, el aumento es tanto más importante cuanto que la pupila es grande. En conclusión, en comparación con Varilux Panamic, el aumento en sensibilidad al contraste aportado por Varilux Physio en un tamaño de pupila estándar es de por lo menos el 30%. references - referencias 1 2 «Varilux Physio : les technologies de pointe au service de la vue», P Allione, B Bourdoncle, G Marin, JM Padiou, Points de Vue n 54/Printemps «GLENN FRY Award Lecture 2002 : wavefront sensing, ideal corrections, and visual performance». RA Applegate, optom. & vis. Science 2004, 81; pp Ginsburg A, «Next generation contrast sensitivity testing», Functional Assessment of Low Vision., St. 6 Louis Mosby Year Book Inc. pp «Handbook of Optics», WG Driscoll edition «Optical and retinal factors affecting visual resolution», FW Campbell and DG Green, J Physiol (1965) «Metrics of optical quality derived from wave aberrations predict visual performance», JD. Marsack, LN. Thibos and RA. Applegate, J Vision (2004) p.d.v. n 58 Spring / Primavera

42 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN Ametropia and painting Ametropías y pintura Philippe Lanthony Colour vision laboratory Centre Hospitalier National d Ophtalmologie (C.H.N.O.) at Quinze-Vingts, Paris Laboratorio de la visión de los colores Centro Hospitalario Nacional de Oftalmología (C.H.N.O.) Quinze-Vingts, París Summary This work focuses on an initial collection of ametropic painters in the history of art. We researched painters wearing spectacles on their portraits and found 213 ametropic painters from a total of 1,626 portraits examined, the most famous of which are mentioned here. This investigation is the necessary precondition to the study of the influence of refraction on works of art. The effect of a painter s ametropia on his style and works has often been presumed, but in order to speak in detail about this effect we first had to find out which painters were ametropic. Strangely, a list of such painters has never been drawn up and refraction anomalies have only been studied occasionally with regard to a few artists. This can be explained by the fact that information regarding painters vision supplied by written documents is generally insufficient, reduced to vague details such as «weak eyesight» or «poor vision». Moreover, painters spectacles have not been found, even in cases where we are sure that they existed, and even for recent artists. We have made requests to numerous museums and painters families in an effort to find corrective lenses, but results have almost always been disappointing. However we do have one precious source of information to make up for this lack and provide us with information regarding painters ametropia : their portraits, showing them wearing spectacles. We have based our research on these portraits. Painters portraits There are two sorts of painters portraits : self-portraits, done by the artists themselves and other portraits, portraits of the painter concerned done by another artist. A self-portrait showing the painter wearing spectacles demonstrates the painter s ametropia The self-portrait is a copy of the image that the painter saw in a mirror, Resumen Este trabajo es un primer censo de los pintores amétropes en la historia del arte. El método de estudio se ha basado en la búsqueda de pintores que llevaban gafas en sus retratos. De esta manera, de los 1626 retratos examinados, hemos encontrado 213 pintores con ametropía; se citan aquí los más conocidos. Esta investigación es una etapa previa al estudio de la influencia de la refracción en las pinturas. Con frecuencia se presupone que las ametropías de los pintores han tenido un efecto en el estilo de sus obras pero, para ser precisos, primero es necesario identificar a los pintores amétropes. Sin embargo, nunca se ha realizado ningún censo, hecho bastante peculiar, y sólo se han estudiado las anomalías de la refracción de manera específica con respecto a algunos artistas. Esto se explica por el hecho de que la información sobre la visión de los pintores que se encuentra en los documentos escritos habitualmente son insuficientes y se reducen a vagas indicaciones como «visión débil» o «mala visión». Por otra parte, con mucha frecuencia las gafas de los pintores ya no se pueden encontrar incluso cuando existe la seguridad de que han existido e incluso en el caso de los artistas recientes. Hemos solicitado la cooperación de numerosos museos y familias de los pintores para realizar la búsqueda de lentes correctoras, sin embargo, los resultados casi siempre han sido decepcionantes. No obstante, existe una muy preciada fuente de información para paliar esta carencia y que nos informa sobre las ametropías de los pintores : se trata de sus retratos cuando llevan gafas. Nuestro estudio se basa en esos retratos. Los retratos de los pintores Existen dos tipos de retratos de los pintores: los autorretratos, realizados por el artista mismo y los heteroretratos, retratos del pintor realizados por otro artista. 42 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

43 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN to reproduce his face. This specular image was optically at a distance from the painter s eyes always double the distance between the eyes and the mirror. Since the latter was generally positioned at a distance of 50cm or more from the eyes, the specular image was therefore located at a distance of one metre or more, in so-called «intermediate» vision, between distant and near. In order to reproduce this image exactly on the canvas, the painter was subject to the optical constraint of accommodating for this distance exactly. A young, emmetropic artist could achieve this easily, but an ametropic painter was obliged to use his optical lenses and consequently the wearing of spectacles on a self-portrait allows us to state objectively that the artist was ametropic. A portrait showing the painter wearing spectacles is ambiguous in meaning A portrait showing a painter wearing spectacles has not been done by the artist himself, such that the wearing of spectacles was not obligatory for the painter in the portrait, who is merely posing. Consequently, we cannot always know whether the lenses shown on a portrait were corrective lenses for ametropia or a simple correction for presbyopia. We need to know the context in order to decide on this, according to whether the painter in the portrait is looking towards the distance (for example towards the person looking at the portrait) or is looking at something close to him (drawing, for example). On the painting by Maurice Denis «Hommage à Cézanne» shown