Campimetría

Conocimientos adicionales recomendados

Guía de técnicas básicas de medición en el laboratorio

Procedimientos normalizados de trabajo (PNT) para la comprobación de balanzas

¿Cómo garantizar resultados de pesaje exactos cada día?

Concepto

La campimetría, o más modernamente perimetría, es la exploración psicométrica del campo visual , o sea del espacio que es capaz de abarcar un ojo permaneciendo inmóvil. El campo visual se divide en central (abarcado por la mirada foveal) y el espacio restante o campo periférico . El campo visual central es mucho más perfecto que el periférico porque reune en alto grado varias sensibilidades (luz, color y forma). Dentro de este campo existen estímulos luminosos tales como luces, sombras, contrastes, bordes, colores, movimientos, etc. Este mosaico luminoso atraviesa el sistema óptico del ojo, se enfoca sobre la retina y estimula sus foto-receptores conos (si es de día) y neuronas intermedias. Por la vía óptica toda la información aferente precodificada en las neuronas ganglionares camina hasta el cerebro, donde es procesada (percepción) [11].

Es posible medir este proceso, produciendo una estimulación y comprobando sus efectos. Hay dos procedimientos: uno objetivo, la electrofisiología, que mide en el laboratorio los potenciales bioeléctricos generados por el estímulo^[1] [12] y otro subjetivo, la psicometría, que mide la sensación por medio de umbrales psicofísicos.

La psicometría es la medida de lo "subjetivo" y pone en relación los cambios en las propiedades físicas de la estimulación luminosa (mundo exterior) con las apreciaciones conscientes y explícitas que el sujeto hace de ellos (mundo interior). Los hallazgos de la psicofísica se presentan, según funciones matemáticas, como la relación entre los parámetros físicos del estímulo (reales) y la estimación subjetiva de estos valores (aparentes). Nadie puede saber cómo ven los demás, pero lo interesante de la psicofísica es el poder medir con cifras algo tan evanescente como es la sensación.

Psicofísica : detección y percepción

Psicofísica de la sensación.

En la psicometría fechneriana o clásica sólo interesa la relación entre el estímulo y la respuesta sensorial o sensación que evoca, concebida como algo reflexógeno parecido a una máquina adormilada que se despierta sólo ante estímulos sensoriales adecuados (psicofísica externa). La sensación sería un acontecimiento psíquico elemental, resultante de una modificación del entorno, captado como tal por los sistemas sensoriales (retina + vía óptica). Se le llama también detección. Independientemente de la estructura del estímulo, la psicofísica clásica sólo está interesada en una variable libre : la sensibilidad del observador.

Psicofísica de la percepción.

La percepción puede ser definida como "la validación de las imágenes sensoriales generadas internamente por medio de la información sensorial".^[3] La percepción sería una operación mental más elaborada de la sensación entre otras múltiples sensaciones, conocimientos previos y expectativas del sujeto. La percepción sería sensación + interpretación (interacción tálamo-cortical).^[3] En la percepción interviene el estado mental del individuo: atención, adaptación, memoria, motivaciones, y otros procesos cognitivos . La psicometría de la percepción estaría interesada en cuantificar dos variables posibles: por un lado la sensibilidad y por otro el criterio que el sujeto utiliza para hacer su juicio o interpretación perceptivos.^[4]

Por tanto la representación tálamo-cortical invalida la suposición de que la percepción sólo traduzca la realidad transportada por el sistema sensorial aferente, base y fundamento del paradigma perimétrico .

Umbral, Estimulación y Sensibilidad

Concepto de umbral . La psicometría del campo visual utiliza umbrales fechnerianos de sensibilidad luminosa diferencial. El umbral diferencial es el incremento mínimo en la magnitud del estímulo requerido para que el sujeto sea consciente de que ha habido un cambio.

