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Fabiano Gruppo Editoriale


Copyright 2017 FGE srl – Fabiano Gruppo Editoriale

Gli Autori e l’Editore declinano ogni responsabilità per eventuali errori contenuti nel testo. Tutti i diritti sono riservati. È vietata ogni riproduzione totale o parziale

Grafica e stampa: FGE srl

ISBN 978-88-97929-70-3

FGE srl – Fabiano Gruppo Editoriale Reg. Rivelle 7/F – 14050 Moasca (AT) – Tel. 0141 1706694 – Fax 0141 856013 info@fgeditore.it – www.fgeditore.it


Coordinatore Luigi Mele

Autori Luigi Mele Medico Chirurgo Oculista Andrea Piantanida Medico Chirurgo Oculista Mario Bifani Medico Chirurgo Oculista

Contributors Costantino Bianchi Medico Chirurgo Oculista

Antonio Mocellin Medico Chirurgo Oculista

Gianni Boccacini Fisico IRSOO

Italo Muzza Ortottista

Decio Capobianco Medico Chirurgo Oculista

Roberta Nobili Ortottista

Mario Casini Medico Chirurgo Oculista

Paolo Perri Medico Chirurgo Oculista

Ciro Costagliola Medico Chirurgo Oculista

Matteo Piovella Medico Chirurgo Oculista

Carla Gallenga Medico Chirurgo Oculista

Manuela Spera Ortottista

Pier Enrico Gallenga Medico Chirurgo Oculista

Pasquale Troiano Medico Chirurgo Oculista

Gioacchino Gesmundo Ottico

Salvatore Troise Medico Chirurgo Oculista

Barbara Kusa Medico Chirurgo Oculista

Marica Vampo Fisico IRSOO

Michele Lanza Medico Chirurgo Oculista


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Introduzione Affrontare la refrazione in tempi di computer potrebbe sembrare anacronistico e forse anche un po’ inutile. In realtà la pratica clinica quotidiana specie in oftalmologia pediatrica ci obbliga ad avere dimestichezza con tecniche che esulano dall’utilizzo di macchinari sofisticati. Ancora oggi utilizzare tecniche manuali per diagnosticare i difetti visivi nell’adulto ed ancor di più nei bambini risulta un passaggio non solo necessario ma anche inevitabile al fine di poter prescrivere una correzione “giusta”. È infatti sull’analisi accurata e precisa della refrazione che si basa la gestione sia dell’ambliopia sia dello strabismo sia di tutte le patologie oculari. Si potrebbe dire che proprio la refrazione è la “pietra angolare” della terapia oculistica: bisogna considerare infatti che risulta molto difficile se non impossibile richiedere al bambino e talvolta anche all’adulto, quella collaborazione che permette l’utilizzo di computer o quant’altro con sufficiente precisione ed accuratezza. Per questi motivi spinti dalla esigenza di fornire un supporto a tutti i medici oculisti ed a tutti gli ortottisti nasce questo testo con una parte elettivamente dedicata alla refrazione nel bambino. Molte delle regole descritte potranno essere agevolmente utilizzate coi pazienti, adulti o bambini che siano, consentendo ai colleghi di intervenire in maniera semplice “sul campo” laddove non esistano strumentazioni adeguate. Pur consapevoli della presenza di opere dedicate alla refrazione che hanno rappresentato e rappresentano ancora oggi il punto di riferimento per “imparare a dare gli occhiali”, abbiamo ritenuto opportuno cercare di semplificare gli argomenti dando un taglio pratico alla loro descrizione, riservando al lettore la facoltà di approfondirli leggendo le opere già pubblicate in passato. Si spera che l’utilizzo di questo manuale possa contribuire ad agevolare la pratica quotidiana di chi si troverà ad affrontare i problemi refrattivi da cui dipendono il trattamento delle più comuni patologie oculari. Un sentito ringraziamento ai contributors che con professionalità hanno collaborato alla stesura di alcuni capitoli di quest’opera, trasfondendo in essi il loro sapere e la loro esperienza. Un encomio particolare va anche al Dott. Costantino Bianchi ed alla giovane ortottista Dr.ssa Gulia Gerosa per il paziente e preciso lavoro di revisione. Luigi Mele Andrea Piantanida Mario Bifani


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Indice PARTE PRIMA CAPITOLO 1 – Le radiazioni elettromagnetiche (L. Mele, C. Caruso) Le caratteristiche fisiche La polarizzazione Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche La radiazione del visibile La spettrofotometria

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CAPITOLO 2 – Ottica geometrica (M. Bifani, G. Boccacini, M. Vampo) Riflessione Rifrazione Radiazione policromatica Numero di Abbe Prisma Diottro sferico Lente sottile Lenti astigmatiche Lenti prismatiche Convenzione degli ottici

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CAPITOLO 3 – Acuità visiva (L. Mele, P. Troiano) Introduzione Definizione di acuità visiva Unità di misura dell’acuità visiva Notazione decimale Scala di Monoyer Frazione di Snellen Scala LogMAR Cicli per grado (c/g) Strumenti per la valutazione dell’acuità visiva Calcolo del valore di AV Fattori che influenzano l’acuità visiva Curiosità

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CAPITOLO 4 – Occhio schematico (M. Bifani, M. Lanza) Introduzione L’occhio “esatto” di Gullstrand Poteri diottrici della cornea Poteri diottrici del cristallino Potere totale dell’occhio Definizione di emmetropia e ametropia (miopia e ipermetropia) Occhio emmetrope Occhio ametrope Disco di diffusione: definizione e calcolo del suo diametro

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CAPITOLO 5 – Ametropie sferiche ed astigmatismo (L. Mele, C. Gallenga, P. Perri) Introduzione La miopia: introduzione e definizione Genetica della miopia Classificazione della miopia Sintomi e segni della miopia Ipermetropia e sue classificazioni Sintomi e segni dell’ipermetropia Astigmatismo: introduzione e definizione

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L’astigmatismo oculare Classificazione dell’astigmatismo Sintomi dell’astigmatismo Cheratocono e microambiente CAPITOLO 6 – Accomodazione e convergenza (L. Mele, P.E. Gallenga) Introduzione Filogenesi dell’accomodazione Punto prossimo Punto remoto Variazioni fisiologiche nel processo dell’accomodazione Accomodazione da sfuocamento Profondità di fuoco e di campo Accomodazione prossimale Accomodazione da vergenze orizzontali Accomodazione aggregata Stato di riposo dell’accomodazione Misura del potere accomodativo Convergenza Unità di misura della convergenza Componenti della convergenza

pag. 105

CAPITOLO 7 – Cassetta lenti di prova e forottero (M. Bifani, D. Capobianco) Descrizione cassetta di lenti Il posizionamento del portalenti La centratura delle lenti di prova Forottero Lenti accessorie del forottero Vantaggi nell’uso del forottero Svantaggi nell’uso del forottero Oftalmometria

pag. 121

CAPITOLO 8 – Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo (M. Bifani, B. Kusa) Anamnesi Valutazione dell’acuità visiva Foro stenopeico Punto prossimo di accomodazione Occhio dominante Test del filtro rosso (dominanza sensoriale) Test del foro (dominanza motoria) La schiascopia o retinoscopia Esecuzione dell’esame Schiascopia statica: i movimenti Ricerca della lente corretrice Schema riassuntivo Ametropia astigmatica Fonti d’errore nella schiascopia Autorefrattometro

pag. 133

pag. 147 CAPITOLO 9 – Refrazione monoculare (M. Bifani, S. Troise) Compensazione della miopia Compensazione dell’ipermetropia Metodiche di misura dell’ipermetropia Compensazione dell’astigmatismo con il quadrante per astigmatici Procedura d’esame con il quadrante per astigmatici Esempio pratico Compensazione dell’astigmatismo con il cilindro crociato di Jackson Utilizzo del cilindro crociato per l’evidenziazione del potere e dell’asse del cilindro correttore


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CAPITOLO 10 – Bilanciamenti monoculari e binoculari (L. Mele, A. Mocellin) Rifinitura della sfera Test bicromatico o Duochrome Test del reticolo a croce Utilizzo di lenti di ± 0,25 dt Test di bilanciamento binoculare Filtri ed ottotipi polarizzati Prismi dissocianti

pag. 157

CAPITOLO 11 – Presbiopia (L. Mele, M. Piovella) Variazioni del cristallino e dell’accomodazione con l’avvento della presbiopia La presbiopia Classificazione della presbiopia Eziologia della presbiopia Fattori che influenzano l’insorgenza della presbiopia Sintomatologia soggettiva Determinazione dell’addizione Determinazione dell’addizione secondo Bennon Determinazione dell’addizione secondo Bennet Tabelle Determinazione dell’addizione secondo il metodo del minimo e massimo positivo Verifica dell’addizione Controllo dell’intervallo di visione nitida Verifica dell’addizione con reticolo a croce e cilindro crociato Verifica dell’addizione con il test bicromatico

pag. 171

CAPITOLO 12 – Anisometropia e refrazione binoculare (L. Mele, C. Costagliola) Introduzione Visione del soggetto anisometrope Influenza dell’anisometropia sullo sviluppo del sistema visivo Tecnica di esame Test delle 4 luci di Worth Lang stereotest 1 e 2 Titmus fly stereotest Schiascopia Esame refrattivo soggettivo Refrazione binoculare Vantaggi dell’esame in visione binoculare Metodo vettografico Setto separatore di Turville Sospensione foveale (annebbiamento monoculare) HIC Test

pag. 183

CAPITOLO 13 – Deviazioni oculari latenti: le forie (L. Mele, C. Bianchi) Il sistema motorio e le sue anomalie Gli squilibri del sistema motorio: forie e tropie Classificazione degli squilibri muscolari latenti Esame dello stato eteroforico Tecniche soggettive per l’evidenziazione delle forie Test di Schober Test di Hering Tecnica con cilindro di Maddox Metodo di Von Graefe Tecniche oggettive per l’evidenziazione delle forie: cover test Cover/Uncover Test Cover Test Alternato Confronto tra Cover/Uncover Test e Cover Test Alternato

pag. 197


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Misura dell’entità delle forie Importanza della valutazione delle forie

PARTE SECONDA CAPITOLO 14 – Acutezza visiva in età pediatrica (A. Piantanida) Introduzione Definizione e caratteristiche Metodi oggettivi di misurazione dell’acutezza visiva Le scale di misura: ottotipo decimale ed ottotipo logaritmico Soglie ed indovinamento Metodi di utilizzo degli ottotipi a progressione logaritmica Le analisi statistiche della misura dell’ acutezza visiva

pag. 209

CAPITOLO 15 – La refrazione in età pediatrica (A. Piantanida) Validità Validità di criterio Validità predittiva Validità concorrente Accomodoazione Accomodazione binoculare Ampiezza accomodativa Cicloplegia Effetti collaterali dei cicloplegici

pag. 225

CAPITOLO 16 – Il Riflesso rosso del fundus e la refrazione in età pediatrica (A. Piantanida, R. Nobili) Quadri clinici del riflesso rosso

pag. 233

CAPITOLO 17 – La schiascopia in età pediatrica (A. Piantanida) La schiascopia a striscia La schiascopia sferica Cause di errore nella schiascopia La schiascopia cilindrica

pag. 237

CAPITOLO 18 – La motilità oculare e la refrazione (A. Piantanida, M. Spera) Anatomia della motilità oculare Duzioni versioni e vergenze Disallineamento oculare: strabismo Il Prisma Influenza delle lenti oftalmiche sulla motilità oculare Strabismo e vizi refrattivi

pag. 247

PARTE TERZA CAPITOLO 19 – La montatura nell’adulto (L. Mele, M. Casini) Definizioni Parti fondamentali della montatura Sistemi di misura Sistemi di riferimento Angolo pantoscopico Angolo di avvolgimento Montature in materiali di sintesi Materiali di Sintesi Metodi di costruzione di una montatura in materiali di sintesi Montature in metallo Classificazioni

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Parti fondamentali della montatura in metallo Metodi di costruzione di una montatura in titanio La montatura per lenti progressive CAPITOLO 20 – Le lenti oftalmiche (L. Mele, G. Gesmundo) Costruzione delle lenti oftalmiche Materiali organici Vetro minerale I materiali costitutivi delle lenti oftalmiche La refrazione La dispersione La trasparenza Vetro minerale Vetri organici Cr 39 Materiali ad alto indice di refrazione Geometria delle lenti oftalmiche Lenti sferiche Lenti asferiche Lenti toriche Ottica delle lenti oftalmiche Lenti monofocali Lenti bifocali Lenti da interno o indoor Lenti progressive Lenti oftalmiche personalizzate: la tecnologia free form I filtri delle lenti oftalmiche Lenti da sole Lenti fotocromatiche Lenti a filtro selettivo Lenti polarizzanti Lenti a filtro blu I trattamenti delle lenti Il trattamento antiriflesso Il trattamento indurente Il trattamento idrorepellente La tempera

pag. 291

pag. 317 CAPITOLO 21 – L’occhiale in età pediatrica (A. Piantanida) Caratteristiche generali di una montatura Le montature pediatriche: conformazione, materiali e caratteristiche morfologiche Le montature in gomma o polimeri biocompatibili Montature per lo sport Lenti: potere, distanza, ingrandimento ed effetti derivanti dal loro utilizzo proprio e improprio Occhiali con lenti bifocali nei bambini: tipologie e indicazioni per l’impiego Occhiali con lenti da sole e fotocromatiche nel bambino Conclusioni

CAPITOLO 22 – La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica (A. Piantanida, I. Muzza) Quando le lenti a contatto nei bambini Multifocali a visione simultanea Multifocali a traslazione I materiali delle lenti a contatto L’occhio ed i parametri pediatrici

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CAPITOLO 23 – La compilazione della ricetta (M. Bifani)

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PARTE PRIMA


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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Capitolo 1 – Le radiazioni elettromagnetiche L. Mele, C. Caruso Caratteristiche fisiche Alcuni fenomeni fisici possono essere spiegati assumendo che l’energia luminosa sia costituita da onde, mentre altri fenomeni vengono spiegati accettando che, la stessa, sia costituita da particelle discrete (fotoni), ciascuna dotata di una energia E legata alla frequenza della radiazione dalla relazione di Einstein del 1905. Oggi con il termine radiazione s’intende ogni forma di energia che si propaga mediante onde e particelle in moto. La materia è formata da atomi costituiti da un nucleo, dotato di carica elettrica positiva, e da elettroni dotati di carica elettrica negativa. Un elettrone immobile genera, a causa della sua carica, una forza elettrica nello spazio circostante, il campo elettrico. Questo campo elettrico, generato dall’elettrone, viene perturbato dal cambiamento di distanza, dall’elettrone stesso, durante la sua oscillazione attorno al nucleo. La variazione del campo elettrico genera un campo magnetico. La radiazione elettromagnetica, quindi, è un fenomeno ondulatorio dovuto alla propagazione di perturbazioni periodiche di un campo elettrico e di un campo magnetico, oscillanti in piani tra di loro ortogonali. Essa viaggia nel vuoto alla velocità di 2.99x108 m/s, mentre nell’acqua (mari, oceani...) si riduce a circa 2.2x108 m/s, e può essere descritta matematicamente dalle equazioni di Maxwell, in base alla quale: “…ogni qual volta si verifica una variazione di campo elettrico si genera un campo magnetico; viceversa, da un campo magnetico variabile nel tempo si genera un campo elettrico. Una perturbazione elettromagnetica, una volta che si è generata, si propaga nello spazio anche quando viene a cessare la causa che l’ha originata…”. I parametri che caratterizzano le radiazioni elettromagnetiche sono: – Lunghezza d’onda (λ), ovvero lo spazio percorso da un’onda per compiere un’oscillazione completa. Essa viene definita anche come distanza tra due creste o due ventri vicini; – Velocità di propagazione nel vuoto (c), ovvero la distanza percorsa da un’oscillazione nell’unità di tempo e che, nel caso delle radiazioni elettromagnetiche, è la velocità della luce che nel vuoto raggiunge il suo valore massimo e viene indicata con co = 3x108 m/s; negli altri mezzi invece tale velocità è pari a co/n, dove n è una costante tipica del mezzo nel quale si propaga l’onda ed è detta indice di refrazione assoluto del mezzo. Non esistono mezzi nei quali n sia minore di uno, cioè la luce nel vuoto si propaga con la massima velocità possibile; – Frequenza (ν), ovvero il numero di oscillazioni nell’unità di tempo. Essa è espressa in Hertz (Hz, dove 1 Hz = 1s-1); – Periodo (T), ovvero l’intervallo di tempo che intercorre tra due passaggi consecutivi della cresta in uno stesso punto. Tutti questi elementi caratteristici delle onde elettromagnetiche sono legati tra loro dalle seguenti relazioni:


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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Benché la velocità c sia la stessa per tutte le onde elettromagnetiche, la lunghezza d’onda e la frequenza possono variare notevolmente. Esse sono, naturalmente, l’una inversamente proporzionale all’altra: quanto maggiore è la lunghezza d’onda tanto minore è la frequenza.

1.3 La polarizzazione Il campo elettromagnetico, la cui variazione nel tempo e nello spazio provoca le onde elettromagnetiche, è un vettore caratterizzato da una vibrazione, cioè da un modulo di direzione e verso. La direzione del vettore campo elettrico è denominata “direzione di polarizzazione”. Le onde elettromagnetiche sono trasversali, il che sta ad indicare che il vettore campo elettrico giace sempre in un piano perpendicolare alla direzione di propagazione, detto piano di vibrazione. Quando il campo elettrico-magnetico oscilla su una linea retta si parlerà di polarizzazione lineare, ma se la direzione di polarizzazione cambia nel tempo, il vettore campo elettrico potrà vibrare lungo una circonferenza, polarizzazione circolare, oppure su una ellissi, polarizzazione ellittica. In natura è presente la radiazione non polarizzata, cioè quella radiazione la cui polarizzazione varia continuamente in maniera casuale. Per ottenere una radiazione polarizzata si usano i polarizzatori, dispositivi che, investiti da una radiazione priva di una ben precisa direzione di polarizzazione danno luogo a luce completamente o parzialmente polarizzata. Un esempio tipico di polarizzatore della luce visibile è il materiale Polaroid, che consiste di un sottile strato di piccoli cristalli di herapatite (un sale di iodio e chinino) tutti allineati con i loro assi paralleli. Questi cristalli assorbono la luce quando le oscillazioni sono in una direzione, mentre non l’assorbono quando le oscillazioni sono in un’altra direzione. Gli occhiali muniti di lenti Polaroid sono quindi particolarmente adatti a ridurre la luce non polarizzata, quale è quella che si ottiene per riflessione su superfici come acqua, asfalto e neve.

1.4 Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche L’insieme di tutte le lunghezze d’onda elettromagnetiche costituisce il cosiddetto spettro elettromagnetico, suddiviso in regioni parzialmente sovrapposte. L’intervallo di frequenza entro il quale le onde elettromagnetiche sono oggetto di applicazione e di studio è estremamente ampio essendo compreso fra un migliaio di Hertz e circa 1025 Hertz (e oltre). A seconda della loro frequenza, le onde elettromagnetiche sono prodotte da tipi di sorgenti diverse, hanno proprietà diverse e in particolare hanno diverse modalità di interazione con la materia. In base al loro livello energetico, verranno distinte in ionizzanti e non ionizzanti (Figura 1). Le radiazioni non ionizzanti sono dotate di livelli energetici bassi e non interagiscono con la materia a livello molecolare quanto a livello superficiale illuminandola e causandone l’innalzamento termico. Ne fanno parte le radiazioni del visibile (luce), le radiazioni infrarosse, le microonde e le onde radio. Le radiazioni ionizzanti, invece, sono quelle a più alta energia in grado, quindi, di interagire con la materia a livello molecolare modificandola e/o alterandola. Ne fanno parte le radiazioni UVA, UVB, UVC, i raggi X, i raggi gamma ed il nucleare.