opposite, we observe two spectacle wearers looking towards the distance : Paul Ranson (facing) and Pierre Bonnard (in profile) which demonstrates their ametropia (fig. 1). Fig. 1 Maurice Denis. Hommage à Cézanne Oil on canvas, 180 x 240. Paris, musée d Orsay. Maurice Denis. Homenaje a Cézanne Óleo sobre tela, 180 x 240. París, museo de Orsay. AKG-images Caricature, silhouette and photography are more spontaneous portraits than a painted portrait. They can be used to track down artists with ametropia who refuse to wear their spectacles for their portraits; a merciless caricaturist will not fail to represent them on his drawing. One example is James Whistler ( ), who is usually without optical correction on his self-portraits but always wears a monocle, a picturesque accessory but one which confirms his myopia, on the numerous caricatures done of him [3] (fig. 2). El autorretrato con gafas afirma la ametropía del pintor El autorretrato es la copia de la imagen que el pintor mira en un espejo para reproducir su rostro. Esta imagen especular, se encontraba ópticamente a una distancia de los ojos del pintor que siempre era el doble de la distancia entre los ojos y el espejo. Éste, generalmente se situaba a 50cm o más de los ojos; la imagen especular, por tanto, se situaba a un metro o más, es decir en la visión denominada «intermedia», entre vista de lejos y de cerca. Para reproducir exactamente esta imagen en el lienzo, el pintor tenía que someterse a la obligación óptica de acomodar exactamente con respecto a esta distancia. Un artista joven y emétrope lo conseguía fácilmente, pero un pintor con alguna ametropía tenía que utilizar una corrección óptica y, como consecuencia, cuando realizaba un autorretrato en el que llevaba gafas, se puede afirmar objetivamente que el artista tenía una ametropía. El heterorretrato con gafas tiene un significado ambigüo Un heterorretrato en donde el pintor lleva gafas no lo realiza el propio artista, de manera que el pintor representado no se ve obligado a llevar gafas y se limita a posar. Como consecuencia, todavía no podemos saber si las lentes representadas en un heterorretrato eran lentes de corrección de una ametropía o una simple corrección de presbicia. El contexto es necesario para decidir : si el pintor retratado mira a lo lejos (por ejemplo hacia el espectador) o de cerca (por ejemplo dibujando). En el cuadro de Maurice Denis «Homenaje a Cezanne» representado aquí, podemos identificar a dos personajes que llevan gafas y miran de lejos : Paul Ranson (de frente) y Pierre Bonnard (de perfil) lo que permite afirmar su ametropía (fig. 1) La caricatura, la silueta y la fotografía son heterorretratos más espontáneos que el retrato pintado. Estas formas contribuyen a identificar a las personas con ametropías que se niegan a conservar sus gafas en sus retratos. Los despiadados caricaturisas no se olvidan de representarlas en sus dibujos. Un ejemplo de esto es James Whistler ( ), habitualmente sin corrección óptica en sus autorretratos, pero, en la gran cantidad de caricaturas que lo han representado, siempre llevaba un monóculo, accesorio pintoresco pero que ha denunciado su miopía [3] (fig. 2). Técnicamente hablando, las fotografías son una variedad de heterorretrato. Tienen la ventaja de la objetividad, de la precisión de los detalles, de la multiplicidad y dan información sobre la frecuencia con la que el pintor lleva las gafas al mostrarlo en sus actividades de la vida diaria. Fig. 2 Leslie Ward. A symphony, Lithograph, 38,8 x 18,5. Cleveland Museum of art, Ohio. [in : DENKER 1995]. Leslie Ward. Una sinfonía, Litografía, 38,8 x 18,5. Cleveland Museum of art, Ohio. [in : DENKER 1995]. The Bridgeman Art Library Nationality p.d.v. n 58 Spring / Primavera

44 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN Photographs are, technically speaking, a sort of portrait. They have the advantage of objectivity, precision of detail and multiplicity and inform us as to compliance in the wearing of spectacles by showing the painter in his everyday activities. The presbyopia problem Before the invention of bifocal lenses, an emmetropic painter with presbyopia had to do his self-portrait by looking at his image in the mirror without lenses and wearing his spectacles for close work. This duality is well demonstrated in the self-portrait by Carlo Dolci ( ) shown here : the painter s eyes look at the observer without spectacles, meaning that he needed no optical correction to see his specular image clearly; but he holds in his hand a paper showing him drawing close-up and here he is wearing spectacles for presbyopia, which he needed at the age of 58, his age at the time when the painting was done (fig. 3). El problema de la presbicia Antes del invento de las lentes bifocales, un pintor emétrope que se vuelve présbita realizaba su autorretrato viendo sin lentes su imagen en el espejo y sólo llevaba gafas para trabajar de cerca. Esta dualidad está bien indicada en el autorretrato de Carlo Dolci ( ) reproducido a continuación : los ojos sin gafas del pintor fijan al espectador, lo que significa que no necesitaba corrección óptica para ver su imagen especular; pero sostiene en la mano un papel que lo representa a él dibujando de cerca, llevando gafas de présbita, necesarias a su edad de 58 años que tenía en esa época cuando pintó este cuadro (fig. 3). Algunos autorretratos representan al pintor llevando gafas para mirar de cerca; pero o bien éstas se han deslizado hacia la punta de la nariz o bien las ha levantado y apoyado en la frente, o bien, las gafas han sido realizadas con medias lentes. Esto quiere decir que el pintor no las utilizaba para mirarse en el espejo, lo que podía realizar sin corrección alguna; y este tipo de autorretrato nos indica simultáneamente, la presbicia del artista y su emetropía para la visión de lejos. El autorretrato de Francisco de Goya ( ) constituye un ejemplo. El pintor lleva lentes convexas y nos mira por encima de sus gafas, como si se mirara él mismo en el espejo sin lentes, éstas sólo servían para aplicar la pintura en el lienzo situado más cerca de él (fig.4). Fig. 3 Carlo Dolci. Self Portrait Oil on canvas, 74,5 x 60,5. Firenze, Uffizi. Carlo Dolci. Autorretrato Óleo sobre tela, 74,5 x 60,5. Firenze, Uffizi. The Bridgeman Art Library Nationality Some self-portraits show the painter wearing lenses for close work; but in these cases the spectacles are either low down on the nose or pushed up onto the forehead, or even half-moons. This means that the painter didn t use them to look at himself in the mirror, for which he required no correction. This type of self-portrait therefore shows simultaneously the presbyopia of the artist and his emmetropia for distance vision. The self-portrait by Francesco Goya ( ) is an example of this. The painter, wearing plus lenses, looks at us over his spectacles, as if he were looking at himself in the mirror without spectacles, with the latter used only for applying paint to the canvas, positioned closer to him (fig.4) Fig. 4 Francisco de Goya y Lucientes. Self Portrait, Oil on canvas, 54 x 39. Bayonne, musée Bonnat. Francisco de Goya y Lucientes. Autorretrato, Óleo sobre tela, 54 x 39.Bayona, museo Bonnat. The Bridgeman Art Library Nationality 44 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