Para un observador perfecto (ideal) el umbral sería el punto donde el estímulo puede tanto ser detectado como no detectado. Pero los humanos no somos observadores perfectos y los umbrales vienen definidos en términos probabilísticos: por regla general, la mitad de las veces que se presente un mismo estímulo, sería percibido y la otra mitad no. Así el umbral sería el punto donde el 50 % de las veces un estímulo es detectado .

En perimetría se llega al umbral por el método de los límites, subiendo o bajando de forma escalonada la intensidad luminosa del estímulo hasta que se perciba o se deje de percibir.

Estimulación . En la perimetría estática al uso (estímulo blanco-fondo blanco) el estímulo es circular, de tamaño fijo y luminosidad (ΔL) variable (en escalones) y aparece en una cúpula durante medio segundo y de manera sorpresiva en múltiples localizaciones predeterminadas del espacio sobre un fondo de luminosidad fija (L).

Cuando un estímulo de energía suficiente incide sobre un área de la retina sus neuronas modulan el contenido de la información hacia el tálamo. El cerebro no depende de la entrada contínua de señales del mundo externo, sino que puede también generarlas (ruido).^[5] La actividad neuronal es intrínsecamente ruidosa y sujeta a variabilidad : nunca ocurre el mismo patrón de actividad bioeléctrica aun ante el mismo estímulo.^[6] Cuando en determinada situación exploratoria la señal generada por el estímulo supera al ruido de fondo cerebral se produce la detección, pero es el cerebro quien "decide" la respuesta binaria (SI-NO).

El sujeto verbaliza o no la percepción del estímulo presentado apretando o no un pulsador. La respuesta del sujeto “si” o “no” a cada estimulación, que queda registrada en el ordenador del perímetro, no es por tanto sino un mecanismo complejo compuesto de dos procesos sucesivos: a) el primero es un proceso de detección de la señal que nos indica el grado de indemnidad del sistema neuro-sensorial (sensibilidad) y b) el segundo es un proceso de toma de decisión. El sesgo o tendencia iterativa de estas decisiones es el "criterio" natural o bias de cada cerebro (criterio β) [13]. Como sucede en otros órdenes de cosas, el criterio conservador o cauteloso mostrará una determinada tendencia natural hacia el NO y el criterio liberal o impulsivo, hacia el SI. El criterio óptimo sería el intermedio o simétrico.

La función psicométrica puede ser estudiada experimentalmente en macacos rhesus entrenados adecuadamente . Los campos visuales de los monos son muy parecidos a los de humanos y tienen una buena fiabilidad .^[7] La perimetría en niños requiere también un entrenamiento especial.^[8]

Sensibilidad . Obviamente un estímulo circular grande y muy luminoso será más fácilmente percibido que un estímulo pequeño y poco luminoso. Un estímulo pequeño y muy luminoso puede equivaler a un estímulo grande y poco luminoso (sumación espacial). La sensibilidad luminosa diferencial del sistema visual está en proporción recíproca con el umbral obtenido :

Sensibilidad luminosa diferencial = 1/luminosidad del Umbral

Por razones prácticas no se utilizan las unidades de luminancia (apostilbos [14]) (cd/m²). La unidad de sensibilidad luminosa diferencial es logarítmica ( decibelio luminoso [15] ). El dB no es uniforme para todos los aparatos sino dependiente de las condiciones técnicas de luminosidad de cada marca de perímetro.^[9]

Un estímulo percibido como umbral con el mínimo estímulo luminoso podrá equivaler a 30-34 dB (según el rango de cada marca de aparato) y significa una muy alta sensibilidad del área retiniana donde incide. Un estímulo percibido como umbral con la máxima iluminación proporcionada por el aparato significa una sensibilidad muy baja de 0 dB. Una sensibilidad baja significa clínicamente que existe un fallo cuantitativo neuronal (agonía y muerte). Habrá una correlación espacial entre el daño funcional y el daño estructural o morfológico. Aquí reside la principal conjetura de la campimetría. El impreso de campo visual que obtiene el aparato en escala de grises no es más que un mapa de sensibilidades.

