Os pesquisadores relatam um novo sistema de imagem que cancela as aberrações ópticas cromáticas presentes no olho de uma pessoa específica, permitindo uma avaliação mais precisa da visão e da saúde ocular. Ao tirar fotos das menores células sensoriais de luz do olho com vários comprimentos de onda, o sistema também fornece a primeira medição objetiva de aberrações cromáticas longitudinais (LCA), o que pode levar a novos insights sobre sua relação com halos visuais, brilho e percepção de cores.

No Optica , O jornal da Optical Society para pesquisas de alto impacto, Os pesquisadores, da Universidade de Washington, Seattle, EUA., dizem que a tecnologia pode ser prontamente implantada na clínica, onde pode ser particularmente útil para avaliar as alterações oculares associadas ao envelhecimento e também pode ajudar a informar o design de novas lentes multifocais, levando em consideração as aberrações cromáticas nas próprias lentes. Para pesquisa de visão, a técnica pode promover estudos de daltonismo e como diferentes pessoas percebem as cores.

"Os métodos anteriores de compensação do LCA nativo do olho baseiam-se nas estimativas da média populacional, sem correção individualizada em uma base pessoa a pessoa, "disse o líder da equipe de pesquisa, Ramkumar Sabesan. "Demonstramos um optômetro Badal baseado em filtro modificado que oferece a capacidade de sintonizar LCA em diferentes bandas de comprimento de onda e para cada indivíduo de maneira personalizada."

Os pesquisadores relatam a incorporação de um novo conjunto óptico em instrumentos ópticos adaptativos convencionais para produzir alta resolução sob medida, imagens de múltiplos comprimentos de onda dos menores fotorreceptores cônicos no olho, medindo cerca de 2 mícrons de diâmetro.

"Nosso estudo estabelece uma ferramenta flexível para compensar a aberração cromática em diferentes bandas de comprimento de onda e de forma individualizada, facilitando assim futuras investigações sobre como vemos as cores em nosso ambiente, desimpedido pelas imperfeições cromáticas nativas do indivíduo, "disse Sabesan." Agora equipado com as ferramentas para controlar a aberração cromática, planejamos realizar estudos sobre visão de cores normal e deficiente. "

Compensando por aberrações

Como elementos ópticos manufaturados, como microscópios e lentes de câmeras, a córnea e o cristalino do globo ocular contêm aberrações ópticas que distorcem a imagem formada na retina. As aberrações borram as imagens projetadas na retina de uma pessoa, degradando sua visão. Eles também afetam as imagens que os médicos obtêm ao observar o interior do olho com instrumentos oftalmológicos.

A óptica adaptativa é um método para compensar essas aberrações. Tecnologia de óptica adaptativa, atualmente utilizado por astrônomos para lidar com aberrações que ocorrem ao visualizar o espaço através da atmosfera da Terra, foram incorporados em ferramentas de imagem ocular. Contudo, enquanto os instrumentos atuais são eficazes na correção de aberrações monocromáticas (aquelas que não mudam dependendo do comprimento de onda da luz sendo aplicada), aberrações cromáticas (aquelas que são afetadas pelo comprimento de onda) são mais desafiadoras.

Para contornar este problema, os instrumentos de hoje usam suposições sobre as aberrações esperadas em um olho médio ou "típico", em vez de informações sobre as aberrações reais nos olhos de uma pessoa específica. Embora isso seja suficiente para muitos aplicativos, é menos adequado para outras aplicações que exigem o controle de foco simultâneo e preciso de vários comprimentos de onda.

Para superar essa limitação, os pesquisadores usaram um dispositivo conhecido como optômetro Badal, que consiste em um par de lentes que estão a uma certa distância uma da outra. Alterar a distância entre as duas lentes muda o foco sem alterar o tamanho da imagem vista através das lentes.

Os pesquisadores modificaram este optômetro Badal simples adicionando dois filtros que transmitem comprimentos de onda mais longos de luz enquanto refletem outros mais curtos. Esses filtros foram mantidos estacionários em um optômetro Badal tradicional, tanto que agora, quando a distância entre as lentes é alterada, as bandas de comprimento de onda transmitidas e refletidas têm níveis sutilmente diferentes de foco suficientes para compensar a aberração cromática nativa do olho para as duas bandas de comprimento de onda.

Ao ajustar a seleção de filtros, distâncias entre as lentes e iluminação de várias cores, esta configuração pode ser usada coletivamente para medir e compensar a aberração cromática de uma forma personalizada.

Uma ferramenta valiosa para a clínica e o laboratório

Os pesquisadores implementaram seu novo compensador LCA em dois instrumentos óticos adaptativos diferentes:simulação de visão ótica adaptativa e oftalmoscópios a laser de varredura ótica adaptativa. Eles usaram os novos instrumentos para criar imagens dos olhos de voluntários humanos.

Eles descobriram que o novo método superou com sucesso as inconsistências nas estimativas anteriores do LCA nativo do olho humano relacionadas à profundidade de foco, aberração monocromática e interações de luz dependentes do comprimento de onda com o tecido retinal. Quando as aberrações monocromáticas e cromáticas foram compensadas, a visão de uma pessoa era limitada apenas pelo arranjo de fotorreceptores de cone - células de detecção de luz - na retina, ao remover a compensação de aberração cromática, a visão em vermelho ou verde foi otimizada.

Os pesquisadores também demonstraram a capacidade do sistema de gerar imagens dos menores fotorreceptores cone com vários comprimentos de onda simultaneamente, minimizando a aberração cromática, mostrando que o compensador Badal LCA oferece um bom nível de detalhe, um avanço importante para permitir a pesquisa de visão em cores.

Além de fornecer melhores imagens do interior da retina, a tecnologia é útil para estudar como as aberrações cromáticas afetam a qualidade da imagem retinal e o desempenho visual. Anteriormente, isso era difícil porque não existiam ferramentas que proporcionassem um controle individualizado e preciso da ACV. Também, as medidas do LCA obtidas subjetiva e objetivamente não coincidiram.

"Ao aplicar a tecnologia a duas modalidades baseadas em óptica adaptativa, mostramos uma alta fidelidade de desempenho visual e imagem da retina, uma vez que as aberrações cromáticas e monocromáticas são compensadas, "disse Sabesan." As imagens retinais de alta resolução assim obtidas nos permitiram quantificar a aberração cromática objetivamente e compará-la com um grande corpo de literatura dedicado a medir a aberração cromática. "