45 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN Bifocal lenses and self-portrait The invention of bifocal lenses by Benjamin Franklin at the end of the 18 th century [10] both simplified and complicated the problem. It simplified the problem for painters, who could then wear their spectacles permanently whilst working. But for the person looking at the portrait this complicates the problem in two ways. Firstly because the separation between the two lenses in the bifocal lens was never drawn by artists on their portraits, such that it is impossible to say whether the lenses shown on the painting are bifocal or single-vision lenses for ametropia. Secondly, because the upper lens in bifocal lenses could either be for the correction of ametropia or be neutral in an emetrope, such that we cannot state ametropia definitely existed based solely on the presence of lenses on the self-portrait. What is the solution? It must be chronological. It is a matter of observing whether the painter was already wearing spectacles prior to becoming presbyopic in order to state the existence of ametropia. This is clearly a restriction in terms of diagnosis, but one which is not serious because there are often, during this period of youth, many self-portraits that enable us to find out whether the painter was ametropic. On the painting by Maurice Denis above (fig. 1), Bonnard was aged 32 and Ranson 38; they were not yet presbyopic and it is fair to conclude that their spectacles are to correct distance vision. Lentes bifocales y autorretrato El invento de las lentes bifocales por Benjamín Franklin a finales del siglo XVIII [10] vino, a la vez, a simplificar y a complicar el problema. Simplificó el problema para el pintor que podía, a partir de entonces, llevar gafas de manera permanente mientras trabajaba. Sin embargo, para el observador del retrato, el problema se complicó de dos maneras. Primero, porque la separación entre las dos lentes del bifocal nunca lo dibujaban los pintores en sus retratos, de manera que no es posible decir si la lente representada en el cuadro es una bifocal o una corrección monofocal de la ametropía. Y, por otro, porque la lente superior de una bifocal podía o bien corregir una ametropía, o bien ser neutra en un sujeto emétrope; de manera que no podemos afirmar la ametropía únicamente con la mera presencia de lentes en el autorretrato. Cuál es la solución al problema? Es de índole cronológico. Basta con observar que el pintor ya llevaba gafas antes de volverse présbita para afirmar la existencia de una ametropía. Aunque esto constituye una restricción para el diagnóstico, no plantea demasiadas dificultades porque, en este periodo de juventud, existen múltiples autorretratos que permiten saber si el pintor era amétrope. En el cuadro de Maurice Denis representado arriba (fig. 1), Bonnard tenía 32 años y Ranson 38; todavía no eran présbitas y es lícito concluir que sus gafas eran correcciones de la visión de lejos. Diagnosis of the type of ametropia, based on portraits of painters Some clues enable us to state not only that the painter was ametropic, but also the type of ametropia involved, acting as a real pictorial semiology of refraction. There are direct, visible indices on the painting, and indirect clues of a chronological nature. The appearance of the spectacles themselves is sometimes evocative, particularly on photographs. The clearest sign is the thickness of myopic lenses on their periphery, but the myopia has to be quite severe for this detail to be visible. Diagnóstico del tipo de ametropía según los retratos de los pintores Algunos índices permiten afirmar no solamente la ametropía del pintor, sino también el tipo de esta ametropía y constituyen una verdadera semiología pictórica de la refracción. Existen índices directos, visibles en el cuadro, y los índices indirectos de orden cronológico. El aspecto de las gafas a veces es elocuente, especialmente en las fotografías. El signo más evidente es el grosor de las lentes de miope en su periferia; no obstante, la miopía debe ser lo suficientemente fuerte para que este detalle sea visible. The apparent size of the eyes depends on optical correction. The eye appears smaller through a minus lens for myopia and looks larger through a plus lens for hypermetropia. A curious example of this is in the portrait of the Russian painter Alexandre Zinoviev ( ) done by Diego Rivera ( ). The eye shown facing forward through the lens is smaller than the eye represented in profile, without lens, which means that the correction is a minus lens for myopia (fig.5). However, in general, such direct comparison is not possible, and one can only compare the size of the eyes Fig. 5 Diego Rivera. Portrait of the artist Zinoviev, Oil on canvas, 127 x 106. Mexico, museo regional Guadalajara. Diego Rivera. Retrato del pintor Zinoviev, Óleo sobre tela, 127 x 106. México, museo regional Guadalajara. 2008, Banco de México Diego Rivera & Frida Kahlo Museums Trust, México D.F, Adagp - Paris La gran dimensión aparente de los ojos depende de la corrección óptica. El ojo se ve más pequeño cuando es visto a través de una lente cóncava de miope y se ve más grande cuando es visto a través de una lente convexa de hipermétrope. Un curioso ejemplo constituye el retrato del pintor ruso Alexandre Zinoviev ( ) realizado por Diego Rivera ( ). El ojo repre-sentado de frente a través de la lente es más pequeño que el ojo representado de perfil sin lente, lo cual significa que la corrección es una lente cóncava de miopía (fig.5). p.d.v. n 58 Spring / Primavera

