Biofísica de la visión

1. PRINCIPIOS DE ÓPTICA APLICADA AL
SISTEMA DE VISIÓN HUMANO
Dr José Young

2. LUZ: es una onda
electromagnética. Compuesta por
un campo eléctrico oscilante y uno
magnético, también oscilante,
mutuamente perpendiculares

3. Fotón:
cada una de
las partículas
que
constituyen la
luz

Luz visible:
400 a 700 nm

fotometría
óptica

Lumen

4. Luz no visible

5. Radiación ultravioleta
•mayor energía que la luz visible
•transformación de algunas
moléculas en vitamina (Vit D)
•Fototerapia:
–terapéutica de elección y la más
difundida para el tratamiento
de la ictericia neonatal.
•aumenta el riesgo de cáncer de piel
•UV-A = onda larga (400-315nm)
•UV-B = media (315-280)
•UV-C= corta (280-100; germicida)

6. Fototerapia: fotoisomerización de BR

7. La luz UV con longitudes
de onda menores que 280
nm es germicida

8. Cáncer de piel
•Es la forma de cáncer más común en los Estados Unidos
• Los dos tipos más comunes son el cáncer de células basales y el cáncer de
células escamosas
•La dosis de eritema media (DEM) es la cantidad de radiación que se
necesita para que se produzca enrojecimiento en la piel de una persona
Fototipo de piel Color de la piel no
expuesta
Sensibilidad a la
radiación
Descripción
I Blanca Muy sensible Siempre se quema con facilidad, nunca se
broncea.
II Blanca Muy Sensible Siempre se quema con facilidad. Se
broncea mínimamente y con dificultad
III Blanca Sensible Se quema mínimamente. Se broncea de
manera gradual y uniforme, (café claro).
IV Café Clara Moderadamente sensible Se quema mínimamente. Siempre se
broncea bien. (café moderado).
V Café Mínimamente sensible Rara vez se quema. Se broncea
intensamente (café oscuro).
VI Café oscuro o negro Insensible o
mínimamente sensible
Nunca se quema. Se broncea
intensamente (café oscuro o negro).

9. ¿Cómo afectan los rayos UV
a la piel humana?
•Uno de los efectos más evidentes de la
radiación UV-B (media) es la quemadura del
sol, conocida como eritema
•Pueden dañar el material genético de las
células y causar cáncer (formación de
dímeros de timidina).
•Para las personas de piel clara, la exposición a elevados niveles de UV-B a lo
largo de la vida, aumenta el peligro de cáncer cutáneo sin melanoma.
•Los investigadores han sugerido que este tipo de cáncer podría aumentar en
2% cada vez que 1% el ozono estratosférico

10. Melanoma
A.de Asimetría
B.de Borde, porque la mayoría de
los melanomas iniciales tienen
bordes irregulares y festoneados
C.de Color, que en el caso de los
melanomas no es homogéneo
D.de Diámetro (si es >6 mm)
E.de Evolución.

‘

11. Rayos X
•Son producidos por la desaceleración de electrones producidos en el
cátodo (generalmente un filamento de tungsteno) al chocar con un metal
–En un tubo con gas que contiene un cátodo de aluminio que acelera
partículas hacia el ánodo donde está la placa o blanco
•Interactúan con el material biológico: son absorbidos, son transmitidos y
generan iones
•Atraviesan cuerpos opacos e imprimen películas fotográficas
•La radiación X es de uso amplio en Medicina
–estudios de huesos y de articulaciones
–para diagnosticar problemas en tejido blando

13. Principios de óptica
el ángulo de reflexión “r” es igual al
ángulo de incidencia “i” medidos
respecto a la perpendicular a la
superficie
•Rayos de luz
•Incidente; Reflejado; Refractado

14. •Refracción
•índice de refracción n: razón de la
velocidad de la luz en el vacío c a la
velocidad de la luz en el medio v
•la Ley de Snell: n
1 sen i = n
2 sen r
•pipas de luz o fibras ópticas
•Endoscopio
•Citoscopio

Transmisión de rayos de luz en la fibra óptica.

15. Cistoscopia

16. Absorción de energía
•La energía de la luz absorbida se
manifiesta como calor
•En medicina la luz infrarroja se usa para
calentar tejidos
• Fluorescencia: cuando se absorbe un
fotón, es emitido otro fotón pero de
menor energía
•detección de la porfiria (deficiencia en
las enzimas que intervienen en la
biosíntesis del grupo hemo) ésta se
presenta como una fluorescencia roja
cuando se irradian los dientes con luz
uv.

17. Lentes
+ -

18. Desviación de la luz por las lentes.
A.La lente convergente (+) concentra los rayos de luz.
B.La lente divergente (-) separa los rayos de luz.