En resumen, existen dos dimensiones diferentes a no confundir :

a) Lo que percibe el sujeto (mundo interior). El cerebro recibe, a través de una vía aferente dañada, una estimulación imperfecta o desvaída (menor contraste) de una parcela del universo exterior . Pero fabrica una representación interna (percepto) que procura disimularla por lo que el sujeto no tiene conciencia de su defecto (como sucede con la mancha ciega) .

b) Lo que percibimos los demás (mundo exterior). La medición instrumental de esta representación sí pone de manifiesto un escotoma medible en unidades decibelios . A su vez la comparación numérica con un área estadísticamente normal dará la cuantía del defecto.

Uso clínico

Perímetros

El instrumento usado para las pruebas de campimetría se denomina campímetro o perímetro. Hay varios modelos comerciales patentados disponibles. En su diseño, intervienen ingenieros, programadores informáticos, físicos y estadísticos. En su evaluación clínica intervienen psicólogos, oftalmólogos y optometristas ^[10] y [16].

Actualmente se utilizan cada vez más los aparatos automáticos computarizados^[11] provistos de algoritmos que filtran y purifican los errores o de estrategias que acortan el tiempo de la exploración, evitando la fatiga en lo posible. Las estrategias rápidas calculan, por proximidad, el umbral "esperado" de cada estímulo con lo que , sin afectar la precisión, se reduce considerablemente el escalonamiento y el tiempo total de la prueba.^[12] Las mejores marcas van provistas de paquetes estadísticos (Perisuite ©,Statpac ©) tomados de poblaciones normales agrupadas por edad, a efectos comparativos (defectos) .

En la práctica clínica esta exploración la lleva a cabo personal técnico optometrista^[13] [17] siguiendo instrucciones del médico. En algunos centros hospitalarios los recursos perimétricos dependen de la Dirección de Enfermería. La función del operador es garantizar que se cumplan todos los requisitos establecidos de fiabilidad . Una exploración no fiable es una exploración inútil que debe ser borrada del disco duro . Se obtiene un mapa bi o tridimensional de sensibilidad luminosa diferencial para cada ojo cuya máxima cota está en el centro y va decayendo hacia la periferia. Tridimensionalmente el campo de visión normal podría compararse a un islote de visión en medio de un mar de ceguera. El pico puede medir 34 dB (decibelios) y la orilla 0-1 dB en la pendiente de la playa. Cerca del pico hay un pozo profundo que llega al mar : es la mancha ciega , correspondiente a la papila óptica.

Validación de perímetros

La eficiencia o perspicacia discriminativa, diagnóstica o evolutiva, de un determinado perímetro viene dada por su sensibilidad y su especificidad. Definimos como sensibilidad a la capacidad de una prueba para detectar patología y como especificidad a su habilidad para definir normalidad (definidas en %)[18].

En el caso del glaucoma, al no existir un patrón oro [19] robusto de referencia (100 %) ambas cualidades suelen mostrarse bastante homogéneas en todas las marcas de perímetros probados para blanco-blanco (como media un 87 %^[14] ).

La reproducibilidad es una tercera característica de la eficiencia de un procedimiento medidor. Podemos definirla como "la habilidad en detectar una diferencia verdadera entre varias mediciones" .

Condiciones exploratorias . Variabilidad

La integración de la señal sensorial en la percepción depende de un contexto interno del cerebro muy importante : la atención (intención funcional momentánea).^[3]

El sujeto puede o no estar familiarizado con la exploración (aprendizaje). Pero en todo caso debe mantener constantemente un alto grado de concentración en toda una secuencia de tareas. Su cuota de atención se verá desgastada por la necesidad de mantener un control oculomotor rígido (fijación estable), por la incertidumbre espacial de la estimulación sugerida y por la constante inhibición ante decisiones irrelevantes o dudosas.

La perimetría es una exploración corriente y muy solicitada, pero para que sea consistente y reproducible requiere madurez cerebral y atención vigilante por parte del sujeto explorado, y habilidad expositiva por parte del explorador siendo impracticable en niños o muy ancianos y poco fiable en adolescentes (terminan el desarrollo del lóbulo frontal del cerebro hacia los 20 años). Diversas circunstancias, como la duración de la prueba y estados de ánimo variables pueden modificar los resultados .

