cinemática del ojo
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Optometría II y Visión Binocular Licenciatura en Optometría
Ciclo IMPAR – Año 2014 Marco Ayala – google.com/+MarcoAyala
Introducción a la motilidad ocular Ejes, ángulos y planos de referencia Posiciones de los ojos en la cabeza Ducciones. Clasificación de las ducciones Sistema de representación Ruta de Helmholtz, Fick y Listing Leyes de Donders y de Listing
De las condiciones para la visión binocular, el sub-sistema motor debe cumplir con las funciones: Incrementar la extensión del campo visual efectivo,
tanto monocular como binocular, variando la fijación binocular
Trasladar la imagen del objeto de interés a la fóvea y mantenerla allí para aprovechar la máxima agudeza visual
Mantener la alineación de los ojos para asegurar la percepción haplópica (no doble)
Es decir: el subsistema oculomotor está al servicio del subsistema sensorial
Para estudiar los movimientos oculares es necesa-rio definir un conjunto de ejes, ángulos y planos de referencia del ojo.
Eje óptico [EO]: recta que pasa por los puntos nodales y une todos los centros de curvatura de los dioptrios oculares.
Eje visual [EV]: par de rectas paralelas que unen el punto de fijación con la fóvea a través de los puntos nodales N y N’
Centro de rotación (CR): punto fijo alrededor del cual se producen los giros del globo ocular
Eje de fijación: es la recta que une el centro de rotación con el eje de fijación
Eje pupilar: recta perpendicular a la córnea que pasa por el centro de la pupila de entrada.
Línea principal de mirada: es la línea que une el punto objeto con el centro de la pupila de entrada
Ángulo 𝛼: ángulo formado entre el eje visual y el eje óptico. Valores entre 4° y 8°. Valor medio: 5°
Ángulo 𝛾: ángulo formado entre el eje de fijación y el eje óptico. Siempre es mayor que 𝛼
Ángulo 𝜅: es el ángulo formado entre el eje pupi-lar y la línea principal de mirada. Generalmente 𝜅 < 𝛼
Ejes de Fick: son los ejes principales de rotación del ojo. Resultan de montar un sistema cartesiano con origen en el centro de rotación del ojo
Plano de Listing: es el plano frontal que contiene el centro de rotación de los dos ojos. Contiene los ejes de Fick YZ
Los ojos se sitúan en órbitas cuyas paredes in-ternas son paralelas en la dirección sagital
Las paredes externas for-man un ángulo ~ 90°
Los ojos forman un ángulo de 45° aproximadamente
Los ejes visuales paralelos forman un ángulo de ~ 23° con respecto a los ejes or-bitarios
Se pueden definir las siguientes posiciones del ojo: Posición anatómica de reposo: los ojos no están sometidos a
ningún tipo de estímulo (sólo se da en un cadáver Posición fisiológica de reposo: sólo actúa el tono muscular
(bajo anestesia) Posición primaria: los ojos están mirando un punto muy
lejano a la altura de ellos (ejes visuales son paralelos). Es la posición inicial en cualquier movimiento ocular
Posición disociada: todos los estímulos presentes excepto el de fusión
Posición de fijación: posición normal de los ojos cuando se fijan sobre un objeto
Posición diagnóstica de la mirada: posición forzada para poner a prueba la acción máxima de músculos extraoculares
A partir de los ejes de Fick, cualquier rotación mono-cular se denomina «movi-miento simple» o «secun-dario»
Cualquier combinación de movimientos o giros alre-dedor de un eje que no sea el de Fick se le llama «mo-vimiento oblicuo» o «ter-ciario»
En función de la posición final del movimiento: Posición secundaria: es a la que se llega por un movimiento
secundario de giro alrededor de los ejes Y o Z Posición terciaria: cualquier posición a la que se llega por
medio de un giro alrededor de un eje que no sea de Fick
Las rotaciones monoculares que puede realizar el ojo se denominan ducciones.
http://bit.ly/ZBo6Om
Supraducción: elevación alrededor del eje Z Infraducción: depresión o descenso alrededor del eje Z Abducción: giro hacia el lado temporal alrededor del
eje Y (dextroducción OD, levoducción OI) Adducción: giro hacia el lado nasal alrededor del eje Y
(levoducción OD, dextroducción OI) Intorsión: giro alrededor del
eje X en dirección nasal (inciclotorsión)
Extorsión: giro alrededor del eje X en dirección temporal (exciclotorsión)
http://youtu.be/6GliSCGkpZ4
¿Cuál camino elige el ojo cuando realiza un movi-miento oblicuo desde una posición primaria O hasta una terciaria T?