46 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN of a painter on his portraits according to whether or not he was wearing corrective lenses. We often have to be content with an overall impression of the apparent size of the eyes within the context of the painted face, but the multitude of possible variations of the latter makes such evaluation only very approximate. The appearance of the eyelids can suggest ametropia on selfportraits done without spectacles because a slight creasing of the eyelids is a familiar gesture amongst people with myopia seeking to see better without correction. This characteristic aspect is visible on the self-portraits of Marie Laurencin who painted herself without spectacles, although we know that she did have myopia through writings and due to the lorgnette hanging round her neck seen on various photographs (fig. 6). Sin embargo, en términos generales, una comparación directa de este tipo no es posible y sólo se puede comparar el tamaño de los ojos de un pintor en sus retratos dependiendo de que llevase o no su corrección óptica. A menudo, nos debemos contentar de una impresión global sobre el tamaño aparente de los ojos en el contexto del rostro ilustrado, pero la multitud de las variaciones posibles de éste hace que la evaluación sea muy aproximativa. El aspecto de los párpados puede sugerir una ametropía en los autorretratos realizados sin gafas porque un ligero fruncimiento de los párpados es un gesto familiar del miope para ver mejor sin corrección. Este aspecto característico es visible en los autorretratos de Marie Laurencin quien se pintaba sin gafas pero de la cual sabemos que era miope por la literatura y también por los impertinentes colgando de su cuello, visibles en varias fotografías (fig. 6). El efecto prismático de las lentes correctoras es un índice extremadamente interesante para el diagnóstico de la ametropía. A menudo es visible en las fotografías pero también puede verse en la pintura cuando el artista ha representado con precisión lo que observaba. La lente correctora se comporta como un prisma, de manera que un objeto visto a través de la lente parece desplazado hacia el centro de una lente cóncava y hacia la periferia en una lente convexa. El signo más netamente visible en el cuadro es el desplazamiento del contorno del rostro visto a través de la lente correctora, marcado por la ruptura de la continuidad de la línea que lo dibuja. Un buen ejemplo constituye el autorretrato del pintor mexicano José Clemente Orozco ( ) en el que la lente izquierda de miopía muy fuerte produce un desplazamiento aparente hacia el interior del contorno del rostro (fig. 7). Fig. 6 Marie Laurencin. Self Portrait, Oil on wood, 40 x 30. Coll. Museum Marie Laurencin, Japan. Marie Laurencin. Autorretrato, Óleo sobre madera, 40 x 30. Col. part. Japón. Adagp, Paris 2008 The prismatic effect of corrective lenses is an extremely interesting clue in the diagnosis of ametropia. It is often visible on photos but can also be seen in paintings, where artists have represented precisely what they saw. The corrective lens behaves like a prism such that an object seen through the lens appears to shift towards the centre of a minus lens and towards the periphery of a plus lens. The most clearly visible sign on a painting is the shift of the contour of a face seen through a corrective lens, marked by a break in continuity of the line drawing it. A good example is given in the selfportrait by the Mexican painter José Clemente Orozco ( ) where the strong left myopic lens gives a visible shift inwards of the edge of the face (fig. 7). Fig. 7 José Clemente Orozco, Self portrait, tempera and oil on canvas, 45.4 x 35.8 cm. Mexico Modern Art Museum Collection, D.F. (between ). José Clemente Orozco. Autorretrato, Temple y oleo sobre tela, 45.4 x 35.8 cm. Col. Museo de Arte Moderno. México, D. F. (entre ). Adagp, Paris p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

47 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN Chronology of spectacle wearing by painters gives an indirect indication as to the type of ametropia. We know that myopia evolves during growth and stabilises at age years. Optical correction of myopia should therefore be present on a self-portrait from this age. Low level hypermetropia, on the other hand, can be compensated for many years by accommodation; consequently, the appearance of optical correction on portraits should happen at an older age than for myopia. In these cases, however, this is not a certainty but rather a probable hypothesis. Ametropic painters Our study population brought together 1,626 painters, each represented by one or several portraits. The presence of long vision spectacles demonstrating ametropia was found in a total of 213 painters. We will refer here to the most well known of these ametropic painters, grouped relatively arbitrarily under the following headings : Classical painting, Impressionism, Symbolism, Fauvism and Expressionism, Realism of the 20 th century. Classical painting This group was of portraits of painters from the 15 th century through until the beginning of the 19 th century, and included 422 artists. Self-portraits of artists wearing spectacles were rare in this group, but involved famous painters, which were well worth analyzing individually. The first self-portrait of a painter wearing lenses to correct ametropia was (to our knowledge unless proof can be shown to the contrary) that of the Neapolitan painter Luca Giordano ( ) who was an artist of considerable renown, proclaimed on his death to be the greatest painter who had ever lived. Giordano painted himself without spectacles on his early self-portraits, done in his youth (particularly the one of the Uffizi dated 1665, when he was 33) but he was wearing spectacles on the self-portrait he did at the age of 42 in 1674 (Stuttgart, Staatgalerie). He was also wearing spectacles on the vignette of the book by Dezallier d Argenville which recounted that «Clement XI received him on his arrival in Rome and permitted him to enter the palace wearing his sword at his side, a coat and spectacles» [4]. All this enables us to conclude that he probably suffered from hypermetropia, which obliged him to wear spectacles permanently once he reached maturity (fig. 8). Fig. 8 La cronología de la utilización de gafas por parte de los pintores brinda una indicación indirecta sobre el tipo de ametropía. Sabemos que la miopía evoluciona durante el crecimiento y se estabiliza hacia los años. Por tanto, la corrección óptica de una miopía debe estar presente en un autorretrato ya a partir de esta edad. En cambio, la hipermetropía baja, puede compensarse durante mucho tiempo mediante la acomodación; como consecuencia, la aparición de una corrección óptica en los retratos debe observarse en una edad más avanzada que en el caso de la miopía. No obstante, aquí ya no se trata de certezas sino de hipótesis verosímiles. Los pintores