Existen otros factores cognitivos; por ejemplo, se ha demostrado cómo, según la manera de dar las instrucciones previas, el explorador puede influir el criterio natural del explorado, por muy entrenado que esté éste.^[15]

Cuando se empezó a utilizar la perimetría automática computerizada los oculistas se dieron cuenta de que, sorprendentemente, incluso con altos niveles de concentración y en sujetos ideales, se producían oscilaciones en los umbrales al repetirlos.^[16] El factor fluctuación o variabilidad de los umbrales [20] (repitiendo dentro de la misma prueba o en pruebas sucesivas) es el talón de Aquiles de la perimetría, todavía incontrolado. Al no ser el campo visual una cantidad estable se hace difícil el diferenciar cualquier cambio sutil verdadero de entre el ruido de la variabilidad .

Existe una fluctuación normal, de pequeña magnitud, implícita en la misma definición de umbral (50 % de probabilidades).

La variabilidad anormal depende fundamentalmente de la mayor o menor sensibilidad de partida pero también del aprendizaje, la fatiga, micro-errores de fijación y otras circunstancias mal determinadas. Las áreas con pérdidas de sensibilidad (escotomas) son potencialmente fluctuantes. No son manchas grises estables dentro del campo de visión sino más bien áreas desvaídas o decontrastadas. No suelen ser concienciadas por el sujeto porque el cerebro intenta "rellenarlas"^[17] posiblemente a expensas de una mayor variabilidad bioeléctrica (ruido). El aumento de ruido conlleva un aumento de la señal + ruido y un aumento de la incertidumbre psicofísica.

Por último, como la percepción es la interpretación de lo detectado, la fluctuación del umbral en dos pruebas consecutivas (misma detección teórica) puede estar en función de los cambios en el criterio natural del sujeto explorado .

Interés de la campimetría

Desde un punto de vista médico, la campimetría pretende traducir, con la fidelidad de un mapa, la integridad sensorial de la retina y la conductividad de las vías ópticas [21] hasta la corteza occipital del cerebro. Descubrir los fallos de la retina y nervio óptico interesa en Oftalmología y se manifiestan en un solo ojo como depresiones o cráteres locales (escotomas) o generales (depresiones o hundimientos) totales o parciales del islote. Los fallos situados más atrás, en el quiasma óptico, interesan especialmente en Endocrinología por afectaciones sobre todo de la hipófisis y se manifiestan como depresiones bilaterales no muy simétricas (cuadrantanopsias o hemianopsias) llamadas heterónimas. Los fallos en las vías ópticas postquiasmáticas cerebrales (compresiones, hemorragias, desmielinizaciones etc) interesan en Neurología y se traducen por hemianopsias bilaterales de una gran regularidad, congruencia y simetría por lo que se llaman homónimas, en las que la parte ciega corresponde a una afectación en el hemisferio cerebral contrario.

Por costumbre y economía los pacientes suelen ser referidos a los Servicios de Oftalmología para la práctica de una campimetría. Hay que tener en cuenta que muchos programas y estrategias de los perímetros automáticos comerciales están preparados sólo para Glaucoma.

Perimetría en el glaucoma

La enfermedad ocular de definición perimétrica por excelencia es el glaucoma crónico.^[18]

El patrón oro diagnóstico para el glaucoma resulta ser en cierta manera una tautología porque precisamente el glaucoma se define perimétricamente. Al contrario de otras enfermedades, el glaucoma no tiene ningún marcador o gold standard extraperimétrico o independiente (como podría ser un test serológico ) .

La definición perimétrica de glaucoma es sumamente imprecisa o artificiosa, en especial cuando concierne a poblaciones pretendidamente sospechosas . Con frecuencia se recurre al juicio de expertos que se basan en unos cuantos principios heurísticos . El valor de los indicadores elegidos y puntos de corte, sean índices globales o patrones espaciales de pérdida de sensibilidad (defecto medio, varianza, clusters etc.) depende de la marca del perímetro, la metodología o el criterio del grupo de expertos .