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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Figura 1. Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche

Le radioonde, onde invisibili del tipo generato e rivelato per la prima volta da Hertz, hanno frequenza compresa tra 103 Hertz e circa 109 Hertz. I segnali televisivi, le onde corte, le onde radar, i segnali radio AM (amplitude modulation, modulazione di ampiezza) e FM (frequency modulation, modulazione di frequenza) sono particolari tipi di radioonde. Vengono generati da circuiti elettronici che fanno oscillare cariche elettriche le quali, quando vengono accelerate, emettono energia. Le onde radio sono impiegate in radiotelegrafia, nelle trasmissioni radiofoniche, telefoniche, televisive, radar, nei sistemi di navigazione e nelle comunicazioni spaziali. Le microonde hanno frequenze comprese tra 109Hz e alcune unità di 1011Hz e lunghezza d’onda compresa tra 0,3x109 nm e 0,3x106 nm e sono generate da dispositivi meccanici (cavità risonanti, guide d’onda). Le microonde attraversano l’atmosfera terrestre senza subire interferenze, come accade invece per le onde radio, e possono penetrare attraverso nubi e foschia, a differenza della radiazione visibile e infrarossa (che hanno lunghezza d’onda inferiore). Sono usate nella ricerca (studi atomici e molecolari) e in telecomunicazioni (radar e GPS). Vengono inoltre facilmente assorbite dalle molecole d’acqua contenute negli alimenti, facendoli riscaldare rapidamente (forno a microonde). La radiazione infrarossa (IR) occupa l’intervallo di lunghezze d’onda (frequenza) compreso tra 1mm e 750 nm (300 GHz e 400 THz). La banda dell’infrarosso è comunemente divisa in tre parti: FAR, MID, NEAR. La regione FAR è vicina alla banda delle microonde, la NEAR è vicina alla banda della luce visibile. Circa il 50% della radiazione solare è emessa nella regione infrarossa (NEAR, vicina al visibile), il resto è emesso nel visibile e, in piccola parte, nell’ultravioletto. La terra, a una temperatura media di circa 15°C, emette nell’infrarosso. La radiazione infrarossa viene spontaneamente emessa dai corpi caldi, in cui gli atomi vengono eccitati tramite gli urti causati dall’agitazione termica. Se assorbiti da una molecola, i quanti hanno un’energia sufficiente a provocare un moto vibrazionale, che si traduce in un aumento di temperatura. L’emissione infrarossa è utilizzata in medicina per terapie fisiche e, nella ricerca, per lo studio dei livelli energetici vibrazionali. Molti animali, come i serpenti, sono sensibili all’infrarosso. Il vetro è opaco all’infra-


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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rosso, il che spiega il cosiddetto effetto serra. Infatti la luce che attraversa il vetro di una serra viene assorbita dalle piante e riemessa sotto forma di infrarosso, il quale rimane intrappolato provocando l’aumento di temperatura all’interno della serra. La radiazione visibile (o semplicemente luce) (Figura 2) ha frequenza compresa tra 3,8x1014 Hz e 7,9x1014 e lunghezza d’onda compresa tra 380 nm e 780 nm. Il campo della luce del visibile è molto ristretto rispetto all’intero spettro delle radiazioni, ma è estremamente importante per gli organismi viventi poiché l’occhio della maggior parte di essi è sensibile a queste radiazioni. La luce viene emessa da atomi e molecole quando i relativi elettroni compiono transizioni da uno stato metastabile o instabile alla stato fondamentale, o da cariche microscopiche in movimento per agitazione termica a temperature molto elevate. In particolare il Sole (la cui temperatura superficiale è prossima a 6000 gradi) emette uno spettro di radiazioni il cui massimo è centrato intorno ad una lunghezza d’onda di circa 5000 U.A. (1 U.A.=10-7mm) e si estende dall’ultravioletto al vicino infrarosso. I raggi ultravioletti (UV) (Figura 3) occupano l’intervallo di lunghezza d’onda compreso tra la luce visibile e i raggi X, ossia tra: 400 nm e 10 nm (750 THz e 30000 THz) ed energie tra 3 eV e 124 eV. In fisica la radiazione ultravioletta è divisa in quattro regioni: Near (400-300 nm), Middle (300-200 nm), Far (200-100 nm), Extreme (sotto i 100 nm). Quando si considera l’impatto dei raggi UV sull’ambiente e sulla salute umana, sono evidenziate tre regioni dello spettro UV: UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) e UV-C (280-100 nm). La sorgente naturale più importante di radiazione UV è il sole. La radiazione UV che raggiunge la superfice terrestre è circa il 9% (circa 120 W/m2) della radiazione solare al top dell’atmosfera. L’atmosfera terrestre, tramite processi di assorbimento e diffusione, agisce come un filtro rispetto alle radiazioni provenienti dal sole. In particolare: – la radiazione UV- C (la più dannosa per la vita a causa del suo alto contenuto energetico) vie- Figura 2. La radiazione del visibile ne completamente assorbita dall’ozono e dall’ossigeno degli strati più alti dell’atmosfera; – la radiazione UV-B viene anch’essa in buona parte assorbita, ma una non trascurabile percentuale (circa il 1520%) riesce a raggiungere la superficie terrestre; è responsabile di bruciature solari e di cancro alla pelle. – la radiazione UVA riesce in buona parte (circa il 55-60%) a raggiungere la superficie terrestre. Figura 3. Lo spettro dell’ultravioletto


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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Sono utilizzati nelle lampade germicide (UV-C), dove distruggono microorganismi quali batteri, virus, muffe, ecc., e sono usate per assicurare la sterilità di utensili e ambienti ospedalieri. Trovano largo uso nelle lampade UV (UV-A), per favorire l’abbronzatura, e nel laser UV (UV-B) in applicazioni industriali (incisioni con laser) e in medicina (dermatologia). I raggi X hanno frequenza compresa fra circa 3x1017Hz e 5x1019Hz e lunghezza d’onda compresa tra i 6x10-1nm e 6x10-3 nm. I raggi X hanno energia sufficiente per provocare transizioni di elettroni atomici più interni, danneggiare le cellule viventi e possono penetrare nei tessuti biologici. L’atmosfera terrestre assorbe al 95% i raggi X provenienti dall’universo, cosa che rende merito del fatto che la maggior parte è prodotta artificialmente dall’uomo. Il loro diverso assorbimento ad opera dei tessuti di diversa consistenza e densità rende possibile il loro impiego in diagnostica medica (radiografia e radioscopia). Trovano inoltre applicazioni in radiochimica e Medicina. Rosalind Franklin, al King’s College di Londra, utilizzò la diffrazione a raggi X per studiare fibre di DNA. Con i risultati che ottenne (tra il 1951 e il 1953) diede un contributo fondamentale alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA. James Watson e Francis Crick ebbero modo di conoscere foto e dati elaborati (non ancora pubblicati) dalla Franklin: i risultati della Franklin furono per loro molto utili nell’elaborazione del modello della doppia elica del DNA (marzo 1953). I raggi gamma hanno frequenze superiori a 3x1018 Hz con lunghezze d’onda minori a 10-1 nm e sono prodotte nei decadimenti radioattivi gamma, in interazioni tra particelle (annichilazione elettrone-positrone, decadimento del pione neutro); processi tipici delle reazioni nucleari. Raggi X e raggi γ hanno un intervallo energetico di sovrapposizione. Tipicamente, quando possibile, le due radiazioni sono distinte e definite (X o γ) in base alla loro origine: raggi X se emessi da elettroni al di fuori del nucleo, raggi γ se emessi dal nucleo (decadimenti radioattivi). Vengono impiegati nella medicina nucleare attraverso varie metodiche diagnostiche quali SPECT (Tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli), PET (Tomografia a emissione di positroni), oppure in applicazioni terapeutiche quali la Cobalto terapia.

1.5 Le radiazione del visibile All’interno dello spettro elettromagnetico, solo una piccolissima porzione appartiene al cosiddetto spettro visibile (Figura 4), cioè all’insieme delle lunghezze d’onda

Figura 4. Lo spettro della luce visibile è solo una piccola porzione dell’intero spettro elettromagnetico


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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a cui l’occhio umano è sensibile e che sono alla base della percezione dei colori. Le differenze individuali possono far variare leggermente l’ampiezza dello spettro visibile. In linea di massima, comunque, esso si situa tra i 380 e i 780 nanometri: alla lunghezza d’onda minore corrisponde la gamma cromatica del blu-violetto, alla lunghezza d’onda maggiore corrisponde invece la gamma dei rossi. Il termine luce (dal latino lux) si riferisce, quindi, alla porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall’occhio umano, ed è approssimativamente compresa tra 400 e 700 nanometri di lunghezza d’onda. Questo intervallo coincide con il centro della regione spettrale della luce emessa dal sole che riesce ad arrivare al suolo attraverso l’atmosfera. I limiti dello spettro visibile all’occhio umano non sono uguali per tutte le persone, ma variano soggettivamente e possono raggiungere i 720 nanometri, avvicinandosi agli infrarossi, e i 380 nanometri avvicinandosi agli ultravioletti. La presenza contemporanea di tutte le lunghezze d’onda visibili, in quantità proporzionali a quelle della luce solare, forma la luce bianca. La luce, come tutte le onde elettromagnetiche, interagisce con la materia. I fenomeni che più comunemente influenzano o impediscono la trasmissione della luce attraverso la materia sono: l’assorbimento, la diffusione (scattering), la riflessione speculare o diffusa, la refrazione e la diffrazione. La riflessione diffusa da parte delle superfici, da sola o combinata con l’assorbimento, è il principale meccanismo attraverso il quale gli oggetti si rivelano ai nostri occhi, mentre la diffusione da parte dell’atmosfera è responsabile della luminosità del cielo. La refrazione (Figura 5) è la deviazione subita da un’onda che ha luogo quando questa passa da un mezzo ad un altro nel quale la sua velocità di propagazione cambia. Quando l’onda passa in un materiale che ne aumenta la velocità la nuova direzione forma un angolo meno ampio mentre se passa in un materiale che ne riduce la velocità la direzione forma un angolo più ampio. È responsabile delle distorsioni ottiche. La riflessione è il fenomeno per cui un’onda cambia di direzione a causa di un impatto con un materiale rifletFigura 5. La refrazione tente. Se il materiale ha una superficie levigata e regolare si parlerà di riflessione lineare, il cd. effetto specchio. Mentre quando la superficie è irregolare si parlerà di riflessione diffusa responsabile dello scattering della luce, il cd. abbagliamento. La dispersione è la separazione di un’onda in componenti spettrali con diverse lunghezze d’onda, a causa della interazione con il mezzo attraversato, il cd. effetto arcobaleno. In seguito ai suddetti processi fisici, la luce monocromatica (bianca) che attraversa un prisma di cristallo Figura 6. Bande spettrali della radiazione visibile


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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trasparente (come dimostrato da Newton nel 1966) viene suddivisa in bande colorimetriche (bande spettrali) nelle quali viene, classicamente suddiviso, lo spettro della luce visibile (Figura 6). Una cosa simile accade nell’arcobaleno: la luce che passa attraverso le piccole gocce d’acqua, sospese nell’aria dopo una pioggia, si scompone nei sette colori dello spettro (con tutte le relative gradazioni intermedie).

1.6 La spettrofotometria La spettrofotometria (o spettrometria) UV-visibile si basa sull’assorbimento di radiazioni elettromagnetiche dell’intervallo del visibile e del vicino ultravioletto da parte di atomi o di molecole. Questa tecnica trova applicazione nella determinazione qualitativa e quantitativa di numerose sostanze sia organiche che inorganiche nel campo ambientale, farmaceutico e alimentare. Quantificare l’interazione Figura 7. Spettrometria vetro minerale della radiazione visibile con un campione chimico, di varia natura, permette ad esempio la determinazione della concentrazione di un campione incognito o di seguire l’andamento di una reazione in funzione del tempo. Le tecniche spettroscopiche sono basate sullo scambio di energia che si verifica fra l’energia radiante e la materia. Il principio si basa sulla registrazione dell’intensità della radiazione trasmessa da un campione Figura 8. Spettrometria lenti in carbonio CR39 (IT) in funzione dell’intensità della radiazione incidente (I0) al variare della lunghezza d’onda incidente(λ). Il rapporto tra la radiazione incidente sul campione e quella trasmessa determina la trasmittanza (T) del campione stesso (T=IT/I0). La trasmittanza viene visualizzata attraverso un grafico dove sull’asse delle ascisse è riportata la λ e su quello delle ordinate la percentuale di energia, relativa alla λ, trasmessa. In particolare, la spettrofotometria di assorbimento è interessata ai fenomeni di assorbimento delle radiazioni luminose della regione dello spettro elettromagnetico appartenenti al campo del visibile (350 – 700 nm) e del vicino ultravioletto (200 – 350 nm). Viene interessato anche l’UV lontano (10 – 200 nm), anche se in questo caso si opera sotto vuoto o in atmosfera di gas inerte, perché l’ossigeno atmosferico copre i segnali delle altre sostanze. In campo ottico la spettrofotometria è fondamentale per valutare l’assorbimento


1. Le radiazioni elettromagnetiche

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delle diverse radiazioni elettromagnetiche da parte dei diversi materiali che costituiscono le lenti (Figure 7 e 8). Ăˆ interessante notare come le lenti in policarbonato bloccano (T=0) tutte le radiazioni UV cosa che non accade con le lenti in vetro minerale.


2. Ottica geometrica

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Capitolo 2 – Ottica geometrica M. Bifani, G. Boccaccini, M. Vampo

Il ramo della fisica che studia i fenomeni luminosi nelle loro varie manifestazioni (emissione, propagazione, assorbimento o interazione con altri mezzi) costituisce la scienza chiamata OTTICA. Lo studio di questa disciplina può essere eseguito da vari punti di vista ed allora avremo: 1) l’OTTICA GEOMETRICA quando l’interesse principale è rivolto al cammino, o traiettoria, della luce, valutandone l’aspetto geometrico senza porsi domande su quale sia la sua natura; 2) l’OTTICA FISICA quando il fine è studiare la natura della radiazione ottica, indagando sulla sua origine e sul suo sistema di propagazione; 3) l’OTTICA QUANTISTICA quando l’oggetto delle indagini sono le interazioni della radiazione ottica con le entità atomiche della natura; tale studio richiede la conoscenza della meccanica quantistica e pertanto esula dalle finalità di questo capitolo del libro. In queste note tratteremo l’Ottica dal punto di vista geometrico e quindi studieremo principalmente quale è la traiettoria del raggio luminoso (vedi par. 2.1) quando questo si propaga in determinati ambienti e soprattutto osserveremo le variazioni di cammino che il raggio subisce quando attraversa uno o più elementi fisici che definiremo “mezzi ottici”.

2.1 Le principali definizioni dell’ottica geometrica Per creare un linguaggio tecnico-scientifico che ci permetta di esporre speditamente gli argomenti che seguono, è necessario fornire una serie di definizioni che sono il glossario fondamentale dell’ottica geometrica; queste sono: - “mezzo omogeneo”: si dice omogeneo un materiale le cui proprietà chimiche sono uguali in ogni sua parte; - “mezzo isotropo”: si dice isotropo il materiale che presenta uguali caratteristiche fisiche in ogni sua parte, indipendentemente dalla direzione considerata (ad esempio uguale resistenza meccanica o elettrica in tutte le direzioni); - “mezzo ottico”: si definisce mezzo ottico un materiale che sia al tempo stesso omogeneo ed isotropo (ed in certi casi anche trasparente); - “raggio” (ottico o luminoso): si definisce raggio la traiettoria percorsa dalla radiazione ottica (luce) nei mezzi omogenei ed isotropi; tale percorso in questi mezzi viene assunto rettilineo (è cioè una linea retta) per il rispetto del principio di Fèrmat; - “diottro” o discontinuità ottica: si definisce diottro una superficie ideale, di forma qualunque, che separa due mezzi ottici diversi; quindi la presenza di un diottro presuppone che il raggio che lo attraversa (salvo un caso particolare di incidenza) venga deviato, perché, come si è detto prima, la traiettoria è rettilinea solo quando il raggio si propaga nello stesso mezzo ottico.


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2.2 I fenomeni fisici connessi alla luce incidente Quando una radiazione incide su un diottro possono verificarsi contemporaneamente i seguenti quattro fenomeni fisici: riflessione, refrazione, assorbimento e diffusione; i primi due sono oggetto dell’Ottica geometrica e ne parleremo ampiamente in seguito, mentre l’assorbimento e la diffusione vengono studiati nell’Ottica Fisica; di essi diremo solamente che Figura 1. Fenomeni fisici relativi alla luce incidente su un diottro l’uno riguarda la trasformazione di energia da una forma all’altra (esempio da energia luminosa in calore) e l’altro riguarda la distribuzione della radiazione in modo disordinato nello spazio, a causa della scabrezza della superficie. Quanto detto può essere schematizzato nella figura 1, in cui si è rappresentato un raggio incidente su un diottro e la normale N al punto di incidenza con i relativi fenomeni che ne nascono. Lo spazio sopra il diottro costituisce il mezzo ottico, indicato con M.O.1, da cui proviene il raggio incidente e che è differente dal mezzo ottico sottostante, indicato in figura con M.O.2.