19. Dioptría D=1/F
Es la unidad que expresa con valores
positivos (convergente) o negativos
(divergente) el poder de refracción de
una lente o potencia de la lente y
equivale al valor recíproco o inverso de
su longitud focal (distancia focal)
expresada en metros.

una lente cuya longitud focal sea de +1 metro,
tendrá una potencia de 1 dioptría y una lente de
+2 dioptrías es una lente convergente de
distancia focal igual a 0,5 metros

20. Formación de la imagen y
Anatomía básica

21. Formación de la imagen y distancia focal

22. Formación de la imagen
•Concepto de foco: es el punto
donde convergen los rayos de
luz originados desde un punto
en el objeto observado
•Distancia focal: es la distancia
entre el centro óptico de la
lente y el foco cuando se
enfoca hacia el infinito.
•Cálculo del tamaño de la
imagen: ley de triángulos
semejantes usando el modelo
de ojo reducido

23. Q’F’
QF
=
F’N
FN
N= punto nodal
Q’F’ =
F’N
FN
(QF)
FN
F’N
AP
Árbol 1,8 m
Distancia = 5m
Diámetro AP del ojo 2,3 cm
N= 0,6 cm
N
Q’F’ =
AP-N
FP+N
(QF)
Q’F’ =
2,3cm-0,6cm
500cm+0,6cm
(180cm)
Q’F’ =
1,7
500,6
(180cm) = 0,611 cm
Imagen
Objeto
=
imagen-N
Objeto+N

24. Sistema óptico del ojo humano

humor vítreo
humor acuoso

25. •Estructura transparente
•Tres capas
1.Epitelio corneal
2.Estroma
3.Endotelio
•44 dioptrías
•Cataratas

26. During phacoemulsification — the most
common type of cataract surgery — the
rapidly vibrating tip of the ultrasound probe
breaks up the cataract, which your surgeon
then suctions out (top). After removing the
cataract, your surgeon inserts the lens
implant into the empty capsule where the
natural lens used to be (bottom).

27. 44 D

28. Cristalino
•El índice de refracción del cristalino depende de las proteínas que lo
forman, por eso su poder de refracción es mayor que el de los líquidos que
lo limitan.
– La proteína MIP26 (“major intrinsic protein”) del cristalino funciona
como un canal iónico, que permite que las fibras del cristalino
funcionen como un sincitio (gap junction) iónico y eléctrico
–MIP26 extrae agua del cristalino y mantiene la transparencia.
–Con la técnica de patch clamp se han identificado cerca de 9-11
canales de potasio, hay varios canales no selectivos de cationes
•Es una lente que permite enfocar los objetos y concentrar la luz.

29. Mecanismo de enfoque
Mecanismo de acomodación: variación del diámetro antero-
posterior de la lente por medio de acción del músculo ciliar sobre el
ligamento suspensorio que está unido a la lente

31. Retina: capa más interna del globo ocular y donde se localizan los
receptores.

32. Conos (5-8mm)
•Visión fotópica
•A colores
•Mayor umbral
•Pigmentos
fotosensibles
•Rodopsina

Bastones (2-5mm)
•Visión escotópica
•Menor umbral:
sensible a 5 fotones
•Vm= -30mV (canal de Na
+

parcial/ abierto)

33. Conversión de energía
lumínica en potenciales
de acción:
1.Reacción de la
rodopsina
2.Transducina (Prot G)
3.PDE:  cGMP

34. Mecanismo de transducción de la luz
Ca
2+
oscuridad
Ca
2+

36. CELULA GANGLIONAR
NERVIO OPTICO
Receptor
CELULA BIPOLAR
CELULA
HORIZONTAL

38. EVALUACIÓN DEL SISTEMA
VISUAL

39. CAMPIMETRIA

40. • Es la capacidad de discriminar detalles finos de un objeto
–Objetivos de determinar la agudeza visual
» Determinar la integridad neurológica de los componentes del sistema
visual
» Determinar la precisión del enfoque retiniano
» Evalúa la función de la mácula
» Al comparar la AV sin corrección con la AV con corrección se determina
la necesidad de prescribir la corrección
»También se puede utilizar para medir el éxito de un tratamiento
correctivo

41. Medición de la agudeza
visual en la clínica
•Cartilla o tabla de Snellen
–Cada línea de letras
(optotipos) tiene una
fracción que señala el valor
de la agudeza visual que
tiene el sujeto que puede
leer la línea de letras
•Normal: 20/20
•20/200 o sea que ve
menos = 10% de visión,
es miope

42. Test para astigmatismo
Verifique si alguna o algunas de
las líneas se ve borrosa o más
clara
http://www.opeluce.tecnoplace.co
m/test/testagudeza.php#

44. •El ojo humano es capaz de percibir colores. Esta propiedad se debe a la
presencia de pigmentos fotosensibles en los conos.
•Las opsinas se encuentran tanto en conos como en bastones y sufren una
serie de cambios químicos cuando son excitadas por la luz.
•Los conos son sensibles a los colores azul, verde y rojo.
–Eritropsina - luz roja de 560 nm
–Cloropsina – luz verde de 530 nm
– Cianopsina – luz azul de 430 nm (Los bastones tienen rodopsina)

45. Estos tres tipos de
conos dan lugar a la
visión tricromática
que poseen la
mayoría de los
humanos

46. Pigmento
carotenoide
Rodopsina
activa
Vit A

47. TEST DE ISHIHARA