Voluntariamente puede seguir infinitos caminos Involuntariamente elige el camino más corto o de
mínimo esfuerzo (segmento OT)
Tres opciones: Ruta de Helmholtz: 𝑂 ↣ 𝑆 ↣ 𝑇 Ruta de Fick: 𝑂 ↣ 𝑅 ↣ 𝑇 Ruta de Listing: 𝑂 ↣ 𝑇
Sub-ruta H1 del punto O al punto S (elevación o descenso l)
𝜆 = arctan𝑂𝑆𝑄𝑂
Sub-ruta H2 del punto S al punto T denotado como azimuth m. Es un movimiento fuera del plano de Listing
𝜇 = arctan𝑆𝑇𝑄𝑆
𝑄𝑆 = 𝑄𝑂2 + 𝑂𝑆2
Sub-ruta F1 del punto O al punto R. Se le denomina longitud f:
𝜙 = arctan𝑂𝑅𝑄𝑂
Sub-ruta F2 del punto R al punto T. Es un giro fuera del plano de Listing y se denomina latitud q:
𝜃 = arctan𝑅𝑇𝑄𝑅
𝑄𝑅 = 𝑄𝑂2 + 𝑂𝑅2
El ojo realiza el camino más corto entre O y T. Parece conocer el ángulo relativo a entre O y T que se
denota como meridiano
𝛼 = arctan𝑅𝑇𝑂𝑅
Listing encontró que girando el eje Y de Fick un valor a, el ojo puede girar directamente de O a T con un valor b denominado excentricidad
𝛽 = arctan𝑂𝑇𝑄𝑂
𝑂𝑇 = 𝑂𝑅2 + 𝑅𝑇2 «en principio la única rotación monocular sería el
valor de b porque se asoció a giros del eje de Fick y no del ojo»
Se pueden relacionar las variables de las tres rutas
tan𝜙 =tan 𝜇cos 𝜆
sin 𝜃 = sin 𝜆 sin 𝜇
tan𝛼 =tan𝜃sin𝜙
=sin 𝜆tan 𝜇
cos𝛽 = cos𝜙 cos𝜃 = cos 𝜆 cos 𝜇
Desde el punto de vista de estudio es más fácil descomponer cualquier movimiento terciario en una combinación de movimientos secundarios
En general: para ir de una posición primaria a una terciaria el ojo siempre usa la ruta más corta de mínimo esfuerzo (ruta de Listing)
Se gira alrededor de un eje perpendicular al pla-no que contiene el punto inicial y final
La posición final del ojo es diferente según la ruta seguida
La posición final del ojo es la que se obtendría a través del camino más corto, la ruta de Listing.
Si se consideran movimientos secundarios (Fick o Helmholtz) habrá que añadir una ligera torsión w (falsa torsión) debido a la diferencia geométrica de los movimientos)
Ley de Donders (1847): «el grado de falsa torsión w asociado a una posición terciara es independiente de como se llega a esa posición»
La falsa torsión se relaciona con las variables de Fick y Helmholtz:
tan𝜔2
= tan𝜙2
tan𝜃2
𝜔 = 𝛼 − arctan tan𝛼 cos𝛽
Para determinar la falsa torsión: Fotográfico: se realiza una fotografía
y comprobar la torsión Post-imágenes: se produce una
post-imagen en forma de cruz. No hay variación en B, C, D y E. Hay un giro en las direcciones F, G, H, J
Pons, Alvaro y Martínez, Francisco; “Fundamentos de Visión Binocular”; Pu-blicacions de la Univer-sitat de Valencia; España, 2004. (http://puv.uv.es)