2.3 La riflessione Il fenomeno della riflessione si ha quando la luce, che incide su un diottro, viene da questo rinviata nel mezzo di provenienza; al raggio rinviato si dà il nome di raggio riflesso (in riferimento alla figura 1, è il raggio colorato di blu). Studiare la riflessione com- Figura 2. Riflessione su un diottro porta trascurare gli altri fenomeni fisici visti in precedenza, ma che nella realtà avvengono contemporaneamente; così sarà anche per la refrazione e questo perché nell’Ottica geometrica ci occupiamo dell’aspetto geometrico della questione e non di quello energetico. Per quanto detto, il fenomeno può così essere rappresentato graficamente in figura 2, dove l’angolo di incidenza i è l’angolo compreso tra la normale N al diottro ed il raggio incidente, quello di riflessione i’ è compreso tra la normale ed il raggio riflesso. Le leggi alla base della riflessione sono due: 1) il raggio incidente, quello riflesso e la normale alla superficie nel punto di incidenza giacciono sullo stesso piano (legge di complanarità) 2) l’angolo di incidenza i e l’angolo di riflessione i’ sono uguali, ovvero: i = i’


2. Ottica geometrica

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2.4 La refrazione La refrazione si ha quando un raggio luminoso proveniente da un mezzo ottico (M.O.1) incontra un diottro, lo attraversa e si propaga nel mezzo ottico successivo (M.O.2), pertanto nel fenomeno della refrazione si studia il cammino del raggio che si propaga in quest’ultimo mezzo; a questo raggio si dà il nome di raggio rifratto (nella figura 1 è il raggio colorato di verde). Nell’ipotesi che il raggio inci- Figura 3. Refrazione attraverso un diottro dente sia monocromatico, avente cioè una sola lunghezza d’onda (più avanti, nel par. 2.5.2, chiariremo meglio questo aspetto) la situazione si presenta come raffigurata in figura 3; dove si indica con: i = angolo di incidenza del raggio sul diottro i’ = angolo di refrazione del raggio che attraversa il diottro (N.B. come nella riflessione, anche nel fenomeno della refrazione gli angoli sono misurati a partire dalla normale). La figura 3 non inganni il lettore: il raggio rifratto prenderà una sola delle due direzioni indicate in figura, saranno le caratteristiche ottiche dei due mezzi a dirci se sarà quella rossa o la blu. Inoltre si indica con δ l’angolo formato tra la direzione del raggio rifratto ed il prolungamento della direzione del raggio incidente: a tale angolo si dà il nome di angolo di deviazione. Come nel caso della riflessione, le leggi che regolano il fenomeno della refrazione sono due: 1) il raggio incidente, la normale al punto di incidenza ed il raggio rifratto giacciono nello stesso piano (legge di complanarità) 2) il rapporto tra il seno dell’angolo di incidenza e quello di refrazione è costante ovvero in formula

Quest’ultima espressione (al momento incompleta) va sotto il nome di legge di SnellCartesio e per angoli i, i’ minori di 30° può essere sostituita con l’espressione approssimata:

Nel caso si utilizzi la precedente espressione approssimata parleremo di Ottica al primo ordine od Ottica gaussiana; pertanto si parla di Ottica gaussiana quando consideriamo angoli a di piccola ampiezza (non superiore a 30°), per i quali possiamo identificare il valore del seno dell’angolo espresso in gradi sessagesimali con la sua misura in radianti, cioè sen (a°) ≅ arad. La legge di Snell-Cartesio (o la sua espressione approssimata) costituisce un assunto fondamentale dell’Ottica geometrica perché ci dice che: al variare dell’angolo i anche l’angolo i’ varierà di conseguenza, in modo che il rapporto tra i loro seni (od il loro rapporto diretto) rimanga costante; questa affermazione costituisce il significa-


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to geometrico della legge di Snell-Cartesio o legge fondamentale della refrazione. Il vero problema è conoscere il valore di questa costante, che sarà generalmente diversa per ogni coppia di mezzi ottici esistenti in natura; per rispondere al quesito fissiamo il mezzo di provenienza del raggio e variamo l’altro mezzo ottico. Come mezzo ottico Figura 4. Refrazione attraverso un diottro con raggio proveniente dal di provenienza del raggio vuoto viene convenzionalmente scelto il vuoto e come secondo mezzo ottico uno qualsiasi: sperimentalmente si osserva che qualunque sia il secondo mezzo la radiazione rifratta si avvicina sempre alla normale, pertanto avremo che in questa situazione i’ è sempre minore di i e quindi, poiché vale ancora la legge di Snell-Cartesio (esatta o approssimata), il valore della costante sarà sempre maggiore di 1. Nella figura 4 il mezzo ottico 1 (M.O.1) coincide con il vuoto ed il mezzo ottico 2 (M.O.2) è quello in cui si propaga la radiazione rifratta, dopo aver oltrepassato il diottro. Riepilogando, diremo che quando il raggio proviene dal vuoto ed, attraversato un diottro, si propaga in un mezzo ottico qualunque abbiamo che:

oppure

Il valore della costante delle espressioni precedenti, assume un significato importante, data la particolare situazione ottica (raggio proveniente dal vuoto) nella quale è stato ricavato, e viene chiamato indice di refrazione assoluto del mezzo ottico ed indicato con il simbolo n, quindi:

oppure

pertanto l’indice di refrazione assoluto di un mezzo ottico è dato dal rapporto tra il seno dell’angolo di incidenza ed il seno dell’angolo di refrazione (o dal rapporto diretto degli angoli se essi sono minori di 30°) quando la radiazione incidente proviene dal vuoto. Tale indice è un numero puro, sempre positivo e, salvo un unico caso che vedremo più avanti, anche > 1. Per chiarire meglio il significato dell’indice di refrazione assoluto di un materiale facciamo il seguente esempio: consideriamo il vetro Crown (materiale molto utilizzato in ottica) il cui indice di refrazione assoluto è 1,523; questo numero indica che per qualsiasi angolo di incidenza sulla superficie del vetro, ovviamente compreso tra 0°


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e 90°, avremo un angolo di refrazione di valore tale che il rapporto tra i seni dei due angoli è sempre uguale a 1,523. Inoltre l’indice di refrazione assoluto di un materiale permette di chiarire meglio il concetto di mezzo isotropo: in ottica un materiale è isotropo quando ha l’indice di refrazione assoluto uguale in tutte le direzioni considerate all’interno di esso. Ripetendo il procedimento precedente per tutti i materiali esistenti in natura, o per lo meno per tutti quelli che hanno importanza dal punto di vista ottico, sono stati ricavati i loro indici di refrazione assoluti i cui risultati possono essere così riassunti: – per i materiali liquidi nl ≅ 1,33… (le cifre decimali dalla terza in poi variano a seconda del liquido, per l’acqua si assume n = 1,333; tra i liquidi fa eccezione il solfuro di carbonio che ha n = 1,63 che è tipico dell’indice dei solidi) – per i materiali solidi ns ≅ 1,39 ÷ 1,9 (anche per tali valori esiste un’eccezione rappresentata dal diamante il quale ha un indice di refrazione assoluto n = 2,4 ÷ 2,5). – per il vuoto nv = 1 (valore facilmente ricavabile quando, nell’esperimento con il quale si ricava l’indice di refrazione assoluto, il secondo mezzo sia ancora il vuoto) – per l’aria na = 1,000293 ≅ 1 (quindi per gli studi di ottica oftalmica si assume che aria e vuoto siano mezzi assimilabili, anche se fisicamente non è così). L’indice di refrazione assoluto di un materiale è molto importante in ottica oftalmica perché serve a valutare lo spessore di una lente; infatti più alto è l’indice e più piccolo sarà lo spessore, ma di solito aumenta il peso specifico del mezzo. Nella pratica considereremo il mezzo ottico (la lente) circondato da aria, che in ottica significa dire immerso in aria, quindi parleremo di indice di refrazione assoluto. Aver definito l’indice di refrazione assoluto di un materiale consente la risposta alla domanda, postaci in precedenza, di quale sia la direzione presa dal raggio rifratto dopo aver attraversato il diottro. Considerando due materiali a contatto (separati dal diottro), essi saranno caratterizzati da due indici di refrazione assoluti n1 ed n’1 rispettivamente, ovvero data la seguente situazione:

se un raggio incide sulla superficie del diottro e poi si propaga nel mezzo 2 avremo che:

il rapporto n’1 / n1 si chiama indice di refrazione relativo dei due mezzi ottici e si indica con il simbolo nr, cioè:

pertanto dati due mezzi ottici qualunque, a contatto tra loro e separati da un diottro di forma qualsiasi, la legge di Snell-Cartesio si traduce nel dire che: il rapporto tra il seno dell’angolo di incidenza e quello di refrazione è costante e tale costante è uguale al rapporto tra l’indice di refrazione assoluto del mezzo in cui si rifrange il raggio e l’indice di refrazione assoluto del mezzo da cui proviene il raggio, ossia più brevemente è uguale all’indice di refrazione relativo dei due materiali.


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È opportuno far notare che anche l’indice di refrazione relativo è un numero puro, poiché scaturisce dal rapporto di due numeri puri, quali sono gli indici di refrazione assoluti n1 ed n’1. Inoltre la conoscenza degli indici di refrazione dei due materiali permette anche di stabilire il cammino geometrico del raggio rifratto nel mezzo 2; infatti se n’1 > n1 la legge di Snell-Cartesio dice che da cui e pertanto, ricordando l’andamento della funzione seno di un angolo nell’intervallo 0°÷ 90°, avremo che i > i’, quindi il raggio rifratto si avvicina alla normale perché l’angolo di refrazione è più piccolo dell’angolo di incidenza. Mentre se n’1 < n1 avremo che e quindi anche pertanto, considerato sempre l’intervallo di angoli 0°÷90°, segue che i < i’ e perciò il raggio rifratto si allontana dalla normale perché l’angolo di refrazione è maggiore dell’angolo di incidenza. Chiariamo quanto detto con due esempi, nei quali supporremo di operare con angoli < 30°. Esempio 1. Supposto n1 = 1,3 ed n’1 = 1,6 (vetro) la legge di Snell-Cartesio (approssimata) dice pertanto:

pertanto i = 1,23 ⋅ i’, cioè i > i’ e quindi nell’attraversare il diottro il raggio rifratto si avvicina alla normale, come illustrato nella figura 5. Esempio 2. Supposto n1 = 1,6 (vetro) ed n’1 = 1,3 la legge di Snell-Cartesio (approssimata) dice pertanto:

pertanto i = 0,81 ⋅ i’, cioè i < i’ e quindi nell’attraversare il diottro il raggio rifratto si allontana dalla normale, come illustrato nella figura 6. Per quanto concerne l’angolo di deviazione δ, precedentemente definito, possiamo asserire che il suo valore dipende dall’angolo di incidenza e dagli indici di refrazione assoluti dei due mezzi; è definita “salto d’indice” la differenza tra gli indici di refrazione assoluti dei due mezzi ottici, pertanto si può affermare che, a parità di angolo di incidenza i, l’angolo di deviazione δ aumenta Figura 5. Refrazione attraverso un diottro con passaggio all’aumentare del salto d’indice e del raggio da un indice di refrazione minore a maggiore


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viceversa diminuisce al diminuire del salto d’indice. Non dimostreremo analiticamente quanto detto sopra, ma per giustificare ciò basti pensare che più sono diversi otticamente i materiali (e ciò si traduce con l’espressione: “tanto più grande è la differenza tra i loro indici”) e maggiormente il raggio rifratto si allontanerà dalla direzione del raggio incidente (indicata con il prolungamento tratteggiato). Il raggio rifratto proseguirebbe Figura 6. Refrazione attraverso un diottro con passaggio indisturbato se n1 fosse uguale ad del raggio da un indice di refrazione maggiore a minore n’1; in questo caso infatti non ci sarebbe il diottro ma un unico mezzo omogeneo.

2.5 La radiazione policromatica Lo studio dell’Ottica, secondo l’approccio fisico, ci dice che i raggi luminosi sono in realtà delle radiazioni elettromagnetiche caratterizzate da una certa gamma di lunghezze d’onda. Riguardo alla lunghezza d’onda (λ), le radiazioni elettromagnetiche vengono classificate nel modo indicato in figura 7. Come è evidenziato nello schema di figura 7, la radiazione compresa tra le lunghezze d’onda dell’UV-A, VISIBILE ed INFRAROSSO (I.R.) VICINO costituisce la radiazione più importante per l’Ottica geometrica perché è quella che viene maggiormente impiegata nelle applicazioni strumentali, compreso l’occhio umano, ed è detta radiazione ottica. All’interno di questo ampio rango di lunghezze d’onda si trova la radiazione visibile che è di fondamentale importanza per il meccanismo della visione umana, perché è verso tali frequenze che il nostro occhio è sensibile; vediamola quindi più in dettaglio. 2.5.1 Lo spettro elettromagnetico della luce visibile Vediamo in dettaglio il rango delle lunghezze d’onda nel campo del visibile. Questo intervallo ha una straordinaria importanza nel processo di vi-

Figura 7. Spettro della radiazione elettromagnetica


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sione dell’occhio umano, perché ad esso è associata la percezione cromatica; infatti ad ogni lunghezza d’onda l’occhio associa un determinato colore. (figura 8, dove λ è riportata in nanometri nm). Se usiamo come unità di misura il µm (micron) possiamo asserire che lo spettro del visibile è compre- Figura 8. Spettro elettromagnetico della luce visibile e lunghezze d’onda di so tra le lunghez- Fraunhofer ze d’onda che vanno da 0,4 µm a 0,8 µm circa. Nelle ultime due colonne di destra di questo schema si è anche riportata la sensibilità relativa dell’occhio umano ai colori, o meglio alle lunghezze d’onda che l’occhio traduce in quei colori. 2.5.2 La refrazione policromatica Una radiazione elettromagnetica originata da onde che hanno tutte la stessa lunghezza d’onda è detta monocromatica e viene percepita dall’occhio di un solo colore; in natura difficilmente si ha radiazione di questo tipo, se non quando si consideri la radiazione emessa da particolari strumenti fisici quali il laser, il monocromatore ecc. Molto più frequente è invece il caso che la radiazione emessa dai corpi che stiamo esaminando sia policromatica, ossia un tipo di radiazione che è caratterizzato da onde elettromagnetiche aventi un numero molteplice di lunghezze d’onda. Cosa succede, nel caso in cui vogliamo occuparci del solo fenomeno della refrazione, quando una radiazione policromatica incontra la superficie di un diottro? Avviene che dopo aver attraversato il diottro il raggio policromatico incidente viene scomposto in tanti raggi rifratti monocromatici, tante quante sono le lunghezze d’onda del raggio incidente; l’insieme dei raggi monocromatici rifratti è chiamato spettro (elettromagnetico) della radiazione. Possiamo cioè dire che per ogni lunghezza d’onda del raggio che incide, corrisponde un particolare raggio rifratto monocromatico che si origina nella refrazione. Nel caso di refrazione di radiazione visibile (luce bianca), contrassegnata da un numero elevato di lunghezze d’onda, avremo una infinità di raggi rifratti, cosa che rende difficoltoso lo studio di tale fenomeno ed allora, per razionalizzare lo studio, si prendono in considerazione solo tre raggi rifratti, quelli delle bande di emissione di Fraunhofer, esattamente quelli relativi alle lunghezze d’onda: – λC = 656,3 nm (riga rossa dell’idrogeno, C), che identifica il colore rosso; – λD = 589,3 nm (riga gialla dell’elio, D), che identifica il colore giallo; – λF = 486,1 nm (riga blu dell’idrogeno, F), che identifica il colore blu. Riguardando lo schema di figura 8, si potrà notare che la prima e l’ultima delle tre lunghezze d’onda scelte non si trovano in realtà alle estremità dell’intervallo del visi-


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bile, mentre la seconda non è esattamente al centro di detto intervallo; si potrebbe quindi dubitare sulla opportunità di tale scelta, ma in realtà la scelta è corretta poiché queste sono le lunghezze d’onda (o per meglio dire le frequenze) verso le quali l’occhio umano è più sensibile. Rappresentando con uno schema la refrazione della luce visibile si Figura 9. Dispersione e rifrangenza di un mezzo ottico ha sperimentalmente il comportamento di figura 9. Nella figura 9 si evidenzia che nella refrazione policromatica l’angolo di refrazione relativo alle tre lunghezze d’onda fondamentali rispetta la seguente condizione geometrica: i’F < i’D < i’C cioè il raggio blu è quello che si avvicina di più alla normale subendo la maggior deviazione, mentre quello rosso si avvicina di meno perché subisce la minor deviazione; ovviamente il raggio giallo subirà una deviazione intermedia tra le due. Inoltre nella figura abbiamo sottinteso che il raggio incidente provenga dal vuoto perché, se fosse diversamente, al momento dell’emissione della luce si avrebbe subito il fenomeno di refrazione policromatica e sul diottro perverrebbero già tanti raggi monocromatici relativi ad ogni lunghezza d’onda e quindi il fenomeno perderebbe di interesse perché significherebbe studiare la refrazione di tanti raggi monocromatici, seppure di colore diverso. Infine con il termine ravis si intende il sincretismo della frase: radiazione vista; quindi con la scrittura “ravis rossa” si intende una radiazione che l’occhio umano vede di colore rosso. Se poi, per fissare le idee, consideriamo sempre in figura 9, angoli minori di 30° possiamo scrivere, ricordando la definizione di indice di refrazione assoluto (par. 2.4):

Pertanto, al riguardo di una radiazione policromatica, un materiale sarà sempre contraddistinto da tre indici di refrazione assoluti: uno per la ravis blu (n’F), uno per la ravis gialla (n’D) ed uno per la ravis rossa (n’C). Se l’indice fornito non è specificatamente attribuito ad una lunghezza d’onda, si assume convenzionalmente che si tratti di n’D. Per le relazioni esistenti tra gli angoli i’F, i’D ed i’C viste in precedenza si può dedurre che, nel campo della radiazione visibile: n’F > n’D > n’C ciò è valido per tutti i mezzi ottici dielettrici; quindi si può ricavare che ogni mezzo ottico avrà un indice di refrazione assoluto per il blu maggiore del giallo, a sua volta maggiore del rosso. Vogliamo adesso ricavare alcune relazioni geometriche che interessano gli indici di refrazione del materiale e a tal proposito consideriamo la differenza tra l’indice


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maggiore e minore, cioè n’F – n’C detta dispersione del mezzo ottico ed il suo significato geometrico può essere così definito: ricordando che ed possiamo esprimere la dispersione come

da cui, potendo approssimare che

avremo per la dispersione

Da questa espressione si vede come la dispersione sia direttamente proporzionale all’angolo (i’C - i’F), che rappresenta l’angolo compreso tra i raggi rifratti della ravis rossa e della ravis blu; essendo questi i raggi estremi dello spettro elettromagnetico di un materiale (relativamente al visibile) la dispersione ci informa, anche se per via indiretta, sull’ampiezza del cono dei raggi rifratti e quindi ci illustra di quanto si disperdano le componenti del raggio incidente dopo la refrazione. Per quanto riguarda l’ottica, strumentale od oftalmica, minore è la dispersione dei mezzi utilizzati (ossia minore è la differenza tra l’indice massimo e minimo), tanto migliore sarà il loro comportamento perché significa che il raggio policromatico rifratto rimane più compatto dopo la refrazione (bassa dispersione) e quindi più nitida sarà l’immagine prodotta da tali mezzi. Consideriamo adesso la differenza tra l’indice intermedio e quello dell’aria n’D - 1 detta rifrangenza del mezzo ottico; il suo significato geometrico può essere così stabilito (sempre in riferimento alla figura 9): ricordando che

sostituendo nell’espressione della rifrangenza abbiamo

la quale espressione ci informa che la rifrangenza del materiale è direttamente proporzionale all’angolo (i - i’D); questo angolo, come si vede dalla figura 9, è l’angolo formato tra la direzione del raggio incidente, prolungata idealmente nel secondo mezzo, e la direzione del raggio rifratto relativo alla ravis gialla che, come si è detto, viene assunto come il raggio rappresentativo di tutto lo spettro, trovandosi compreso tra quello blu e rosso. La rifrangenza, dunque, ci fornisce in via indiretta la deviazione che lo spettro elettromagnetico ha subito, rispetto alla sua direzione di incidenza, dopo la refrazione. Nei mezzi ottici è importante che alto sia il valore della rifrangenza perché ciò significa una forte capacità di deviare il percorso geometrico del raggio incidente e


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questa caratteristica si ripercuote positivamente in una riduzione dello spessore del mezzo ottico, a parità di deviazione da imprimere (alta rifrangenza). 2.5.3 Il numero di Abbe di un mezzo ottico Riassumendo quanto detto nel par. 2.5.2 si può dire che un mezzo ottico ideale dovrebbe possedere i seguenti requisiti: a) bassa dispersione, per mantenere compatto lo spettro dei raggi rifratti e quindi creare minori problemi nella visione all’occhio umano b) alta rifrangenza, per imprimere un forte cambio di direzione alla direzione del raggio con tutti i vantaggi che ne derivano in tema di riduzione dello spessore del mezzo ottico (per esempio quando si parla di lente). Esiste un parametro che quantifica con un numero i concetti sopra esposti; il suo valore è dato dal rapporto tra la rifrangenza e la dispersione del materiale e viene chiamato numero di Abbe o costringenza o bontà ottica oppure ancora coefficiente di dispersione media di un mezzo ottico e viene indicato con la lettera ν (ni o nu), in formula abbiamo:

Come si vede ν aumenta se sono rispettate le condizioni a) e b) precedenti sul mezzo ottico ideale, pertanto il comportamento ottico di un mezzo sarà migliore quanto più grande sarà il suo numero di Abbe. A scopo di riferimento possiamo dire che in ottica le sostanze che hanno numero di Abbe < 30 sono sostanze ad alta dispersione e quindi di bassa bontà ottica; mentre le sostanze con numero di Abbe > 60 vengono considerate a bassa dispersione e quindi di elevata bontà ottica; bisogna anche aggiungere che la maggior parte dei materiali impiegati nell’ottica ha valori di ν compresi nell’intervallo sopra indicato. Riportiamo per completezza i numeri di Abbe di alcuni materiali utilizzati in ottica oftalmica (ricordando che l’indice n’ riportato è in realtà n’D): CR 39 ν = 58; n’ = 1,499 materie organiche Policarbonato ν = 30; n’ = 1,589 Crown ν = 59; n’ = 1,523 Flint ν = 38; n’ = 1,7 vetri Crown al Bario ν = 42; n’ = 1,6 Titanio ν = 42; n’ = 1,7 Infine concludiamo il paragrafo riportando un semplice esempio applicativo, relativo al numero di Abbe. Esempio: calcolare l’indice n’D di un mezzo ottico avente n’F = 1,529; n’C = 1,520 e ν = 58,1. Dall’espressione del numero di Abbe

si ha (n’D – 1) = ν · (n’F – n’C) e quindi n’D = ν · (n’F – n’C) + 1 che sostituendo dà n’D = 58,1 · (1,529 – 1,520) + 1 da cui n’D = 1,523. Si noti che i risultati trovati rispettano la condizione n’F > n’D > n’C.