La progresión funcional o campimétrica del glaucoma ocurre a largo plazo en tres fases: oculta, de aumento de umbrales y crítica.^[19]

a) Inicialmente hay un período oculto en el que la perimetría convencional más válida permanece normal (muda). Es lo que se llama una clase latente: existe una enfermedad real, pero es indetectable. Si el glaucoma es una enfermedad de definición perimétrica ¿cómo pretender acortar el período pre-perimétrico ? : aumentando la sensibilidad.

Al efecto se están desarrollando nuevos criterios perimétricos usando estimulación cualitativamente diferente:^[14] estímulos coloreados, con estructura sinusoidal y contraste variable, parpadeantes, en movimiento etc. Es una estimulación dirigida al estado agónico neuronal y a sus dificultades de transmisión axonal.^[20]

Son procedimientos experimentales cuya validación diagnóstica resultará necesariamente especulativa y tautológica ante poblaciones en esta fase del glaucoma .

1) La determinación del valor discriminativo isocrónico (sensibilidad y especificidad en el momento presente) se consigue pareando con un supuesto patrón oro perimétrico más laborioso (estrategia de umbrales completos) pero igualmente ambiguo (el test a validar podría y debería ser más válido que su referente).

2) La determinación del valor predictivo [22] (sensibilidad y especificidad proyectadas hacia un futuro) no puede conseguirse por falta de patrón oro independiente en el glaucoma. Se experimenta con la matemática bayesiana recurriendo a la prevalencia.^[21]

b) La segunda fase o de umbrales aumentados (defectos difusos o focales en el campo visual) se muestra intermitente induciendo a la confusión diagnóstica. Los defectos aparecen y desaparecen con gran variabilidad. Según la efectividad terapéutica los defectos pueden tardar bastantes años en consolidarse como patrones identificables.

En cualquier momento de esta etapa se suscitará la cuestión de la progresividad/estabilidad de la enfermedad (o lo que es lo mismo, progresión SI-NO) por su impacto terapéutico. En un ensayo clínico que implique series perimétricas consecutivas el concepto de progresión (SI-NO) no sería sino un parámetro "blando" porque es una situación más que una magnitud . Si la progresión tiene una métrica definida en el protocolo es por un acuerdo previo de expertos y, además, está inmersa en la incertidumbre de una variabilidad creciente.

Con estas reservas, series perimétricas consecutivas, realizadas cada seis meses y analizadas con los programas estadísticos especiales de algunas marcas de perímetros (análisis de eventos y de tendencias) [23], indicarán si la enfermedad progresa o permanece estable (tanto global como focalmente).^[22]

La validación de estos programas detectores de progresión adolece de idénticas limitaciones con una mucha mayor variabilidad. Por interés de reproducibilidad es más práctico utilizar siempre un mismo perímetro y una misma estrategia exploradora de confianza, procurando que contenga el máximo de información en el mínimo tiempo (v.g. TOP 32 de Octopus©, SITA estandard de Humphrey©).

c) Pasada esta fase la enfermedad entra en una etapa crítica de glaucoma evolucionado con deterioro progresivo a pesar del tratamiento tensional correcto, que puede terminar en la ceguera.^[23]

Resumen

Quedan algunas cuestiones perimétricas importantes por resolver :

1.Encontrar las causas y depurar la inestabilidad de los umbrales repetidos (variabilidad).

2.Homogeneizar con exactitud la definición perimétrica (normal/anormal) de glaucoma y la cuantificación del concepto de progresión .

3.Establecer la capacidad predictiva de los tests perimétricos .

4.La investigación perimétrica (inventos) sólo tiene un sentido : superar la eficiencia ya existente buscando por el momento procedimientos con mayor sensibilidad (situación que sólo se dará con el descubrimiento de un patrón oro independiente) y procedimientos con menor variabilidad .

