Topógrafo corneal cónico para evaluar la córnea humana

Un grupo de investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, encabezado por Manuel Campos-García, desarrolla un topógrafo corneal cónico con igual o mejor precisión en la medición de los parámetros de forma de la córnea —y eventualmente más económico— que los instrumentos comerciales usados en la clínica.

La córnea, la parte frontal transparente del ojo que cubre el iris, la pupila y la cámara anterior, es responsable de aproximadamente dos tercios de la potencia refractiva del ojo.

La evaluación detallada de los parámetros de forma de la córnea puede ser importante para diferentes aplicaciones clínicas y de investigación, incluyendo el diagnóstico y seguimiento de las ectasias corneales, trastornos en los que hay un adelgazamiento progresivo del espesor corneal y un aumento de su curvatura.

En la investigación y la clínica, los topógrafos corneales se utilizan para medir la forma de la superficie, los radios de curvatura y el poder dióptrico (o de refracción) de la córnea.

“En algunas enfermedades del ojo, como el queratocono y la degeneración marginal pelúcida, la superficie de la córnea no es muy suave, lo que da como resultado un aumento asimétrico de la córnea”, dice Campos-García, adscrito al Departamento de Óptica y Microondas del CCADET.

Prototipo

Como los instrumentos comerciales, el topógrafo corneal cónico que se desarrolla en la UNAM establece la elevación de la superficie de la córnea, que son las diferencias entre lo que se mide con el instrumento y una superficie asférica (que no es esférica ni plana) de referencia (una córnea estándar tiene un radio de curvatura de 7.8 milímetros, un diámetro de 11 milímetros y una constante de conicidad de -0.2, esto es, se puede considerar un elipsoide).

Con la información obtenida se pueden calcular los radios de curvatura y el poder dióptrico de esta parte del ojo (la medición de los primeros tiene aplicación en el ajuste de lentes de contacto y la del segundo permite determinar qué tipo de lente intraocular es oportuno implantar en una cirugía de cataratas).

“Es un topógrafo corneal cónico porque usa una pantalla nula en forma de cono que al proyectarse enfrente de la córnea genera una imagen que es un arreglo ordenado de puntos. Si la superficie de la córnea presenta deformaciones, esos puntos se mueven y de esta manera nos las indican”, señala Campos-García.

El instrumento cuenta con un sistema de iluminación LED (acrónimo inglés de Light Emitting Diode, “diodos emisores de luz”) y una cámara CCD para la captura de imágenes, y va conectado a una computadora para el procesamiento de las imágenes y la evaluación de la superficie de la córnea.

“Aún falta desarrollar la electrónica del prototipo para que la captura y el procesamiento de imágenes no dependa de una computadora, sino de una tarjeta especial programable, así como lograr su estabilidad opto-mecánica. Para esto último debemos diseñar su parte mecánica, la cual nos permitirá alinear lo mejor posible el instrumento con el paciente y no generar errores en la medición”, advierte Campos-García.

Cabe decir que en todos los topógrafos corneales hay varias fuentes de errores, como los movimientos sacádicos (movimientos rápidos) del ojo y las sobras generadas por el contorno del rostro y, especialmente, por las pestañas.

Con éste se espera evaluar mejor la córnea no sólo para detectar algunas enfermedades oculares como el queratocono, sino también para efectuar cirugías corneales (en las que el diagnóstico es esencial) y cirugías corneales refractivas (en las que la determinación de la forma del perfil de ablación de la córnea es imprescindible).

Gran ventaja

Una gran ventaja de este topógrafo corneal cónico es su bajo costo. Según su complejidad y marca, el precio de un topógrafo corneal está entre los 200 mil y el millón de pesos o más. En el prototipo de los investigadores universitarios se ha gastado menos de 100 mil pesos.

“Con la inversión en investigación, quizá se duplique o triplique su precio, pero incluso así será más económico que el de los instrumentos comerciales”, indica Campos-García.

En su desarrollo, además de Campos-García, participa el ingeniero Víctor de Emanuel Armengol Cruz, quien desarrolla algoritmos para evaluar la forma de la superficie de la córnea; y el ingeniero Arturo Ioan Osorio Infante, del posgrado en Ciencias Físicas (Física Médica) de la UNAM, quien está a cargo del diseño y la caracterización del instrumento.

En etapas tempranas participaron el ahora físico César Cossío Guerrero, quien elaboró la pantalla radial por bloques, hizo la caracterización del sistema de prueba y realizó algunas evaluaciones de superficies de referencia y de córneas humanas; y el físico Oliver Huerta Carranza, del Laboratorio de Sistemas Ópticos, quien desarrolló los primeros algoritmos para conocer la forma de la córnea y ayudó en la alineación del sistema óptico.