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2.6 Il prisma È definito prisma un mezzo ottico delimitato da due superfici piane ma non parallele tra loro (questa è la definizione geometrica). Un volume che lo rappresenta è quello di figura 10. Il prisma è individuato dal diedro AA’BB’SS’; le facce interessate dall’attraversamento della radiazione (raggio con freccia) sono le superfici laterali ABS’S e A’B’S’S (dette facce attive del prisma) e l’angolo che esse formano è indicato con α; il rettangolo AA’B’B costituisce la base e la retta SS’ lo spigolo del prisma. E’ interessante notare che se la radiazione attraversasse le facce attive AA’S e BB’S’ il diedro considerato non si comporterebbe più come un prisma ma come un altro mezzo ottico, a facce piane e parallele, detto lamina. Sezionando il prisma con un piano (π) perpendicolare alle facce attive la sezione ottenuta è il triangolo CC’V, tratteggiato in figura, che ha forma triangolare uguale alle superfici laterali non attive; è questa la sezione che prenderemo in considerazione nello studio del prisma perché faremo l’ipotesi che la radiazione incida su una faccia attiva (fuoriuscendo dall’altra) come se giacesse sul piano π.

Figura 10. Geometria del prisma

Figura 11. Sezione e parametri del prisma

2.6.1 I parametri ottici e geometrici del prisma Prendendo in considerazione la sezione CC’V della figura 10 otteniamo la sezione del prisma in figura 11, dove in essa abbiamo: n1 = indice di refrazione del mezzo che precede il prisma n’1 = indice di refrazione del mezzo che costituisce il prisma n’2 = indice di refrazione del mezzo che segue il prisma questi tre indici di refrazione costituiscono i parametri ottici; α = angolo di rifrangenza del prisma questo unico angolo costituisce il parametro geometrico. Nella generalità della situazione quindi il comportamento ottico del prisma è individuato da quattro parametri complessivi; essi possono ridursi a tre se il mezzo che precede è uguale a quello che segue il prisma (cioè se n1 = n’2) ed allora il prisma si dirà immerso nello stesso mezzo. Si distinguono due tipologie di prismi: 1) prisma fisico o geometrico si ha quando l’angolo di rifrangenza α è maggiore di 15° (α >15°) 2) prisma sottile od oftalmico: quando l’angolo di rifrangenza α è minore od uguale a 15° (α ≤ 15°). 2.6.2 Il comportamento ottico del prisma La modificazione della traiettoria di un raggio luminoso che attraversi un prisma dipende ovviamente dalle relazioni che intercorrono tra i parametri ottici n1, n’1


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ed n’2 (condizioni ottiche); nel nostro studio prenderemo in considerazione il caso ottico più comune nella realtà, ossia: n’1 > n1, n’2 cioè quando il prisma ha indice di refrazione assoluto maggiore di quello dei mezzi che lo circondano. In questa ipotesi la traiettoria di un raggio monocromatico che attraversa il prisma è rappresentata in figura 12 (supponiamo per ora che n1 ≠ n’2). Il raggio incidente attraversando la prima su- Figura 12. Angolo di deviazione del prisma perficie del prisma, per le conseguenze della legge di Snell-Cartesio, dopo la refrazione si avvicina alla normale (n’1 > n1) e arrivato sulla seconda superficie fuoriesce dal prisma allontanandosi dalla normale in quanto n’2 < n’1; pertanto osservando la direzione del raggio incidente (con prolungamento tratteggiato nel disegno) e quella del prolungamento del raggio rifratto che si incontrano in K, possiamo dire che in tali condizioni ottiche (le ripetiamo n’1 > n1, n’2), l’effetto del prisma è quello di far ruotare la radiazione emergente, rispetto a quella entrante, verso la base del prisma. L’angolo che rappresenta tale rotazione viene detto angolo di deviazione del raggio (prodotta dal prisma). In alcuni casi viene chiamato, più semplicemente, angolo di deviazione del prisma. Esso è indicato con δ ed è individuato dal prolungamento della direzione del raggio incidente e da quello del raggio rifratto. Per tale ragione un prisma viene anche definito un deviatore di vergenza (dove per vergenza in questa sede si intende qualcosa riconducibile all’inclinazione del raggio). Quando il prisma è immerso nello stesso mezzo ottico, nella condizione ottica n’1 > n1 = n’2 e gli angoli sono ≤ 30° l’angolo di deviazione δ si calcola con la relazione (formula della deviazione del prisma quando n1 = n’2 ≠ 1) Nel caso particolare in cui il prisma è immerso in aria (n1 = n’2 = 1) la formula diviene: (formula della deviazione del prisma quando n1 = n’2 = 1) Si ricorda, ancora una volta, che con n’1 si fa riferimento all’indice di refrazione del prisma. Sottolineiamo che la validità delle precedenti relazioni è dovuta a due ipotesi semplificatrici: la prima presuppone angoli minori di 30°, la seconda presuppone che il prisma sia immerso nello stesso mezzo ottico (aria od altro mezzo). 2.6.3 La formazione dell’immagine con il prisma Come si è detto l’effetto del prisma, quando il suo indice di refrazione ha valore maggiore di quello dei mezzi che lo circondano, è quello di far ruotare la radiazione uscente verso la propria base; vogliamo pertanto determinare il meccanismo grafico con il quale si formerà l’immagine di un oggetto osservato attraverso di esso, riferendoci alla figura 13 e ricordando che a questo scopo è necessario il tracciamento di almeno due raggi. In figura 13 consideriamo un prisma generico, cioè con α > 15°; i due raggi che partono dall’oggetto A attraversando il prisma subiscono una rotazione verso la base di questo; pertanto giungono sull’osservatore O con una vergenza tale che all’osservatore pare provengano da un punto A’, detto immagine di A data dal prisma, individuato


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dai prolungamenti dei raggi uscenti dal prisma e spostato verso il vertice V. Riepilogando: il comportamento di un prisma per il quale vale n’1 > n1, n’2 determina una rotazione verso il vertice dell’immagine (in conseguenza della rotazione verso la base dei raggi uscenti) ed un avvicinamento verso Figura 13. Formazione dell’immagine data da un prisma generico il prisma dell’immagine stessa. Questo avvicinamento potrebbe determinare un effetto di ingrandimento dell’immagine che, in realtà, viene trascurato poiché si utilizzano prismi sottili (α ≤ 15°). Da notare infine che, parlando rigorosamente, le deviazioni subite dai raggi incidenti tracciati sono diverse tra loro (e difatti nel disegno le abbiamo indicate distintamente con δ1 e δ2) ma in pratica si ritengono uguali quando gli angoli in gioco sono comunque minori di 30°. Consideriamo adesso un prisma sottile od oftalmico, cioè con α ≤ 15° (vedi figura 14); anche in questo caso l’immagine sarà spostata verso il vertice ma, data la “sottigliezza” del prisma, dovuta al suo piccolo angolo di rifrangenza, possiamo approssimare che la deviazione complessiva avvenga proprio sull’asse. Proprio in virtù di questa approssimazione si può affermare che l’immagine venga a formarsi sulla verticale del punto A, trascurando l’effetto di avvicinamento (e di ingrandimento) rilevato in precedenza, come rappresentato in figura 14 (con α maggiorato per esigenze grafiche). Il vantaggio dell’uso dei prismi oftalmici consiste quindi nell’affermare che l’immagine si trova alla stessa distanza dell’oggetto dal prisma ed entrambe le distanze vengono riferite al suo asse. 2.6.4. Misura della deviazione: la diottria prismatica Lo studio del prisma permette di definire un particolare sistema di misura degli angoli: il sistema della diottria prismatica. Ci sono due distinte maniere per definire tale nuova unità di misura di un angolo, vediamole entrambe. Il primo modo, che definiremo geometrico, fa riferimento a quanto stabilito nel sistema analitico o circolare o dell’angolo radiante, in cui la misura di un angolo in radianti, è data dal rapporto tra l’arco di circonferenza l ed il raggio r espressi nella stessa unità di misura. Nel caso della diottria prismatica avremo invece la situazione

Figura 14. Formazione dell’immagine data da un prisma sottile


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di figura 15, nella quale l’angolo ϕ avrà ampiezza di 1 diottria prismatica (simbolo Δ) quando alla lunghezza del raggio di 1 m (un metro) corrisponde un arco di circonferenza (l) di lunghezza 1 cm (un centimetro); in formula

Ricordando che la misura di un angolo espressa in milliradianti (mrad) è definita dal rapporto tra la lunghezza dell’arco espressa in mm (millimetri) e quella del raggio in m (metri), ossia in formula

per la definizione della diottria prismatica possiamo allora scrivere

Questa espressione rappresenta l’equivalenza fondamentale tra i due sistemi di misura. Il secondo modo, che definiremo ottico, chiama invece in causa direttamente il comportamento deviatorio del prisma nei confronti della radiazione che lo attraversa, consideriamo infatti la figura 16. Nella figura 16 si considera una sorgente monocromatica A che emette radiazione con traiettoria inizialmente orizzontale fino ad incontrare nel punto A1 uno schermo (S) verticale; sul percorso del raggio viene poi posto un prisma sottile che imprime alla radiazione una deviazione di un angolo δ verso la propria base; se il prisma, come si suppone, è immerso in aria il raggio deviato in questo caso incontrerà lo schermo nel punto A2 e l’angolo di deviazione δ avrà ampiezza di 1 diottria prismatica (Δ) se la distanza tra i punti A1 ed A2 misura 1 cm (un centimetro) quando il prisma sottile è posto ad 1 m (un metro) dallo schermo, che tradotto in formula diviene

Alla luce di queste due definizioni possiamo concludere che, avendo un prisma con angolo α di nota ampiezza espressa in gradi, possiamo calcolarne la deviazione in diottrie prismatiche trasformando l’angolo di deviazione δ prima in milliradianti (moltiplicandolo per 17,45) e poi dividendo per 10; oppure, senza passare attraverso i milliradianti, moltiplicando direttamente per 1,745. Vediamo alcuni esempi di quanto sopra affermato: a) dato un prisma con n’1 =1,5 ed α = 5° ed immerso in aria avremo δ = 2,5° per cui δ = 2,5° ⋅ 1,745 ≅ 4,362 Δ b) dato un prisma con n’1 =1,6 ed α = 5° ed immerso in aria avremo δ = 3° per cui δ = 3° ⋅ 1,745 ≅ 5,235 Δ

Figura 15. Definizione analitica della diottria prismatica

Figura 16. Definizione optometrica della diottria prismatica


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Proseguendo con gli esempi noteremmo che, per valori dell’indice di refrazione compresi tra 1,5 ed 1,6, l’angolo di deviazione δ, espresso in diottrie prismatiche, ha ampiezza circa uguale all’angolo di rifrangenza α espresso in gradi; con valori dell’indice di refrazione al di fuori di questo intervallo (n’1 > 1,6 e n’1 < 1,5) tale singolarità non vale più.

2.7 Il diottro sferico Se due mezzi ottici differenti sono separati da una superficie avente forma di calotta sferica allora tale superficie prende il nome di diottro sferico. Si ricorda che la calotta sferica è una superficie ottenuta sezionando una sfera con un piano avente inclinazione qualunque, anche non passante dal centro della sfera. Si fa notare, inoltre, come il diottro sia una superficie ideale, in quanto tale superfi-

Figura 17. Geometria del diottro sferico

Figura 18. Diottro convesso e parametri associati

Figura 19. Diottro concavo e parametri associati


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cie può essere pensata come appartenente ad ognuno dei mezzi ottici in questione; in base a tali considerazioni il diottro sferico può essere rappresentato come in figura 17, in cui si evidenzia l’asse ottico del diottro sferico come l’asse di simmetria della calotta sferica, passante per il centro C e che incontra la calotta nel punto V, detto vertice; ogni altro asse passante per C ma che non è asse di simmetria è detto asse secondario del diottro. 2.7.1 I parametri ottici e geometrici del diottro Come per il prisma, anche per il diottro sferico si individuano i parametri che caratterizzano il suo comportamento ottico-geometrico; facendo riferimento alla figura 17, chiameremo parametri ottici gli indici di refrazione assoluti n1 ed n’1 dei due mezzi separati dal diottro e parametro geometrico il raggio di curvatura r del diottro sferico; pertanto il comportamento del diottro è caratterizzato da tre parametri complessivi. 2.7.2 Il diottro convesso o concavo Sezionando una calotta sferica con un qualsiasi piano passante per il centro della sfera otteniamo una sezione che ha la forma di un arco di circonferenza; in base alla posizione del centro di curvatura C, possiamo enunciare la definizione di diottro sferico convesso o concavo. Dalle sezioni di figura 18, un diottro sferico si definisce convesso quando il suo centro di curvatura C si trova nel mezzo ottico con indice di refrazione assoluto maggiore, quindi le due sezioni di figura 18 individuano due diottri sferici convessi. Osservando le sezioni di figura 19, il diottro sferico si definisce concavo quando il suo centro di curvatura C si trova nel mezzo ottico con indice di refrazione assoluto minore, quindi le due sezioni di figura 19 individuano due diottri sferici concavi. 2.7.3 Il diottro sferico convergente o divergente Consideriamo un oggetto puntiforme posto sull’asse ottico del diottro; all’allontanarsi del punto dal vertice V i raggi luminosi, partenti dal punto e che vanno verso il diottro, formano con l’asse angoli sempre più piccoli; tutto quanto è evidenziato dalla figura 20, dove abbiamo δ < ϕ < β < α relativamente agli angoli nei punti D, C, B, A. La figura 20 mostra in maniera chiara che l’angolo δ, formato dal punto più lontano D, è più piccolo di ϕ, angolo relativo al punto C più vicino e così via, fino ad arrivare al punto A, a cui si riferisce l’angolo α più grande, in quanto tale punto è il più vicino al vertice; possiamo pertanto concludere che quando si ha un oggetto su un punto dell’asse molto lontano dal diottro, in ottica questa situazione viene indicata con la frase “oggetto all’infinito”, i raggi che partono da tale punto formano con l’asse del diottro angoli tendenti a zero, ovvero la radiazione proveniente da un punto all’infinito costituisce un fascio di raggi paralleli tra loro e, nel caso in cui il punto sia sull’asse ottico, tale fascio è parallelo all’asse ottico stesso. Dopo questa importante considerazione, possiamo procedere con la definizione di convergenza e di divergenza di un diottro. Nella figura 21 viene rappresentato il percorso geometrico di un raggio proveniente da un oggetto all’infinito e incidente su un diottro convesso. Esso for- Figura 20. Inclinazione dei raggi incidenti per punti ma un angolo i con la normale al diottro. che si allontanano dal vertice del diottro


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Figura 21. Diottro convesso con centro di curvatura C a destra del vertice

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Figura 22. Diottro convesso con centro di curvatura C a sinistra del vertice

Ricordiamo al lettore che, per una nota proprietà della geometria del cerchio, il raggio condotto in un punto della circonferenza costituisce la normale alla circonferenza in quel punto. Il percorso del raggio rifratto è determinato dalla legge di Snell-Cartesio

e se il rapporto n’1 / n1 > 1 (in quanto n’1 > n1 diottro convesso) segue che pure sen i / sen i’ > 1 e quindi i > i’. In questo caso il raggio rifratto, avvicinandosi alla normale, descrive un angolo di refrazione i’ più piccolo di quello di incidenza e pertanto subisce una rotazione verso l’asse ottico, tale comportamento di rotazione verso l’asse ottico viene detto convergenza del raggio rifratto rispetto a quello incidente. Vediamo ora la situazione, sempre al riguardo di un diottro sferico convesso, rappresentata in figura 22; il percorso del raggio rifratto segue la legge di Snell-Cartesio

e se il rapporto n’1 / n1 < 1 (in quanto n’1 < n1 diottro convesso) segue che sen i / sen i’ < 1 e quindi i < i’. In questo caso il raggio rifratto, allontanandosi dalla normale, descrive un angolo di refrazione i’ più grande di quello di incidenza e pertanto subisce anche questa volta una rotazione verso l’asse ottico, tale comportamento di rotazione verso l’asse ottico viene detto ancora convergenza del raggio rifratto rispetto a quello incidente. Dalle figure 21 e 22 si deduce che il raggio rifratto, esaminato nei due casi, subisce una rotazione verso l’asse ottico del diottro e pertanto converge verso di esso; si conclude quindi che il diottro convesso è un diottro convergente. Consideriamo adesso, nella figura 23, il percorso geometrico di un raggio proveniente da un oggetto all’infinito, incidente su un diottro concavo; il percorso del raggio rifratto è determinato dalla legge di Snell-Cartesio

se il rapporto n’1 / n1 < 1 (in quanto n’1 < n1 diottro concavo) segue che anche sen i / sen i’ < 1 e quindi i < i’. In questo caso il raggio rifratto, allontanandosi dalla normale, descrive un angolo di refrazione i’ più grande di quello di incidenza e pertanto subisce una rotazione allon-


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Figura 23. Diottro concavo con centro di curvatura C a destra del vertice

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Figura 24. Diottro concavo con centro di curvatura C a sinistra del vertice

tanandosi dall’asse ottico, tale comportamento di rotazione opposta alla posizione dell’asse ottico viene detto divergenza del raggio rifratto rispetto a quello incidente. Se la situazione, a riguardo sempre di un diottro sferico concavo, fosse quella di figura 24, il percorso del raggio rifratto è comunque determinato dalla legge di SnellCartesio

e se il rapporto n’1 / n1 > 1 (in quanto n’1 > n1 diottro concavo) segue che anche sen i / sen i’ > 1 e quindi i > i’ In questo caso il raggio rifratto, avvicinandosi alla normale, descrive un angolo di refrazione i’ più piccolo di quello di incidenza e pertanto subisce una rotazione allontanandosi dall’asse ottico; tale comportamento di rotazione, ancora opposta alla posizione dell’asse ottico, viene detto divergenza del raggio rifratto rispetto a quello incidente. Considerando il comportamento del raggio rifratto esaminato nelle figure 23 e 24, possiamo affermare che la radiazione che attraversa un diottro sferico concavo subisce una rotazione che la allontana dall’asse ottico del diottro e quindi diverge da esso, si conclude quindi che il diottro concavo è un diottro divergente. 2.7.4 I punti cardinali di un diottro sferico Nel seguito di questa trattazione adotteremo la seguente convenzione: nelle figure supporremo che la radiazione si propaghi da sinistra verso destra. Lo spazio che contiene i raggi incidenti che vanno fino alla superficie del diottro viene detto spazio “oggetto”, si posiziona a sinistra del diottro ed è caratterizzato dall’indice di refrazione assoluto n1. Lo spazio che contiene i raggi rifratti dalla superficie del diottro viene chiamato spazio “immagine”, si posiziona a destra del diottro ed è caratterizzato dall’indice di refrazione assoluto n’1. Enunciata questa doverosa convenzione (che come vedremo avrà ruolo determinante nello studio dei sistemi rifrangenti) passiamo all’illustrazione di due punti fondamentali (o cardinali), facendo presente che la loro individuazione nasce dall’assunzione della seguente approssimazione: – i raggi sono parassiali, ossia prenderemo in considerazione il cammino geometrico di quei raggi che rimangono molto vicini all’asse ottico; è evidente che per tali raggi l’angolo di incidenza sul diottro sarà molto piccolo. L’approssimazione di cui sopra è di fondamentale importanza per l’ottica geometrica e viene chiamata con il nome di condizione di Gauss. Consideriamo un diottro convesso ed un raggio proveniente dall’infinito, che incide su di esso nella condizione gaussiana (figura 25).