amétropes Nuestro grupo, objeto de estudio, estaba constituido de 1626 pintores representados cada uno por uno o varios retratos. En 213 pintores, se encontró que la presencia de gafas de visión de lejos era testimonio de una ametropía. Vamos a citar aquí a los más conocidos de estos pintores amétropes, agrupados de manera bastante arbitraria en las secciones siguientes : Pintura clásica, Impresionismo, Simbolismo, Fovismo y Expresionismo, Realismos del siglo XX. Pintura clásica Este grupo correspondía a los retratos de los pintores desde el siglo XV hasta inicios del siglo XIX e incluía a 422 artistas. Los autorretratos con gafas eran raros en este grupo, pero incluían a pintores célebres que merecen un análisis individual. Luca Giordano. Self Portrait, Oil on canvas, 63 x 49. Napoli, museo Pio Monte del Misericordia. Luca Giordano. Autorretrato, Óleo sobre tela, 63 x 49. Napoli, museo Pio Monte del Misericordia. AKG-images El primer autorretrato de un pintor que llevaba gafas correctoras de ametropía fue (en nuestro conocimiento y hasta prueba de lo contrario) el pintor napolitano Luca Giordano ( ) que fue un artista considerable, proclamado a su muerte, el mejor pintor de todos los tiempos. Giordano se había representado sin gafas en sus autorretratos de juventud (especialmente el de Uffizi de 1665, es decir a 33 años) pero sí las llevaba a los 42 años en su autorretrato de 1674 (Stuttgart, Staatgalerie). También llevaba gafas en la ilustración de la tapa del libro de Dezallier d Argenville que contaba que : «Clemente XI lo recibió perfectamente a su llegada a Roma y le permitió entrar en el palacio con la espada al costado, un abrigo y gafas» [4]. Por lo visto, todo esto permite concluir a una hipermetropía que le obligaba a llevar gafas de manera permanente en la edad madura (fig. 8). p.d.v. n 58 Spring / Primavera

48 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN At the end of his life Jean Siméon Chardin ( ) did two self-portraits in pastels showing him wearing spectacles for near vision, self-portraits known as «with spectacles» (1771, 72 years) and «at the easel» (1779, 80 years). The spectacles were perched on the end of his nose and the painter was looking at his image in the mirror over the top of the lenses, meaning that these were ordinary lenses for presbyopia. However there is also another self-portrait, known as «with a visor» (1775, 76 years) which is very different, where the painter was wearing spectacles with sides and a visor, equipment for distance vision outdoors. This logically leads one to suppose that he suffered from moderate myopia, which nonetheless enabled him to paint the earlier self-portraits without lenses. This myopia could be due to changes to the crystalline at this age (fig. 9). Jean Siméon Chardin ( ) al final de su vida realizó dos autorretratos al pastel mostrándose con gafas para ver de cerca, autorretratos denominados «aux bésicles» (con Quevedos) (1771, 72 ans) y «au chevalet» (en el caballete) (1779, 80 ans). Los quevedos estaban colocados en la punta de la nariz y el pintor miraba su imagen especular por encima de las gafas, lo cual significaba que se trataba de gafas comunes de présbita. Sin embargo, también existe un autorretrato denominado «con visera» (1775, a los 76 años), muy distinto en donde el pintor llevaba anteojos con patillas y una visera, gafas destinadas a la visión de lejos y en exteriores. Lógicamente, esto hace suponer una miopía moderada, permitiendo, no obstante, que los autorretratos anteriores se hayan realizado sin gafas, tal vez se trata de una miopía debida a las modificaciones del cristalino en esta edad (fig. 9). Joshua Reynolds ( ) fue el retratista inglés más ilustre del siglo XVIII. Realizó su primer autorretrato a los diecisiete años y sus múltiples autorretratos posteriores (por ejemplo el de Uffizi, 1775, a 52 años) lo representaron siempre sin gafas, con la excepción del último realizado a los 70 años (1792) en donde lleva lentes correctoras (fig. 10). Fig. 9 Jean Siméon Chardin. Self Portrait with a visor, Pastel on paper, 46 x 38. Paris, Musée du Louvre. Jean Siméon Chardin. Autorretrato con visera, Pastel sobre papel, 46 x 38. París, Museo del Louvre. AKG-images Joshua Reynolds ( ) was the most famous English portraitist of the 18 th century. He painted his first self-portrait at the age of seventeen and his many later self-portraits (for example the Uffizi, 1775, that is when he was 52), always showed him without spectacles, with the exception of the last one done at the age of 70 (1792) in which he is wearing spectacles (fig. 10). Fig. 10 Joshua Reynolds. Self Portrait, Oil on wood, 75 x 63. London, Royal Collection. Joshua Reynolds. Autorretrato, Óleo sobre madera, 75 x 63. London, Coll. Royale. The Bridgeman Art Library Nationality Two pairs of his spectacles have been conserved at the Royal Academy in London, with lenses respectively of and dioptres, and it is therefore logical to deduce that the spectacles shown on this painting had lenses for myopia. The wearing of spectacles only on this late portrait can be explained by the painter s refusal to represent himself previously wearing spectacles; but this could also be due to myopia acquired through cataract, which is probable according to literature available. Se han conservado dos pares de sus gafas en la Royal Academy de Londres con unas lentes de respectivamente -4 y -4,75 dioptrías. Es lógico deducir que las gafas que figuran en este cuadro son gafas de miopía. Llevar gafas en este retrato tardío puede explicarse por el hecho de que el pintor se ha negado a representarse anteriormente con gafas; pero también se puede contemplar la posibilidad de que se trata de una miopía adquirida por cataratas, lo cual es probable, según la literatura. 48 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