Referencias

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2. ↑ Committee on Vision. Commission on Behavioral and Social Sciences and Education. National Research Council: "Emergent techniques for assessment of visual performance". National Academy Press. Washington. 1985, pág. 37-43 .[2]
3. ↑ ^{a b c d} Rodolfo Llinás : "El cerebro y el mito del yo. El papel de las neuronas en el pensamiento y el comportamiento humano". Belacqua. Barcelona. 2003 , págs. 4, 137, 236-259
4. ↑ Swets, J.A.; Tanner, W.P. y Birdsall, T.C.: Decission processes in perception. Psychological Reviews, 68; 301-340, 1961
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8. ↑ Chantal Tschopp y cols. : Automated visual field examination in children aged 5-8 years. Part I: experimental validation of a testing procedure. Vision Res,38; 2203-10, 1998
9. ↑ International Perimetric Society. 1990 Perimetry Standard [4].
10. ↑ Manuel Castro Bouzas : "Algo básico sobre los instrumentos de medida: validez, fiabilidad y especificidad". Rev. Gallega de Terapia Ocupacional, 2; 1-16, 2005 ] [5]
11. ↑ Weijland, A., Fankhauser, F.,Bebie, H., Flammer, J. : Automated Perimetry. Visual Field Digest. 5ª ed. Berna 2004
12. ↑ King A.J.W., Taguri A., Wadood A.C., Azuara-Blanco A.: Comparison of two fast strategies, SITA Fast and TOP, for the assessment of visual fields in glaucoma patients . Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol., 240:481–487, 2002 .[6]
13. ↑ Pérez Alonso, B. : Realización de una perimetría automatizada. Gaceta Óptica 400; 10-14. enero 2006
14. ↑ ^{a b} González de la Rosa, M.: Estado actual del diagnóstico y control evolutivo del glaucoma. Arch Soc Esp Oftalmol., 78; 299-313, 2003.[7]
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16. ↑ Flammer, J., Drance, S. M., Zulauf, M.: Differential light threshold. Short- and long-term fluctuation in patients with glaucoma, normal controls, and patients with suspected glaucoma. Archives of Ophthalmology, 102;704–706, 1984
17. ↑ Ramachandran, VS.,[9] , Gregory, RL.: Perceptual filling in of artificially induced scotomas in human vision. Nature, 350 (6320); 669-702, 1991
18. ↑ Un estudio más pormenorizado sobre este tópico puede obtenerse en : Alfredo Benjumeda Salinas "La nueva perimetría clásica en el manejo del Glaucoma". Presentación ppt. Alcon Cusí. Masnou. 2002
19. ↑ Tan JCH, Franks WA, Hitchings RA: Interpreting glaucoma progression by white-on-white perimetry. Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol., 240; 585–592, 2002.
20. ↑ M. Gonzalez-Hernandez, M. Gonzalez de la Rosa, R. Rodriguez de la Vega, A. Hernandez-Vidal.: "Long-Term fluctuation on standard Automatic Perimetry, Pulsar Perimetry and Frequency-Doubling technology in early glaucoma diagnosis". Ophthalmic Res., 39; 338-47,2007
21. ↑ Thomas Louis : Introduction to Bayesian methods II:fundamental concepts . Clinical Trials 2: 291–294, 2005
22. ↑ Alfredo Benjumeda : Visual field progression in Glaucoma. A review. Curso de la Universidad de Sevilla. 2006 .[10]
23. ↑ J.E. Oliver y cols.: Blindness and Glaucoma: A Comparison of Patients Progressing to Blindness From Glaucoma With Patients Maintaining Vision . Amer. Journ. Ophthalmol, 133; 764-772, 2002

Véase también

• Psicofísica
• Escalamiento psicofísico
• Teoría de detección de señales (TDS).
• Glaucoma
• Committee on Vision. Commission on Behavioral and Social Sciences and Education. National Research Council: "Emergent techniques for assessment of visual performance". National Academies Press .Washington. 1985 [24]