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Figura 25. Fuoco immagine di un diottro convesso

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Figura 26. Fuoco immagine di un diottro concavo

Le considerazioni di par. 2.7.3 sul diottro convesso ci permettono di ricavare che il raggio rifratto converge verso l’asse ottico e lo incontra in un punto F’, detto fuoco immagine del diottro, che rappresenta il primo punto cardinale cercato. Il fuoco immagine è stato individuato dalla intersezione del raggio rifratto con l’asse ottico e pertanto viene detto reale. La distanza tra il fuoco F’ ed il vertice del diottro V, viene detta distanza focale immagine (F’V = f’). Se in questa situazione consideriamo come secondo raggio quello avente la direzione coincidente con l’asse ottico, che non subisce deviazione attraversando il diottro in quanto i=0 e quindi anche i’=0, possiamo interpretare il fuoco immagine F’ come l’immagine A’ del punto A, posto all’infinito. Si possono inoltre confermare le stesse conclusioni se avessimo disegnato il diottro convesso avente centro in n1 (con n1 > n’1). Consideriamo, in figura 26, un diottro concavo ed un raggio monocromatico, proveniente dall’infinito, che incide su di esso nelle condizioni gaussiane. Le motivazioni esposte nel par. 2.7.3 a riguardo del diottro concavo ci permettono di ricavare che il raggio rifratto diverge dall’asse ottico e il suo prolungamento lo incontra in un punto F’, detto fuoco immagine del diottro, che rappresenta di nuovo il punto cardinale cercato. Il fuoco immagine è stato individuato dalla intersezione del prolungamento del raggio rifratto con l’asse ottico e pertanto viene detto virtuale. La distanza tra il fuoco F’ ed il vertice del diottro V è detta ancora distanza focale immagine (F’V = f’). Se in questa situazione consideriamo come secondo raggio quello avente la direzione coincidente con l’asse ottico, che non subisce deviazione attraversando il diottro in quanto i=0 e quindi anche i’=0, possiamo interpretare il fuoco immagine F’ come l’immagine A’ del punto A, posto all’infinito. Si possono inoltre confermare le stesse conclusioni se avessimo disegnato il diottro concavo avente centro in n1 (con n1 < n’1). Consideriamo nella figura 27 un diottro convesso ed immaginiamo di condurre ad esso dei raggi luminosi, nelle ipotesi gaussiane, che partono da un oggetto puntiforme sull’asse ottico che via via si avvicina al vertice del diottro (punti A, B, D ecc.): Figura 27. Fuoco oggetto di un diottro convesso


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Nella figura 27 si è voluto evidenziare che, all’avvicinarsi del punto al vertice del diottro, aumenta l’angolo di incidenza del raggio e quindi, per il rispetto della legge di Snell-Cartesio, aumenta anche quello di refrazione. Per questo motivo il raggio rifratto forma con l’asse ottico un angolo sempre più piccolo dunque, nell’avvicinarsi al diottro, ci sarà un punto sul suo asse dal quale partirà un raggio incidente il cui raggio rifratto formerà con l’asse un angolo tendente a zero, ossia la sua direzione sarà parallela a quella dell’asse ottico. A tale punto si dà il nome di fuoco oggetto F del diottro sferico e viene detto reale, come nel caso in esame, quando la sua posizione è individuata dall’intersezione del raggio incidente con l’asse. Il fuoco oggetto rappresenta l’altro punto cardinale cercato del diottro sferico. La distanza del fuoco oggetto dal vertice del diottro (FV = f ) viene chiamata distanza focale oggetto. Se anche in questa situazione consideriamo come secondo raggio quello avente la direzione coincidente con l’asse ottico, che non subisce deviazione attraversando il diottro in quanto i=0 e quindi anche i’=0, possiamo interpretare il fuoco oggetto F come quel punto oggetto la cui immagine è all’infinito; in figura 27 il punto D coincide con il fuoco oggetto F (D≡F) e quindi la sua immagine D’ è all’infinito. Si possono inoltre confermare le stesse conclusioni se avessimo disegnato il diottro convesso avente centro in n1 (con n1 > n’1). Ora consideriamo un diottro concavo ed immaginiamo di condurre ad esso dei raggi luminosi nelle ipotesi gaussiane, relativi a punti oggetto che si trovano a destra del diottro, quindi nello spazio opposto a quello in cui si propagano i raggi incidenti (in seguito tali punti verranno chiamati virtuali). Nella figura 28 si è voluto evidenziare che, all’aumentare dell’angolo di incidenza del raggio aumenta, per il rispetto della legge di Snell-Cartesio, anche quello di refrazione e pertanto il raggio rifratto forma con l’asse ottico un angolo sempre più piccolo. Ci sarà un punto sull’asse ottico nel quale arriva il prolungamento di un raggio incidente il cui raggio rifratto formerà con l’asse un angolo tendente a zero, ossia la sua direzione sarà parallela a quella dell’asse ottico: a tale punto si dà il nome di fuoco oggetto F del diottro sferico e questa volta viene detto virtuale, in quanto la sua posizione è individuata dall’intersezione del prolungamento del raggio incidente con l’asse ottico. Il fuoco oggetto rappresenta, anche in questa situazione, l’altro punto cardinale cercato del diottro sferico. La distanza del fuoco oggetto dal vertice del diottro (FV = f ) viene di nuovo chiamata distanza focale oggetto. Se in questa situazione consideriamo come secondo raggio quello avente la direzione coincidente con l’asse ottico, che non subisce deviazione attraversando il diottro in quanto i=0 e quindi anche i’=0, possiamo interpretare il fuoco oggetto F come quel punto oggetto la cui immagine è all’infinito. In figura 28 il punto B coincide con il fuoco oggetto F (B≡F) e la sua immagine B’ è all’infinito. Si possono inoltre confermare le stesse conclusioni se avessimo disegnato il diottro concavo avente centro in n1 (con n1 < n’1). Riassumendo queste prime considerazioni, possiamo affermare Figura 28. Fuoco oggetto di un diottro concavo


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che il diottro convesso ha fuochi (oggetto ed immagine) entrambi reali; il diottro concavo ha invece i fuochi entrambi virtuali. Non riteniamo opportuno in questa sede entrare nel merito delle relazioni analitiche che regolano il comportamento ottico del diottro, anche perché tali relazioni si ritrovano, in modo abbastanza similare, nello studio della lente e pertanto ci soffermeremo su di esse quando parleremo di tale mezzo ottico; in questo frangente ci limiteremo ad introdurre il potere F del diottro sferico, definito dalla relazione:

dove n’1 è l’indice dello spazio immagine, n1 quello dello spazio oggetto, r il raggio di curvatura del diottro sferico, che viene assunto positivo se a destra del vertice V, negativo se a sinistra. Siccome n1 ed n’1 sono due indici di refrazione assoluti sono dei numeri puri mentre r è una distanza: se la esprimiamo per convenzione in metri allora avremo che il potere F del diottro avrà come unità di misura la Diottria. Questa è una convenzione molto importante perché stabilisce che le distanze che compaiono nelle formule con le quali si calcola il potere di superfici rifrangenti (lenti, sistemi ottici ecc.) debbano essere espresse in metri perché si possa esprimere il potere F in diottrie; la diottria (simbolo D) è un parametro che ha quindi come dimensione l’inverso di una distanza espressa in metri, cioè

Il potere di un diottro sferico e più in generale quello di una superficie curva, rappresenta la capacità della superficie di deviare il percorso del raggio rifratto rispetto alla direzione di quello incidente; più il potere è alto tanto più grande sarà la capacità di far convergere i raggi se il diottro è convesso, di farli divergere se concavo; più il potere è piccolo tanto più piccola sarà la capacità di convergenza o divergenza. Si fa notare infine come il potere F aumenti se aumenta la differenza tra l’indice dello spazio immagine n’1 e quello dello spazio oggetto n1 (salto d’indice) e/o diminuisce il raggio di curvatura r del diottro; viceversa se il salto d’indice si riduce e/o il raggio aumenta il potere diminuisce.

2.8 La lente Una lente è formata dalla combinazione di due diottri, che possono essere entrambi sferici, oppure uno sferico e l’altro asferico oppure uno sferico e l’altro piano ecc., pertanto la sua definizione (geometrica) sarà: dicesi lente un mezzo ottico delimitato da due superfici (diottri) delle quali almeno una curva. Quando entrambi i diottri della lente sono sferici questa si dice sferica, se uno è asferico la lente si dice asferica, se tutti e due sono asferici è detta biasferica (in questo contesto prenderemo in esame solo le lenti sferiche); i diottri vengono anche detti facce attive della lente (anteFigura 29. Parametri ottici e geometrici della lente riore e posteriore).


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Figura 30. Lenti Biconvesse non isosceli

2.8.1 I parametri caratteristici In riferimento alla generica figura 29 (la denominazione completa delle lenti sarà data nel par. 2.8.2) possiamo individuare i parametri ottici e geometrici della lente; essi vengono indicati con n1 indice di refrazione assoluto dello spazio oggetto (dal quale proviene la radiazione) n’1 indice di refrazione assoluto della lente n’2 indice di refrazione assoluto dello spazio immagine (nel quale si propaga la radiazione rifratta dalla lente) Gli indici di refrazione precedenti costituiscono i parametri ottici della lente, che quindi sono in generale tre; se poi n1 è uguale ad n’2 allora la lente si dice immersa (nello stesso mezzo) ed i parametri ottici diventano due. Gli altri parametri della lente sono: r1 raggio di curvatura della prima faccia (o diottro o superficie) della lente, C1 è il relativo centro di curvatura r2 raggio di curvatura della seconda faccia (o diottro o superficie) della lente, C2 è il relativo centro di curvatura. I raggi di curvatura delle facce della lente costituiscono i suoi parametri geometrici, che quindi in generale sono due; se poi la lente ha r1 uguale ad r2 allora la lente si dice isoscele ed il parametro geometrico è uno solo. Nella figura precedente è disegnato anche un asse orizzontale che taglia simmetricamente la lente e che per questo motivo deve contenere i due centri di curvatura delle sue facce; esso è l’asse ottico della lente definito come l’asse di simmetria di questa e sul quale si trovano di conseguenza i centri di curvatura delle superfici. Nella figura 29 si noterà anche che l’asse ottico incontra la lente in due punti V1 e V2, detti rispettivamente vertice anteriore e vertice posteriore della lente; le lenti che hanno simmetria di rivoluzione attorno all’asse ottico sono dette assosimmetriche. 2.8.2 Tipologia e nomenclatura delle lenti Il criterio adottato nel par. 2.7.2 per stabilire la convessità o concavità del diottro consente di assegnare il nome alle varie tipologie di lenti, con la condizione che tale denominazione vuole che l’indice della lente n’1 sia maggiore degli indici n1 ed n’2 dei mezzi che la circondano, cioè n’1 > n1, n’2.

Figura 31. Lente Biconvessa isoscele


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Figura 32. Lenti Pianoconvesse

Figura 33. Lenti Menisco positive

Figura 34. Lenti Biconcave non isosceli

Per comprendere meglio come determinare la convessità o concavità delle superfici che compongono la lente, si faccia riferimento agli esempi 1 e 2 di par. 2.8.3. Le lenti di figura 30 vengono dette Biconvesse non isosceli, essendo formate da due diottri convessi di raggio non uguale. Ricordando l’espressione di par. 2.7.4 con la quale si calcola il potere di un diottro sferico si avrà sempre che le superfici convesse hanno potere positivo (mentre le concave negativo) e pertanto la lente biconvessa è una lente positiva. La lente di figura 31 è detta Biconvessa isoscele, essendo formata da due diottri convessi aventi lo stesso raggio di curvatura, anche questa lente ha potere positivo. Invece le lenti di figura 32 si dicono Pianoconvesse, in quanto hanno una faccia convessa e l’altra piana. Il loro potere sarà ancora positivo, e poiché la faccia piana ha potere uguale a zero, il potere della lente coinciderà con quello della faccia convessa. Le lenti di figura 33, che hanno una faccia convessa e l’altra concava sono dette invece Menisco positive perché, come si è detto alla Figura 35. Lente Biconcava isoscele


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Figura 36. Lenti Pianoconcave

Figura 37. Lenti Menisco negative

fine del par. 2.7.4, la faccia convessa ha raggio minore e quindi potere positivo maggiore di quella concava, cioè quella con potere negativo. Riassumendo quindi sono positive le lenti: Biconvesse non isosceli, Biconvesse isosceli, Pianoconvesse, Menisco positive. Si noterà dalle figure precedenti che le lenti positive sono più spesse al centro e più sottili ai bordi (questa osservazione costituisce uno dei metodi per il riconoscimento di una lente positiva). Prendiamo ora in esame la figura 34, in cui sono rappresentate due lenti Biconcave non isosceli, che essendo formate da due diottri concavi, pertanto di potere negativo, costituiscono l’esempio di due lenti negative. La lente in figura 35 è detta Biconcava isoscele, avendo due superfici concave di ugual raggio; il suo potere sarà pertanto negativo. Le lenti di figura 36 si dicono invece Pianoconcave, in quanto hanno una faccia concava e l’altra piana, il loro potere sarà ancora negativo. Il potere della lente coinciderà con quello della faccia curva, poiché il potere della faccia piana è zero. Infine le lenti in figura 37 sono dette invece Menisco negative, perché la faccia concava ha raggio minore, e quindi potere negativo maggiore (par. 2.7.4) di quella convessa, la quale ha invece potere positivo. Riassumendo quindi sono negative le lenti: Biconcave non isosceli, Biconcave isosceli, Pianoconcave, Menisco negative. Si noterà dalle figure precedenti che le lenti negative sono più spesse al bordo e più sottili al centro (questa osservazione costituisce uno dei metodi per il riconoscimento di una lente negativa). 2.8.3 Le lenti sottili (sferiche) A fianco della classificazione delle lenti fatta nel par. 2.8.2, dove il nome della lente è stato assegnato in base alla forma geometrica, ve n’è un’altra, di natura più strettamente ottica, secondo la quale la lente può essere definita spessa o sottile. Non ci occuperemo della prima categoria perché le lenti oftalmiche, per motivi che


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Figura 38. Rappresentazione di una lente sottile positiva e negativa

esulano dallo scopo di queste brevi note di ottica geometrica, vengono considerate, nella quasi totalità dei casi, lenti sottili. In prima ipotesi possiamo considerare sottile una lente in cui lo spessore tende a zero (anche se in realtà la giustificazione è un po’ più articolata) e pertanto la sua rappresentazione grafica è illustrata in figura 38. La simbologia grafica di figura 38 rappresenta l’asse ottico della lente come suo asse di simmetria e pertanto su di esso si troveranno i centri di curvatura delle sue superfici curve. Una lente sottile positiva viene rappresentata con una linea, alle cui estremità ci sono due frecce dirette in senso opposto all’asse ottico, mentre nella negativa all’estremità della linea ci sono due frecce dirette verso l’asse ottico. Non bisogna però dimenticare che la lente, anche se sottile, è sempre formata dall’unione di due diottri e quindi il suo potere scaturirà dalla somma algebrica dei poteri dei diottri che la compongono; con ciò si intende dire che: se la lente è biconvessa la sua potenza sarà data dalla somma dei poteri delle facce, se pianoconcava coinciderà con il potere della faccia concava, se menisco il potere sarà la differenza tra i poteri delle facce ecc. Da queste considerazioni, tralasciandone la dimostrazione matematica, ricaviamo che il potere di una lente sottile, detto potere nominale Fn, è dato dall’espressione: (potere nominale di una lente sottile) Fn = F1 + F2 dove F1 ed F2, potenze del diottro anteriore e posteriore rispettivamente, sono calcolate con l’espressione di par. 2.7.4 e precisamente ed espressioni nelle quali n’1 = indice di refrazione assoluto della lente n1 = indice del mezzo ottico che precede la lente (spazio oggetto) n’2 = indice del mezzo ottico che segue la lente (spazio immagine) r1 = raggio di curvatura della faccia anteriore della lente r2 = raggio di curvatura della faccia posteriore della lente Vediamo alcuni esempi applicativi della relazione precedente. Esempio 1) Calcolare il potere nominale di una lente sottile, immersa in aria, avente n’1 = 1,5; r1 = +10 cm; r2 = –20 cm. Osservazione: Ricordando quanto detto nel par. 2.7.4 per il diottro sferico, possiamo considerare l’asse ottico della lente come un asse di riferimento ed i vertici della lente come origine per ciascun diottro.


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Adottando la stessa convenzione per i segni dei raggi, possiamo dire che la faccia anteriore della lente ha raggio positivo, quindi il suo centro di curvatura è a destra del vertice, nel mezzo con indice di refrazione assoluto maggiore. Quando si considera la prima faccia della lente bisogna trascurare la seconda ed immaginare che lo spazio a destra di V1 sia illimitato, ecco perché il centro della prima superficie cade nell’indice maggiore. La faccia è convessa e pertanto la sua potenza è positiva. La seconda superficie ha invece raggio di curvatura negativo, quindi il suo centro è a sinistra del vertice. Applichiamo nuovamente il ragionamento usato per la prima superficie ma, questa volta, bisogna estendere il mezzo a sinistra del vertice V2, considerandolo illimitato; quindi anche il centro della seconda faccia cade nel mezzo con indice di refrazione assoluto maggiore: anche questa faccia è convessa e la sua potenza positiva. La lente è quindi Biconvessa ed ha la forma di quella rappresentata in figura 30a. Utilizziamo la formula del potere di un diottro sferico riportata nel par. 2.7.4 per calcolare le potenze delle facce della lente. Calcolo della potenza della faccia anteriore, F1:

Calcolo della potenza della faccia posteriore, F2:

pertanto avremo Fn = F1 + F2 = +5 + 2,5 = +7,5 D Esempio 2) Calcolare il potere nominale di una lente (sottile) immersa in aria, avente n’1 = 1,5; r1 = +10 cm; r2 = +20 cm. Osservazione: Procedendo con analogo ragionamento a quello fatto per l’esempio 1, per la faccia anteriore della lente valgono le stesse considerazioni fatte per la faccia anteriore della lente del primo esempio, quindi la faccia è convessa e pertanto la sua potenza è positiva. La seconda superficie ha pure raggio di curvatura positivo, quindi il suo centro è a destra del vertice, nel mezzo con indice di refrazione assoluto minore: questa faccia è concava e la sua potenza negativa. La lente è quindi Menisco e la sua forma è quella di figura 33f. Utilizziamo la formula del potere di un diottro sferico riportata nel par. 2.7.4 per calcolare le potenze delle facce della lente. Calcolo della potenza della faccia anteriore, F1:

Calcolo della potenza della faccia posteriore, F2:

pertanto avremo Fn = F1 + F2 = +5 + (–2,5) = +2,5 D 2.8.4 I punti cardinali della lente sottile I punti cardinali della lente sottile, come già detto per il diottro sferico, sono il fuoco immagine F’ ed il fuoco oggetto F e, nel rispetto della capacità convergente (potere positivo) o divergente (potere negativo) della lente (si riveda quanto detto nel par. 2.7.4), avremo rispettivamente fuochi reali o virtuali, come indicato in figura 39; nella quale si evidenzia che i fuochi, reali (lente positiva) o virtuali (lente negativa), sono simmetrici rispetto alla lente: ciò avviene sempre quando la lente è immersa


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Figura 39. Punti cardinali di una lente sottile positiva e negativa

nello stesso mezzo ottico, quindi anche quando è immersa in aria; vedremo più avanti la spiegazione di quanto affermato. La distanza dei fuochi dalla lente si chiama distanza focale effettiva. La focale effettiva si indica con fe e rappresenta la focale oggetto f e la focale immagine f’ della lente che, come si è detto prima, sono uguali se la lente è immersa nello stesso mezzo. La convenzione vuole, però, che la focale effettiva venga fatta coincidere con la focale immagine (fe ≡ f’), quindi le due focali hanno stessa lunghezza ma anche stesso segno. Consideriamo ora (per semplicità) una lente positiva immersa in aria ed un oggetto esteso AB, situato prima del suo fuoco oggetto F; costruiamo mediante il tracciamento dei raggi cardinali l’immagine che ne fornirà la lente; graficamente avremo quanto rappresentato in figura 40. Vediamo di illustrare quanto è disegnato nella figura 40: dall’estremità B dell’oggetto (reale) facciamo passare il raggio (di colore rosso) proveniente dall’infinito, che pertanto sarà parallelo all’asse ottico della lente. Dopo essere stato rifratto dalla lente, il raggio convergerà (lente positiva) verso l’asse per passare dal fuoco immagine F’ (reale); dall’estremità B dell’oggetto tracciamo poi il raggio che passa dal fuoco oggetto F della lente (raggio di colore blu). Dopo la refrazione il raggio uscirà parallelo all’asse ottico ed incontrerà il raggio rifratto precedente nel punto B’, che è