49 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN We would also mention Nicolas Antoine Taunay ( ), the only painter wearing spectacles of the 31 artists shown on Boilly s painting which represents «A meeting of artists in Isabey s Studio» (Paris, Louvre Museum, 1798); his self-portraits show large eyes behind lenses. Louis Léopold Boilly ( ) also wore spectacles, doubtless due to myopia, on the self-portraits he did at maturity. The English history painter, Benjamin Haydon ( ) was probably myopic, and the Bohemian painter, Jan Kupecky ( ) probably suffered from hypermetropia. Finally, mention must be made of the extraordinary self-portrait of Anna Dorothea Therbusch-Liszewska ( ) who painted herself, in contempt of any kind of feminine coquetry, wearing a head band with a corrective lens in front of her right eye, though which she appears to be staring at the person looking at the painting (fig. 11). Citemos a Nicolas Antoine Taunay ( ), único pintor con gafas entre los 31 artistas en el cuadro de Boilly que representa «el taller de Isabey» (París, museo del Louvre, 1798); sus autorretratos muestran unos ojos detrás de las lentes. Louis Léopold Boilly ( ) también llevaba gafas, seguramente de miopía, en sus autorretratos de edad madura. El pintor inglés de historia Benjamin Haydon ( ) era probablemente miope y el pintor de Bohemia Jan Kupecky ( ) un hipermétrope probable. Finalmente, cabe mencionar el autorretrato extraordinario de Anna Dorothea Therbusch Liszewska ( ) quien se representó, desdeñando todo tipo de coquetería femenina, llevando una banda frontal con una lente correctora en el ojo derecho, a través de la cual parece que fija su mirada en el espectador (fig. 11). En los EE.UU, hay que hablar de la célebre familia Peale, cuyo fundador fue Charles Willson Peale ( ), pintor e inventor y que a la mayoría de sus dieciocho hijos les dio nombres de pintores ilustres y quienes, a su vez, también fueron pintores. Él mismo era emétrope y presumía de ello en su último autorretrato realizado sin gafas a más de 80 años. Sin embargo, su hijo Rubens Peale ( ) tenía una fuerte hipermetropía (+ 8,75) como lo atestigua su retrato (fig. 12) realizado por su hermano Rembrandt Peale ( ) [7]. Éste no llevaba gafas en sus retratos hasta la edad de 35 años aproximadamente, pero sí después y es lógico pensar que era hipermétrope como Rubens pero en un menor grado. Los demás hermanos y hermanas de la familia Peale no llevaban gafas, salvo para la corrección de la presbicia. Fig. 11 Anna Dorothea Therbusch. - Lisiewska. Self Portrait, Oil on canvas, 151 x 115. Berlin, Staatliche Museum. Anna Dorothea Therbusch. - Lisiewska. Autorretrato, Óleo sobre tela, 151 x 115. Berlín, Staatliche Museum. AKG-images In the USA, mention must be made of the famous Peale family, the founder of which was Charles Willson Peale ( ), painter and inventor, who gave the names of famous painters to most of his eighteen children, who were painters themselves too. He himself was emmetropic, and boasted about it with regard to his last self-portrait, done without spectacles at the age of over 80. On the other hand his son, Rubens Peale ( ) had strong hypermetropia (+ 8,75) as shown on his portrait (fig.12) done by his brother Rembrandt Peale ( ) [7]. The latter did not wear spectacles on his portraits until the age of about 35, Fig. 12 Rembrandt Peale. Portrait of Rubens Peale with a geranium, Oil on canvas, 71,8 x 61. Washington DC, National Gallery of Art. Rembrandt Peale. Retrato de Rubens Peale con un geranio, Óleo sobre tela, 71,8 x 61. Washington DC, National Gallery of Art. AKG-images p.d.v. n 58 Spring / Primavera

50 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN but wore them afterwards and it is logical to think that he probably suffered from hypermetropia like Rubens, but to a lesser extent. The other brothers and sisters in the Peale family did not wear spectacles, except to correct their presbyopia. The rarity of spectacle-wearing painters discovered from a total of 422 artists studied for this classical period requires explanation. We have no reason to believe that people with ametropia were any rarer and two factors appear to be at play here. On the one hand spectacles were not very widely available or distributed amongst the general population. The history of spectacles teaches us that the various ametropia conditions started to be compensated by lenses at different periods in history [6, 11, 12, 13, 14]. Presbyopia was first to be corrected by spectacles in the 13th century, a convenient replacement to the magnifying glasses that had been used until then. Similarly, hypermetropia was compensated by a plus lens and doubtless these came into use at this same period. Myopia, on the other hand, was not corrected until the 16 th century because it was much more difficult to produce minus lenses, which are thin and fragile at the centre, than it was to produce plus lenses. Initially, monocle lenses were used, and spectacles for people with myopia only became commonplace in the 17 th century. As for astigmatism, this was only discovered towards the end of the 18 th century and only corrected by Airy in However, the rarity of representations of painters wearing spectacles before 1800 cannot be completely explained by the practical shortage of corrective lenses and a socio-psychological explanation is needed. It is generally accepted that painters did not paint their spectacles on their self-portraits, even if they did wear them, because they refused to represent themselves as having poor sight on an effigy destined to remain for posterity, in the same way as they refused to represent themselves as being left-handed, even though they saw themselves in the mirror with the brush in their left hand. We know, moreover, indirectly, that some painters who painted their own portraits without lenses, actually did wear them for certain in everyday life. For example, the Dutch painter, Gaspar Van Wittel ( ) is not wearing spectacles on his self-portrait, but in Italy was given the nickname «Degli Occhiali» (wearer of spectacles) and the caricature artist Pietro Leone Ghezzi ( ) showed him wearing lenses. An important practical conclusion can be drawn from all of this : the absence of lenses on a portrait, which is a negative sign, does not in any way indicate that the artist was emmetropic, whereas their presence, a positive sign, has an almost absolute value to state ametropia, even in cases where the spectacles are shown only intermittently on a few of the painter s portraits. Impressionism Impressionism is worth particular study because a legend has it that this style was born from poor vision amongst artists, who were in particular accused of being myopic. Impressionism can be described based on a «canon» of seven «Major Impressionists» : Manet, Degas, Renoir, Monet, Pissarro, Sisley and Cézanne [2]. Of these painters none wore spectacles on their self-portraits. Edgar Degas ( ) carried a lorgnette for close work on some portraits and photographs show him wearing dark spectacles. We have been able to examine Degas spectacles, which are kept at the Orsay Museum El número tan reducido de pintores con gafas descubiertos en este periodo clásico, de un total de 422 artistas estudiados, obliga a una explicación. No hay ninguna razón de pensar que las ametropías eran más raras en ese