Figura 40. Formazione dell’immagine reale data da una lente sottile


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l’immagine di B. L’immagine complessiva dell’oggetto AB sarà quindi rappresentata dal segmento A’B’ e viene detta reale perché è individuata dall’intersezione dei raggi rifratti (nella convenzione grafica l’immagine reale è disegnata con linea continua); il meccanismo appena illustrato, applicabile anche a lenti negative, si chiama determinazione grafica dell’immagine. Nella figura 40 è indicato con l la distanza dell’oggetto dalla lente, con l’ quella dell’immagine dalla lente, con f ‘ la focale immagine (coincidente con la focale effettiva) e con f la focale oggetto della lente; si dimostra che tra i parametri precedenti sussiste la relazione: (equazione di Gauss o dei punti coniugati di una lente immersa in aria) la quale consente di determinare uno qualunque dei tre parametri Fn, l, l’ che vi compaiono, qualora siano noti gli altri due. In ottica geometrica è uso definire vergenza l’inverso di una distanza espressa in metri; pertanto, dal momento che l ed l’ sono distanze, possiamo chiamare la frazione 1/l’ vergenza dell’immagine e la frazione 1/l vergenza dell’oggetto, e quindi la formula precedente può esprimersi dicendo che il potere nominale di una lente (sottile) si ricava dalla differenza algebrica delle vergenze dell’immagine e dell’oggetto; avendo espresso le distanze l ed l’ in metri, l’unità di misura del potere di una lente è la Diottria (simbolo D). Inoltre si dimostrano valide le relazioni ed anche le quali ci dicono che, esplicitando f ed f’ dalle formule, la focale oggetto e la focale immagine di una lente immersa hanno lo stesso valore numerico ma sono di segno opposto (focale oggetto positiva e focale immagine negativa o viceversa); ciò chiarisce quanto detto all’inizio del paragrafo e cioè che focale oggetto e focale immagine di una lente immersa sono uguali, ma di segno opposto. A quanto detto si può aggiungere che la focale effettiva avrà lo stesso segno della focale immagine, ciò può essere riassunto nella seguente espressione: – f = f ‘ = fe. Le precedenti relazioni ci indicano quindi che il potere nominale Fn della lente sottile, quando la lente è immersa nello stesso mezzo ottico, è uguale all’inverso della sua focale immagine (o effettiva) espressa in metri, oppure a meno l’inverso della sua focale oggetto (sempre espressa in metri). Il lettore si sarà certamente accorto che esistono più relazioni che ci consentono di calcolare il potere nominale di una lente sottile (immersa in aria); infatti alle formule illustrate in questo paragrafo si possono aggiungere quelle di par. 2.8.3 (con n1 = n’2 = 1) e quindi avere in definitiva:

In figura 40 è anche indicata la grandezza trasversale dell’oggetto (h) e quella dell’immagine (h’); in Ottica geometrica esiste un parametro che stabilisce un legame tra le due grandezze: questo è l’ingrandimento trasversale, mt, definito come “il rapporto tra la grandezza trasversale dell’immagine e quella dell’oggetto”. Si dimostra anche che l’ingrandimento trasversale mt è uguale al rapporto tra la distanza immagine e distanza oggetto, e quindi l’espressione dell’ingrandimento trasversale può essere così riassunta: [Ingrandimento trasversale della lente sottile]


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L’ultima relazione ci permette di calcolare l’ingrandimento trasversale della lente conoscendo la reciproca posizione dell’oggetto l e dell’immagine l’. L’ingrandimento, in dipendenza dei segni associati alle distanze l ed l’, può essere positivo o negativo: nel primo caso significa che l’oggetto e l’immagine stanno dalla stessa parte rispetto all’asse ottico (entrambi sopra l’asse ottico o entrambi sotto), nel secondo da parti opposte; considerato in valore assoluto, invece l’ingrandimento trasversale ci dice che: l’immagine è più grande dell’oggetto se mt > 1 l’immagine è più piccola dell’oggetto se mt < 1 l’immagine è uguale all’oggetto se mt = 1 Il corretto utilizzo delle formule precedenti esige, lo ricordiamo, di esprimere le distanze in metri (solo così il potere è espresso in Diottrie) e soprattutto di rispettare le convenzioni sui segni di r1, r2, l, l’, f, f’; tale convenzione va sotto il nome di convenzioni gaussiane, che qui riassumiamo facendo riferimento alla figura 39, 40 e 41: Fn = potere nominale della lente (espresso in Diottrie, ovvero m-1) Fn > 0 se la lente ha potere positivo, cioè convergente Fn < 0 se la lente ha potere negativo, cioè divergente f = focale oggetto = distanza del fuoco oggetto (F) dalla lente f’ = focale immagine = distanza del fuoco immagine (F’) dalla lente Quando il fuoco oggetto (F) si trova nello spazio oggetto ed il fuoco immagine (F’) nello spazio immagine, i fuochi si definiscono reali (figura 39). Una lente positiva ha fuochi reali, perciò assumiamo che f < 0 fuoco oggetto a sinistra della lente (nello spazio oggetto) f’ > 0 fuoco immagine a destra della lente (nello spazio immagine) In una lente negativa, invece, i fuochi sono virtuali (figura 39). Il fuoco oggetto (F) è nello spazio immagine e viceversa il fuoco immagine (F’) è nello spazio oggetto, quindi: f > 0 fuoco oggetto a destra della lente (nello spazio immagine) f’ < 0 fuoco immagine a sinistra della lente (nello spazio oggetto) l = distanza dell’oggetto dalla lente l’ = distanza dell’immagine dalla lente l > 0 cioè positiva se l’oggetto è virtuale (a destra della lente) l < 0 cioè negativa se l’oggetto è reale (a sinistra della lente) l’ > 0 cioè positiva se l’immagine è reale (a destra della lente) l’ < 0 cioè negativa se l’immagine è virtuale (a sinistra della lente) Da ciò si deduce che quando l’oggetto è situato nello spazio oggetto sarà reale, quando si trova nello spazio immagine sarà virtuale; viceversa l’immagine è reale quando è posizionata nello spazio immagine, virtuale se è situata nello spazio oggetto. h = grandezza trasversale dell’oggetto h’ = grandezza trasversale dell’immagine h > 0 cioè positiva se l’oggetto si trova sopra l’asse ottico h < 0 cioè negativa se l’oggetto si trova sotto l’asse ottico h’ > 0 cioè positiva se l’immagine si trova sopra l’asse ottico h’ < 0 cioè negativa se l’immagine si trova sotto l’asse ottico Pertanto, considerando l’intersezione della lente con l’asse ottico come il punto di origine di un sistema cartesiano, si potrà affermare che quando l’oggetto, l’immagine o un fuoco della lente sono a destra di essa avranno una distanza positiva; quando sono a sinistra avranno una distanza negativa. Inoltre l’oggetto o l’immagine che sono sopra l’asse avranno grandezza trasversale positiva; viceversa negativa.


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Concludiamo con alcuni esempi che illustrino come si applicano le formule precedentemente esposte. Esempio 1) Data una lente sottile di potere nominale Fn = +5,00 D, calcolare le sue focali. Per la focale oggetto avremo

(fuoco oggetto reale, a sinistra della lente); per la focale immagine (fuoco immagine reale, a destra della lente) oppure (c.v.d.) Esempio 2) Data una lente sottile di potere nominale Fn = -4,00 D, calcolare le sue focali. Per la focale oggetto avremo

(fuoco oggetto virtuale, a destra della lente); per la focale immagine (fuoco immagine virtuale, a sinistra della lente) oppure (c.v.d.) Esempio 3) È data una lente sottile immersa in aria. Un oggetto reale si trova a 20 cm dalla lente e questa ne forma una immagine reale che si localizza ad una distanza di 20 cm dalla lente; calcolare il potere nominale della lente e l’ingrandimento trasversale da essa fornito. (L’esercizio è riassunto nel grafico di figura 40.) Osservazione: L’oggetto è reale, quindi a sinistra della lente, pertanto la distanza da essa sarà negativa: l = –20 cm, l’immagine è reale, quindi a destra della lente, allora la distanza da essa sarà positiva: l’ = +20 cm. Dall’equazione dei punti coniugati, riportata in questo paragrafo, abbiamo

da cui si ha Fn = +5 D + 5 D e quindi Fn = +10 D. Le focali della lente saranno

(focale oggetto)

(focale immagine o focale effettiva); come si vede le due focali hanno stesso valore numerico, ma segno opposto.


2. Ottica geometrica

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Dalla relazione dell’ingrandimento trasversale si ha

(dove la x non rappresenta l’unità di misura dell’ingrandimento, che è un numero puro, ma il suo il simbolo, che si legge “per”). Commento: il segno negativo dell’ingrandimento trasversale indica che l’immagine e l’oggetto hanno posizione contrapposta rispetto all’asse ottico; il valore assoluto dell’ingrandimento (mt = 1) ci indica che l’immagine è di grandezza trasversale uguale a quella dell’oggetto. Quest’ultimo risultato è generalizzabile per tutte le lenti positive con oggetti reali: l’immagine reale avrà la stessa grandezza dell’oggetto reale se questo è posto ad una distanza dalla lente pari al doppio della distanza focale oggetto, infatti

che è la metà della distanza a cui si trova l’oggetto dalla lente. Esempio 4) È data una lente sottile immersa in aria di Fn = +4 D. Un oggetto reale si trova a 10 cm dalla lente, calcolare a che distanza dalla lente si localizzerà l’immagine e l’ingrandimento trasversale da essa fornito. (L’esercizio può essere riassunto nel grafico di figura 41). Osservazione: L’oggetto è reale, quindi a sinistra della lente, pertanto la distanza da essa sarà negativa: l = –10 cm. Inoltre applicando la relazione

ricaviamo che la focale oggetto della lente è

pertanto, trovandosi l’oggetto tra il fuoco oggetto e la lente, avremo la formazione di una immagine virtuale. Dall’equazione dei punti coniugati, riportata in questo paragrafo, abbiamo da cui si ha e quindi per cui

(il segno negativo della distanza indica che l’immagine si trova a sinistra della lente, quindi è virtuale). Il risultato, peraltro già previsto nell’Osservazione, è generalizzabile a tutte le lenti positive: se l’oggetto reale è posto tra F (fuoco oggetto) e lente, la lente positiva fornirà di esso una immagine virtuale.

il risultato conferma che essa è uguale, come valore numerico, ma di segno opposto alla focale oggetto.


2. Ottica geometrica

41

Figura 41. Formazione dell’immagine virtuale data da una lente sottile

Dalla relazione dell’ingrandimento trasversale si ha

(dove la x, per quanto detto nell’esercizio 3, si legge “per”). Commento: il segno positivo dell’ingrandimento trasversale indica che l’immagine e l’oggetto hanno posizione concorde rispetto all’asse ottico; il valore assoluto dell’ingrandimento (1,67 > 1) ci indica che l’immagine è più grande dell’oggetto. Nella figura 41 AB è l’oggetto reale tra fuoco oggetto (F) e lente, A’B’ l’immagine virtuale ed i simboli riportati, con i segni rispettivi, sono di chiara interpretazione. (nota: è forse opportuno soffermarsi sull’immagine ottenuta in questo esempio; si parla di immagine virtuale quando questa è individuata dai prolungamenti dei raggi rifratti e quindi non è materializzabile su un supporto fisico, ad esempio uno schermo, come lo è invece quella reale. Nella convenzione grafica l’immagine virtuale è disegnata con linea tratteggiata).

2.9 Le lenti astigmatiche Per una migliore comprensione delle lenti astigmatiche è opportuno prima ritornare sulle lenti assosimmetriche (vedi par. 2.8.1) ed illustrare meglio l’effetto ottico da esse prodotto. 2.9.1 La ricetta di una lente oftalmica sferica Le lenti oftalmiche, o lenti da occhiali, sono considerate lenti sottili e vengono definite sferiche, o assosimmetriche, quando entrambe le facce curve che le compongono sono diottri sferici (oppure la faccia curva se l’altra è piana). Dal momento che si è stabilita la geometria della lente (ad esempio: Pianoconvessa oppure Menisco o Biconvessa ecc.) sezionando tale lente con piani di orientamento qualunque, ma passanti dai centri delle superfici curve, otterremo sezioni che hanno tutte la stessa forma geometrica.


2. Ottica geometrica

42

Nella figura 42 si è considerata una lente oftalmica avente il diottro anteriore (faccia anteriore) di potere F1 = +6,50 D e quello posteriore di F2 = –1,50 D; questa lente è stata poi sezionata con un piano verticale, uno orizzontale ed uno obliquo, tutti passanti per i centri di curvatura delle sue facce (e quindi contenenti l’asse ottico) ed ai lati della lente si sono riportate le sezioni ottenute. Come si è prima detto, ciascuna delle sezioni proposte (come tutte quelle non riportate) ha la stessa geometria (i raggi di curvatura Figura 42. Sezioni passanti per il centro ottico dei diottri anteriore e posteriore sono co- di una lente sferica stanti) e pertanto il potere di ognuna di esse sarà dato dalla formula Fn = F1 + F2 che, nel caso dell’esempio di figura 42 dà: Fn = +6,50 D + (–1,50 D) = +5 D (vedi par. 2.8.3). Se la lente di potere nominale Fn = +5 D non avesse avuto la forma di Menisco ma una qualunque altra geometria, compatibile con il potere positivo della lente, sarebbero rimaste valide le considerazioni circa la geometria costante delle sue sezioni e pertanto la somma algebrica del potere delle sue facce avrebbe sempre dato come potenza nominale +5,00 D (ad esempio se la lente fosse stata Biconvessa una combinazione poteva essere F1 = +3 D ed F2 = +2 D; oppure, se fosse stata Pianoconvessa a faccia piana posteriore, avremmo avuto F1 = +5 D ed F2 = 0 D). Possiamo perciò concludere che una lente siffatta può essere rappresentata da una scrittura sintetica, che ne individui le caratteristiche principali, del tipo: Sf +5 D (che si legge: sfera +5 diottrie); tale scrittura è detta rappresentazione simbolica analitica o più semplicemente ricetta. Come già detto in precedenza l’asse ottico è l’asse di simmetria della lente e pertanto deve contenere i centri di curvatura delle sue superfici; se però rappresentiamo graficamente la lente sottile come fatto nelle figure 38 e 39 possiamo indicare con O l’intersezione dell’asse ottico con la lente e chiameremo questo punto centro ottico della lente (questo è il significato del punto O disegnato nelle figure 40, 41 e 42). Nella lente rappresentata in figura 42 abbiamo il potere della faccia anteriore F1 = +6,50 D e quello della faccia posteriore F2 = –1,50 D; pertanto il potere nominale della lente Fn, ovvero il suo potere totale, sarà Fn = +6,50 + (–1,50) = +5 D e quindi la sua “ricetta” è Sf +5,00 D. In relazione al centro ottico O possiamo quindi dire che una lente sferica avrà potere uguale in tutte le sue sezioni passanti da O; questa caratteristica viene riassunta nella sua “ricetta”, che è del tipo Sf (1) dove: – l’abbreviazione Sf indica appunto che la lente è sferica o assosimmetrica e quindi ha potere uguale in ogni sezione (o meridiano) passante per il suo centro ottico O (per tale motivo la lente sferica è anche detta monofocale, perché avendo un potere unico ha anche una focale unica). – in (1) è riportato il potere, positivo o negativo, di tutte le sue sezioni (ad esempio Sf +3,50 D oppure Sf –1,25 D ecc.). Si noterà che tale tipo di ricetta non ci dice quale sia la forma della sezione (se ad esempio è Pianoconvessa, Biconvessa non isoscele ecc.) ma del resto la cosa non è fondamentale, dal momento che la sezione di una lente oftalmica è, nella quasi totalità dei casi, un Menisco.


2. Ottica geometrica

Per quanto detto sopra si capisce quindi che una lente sferica, avendo lo stesso potere in tutti i suoi meridiani, è idonea alla compensazione di ametropie sferiche, miopia o ipermetropia, ossia di ametropie nelle quali il sistema ottico dell’occhio (cornea, cristallino ecc.) ha lo stesso potere in tutti i meridiani, che ruotano rispetto all’asse visivo.

43

Figura 43. Rappresentazione grafico simbolica (R.G.S.) di una lente astigmatica

2.9.2 Le immagini di una lente astigmatica Si è detto che la lente sferica compensa ametropie in cui l’occhio mantiene una simmetria di potere rispetto all’asse visivo; se l’occhio perde tale simmetria globale per mantenerla solo rispetto a due piani perpendicolari tra loro, allora esso avrà potenze diverse in tali piani e l’ametropia che ne nascerà è detta astigmatismo. La compensazione di questo difetto della vista si otterrà pertanto con lenti che abbiano per costruzione poteri diversi su due meridiani ortogonali tra loro, detti meridiani principali, e di segno opposto a quello del potere presente nei meridiani dell’occhio: le lenti con questa caratteristica sono dette astigmatiche. Le caratteristiche di tali lenti vengono, di norma, rappresentate mediante un disegno schematico in cui si riportano i due meridiani principali della lente (ortogonali tra loro), il potere che la lente ha in tali meridiani e la direzione di questi rispetto ad una linea di riferimento orizzontale; il metodo, detto rappresentazione grafico simbolica (R.G.S.), è rappresentato nella figura 43, nella quale con α1 ed α2 si sono indicate le direzioni dei meridiani principali della lente rispetto alla linea orizzontale 0°-180°, e con F1 e F2 i rispettivi poteri in quei meridiani. E’ definito astigmatismo della lente la differenza, presa in valore assoluto, tra i poteri (con il segno relativo) che la lente ha nei suoi meridiani principali; in formula: Ast = | F1 – F2 | = | F2 – F1 | (considerare il valore assoluto comporta che è irrilevante prendere l’uno o l’altro potere come primo termine della differenza ed inoltre l’astigmatismo della lente è sempre un numero positivo). L’immagine fornita da una lente astigmatica è riprodotta nella figura 44, in cui, immaginando che la radiazione provenga da un punto oggetto all’infinito, si evidenzia come i raggi che giacciono sul meridiano orizzontale, supposto di maggior potere, si incontrino in un punto sull’asse ma la contemporanea presenza dei raggi che si propagano in quello verticale fa nascere una immagine che non è puntiforme ma si trasforma in una linea; analogo risultato si ottiene considerando la radiazione che si propaga sul meridiano verticale (che nel caso dell’esempio è quello di potere minore). È interessante notare come l’immagine a forma di linea, originata dai raggi su un meridiano, si formi sul meridiano ortogonale. Considerando il cono complessivo di tutti i raggi rifratti dalla lente, denominato Conoide di Figura 44. Conoide di Sturm


2. Ottica geometrica

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Sturm, si avrà un punto in cui detto cono presenta una sezione di diametro minimo che si dice disco di minima confusione: è questa la migliore immagine che la lente astigmatica può dare di un oggetto puntiforme. È altresì opportuno far presente che la situazione rappresentata in figura 44 è puramente indicativa, nella realtà possiamo avere il potere maggiore sul meridiano verticale oppure i due meridiani principali possono non essere verticale ed orizzontale ma, rimanendo sempre ortogonali tra loro, possono avere inclinazione qualunque rispetto all’orizzontale. 2.9.3 La ricetta di una lente (astigmatica) pianocilindrica Le lenti astigmatiche a geometria sferica (in questo contesto esuliamo dalle geometrie asferiche) si dividono nelle seguenti tipologie: Pianocilindriche, Bicilindriche, Sferocilindriche, Pianotoriche e Sferotoriche ed in questo paragrafo, per motivi di sintesi, ci soffermeremo sulle Pianocilindriche e Sferocilindriche. Anche se la lente Pianocilindrica non ha un impiego pratico, è necessario parlarne per motivi “didattici”, poiché consente più agevolmente di capire il comportamento ottico di una lente astigmatica. Una lente Pianocilindrica si ottiene sezionando un cilindro con un piano parallelo all’asse del cilindro stesso. Consideriamo, per semplicità, una lente Pianocilindrica positiva (convessa) ed inviamo sulla faccia curva un fascio di raggi che attraversano la lente su un piano parallelo all’asse del cilindro, figura 45a, i raggi incontreranno nella lente una sezione a forma di lamina (potere zero) e quindi proseguiranno senza modificare la loro inclinazione; se invece consideriamo un fascio di raggi che incide sulla faccia curva della lente secondo un piano ortogonale all’asse del cilindro, figura 45b, essi incontreranno la sezione di una lente Pianoconvessa ovvero con potere diverso da zero, detto anche potere del cilindro o Fcil. In una lente Pianocilindrica, detta anche cilindro puro, i meridiani principali sono quindi: – il meridiano con la direzione dell’asse del cilindro, nel quale il potere è nullo (figura 45a) – il meridiano con la direzione perpendicolare all’asse del cilindro, nel quale si ha il potere del cilindro Fcil, che ovviamente è diverso da zero (figura 45b). Come si è detto la lente Pianocilindrica, o cilindro puro, ha il potere solo su un meridiano; dovremo pertanto specificare non solo il valore diottrico del potere su tale meridiano ma anche il posizionamento stesso della lente. La posizione della lente si ottiene aggiungendo al valore diottrico del cilindro l’ulteriore indicazione della direzione del suo asse: pertanto la rappresentazione simbolica scritta, o ricetta, di

Figura 45. Sezioni di una lente Pianocilindrica convessa

Figura 46. Rappresentazione grafico simbolica della lente Pianocilindrica di ricetta cil +3,50 ax 35°


2. Ottica geometrica

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una lente Pianocilindrica, nella sua formulazione generale, sarà del tipo Cil (1) ax (2) dove in (1) è indicato il potere del cilindro (Fcil ) e in (2) la direzione del suo asse. Consideriamo ad esempio una lente Pianocilindrica di ricetta: cil +3,50 ax 35°; tale scrittura indica che nella direzione 35°, quella dell’asse del cilindro, la lente ha potere zero, mentre nella direzione 125°, quella ortogonale all’asse del cilindro, il potere è +3,50 D. Quanto detto in precedenza può essere illustrato anche mediante un disegno schematico, detto rappresentazione grafico simbolica, così come mostrato in figura 46. Il disegno di figura 46 dice che il potere della lente nel meridiano con direzione 35° è zero (F35° = 0 D) e dunque in quella direzione vi è l’asse del cilindro, invece nel meridiano con direzione 125° il potere è +3,50 D (F125° = +3,50 D) e dunque quello è il Fcil; pertanto, partendo dalla rappresentazione grafico simbolica, possiamo risalire alla ricetta della lente Pianocilindrica prendendo come orientamento dell’asse del cilindro la direzione in cui la lente ha potere nullo; come Fcil il potere espresso sull’altro meridiano principale della lente; quindi in definitiva otterremo la ricetta cil +3,50 ax 35°, che è quella da cui siamo partiti. L’astigmatismo della lente sarà: Ast = | +3,50 – 0 | = | 0 – (+3,50) | = +3,50 D deducendo quindi, e questa è regola generale, che nella lente Pianocilindrica l’astigmatismo coincide sempre con il potere del cilindro (Fcil) preso in valore assoluto, ossia: Ast ≡ | Fcil |. 2.9.4 La ricetta di una lente (astigmatica) sferocilindrica Come si è visto la lente Pianocilindrica ha potere solo su un meridiano, quello ortogonale al suo asse; pertanto se venisse usata per compensare l’astigmatismo dell’occhio potrebbe compensare solo il caso in cui su un meridiano l’occhio sia emmetrope e sull’altro miope od ipermetrope (astigmatismo semplice). Se lo stato refrattivo dell’occhio necessita la compensazione su due meridiani, la len-

Figura 47. Formazione di una lente Sferocilindrica


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te Pianocilindrica non è sufficiente allo scopo; possiamo ricorrere allora alla lente Sferocilindrica; come si vede dalla figura 47, essa può essere ottenuta idealmente dall’unione di una lente Pianosferica (sezione di una sfera ottenuta con un piano qualunque, anche non passante per il suo centro, detta anche calotta sferica) ed una lente Pianocilindrica. Dalla figura 47 si deduce che i meridiani principali di questa lente sono: – il meridiano avente la direzione dell’asse del cilindro – il meridiano avente la direzione ortogonale all’asse del cilindro. Ricordando quanto detto al riguardo della ricetta di una lente sferica (par. 2.9.1) e di un cilindro puro (par. 2.9.3), la ricetta di una lente Sferocilindrica avrà pertanto la seguente forma Sf (1) cil (2) ax (3) dove in (1) è riportato il potere della lente Pianosferica (Fs), in (2) il potere della lente Pianocilindrica (Fcil) ed in (3) la direzione dell’asse di quest’ultima. Appare quindi chiaro che nel meridiano parallelo all’asse del cilindro questa lente ha potere uguale al potere della sfera (Fs) e, nel meridiano ortogonale all’asse del cilindro, il potere della lente sarà dato dalla somma algebrica del potere della sfera e di quello del cilindro (Fs + Fcil). Facciamo notare che somma algebrica vuol dire tener conto del segno di Fs e Fcil, che può essere positivo o negativo. L’astigmatismo di questa lente sarà dato dalla somma degli astigmatismi delle lenti che la compongono; quello della lente Pianosferica è nullo in quanto essa ha poteri uguali su tutti i meridiani, quello della Pianocilindrica, come si è già detto, è dato dal valore assoluto del Fcil; in definitiva è regola generale identificare l’astigmatismo della lente Sferocilindrica con il valore assoluto del potere del cilindro, ossia: Ast ≡ | Fcil |. Se consideriamo una ricetta Sferocilindrica iniziale, chiamata primitiva (P), a questa possiamo associare un’altra ricetta Sferocilindrica, detta trasposta (T), equivalente alla primitiva (due o più ricette di lenti astigmatiche si dicono equivalenti quando le lenti che esse rappresentano hanno i meridiani principali con lo stesso orientamento e potere, ossia hanno la stessa rappresentazione grafico simbolica). La ricetta trasposta può essere scritta con la seguente regola pratica: – il potere della sfera è dato dalla somma algebrica di sfera e cilindro della primitiva; – il potere del cilindro si ottiene cambiando il segno alla potenza del cilindro della primitiva; – la direzione dell’asse nella trasposta si ottiene ruotando l’asse della primitiva di 90°. A titolo di esempio consideriamo una lente Sferocilindrica primitiva di ricetta: P) Sf +3,00 cil –2,00 ax 75°; essa avrà Ast = 2,00 D; la sua ricetta trasposta sarà Sf [+3,00 +(–2,00)] cil –(–2,00) ax (75° + 90°) e quindi in definitiva T) Sf +1,00 cil +2,00 ax 165°. La lente primitiva avrà un potere totale, nel meridiano principale con direzione 75°, dato dalla somma del potere della sfera (Fs) e del cilindro (Fcil), che però avendo l’asse in quella direzione, è nullo; quindi in definitiva: F75° = Fs + 0 = +3,00 + 0 = +3,00 D Nel meridiano principale con direzione 165°, la lente avrà un potere totale dato dal contributo algebrico dei poteri sia della sfera (Fs) che del cilindro (Fcil), in quanto questa è la direzione ortogonale al suo asse e quindi quella in cui la lente Pianocilindrica ha una sezione con potere diverso da zero; in definitiva: F165° = Fs + Fcil = +3,00 + (–2,00) = +1,00 D. La scrittura della ricetta trasposta è utile per i seguenti motivi: – il potere della sfera della primitiva e quello della trasposta danno la potenza totale


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Figura 48. Rappresentazione grafico simbolica della lente Sferocilindrica di ricetta Sf +3,00 cil -2,00 ax 75°

della lente nei suoi meridiani principali, ovvero la sfera della primitiva è il potere totale della lente nel meridiano che ha la stessa direzione dell’asse del cilindro della primitiva; analogo discorso per la sfera della trasposta che indica il potere totale della lente nel meridiano che ha la stessa direzione dell’asse del cilindro della trasposta; – stabilire il prezzo della lente; infatti le aziende creano i listini delle lenti astigmatiche usando la ricetta con cilindro positivo o negativo. Se la ricetta che abbiamo a disposizione non ha il segno del cilindro coincidente con quello del catalogo consultato, possiamo ricavare il prezzo della lente scrivendone la ricetta trasposta. La figura 48 riproduce la rappresentazione grafico simbolica dell’esempio proposto (primitiva). Nel disegnare quanto riprodotto in figura 48 si è considerato che la lente Sferocilindrica assegnata fosse composta, idealmente, da due lenti: una Pianosferica ed una Pianocilindrica, ossia Sf +3,00 cil -2,00 ax 75° lente Pianosferica lente Pianocilindrica Anche per la lente Sferocilindrica, così come fatto per la Pianocilindrica alla fine di par. 2.9.3, è possibile scriverne la ricetta partendo dalla rappresentazione grafico simbolica, mediante le regole seguenti: – Sf = il potere della sfera della ricetta si otterrà prendendo come valore diottrico il potere totale che la lente ha in uno dei due meridiani principali; – Fcil = il potere del cilindro sarà quel valore diottrico che consente di passare (algebricamente) dal potere presente nel meridiano prescelto (e che, come visto nel punto precedente, coincide con il valore della sfera) al potere presente sull’altro meridiano principale; – ax = l’asse del cilindro coinciderà con la direzione del meridiano principale, il cui potere abbiamo preso come sfera. (Si fa notare al lettore che scegliendo come potere della sfera il potere sull’altro meridiano principale della lente, scriveremo la trasposta della ricetta iniziale). A chiarimento di quanto detto, riprendiamo l’esempio riportato in figura 48; prendendo come valore della sfera il potere sul meridiano a 75°, quindi Sf +3,00, il potere del cilindro sarà tale da consentire il passaggio dal potere +3,00 al potere +1,00 che si trova sul meridiano con direzione 165°, quindi cil –2,00; l’asse del cilindro avrà direzione 75° perché in quella direzione il potere del cilindro deve essere nullo, in quanto il potere totale della lente è già stato raggiunto con la sola sfera, pertanto ax 75°; per cui la ricetta definitiva sarà: Sf +3,00 cil –2,00 ax 75°. Prendendo invece come potere della sfera il potere sull’altro meridiano principale con direzione 165°, otterremo Sf +1,00; il potere del cilindro sarà tale da consentire il pas-


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saggio dal potere +1,00 al potere +3,00 che si trova sul meridiano con direzione 75°, quindi cil +2,00; l’asse del cilindro avrà direzione 165° perché in quella direzione il potere del cilindro deve essere nullo, in quanto il potere totale della lente è già stato raggiunto con la sfera, pertanto ax 165°; per cui la ricetta sarà: Sf +1,00 cil +2,00 ax 165°, che è la trasposta dell’esempio proposto. A conclusione del discorso sulle ricette delle lenti astigmatiche diremo che, tra le altre tipologie, le Bicilindriche (ad assi perpendicolari) sono importanti perché la loro ricetta rappresenta la sintesi analitica della lettura che si ha al frontifocometro quando viene misurato il potere della lente astigmatica; le Pianotoriche non hanno un riscontro pratico ma solo teorico (per capire la geometria della Sferotorica); le Sferotoriche sono importanti perché è con questa geometria che si costruiscono oggigiorno le lenti astigmatiche.

2.10 Lenti prismatiche e sistemi di riferimento Nei paragrafi precedenti, ogni volta che si è reso necessario riportare una direzione (linea focale della lente, rappresentazione grafico simbolica, rappresentazione grafica effettiva ecc.) abbiamo sempre posizionato lo zero a destra. Ciò è stato fatto per semplicità ma, nello scrivere la ricetta di una lente e in tutta l’Ottica oftalmica in generale, la posizione dello zero varia in funzione del particolare sistema di riferimento usato; in Ottica oftalmica si usano due sistemi di riferimento: il sistema T.A.B.O. (Technischer Ausschus fur Brillen Optik, proposto nel 1904 ed adottato nel 1921 dal Council of British Ophthalmologists) ed il sistema INTERNAZIONALE (proposto già dal 1874 ed adottato dal Congresso Internazionale di Napoli nel 1911 e detto anche Axint per l’annotazione dell’asse dell’astigmatismo). Gli schemi di entrambi i sistemi sono riportati in figura 49 (N.B.: lo schema si disegna come se avessimo il paziente di fronte): Nel sistema T.A.B.O. lo zero, per i due occhi, è posizionato a destra (quindi nasale per O.D. e temporale per O.S.) e per andare da 0° a 180° si ruota in senso antiorario; nel sistema INTERNAZIONALE lo zero è nasale e le rotazioni sono per l’O.S. in senso orario e per l’O.D. in senso antiorario: è pertanto evidente che le differenze tra i due sistemi si riscontrano solo per l’occhio sinistro. Pertanto la frase: “Occhio Sinistro Sistema T.A.B.O.” si sintetizza con l’acronimo

Figura 49. Sistemi di riferimento T.A.B.O. e INTERNAZIONALE


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O.S.S.T, mentre la frase “Occhio Sinistro Sistema INTERNAZIONALE” con l’acronimo O.S.S.I. Il passaggio di una prescrizione da un sistema all’altro si effettua lasciando inalterati i valori dei poteri (di sfera e del cilindro), mentre la direzione dell’asse del nuovo sistema si otterrà sottraendo a 180° il valore della direzione dell’asse del sistema di partenza; il seguente esempio chiarisce quanto detto: – data la prescrizione in Sistema T.A.B.O. O.S.S.T. Sf -1,25 cil -0,75 ax 120° – essa equivale alla prescrizione nel Sistema INTERNAZIONALE O.S.S.I. Sf -1,25 cil -0,75 ax 60° dove la direzione dell’asse della seconda ricetta è ottenuta dalla differenza (180° - 120°) = 60°. Quando la direzione è 90° o 180° allora i due sistemi sono esattamente equivalenti, come dimostra il seguente esempio di figura 50: a) data la ricetta O.S.S.I. Sf +2,00 cil +3,00 ax 90° (o 180°) la sua rappresentazione grafico simbolica è quella in figura 50a b) data la ricetta O.S.S.T. Sf +2,00 cil +3,00 ax 90° (o 180°) la sua rappresentazione grafico simbolica è quella in figura 50b Come si vede le due rappresentazioni riportate in figura 50 sono identiche. Se invece consideriamo l’occhio sinistro in generale, esulando dal caso particolare precedente, occorre specificare quale sistema vogliamo adottare, perché dall’uno all’altro le cose cambiano molto, infatti consideriamo la figura 51 e le seguenti ricette: a) O.S.S.I. Sf +2,00 cil +3,00 ax 60° la sua rappresentazione grafico simbolica è quella in figura 51a b) O.S.S.T. Sf +2,00 cil +3,00 ax 60° la sua rappresentazione grafico simbolica è quella in figura 51b

Figura 50. Coincidenza del sistema T.A.B.O. e INTERNAZIONALE nelle direzioni 90° e 180°

Figura 51. Rappresentazione grafico simbolica di ricette Sferocilindriche nel sistema INTERNAZIONALE e T.A.B.O.


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Come si vede le due rappresentazioni riportate in figura 51 invece conducono a situazioni completamente diverse, che non si riferiscono assolutamente a lenti equivalenti; infatti se la ricetta a) della figura 51 fosse scritta nel sistema T.A.B.O. sarebbe O.S.S.T. Sf +2,00 cil +3,00 ax 120° Un’altra convenzione, semplice Figura 52. Suddivisione dell’occhio nella zona temporale quanto importante, è stabilire la e nasale zona nasale e temporale per ciascun occhio. Il posizionamento di queste zone, che, lo ripetiamo, viene riportato come se avessimo di fronte il paziente, risulterà utile in seguito quando, ad esempio, dovremo riportare l’effetto prismatico di una lente oppure il decentramento del suo centro ottico ecc.; essa è schematizzabile così come riportato in figura 52, presupponendo di dividere l’occhio a metà con un meridiano verticale.

2.11 La prescrizione prismatica Nel par. 2.6.2 abbiamo appreso che un prisma immerso in aria è un deviatore di vergenza ossia un mezzo ottico che imprime, alla radiazione che lo attraversa, una rotazione o deviazione rispetto alla direzione di incidenza. Se poi il prisma è immerso in un mezzo con indice di refrazione assoluto minore di quello del prisma stesso, allora tale deviazione o rotazione è diretta verso la sua base; sempre nel par. 2.6.2 abbiamo anche visto la formula con cui è possibile calcolare tale deviazione. La conoscenza della sola deviazione non è però sufficiente a fornire una informazione completa del comportamento del prisma, in quanto essa si produrrà sul piano che contiene l’asse del prisma (cioè il comportamento di un prisma con asse verticale sarà ben diverso da quello che avrebbe se avesse l’asse orizzontale oppure obliquo) e pertanto dovremo indicare la direzione di questo; ma pur con queste due indicazioni l’informazione non è ancora completa perché occorre anche stabilire in quale posizione (o verso) si trova la base lungo la direzione dell’asse (ad esempio base alta o bassa, oppure temporale o nasale). Quindi la ricetta di una prescrizione prismatica dovrà tener conto di: – deviazione prodotta: detta talvolta anche potenza del prisma, espressa in diottrie prismatiche (simbolo Δ); corrisponde al modulo o entità della prescrizione; ricordiamo che si definisce diottria prismatica l’angolo al centro di una circonferenza

Figura 53. Rappresentazione della prescrizione prismatica O.D. 4 Δ a 40° B.T.

Figura 54. a) Possibili posizioni della base del prisma nel caso di ricetta 2 Δ a 90°. b) Possibili posizioni della base del prisma nel caso di ricetta O.D. 2 Δ a 140°


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che sottende un arco di 1 cm se il raggio è 1 m oppure è l’angolo di deviazione di un prisma sottile che produce uno spostamento dell’immagine di un centimetro quando il prisma è ad 1 metro (vedi par. 2.6.4) – direzione dell’asse del prisma: corrisponde alla direzione della prescrizione – posizione della base del prisma: corrisponde al verso della prescrizione. Ad esempio la prescrizione prismatica O.D. 4 Δ a 40° B.T. è rappresentata dal disegno in figura 53. Nell’esempio di figura 53 si riassume il fatto che quando si pone un prisma davanti all’occhio di un paziente, il corretto posizionamento richiede la conoscenza di tre parametri: – modulo o potenza del prisma (espressa in diottrie prismatiche Δ; 4 Δ nell’esempio) – direzione o asse del prisma (espressa in gradi; 40° nell’esempio) – posizione della base del prisma (base temporale B.T. o base nasale B.N.; B.T. nell’esempio) La deviazione prismatica è pertanto una grandezza vettoriale, dal momento che è caratterizzata dalla conoscenza di tre parametri: modulo, direzione, verso. Inoltre l’indicazione dei parametri precedenti deve sempre essere preceduta dalla scelta del sistema di riferimento, T.A.B.O. od INTERNAZIONALE, se ci riferiamo all’occhio sinistro; nel caso dell’esempio di figura 53 non è necessaria perché trattasi dell’occhio destro.