entonces, por tanto, hay dos factores que parecen intervenir. Por un lado, había poca disponibilidad y poca difusión de las gafas en la población. La historia de la óptica nos enseña que las diferentes ametropías fueron compensadas con lentes a partir de diversas épocas [6, 11, 12, 13, 14]. La presbicia fue la primera en ser corregida con gafas a partir del siglo XIII, reemplazando así de manera más cómoda a las lupas utilizadas hasta entonces. También, la hipermetropía era compensable con una lente convexa y seguramente fue a partir de la misma época. En contraste, la miopía empezó a corregirse sólo a partir del siglo XVI porque era más difícil fabricar lentes cóncavas, delgadas y frágiles en el centro que las lentes convexas; de hecho, primero se utilizaron las lentes monoculares y las gafas de miope se volvieron de uso común solamente a partir del siglo XVII. En cuanto al astigmatismo, éste fue descubierto sólo hacia finales del siglo XVIII y corregido únicamente en 1827 por Airy. No obstante, el exiguo número de representaciones de pintores con gafas antes de 1800 no puede explicarse únicamente por la escasez práctica de lentes correctoras, también es necesaria una explicación socio-psicológica. Se admite generalmente que los pintores no pintaban sus gafas en los autorretratos incluso si, efectivamente, llevaban gafas porque se negaban a representar su efigie destinada a la posteridad exhibiendo su visión defectuosa, al igual que se negaban a representarse zurdos, aunque se vieran en el espejo con el pincel en la mano izquierda. Por lo demás, sabemos, de manera indirecta, que algunos pintores se retrataban sin gafas y que en la vida común sí llevaban. Por ejemplo, el pintor holandés Gaspar Van Wittel ( ) que no lleva gafas en su autorretrato pero que en Italia también se le llamaba «Degli Occhiali» (el que lleva gafas) y el caricaturista Pietro Leone Ghezzi ( ) lo representó con gafas. De todo esto resulta una importante conclusión práctica : la ausencia de gafas en un retrato, signo negativo, no significa en lo absoluto que el artista es emétrope, mientras que su presencia, signo positivo, tiene un valor casi absoluto para afirmar la existencia de una ametropía, incluso si sólo se encuentra de manera intermitente en algunos retratos del pintor. Impresionismo El Impresionismo merece un atento estudio ya que una tenaz leyenda ha atribuido a este estilo la mala visión de los artistas representativos, acusados particularmente de ser miopes. El Impresionismo puede describirse a partir de un canon definido por siete «Impresionistas principales» : Manet, Degas, Renoir, Monet, Pissarro, Sisley, Cézanne [2]. Entre estos pintores, ninguno llevaba gafas en sus autorretratos. Edgar Degas ( ) llevaba unos quevedos en algunos heterorretratos y algunas fotografías lo mostraban con lentes tintadas. Pudimos examinar las gafas de Degas, conservadas en el museo de Orsay (gracias a la amabilidad del Sr. Loyrette, entonces director del museo, a quien agradecemos encarecidamente); esas gafas tenían una corrección óptica de -1,50 dioptrías en cada ojo y esta baja miopía le permitía pintar sin gafas. Camille Pissarro ( ) llevaba en varios retratos medias gafas pero miraba por encima de éstas, de manera que estas gafas afirmaban a la vez su presbicia de cerca 50 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008

51 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN (thanks to the kind offices of Mr Loyrette, curator of the museum at the time, who we would like to thank here). The optical correction of these spectacles was dioptres on each eye and this low level of myopia enabled him to paint without wearing spectacles. On several portraits Camille Pissarro ( ) wears half-moon spectacles, but looks over the top of them, such that these spectacles demonstrate both his presbyopia for close work and his emmetropia for long vision. Auguste Renoir ( ) still had good eyesight in his old age, according to his son, Jean, who recounts that his father was the first to see boats on the sea, coming home to port in the evening [15]. Claude Monet ( ) wore spectacles only after his cataract operation. Paul Cézanne ( ), as witnessed by Emile Bernard who was his close friend, never wore spectacles [5]. All this disproves the legend of poor vision amongst the creators of impressionism even though, in their old age, some of them did suffer from eye diseases [9]. Alongside Impressionism, the so-called «Post-Impressionist» movement had, in France, a famous ametropic, Henri de Toulouse Lautrec ( ) and many photographs prove his myopia, which has been estimated at 4.00 or 5.00 dioptres [1]. The so-called «Neo- Impressionist» (or divisionist) group included two ametropic artists, Albert Dubois-Pillet ( ), who wore a monocle or lorgnette and Maximilien Luce ( ) who probably suffered from hypermetropia and was corrected late in life. Modern art historians have considerably widened the notion of Impressionism, attaching to it painters from various European countries who dealt with the study of nature. In Germany we will mention first Adolphe Menzel ( ) who did not wear spectacles on his portraits until the age of 25, but who then regularly wore spectacles for myopia, and it is significant to note that the start of his wearing spectacles coincided with his first landscape pictures. Franz Von Lenbach ( ) the famous portraitpainter of Bismarck, was excused from military service due to his myopia and wears spectacles on all his portraits from the age of 20 or 25. Max Slevogt ( ) was a great landscape artist in spite of considerable myopia, which is clearly on show from a young age on his numerous portraits and photographs. Romantic England enjoyed a great school of landscape artists, the most illustrious of whom was Joseph MW Turner ( ). Contrary to what has been said to explain his «strange» painting, Turner was not myopic; he never wears spectacles on his various portraits and his spectacles, which are kept at Oxford, are ordinary lenses for presbyopia of and On the other hand, the orientalist Edward Lear ( ), better known for his «nonsense» poems than for his paintings, was a well-known myope. Others in the United Kingdom, were the painter and historian Roger Fry ( ) and John Lavery ( ). In Europe, other ametropic artists close to Impressionism were the Dutch painter Josef Israels ( ), the Rumanian Nicolas Grigorescu ( ), the Danish artist Peter Kroyer ( ) and Igor Grabar ( ) who introduced Impressionism to Russia. In the USA, mention may be made of the precursor George Innes ( ), James Mc Neill Whistler ( ) already mentioned above, William Merrit Chase ( ) and Frederic Frieseke ( ). y su emetropía de lejos. Auguste Renoir ( ) todavía tenía en su vejez una buena visión de lejos según su hijo Jean quien cuenta que su padre era el primero en avistar en el mar a los barcos volver al puerto por la tarde [15]. Claude Monet ( ) llevó gafas únicamente después de su operación de cataratas. Paul Cézanne ( ), según testimonio de Emile Bernard que fue su amigo íntimo, nunca llevó gafas [5]. Todo esto desmiente la leyenda de la mala visión de los creadores del Impresionismo, incluso si algunos, en su vejez, tuvieron enfermedades de los ojos [9]. Paralelamente al Impresionismo, el movimiento denominado «Post- Impresionismo» en Francia contaba con un amétrope célebre : Henri de Toulouse Lautrec ( ) y numerosas fotografías comprueban su miopía, que ha sido estimada en 4 ó 5 dioptrías [1]. El grupo denominado Neo-Impresionista (o divisionista) contaba con dos artistas amétropes Albert Dubois-Pillet ( ) que llevaban monóculo o quevedos y Maximilien Luce ( ) sin duda hipermétrope corregido tardíamente. Los historiadores del arte moderno han ampliado considerablemente la noción del Impresionismo, al incluir pintores de varios países europeos que se orientaron hacia el estudio de la naturaleza. En Alemania, citemos primero a Adolphe Menzel ( ) que no llevaba gafas en sus retratos hasta los 25 años pero que, posteriormente, llevaba regularmente gafas de miope; además, es significativo el hecho de que empezó a llevar gafas al mismo tiempo en el que realizó sus primeros cuadros de paisajes. Franz Von Lenbach ( ) célebre retratista de Bismarck, fue exento de servicio militar debido a su miopía y llevaba gafas en sus retratos ya a partir de los 20 ó 25 años. Max Slevogt ( ) fue un gran paisajista, a pesar de una miopía considerable, bastante visible desde su juventud en numerosos retratos y fotografías. La Inglaterra romántica tuvo una buena escuela de paisajistas cuyo más ilustre representante fue Joseph MW Turner ( ). A diferencia de lo que se ha dicho para explicar su pintura «extraña», Turner no era miope; nunca llevaba gafas en sus numerosos retratos, y sus gafas conservadas en Oxford son lentes sencillas de presbicia de +3 y +4. En cambio, el orientalista Edward Lear ( ), más conocido por sus poemas «nonsense» que por su pintura, tenía una notable miopía. Citemos aún en el Reino Unido al pintor e historiador de arte Roger Fry ( ) y John Lavery ( ). En Europa, otros artistas amétropes cercanos al Impresionismo fueron el holandés Josef Israels ( ), el rumano Nicolas Grigorescu ( ), el danés Peter Kroyer ( ) e Igor Grabar ( ) quien introdujo el Impresionismo en Rusia. En EE.UU, citemos al precursor George Innes ( ), James Mc Neill Whistler ( ) ya mencionado, William Merrit Chase ( ) y a Frederic Frieseke ( ). Simbolismo El Simbolismo revistió en la pintura aspectos diversos según los países. En Francia, podemos citar a Pierre Bonnard ( ), Paul Ranson ( ) de cuya miopía ya hemos hablado. En los otros países, los pintores amétropes más conocidos del Simbolismo fueron el alemán Max Klinger ( ), pintor, p.d.v. n 58 Spring / Primavera

52 A RT AND V ISION A RTE Y V ISIÓN Symbolism In painting symbolism took on various aspects depending on the country. In France it concerned the Nabis painters Pierre Bonnard ( ) and Paul Ranson ( ) whose myopia we referred to above. In other countries, the most famous ametropic Symbolist painters were the German artist Max Klinger ( ), painter, engraver and sculptor, whose myopia is clear from his photos and self-portrait, the Swiss artist Félix Vallotton ( ) who is shown wearing spectacles, no doubt bifocals, on only one late portrait, the Norwegian Edvard Munch ( ) who is seen wearing spectacles on some portraits painted of him in his old age, probably suffered from slight hypermetropia. The Polish artist Jan Matejko ( ) was myopic and seven pairs of his spectacles have been preserved, with corrections from to dioptres. Finally, two major names in 20 th century art and who have been attached to Symbolism, the Dutch artist Piet Mondrian ( ) who painted himself without spectacles on his rare self-portraits, but whose hypermetropia is clear on photos, and the Russian, Wassili Kandinsky ( ), who was myopic and who wore spectacles from the age of twenty. Fauvism and Expressionism grabador y escultor, quien tenía una miopía evidente en fotografías y autorretratos; el suizo Félix Vallotton ( ) que sólo llevaba gafas, sin duda bifocales, en un retrato tardío; el noruego Edvard Munch ( ) que llevaba gafas en algunos retratos de su vejez y, sin duda, tenía una ligera hipermetropía. El polaco Jan Matejko ( ) era miope y se han conservado siete pares de gafas, con correcciones que van de -4,25 a -6 dioptrías. Finalmente, dos grandes artistas del arte del siglo XX que han sido asociados al Simbolismo: el holandés Piet Mondrian ( ) que se representaba sin gafas en sus raros autorretratos pero cuya hipermetropía es patente en las fotografías; y el ruso Wassili Kandinsky ( ), quien era miope y empezó a llevar gafas desde la edad de 20 años. Fauvismo y Expresionismo Dos movimientos pictóricos de principios del siglo XX, el Fovismo y el Expresionismo, que, después de Van Gogh, privilegiaron el color. En Francia, fueron los artistas del fovismo, de los cuales el más célebre fue Henri Matisse ( ) quien era miope y llevaba gafas en múltiples retratos y en gran cantidad de fotografías, hasta el punto de que sus gafas se convirtieron en un rasgo característico de su fisonomía (fig. 13). Two pictoral movements of the beginning of the 20 th century, Fauvism and Expressionism, in the wake of Van Gogh, gave priority to colour. In France these were the so-called Fauvist artists, the most famous of whom was Henri Matisse ( ) who was myopic and is seen wearing spectacles on numerous photos, to the extent that the wearing of spectacles has become one of the characteristics of his physiognomy (fig. 13). We were able to examine his lenses (thanks to the kind permission of Mr Claude Duthuit, one of the artist s descendants, who we would like to thank here for his generosity). The four remaining pairs of spectacles have a correction of 5.00 in the right eye and 6.00 in the left eye; bifocal lenses had a near vision addition of between 2.00 and 4.00 dioptres (fig. 14). Fig. 14 Spectacles belonging to Henri Matisse. Succession H. Matisse Gafas de Henri Matisse. Sucesión H. Matisse Fig. 13 Henri Matisse. Self portrait, Oil on canvas, 55 x 46. Succession H. Matisse Henri Matisse. Autorretrato, Óleo sobre tela, 55 x 46. Sucesión H. Matisse 52 p.d.v. n 58 Spring / Primavera 2008