2.12 Il sistema “360° protractor” Specificare la posizione della base è di fondamentale importanza per i sistemi T.A.B.O. ed INTERNAZIONALE; di ciò ne abbiamo già sottolineata l’importanza nel par. 2.11 ma qui vogliamo ancora soffermarci fornendo alcuni esempi pratici; prendiamo la prescrizione prismatica 2 Δ a 90° (figura 54a); non specificare la posizione della base nella prescrizione prismatica comporta l’indeterminazione che, nella direzione 90°, questa possa essere in alto (prisma tratteggiato, di colore nero) oppure in basso (prisma a linea continua, di colore rosso). Anche nel caso di figura 54b, la cui ricetta è O.D. 2 Δ a 140°, non specificare la posizione della base nella prescrizione prismatica comporta l’indeterminazione che, nella direzione 140°, questa possa essere temporale (prisma tratteggiato di colore nero) oppure nasale (prisma a linea continua di colore rosso). Esiste tuttavia un sistema di riferimento nel quale si omette l’indicazione relativa alla posizione della base dell’effetto prismatico. Si tratta del sistema “360° protractor”, proposto circa vent’anni fa negli Stati Uniti d’America ed oggigiorno molto in uso soprattutto nelle Aziende costruttrici di lenti oftalmiche. In questo sistema l’effetto compensativo di un prisma è individuato, anche se in forma meno diretta, mediante due soli parametri: la deviazione prismatica e la direzione dell’asse; sembrerebbe questa una violazione della regola fino a qui enunciata, Figura 55. a) Posizionamento della base del prisma nel ma in realtà non è così perché sistema T.A.B.O. b) Posizionamento della base del prisma nel nel sistema “360° protractor” si sistema “360° protractor”


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utilizza tutto l’angolo giro e quindi tutti i quattro quadranti del goniometro (e non solo i primi due come nel T.A.B.O. e nell’INTERNAZIONALE) pertanto la posizione della base cade esattamente laddove termina l’angolo indicato nella ricetta. In questo sistema si riprende la convenzione del sistema T.A.B.O. circa la posizione dello 0° nei due occhi e quindi lo 0° si pone a destra. Nell’esempio di figura 55a si ha una ricetta prismatica per occhio sinistro in sistema TABO: O.S.S.T. 4 Δ a 30° B.N. Per completezza è stata scritta anche la ricetta equivalente nel sistema INTERNAZIONALE ma l’immagine in figura 55a si riferisce alla ricetta nel sistema T.A.B.O.; si è ottenuta poi la corrispondente ricetta nel sistema “360° protractor”, figura 55b, ricavando la direzione 30° + 180° = 210°. Infatti la stessa ricetta nel sistema “360° protractor” sarà O.S. 4 Δ a 210°. Se la ricetta iniziale fosse stata: O.S.S.T. 4 Δ a 30° B.T.; allora la ricetta nel nuovo sistema “360° protractor” sarebbe stata semplicemente O.S. 4 Δ a 30°. Come ulteriore esempio riportiamo la ricetta O.S.S.I. 3 Δ a 125° B.N. essa avrà come ricette equivalenti negli altri sistemi O.S.S.T. 3 Δ a 55° B.N. ; 3 Δ a 235° (360° protractor)

2.13 Le lenti prismatiche In precedenza abbiamo definito il prisma un deviatore di vergenza perché produce una rotazione tra la direzione del raggio emergente e quella del raggio entrante. Tale rotazione, detta anche angolo di deviazione δ (vedi par. 2.6.2), fa sì che, se il prisma è immerso in aria o comunque in un mezzo con indice di refrazione assoluto minore del prisma, il raggio uscente ruoti sempre verso la base del prisma stesso. L’immagine di ciò che si osserva attraverso il prisma si forma spostata verso il vertice del prisma (par. 2.6.3), rispetto all’asse visuale dell’occhio che osserva lo stesso oggetto ad occhio nudo. Una lente prismatica, tra le altre caratteristiche, riprende questo comportamento di “spostare” l’immagine di ciò che si osserva, deviandola rispetto alla direzione primaria di sguardo; una lente prismatica può quindi definirsi come: una lente che oltre all’effetto compensativo dell’ametropia, con conseguente trasformazione di vergenza e introduzione dell’ingrandimento trasversale dell’immagine, presenta anche un comportamento tipico del prisma detto effetto prismatico, che consiste nel deviare l’immagine, con conseguente suo spostamento. Le lenti prismatiche non vanno quindi confuse con i prismi puri, ma in determinati aspetti (la deviazione), questi due mezzi ottici possono essere equiparati tra loro. Si conoscono due tipologie di lenti prismatiche: le lenti prismatiche per costruzione e le lenti prismatiche per decentramento.

Figura 56. Effetto prismatico (δ ) di una lente


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2.13.1 La lente come combinazione di prismi Quando un raggio di luce attraversa una lente secondo una direzione coincidente con l’asse ottico di questa, per motivazioni ottiche che qui tralasciamo, la direzione del raggio rifratto (uscente) rimane quella del raggio incidente, ossia il raggio che attraversa la lente nel suo centro ottico O non subisce deviazione. Quando però il raggio luminoso attraversa una lente in un punto O’ distante h dal suo centro ottico O (tale distanza h è chiamata anche decentramento), subisce una deviazione (o rotazione) rispetto alla sua direzione di incidenza; tale deviazione si chiama effetto prismatico della lente e viene indicata con la lettera δ. Quanto appena detto è riassunto nella figura 56. Nella figura 56, il punto O è il centro ottico della lente, O’ il punto di incidenza del raggio e, in pratica, coincide con il centro pupillare del soggetto; h è la distanza, rispetto all’asse ottico, alla quale incide il raggio sulla lente (quindi rappresenta il decentramento tra centro ottico O e centro pupillare O’), infine f’ è la focale immagine della lente. Sia per la lente positiva che negativa, l’angolo δ, chiamato effetto prismatico, è misurabile in radianti, esprimendo h ed f’ in metri, con l’espressione:

e quindi ricordando che

Se però vogliamo misurare l’angolo in diottrie prismatiche (Δ), unità di misura più consueta in Ottica Oftalmica, dobbiamo esprimere il decentramento h in millimetri (mm) e dividere tutta l’espressione per 10, cioè: (formula di Prentice) da cui si ricava il decentramento h in mm

La formula di Prentice indica che l’effetto prismatico indotto da una lente è direttamente proporzionale alla distanza del raggio incidente rispetto all’asse ottico (quindi rispetto al decentramento h tra centro pupillare e centro ottico) ed alla potenza Fn della lente, misurata in diottrie D. La potenza della lente viene considerata in valore assoluto per non avere un effetto prismatico di segno negativo quando la lente ha potere negativo. Invece il decentramento h è direttamente proporzionale all’effetto prismatico da introdurre ed inversamente proporzionale alla potenza della lente. La legge di Prentice testimonia il fatto che la lente introduca una deviazione ai raggi che la attraversano fuori dal suo asse ottico; tale deviazione determina uno spostamento dell’immagine rispetto alla direzione dell’asse visuale dell’occhio che osserva lo stesso oggetto ad occhio nudo. Lo spostamento dell’immagine (verso l’alto o verso il basso) dipende dal segno del potere della lente e dalla provenienza dei raggi, che possono incontrare la lente sopra o sotto il suo asse ottico. Se ricordiamo quanto asserito nel par. 2.6.2 a riguardo del prisma, definito come deviatore di vergenza, possiamo rappresentare una lente con un insieme di due prismi,


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Figura 57. a) Lente positiva come insieme di due prismi abbinati base-base. b) Lente negativa come insieme di prismi abbinati spigolo-spigolo

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Figura 58. a) Lente prismatica positiva per costruzione. b) Lente prismatica negativa per costruzione

distinguendo la situazione tra lenti positive e negative (naturalmente il discorso è invertibile, nel senso che due prismi possono rappresentare una lente), vedi figura 57. Nella figura 57a la deviazione dell’immagine data da una lente positiva, è rappresentabile dall’abbinamento di due prismi con la base rivolta verso l’asse ottico. Nella figura 57b la deviazione dell’immagine di una lente negativa, è rappresentabile con l’abbinamento di due prismi con il vertice sull’asse ottico (ovvero con la base opposta). Naturalmente ribadiamo il fatto, estremamente importante, che se la radiazione giunge sulla lente con una direzione coincidente con l’asse ottico allora l’effetto prismatico della lente sarà δ = 0 perché è nulla la distanza h; quindi in generale quando l’asse visivo del soggetto passa per il centro ottico della lente non c’è spostamento dell’immagine rispetto all’asse visivo stesso.

2.14 Le lenti prismatiche per costruzione Come si è detto nel par. 2.13 le lenti prismatiche possono essere realizzate in due modi; in quelle realizzate “per costruzione” l’effetto prismatico è inserito nella lente direttamente nella fase di costruzione, realizzando uno stampo in cui gli spessori siano differenziati, anche in punti simmetrici della lente, in maniera da “creare” la presenza fisica di un prisma in essa, posteriormente se la lente è positiva, caso a) di figura 58, anteriormente se negativa, caso b). Nella figura 58 si vede che, nella lente per costruzione, l’effetto prismatico è determinato da una componente fissa δp, dovuta al prisma (calcolabile con l’espressione δp = α (n’1 - 1), con n’1 indice del prisma, cui va a sommarsi il contributo variabile dovuto alla lente, che si calcola con la relazione di Prentice. Con una lente così fatta il portatore percepirà sempre un effetto prismatico, quando il suo asse visivo passerà per il centro ottico O della lente; inoltre la realizzazione di una lente di questo tipo è compito esclusivo dell’Azienda costruttrice, all’Ottico spetta montarla correttamente sull’occhiale. A parità di diametro, potere ed effetto prismatico, la presenza materiale del prisma rende questa lente molto meno estetica e funzionale (a causa del maggior spessore e peso) della lente per decentramento (che vedremo successivamente), ma il ricorso alla lente prismatica per costruzione è obbligatorio quando: – il decentramento è eccessivo; si è visto che il decentramento h è direttamente proporzionale all’effetto prismatico da introdurre ed inversamente proporzionale alla


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potenza della lente; inoltre si dimostra che per effettuare un decentramento pari ad h, tra centro ottico e centro pupillare, occorre ridurre il diametro della lente iniziale di una quantità uguale a 2h (vedremo la dimostrazione, puramente geometrica, nel par. 2.15, quello dedicato alle lenti prismatiche per decentramento). Se volessimo quindi realizzare con il decentramento un forte effetto prismatico, in una lente di bassa potenza, dovremmo decentrare molto la lente (h molto grande) e quindi ridurre il diametro della lente di partenza di una quantità 2h molto elevata, che renderebbe il diametro della lente finita troppo piccolo peché essa possa essere inserita in una montatura normale (o tradizionale); – la lente non ha potere nella direzione in cui vogliamo realizzare l’effetto prismatico; in questo caso è impossibile applicare la formula di Prentice; ad esempio la lente: cil +2,00 ax 90° (cilindro puro) non permette di realizzare una compensazione prismatica a 90° per decentramento, essendo presente su tale meridiano potere nullo; – la lente è asferica; in tal caso, mancando un centro ottico fisso, è impossibile valutare con esattezza h e quindi non è applicabile la legge di Prentice in modo univoco.

2.15 Lenti prismatiche per decentramento (o molatura eccentrica) Una lente (monofocale o astigmatica) dopo la sua fabbricazione ha forma generalmente circolare e, nel rispetto della Normativa italiana ed europea, il suo centro ottico O coincide con il centro geometrico O’ (si fa presente che per centro geometrico si intende il centro del contorno che delimita la forma della lente). In realtà esistono anche lenti che dopo la fabbricazione hanno forma lievemente ellittica ma esse sono lenti speciali, che quindi esulano da questa trattazione di Ottica geometrica di base. Se poi, ponendo la lente davanti all’occhio del soggetto, facciamo coincidere il centro pupillare di quest’ultimo con il centro geometrico O’ (da ora in avanti identificheremo questi due punti) avremo che l’asse visivo passerà anche dal centro ottico O

Figura 59. Osservazione attraverso il centro ottico di una lente positiva e negativa

Figura 60. Effetto della molatura eccentrica in una lente positiva


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della lente ed il portatore non percepirà nessun effetto prismatico in quanto, dalla formula di Prentice, h = 0. Quanto esposto può riassumersi nella figura 59. Nella parte sinistra della figura 59 è rappresentata la lente di forma circolare, dopo la sua costruzione, con i centri O ed O’ coincidenti per rispetto della Normativa (in realtà è ammesso un piccolo errore nella coincidenza ma si tratta di uno scarto dell’ordine dei decimi di millimetro); nella parte destra la sezione di una lente positiva, caso a) supponendola Pianoconvessa, e di una lente negativa, caso b) supposta Biconcava. In entrambi i casi comunque non abbiamo effetto prismatico perché l’asse visivo, passando per O, non incontra i prismi che rappresentano la lente (o meglio li incontra in una zona in cui i prismi non producono nessun effetto e cioè: la base comune nel caso della lente positiva, il vertice comune nel caso della lente negativa). Se moliamo la lente precedente, asportandone una parte di spessore costante lungo tutta la sua circonferenza (molatura concentrica), otterremo sicuramente una lente di diametro più piccolo ma con ancora O ed O’ coincidenti per cui l’osservatore, al quale si faccia coincidere il suo centro pupillare con O’, non percepirà nessun effetto prismatico in quanto utilizza la lente nelle stesse condizioni della figura precedente. Adesso consideriamo una lente sferica positiva (circonferenza tratteggiata nella figura 60) nelle tre sezioni a) Pianoconvessa; b) Biconvessa isoscele; c) Menisco positiva e riduciamone il diametro, mediante molatura su tutta la sua circonferenza, facendo però in modo che la parte asportata passi da un valore nullo ad un valore massimo, che viene raggiunto nel punto della lente diametralmente opposto a quello in cui è iniziata la molatura; successivamente l’entità della molatura decresce per ritornare a zero nel punto di partenza (molatura eccentrica). Così facendo il centro della nuova lente molata O’ (circonferenza non tratteggiata di figura 60) non coinciderà più con il centro ottico O della lente iniziale, ma anzi questi saranno distanziati di una quantità h detta appunto decentramento. Nella figura 60 abbiamo indicato rispettivamente con O il centro ottico e con O’ il centro geometrico della lente, quest’ultimo coincide con il centro pupillare del soggetto. Se nella lente molata facciamo passare l’asse visivo del portatore dal punto O’, ossia se facciamo coincidere il centro pupillare del soggetto con tale punto, avremo introdotto nel portatore di questa lente un effetto prismatico perché adesso il suo asse visivo attraversa un prisma e non più le basi o i vertici dei prismi che rappresentano le lenti; in altre parole si può dire che, nelle lenti prismatiche per decentramento, la compensazione prismatica si ottiene decentrando la lente (il suo centro ottico O) rispetto all’asse visivo del soggetto, ovvero decentrando il centro pupillare O’ rispetto al centro ottico O di una quantità h, detta decentramento. L’entità dell’effetto prismatico introdotto è calcolabile con la già illustrata formula di Prentice

mentre il decentramento h, in mm, si otterrà con la formula inversa

E’ importante rilevare che anche il decentramento h è grandezza vettoriale, così come detto nel par. 2.11 a riguardo dell’effetto prismatico δ. Nella pratica oftalmica si parte normalmente dalla conoscenza della correzione prismatica, nonché dal potere della lente oftalmica, pertanto l’entità del decentramen-


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to, misurato in mm, verrà calcolata utilizzando la seconda delle precedenti espressioni. Ripetiamo adesso la stessa operazione di molatura eccentrica su una lente sferica negativa (circonferenza tratteggiata nella figura 61) nelle tre sezioni a) Pianoconcava; b) Biconcava isoscele; c) Menisco negativa. Anche in figura 61 il significato di O ed O’ è lo stesso di figura 60 ed anche in questo caso si sottolinea come siano valide ancora le considerazioni fatte sull’effetto prismatico introdotto al portatore con la molatura eccentrica. Infatti pure stavolta egli avrà il suo centro pupillare (considerare la circonferenza non tratteggiata di figura 61) non più coincidente con il centro ottico della lente (circonferenza tratteggiata di figura 61); analogamente sono altresì valide le formule per il calcolo dell’effetto prismatico e del decentramento viste in precedenza. È fondamentale notare che la conseguenza della molatura eccentrica si differenzia a seconda che la lente sia positiva o negativa: – in lenti positive, l’effetto prismatico (il prisma) introdotto ha la base dalla parte della molatura (dove la molatura è maggiore), quindi l’immagine percepita, spostandosi verso l’apice del prisma, verrà deviata dalla parte opposta a quella dove è stata molata la lente; – in lenti negative, l’effetto prismatico introdotto ha la base dalla parte opposta a quella della molatura (dove la molatura è maggiore), quindi l’immagine percepita,

Figura 61. Effetto della molatura eccentrica in una lente negativa

Figura 62. Posizionamento della base dopo molatura eccentrica in lente positiva e negativa


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spostandosi verso l’apice del prisma, verrà deviata dalla parte in cui è stata molata la lente. Se ad esempio molassimo temporalmente una lente positiva otterremmo un prisma con base temporale e le immagini sarebbero deviate nasalmente, mentre se la lente è negativa otterremmo un prisma con la base nasale e l’immagine sarebbe deviata temporalmente; analogamente molando nasalmente una lente positiva otterremo un prisma con la base nasale con immagine spostata temporalmente mentre se la lente è negativa otterremo un prisma con base temporale ed immagine spostata nasalmente. Soffermiamo ulteriormente l’attenzione sulle figure 60 e 61, che riguardano la molatura eccentrica. Abbiamo detto che, nel caso di lente positiva, la base dell’effetto prismatico si colloca dalla parte della molatura e quindi, dal momento che nell’esempio la molatura è stata eseguita a 90° in basso, l’effetto prismatico ha asse verticale con base bassa; nel caso di lente negativa la base dell’effetto prismatico si posiziona dalla parte opposta a quella della molatura e quindi, dal momento che nell’esempio la molatura è stata eseguita a 90° in basso, l’effetto prismatico ha asse verticale con base alta. Possiamo riassumere tutto quanto detto nella figura 62. Se consideriamo convenzionalmente O’, centro pupillare, come punto fisso, mentre il centro ottico O si sposta rispetto ad esso, allora i casi a), b), c), relativi alla lente positiva, della figura 62, evidenziano la considerazione che: nella lente positiva il centro ottico O si “sposta”, rispetto ad O’, verso la base dell’effetto prismatico introdotto nella lente; i casi a’), b’), c’), della lente negativa, ci illustrano invece che nella lente negativa il centro ottico O si “sposta”, rispetto ad O’, verso il vertice dell’effetto prismatico introdotto (oppure dalla parte opposta alla base). Ripetiamo che quanto affermato è un criterio puramente convenzionale, determinato dalla consuetudine di considerare il punto O’ come punto di riferimento; nella realtà è il centro ottico che non si sposta nella lente, quando questa viene molata eccentricamente. Da quanto sopra esposto, il lettore avrà capito che, a differenza di quello che si è detto per le lenti prismatiche per costruzione in cui l’effetto è inserito in fase di costruzione della lente escludendo l’intervento dell’Ottico, la molatura eccentrica è una operazione di pura pertinenza professionale dell’Ottico, il quale, avvalendosi della tecnologia tradizionale (mola manuale) o più evoluta (mola automatica), eseguirà questo particolare tipo di lavorazione nella lente. Concludiamo il paragrafo fornendo la dimostrazione di quanto asserito sul rapporto tra decentramento ed entità di molatura maggiore. Consideriamo la figura 63, dove con linea tratteggiata si è indicata la lente iniziale (prima della molatura), con tratto continuo quella finale (dopo la molatura) e con O’ i rispettivi centri geometrici (prima e dopo la molatura). Inoltre nella figura 63 abbiamo indicato con: – O’i = centro geometrico della lente iniziale (prima della molatura); esso coincide con il centro ottico della lente – O’f = centro geometrico della lente finale (dopo la molatura); esso coincide con il centro pupillare del portatore, vale a dire da lì passerà l’asse visivo di quest’ultimo – h = decentramento, ossia spostamento tra O’i(O) ed O’f – AO’i = r = raggio della lente iniziale Figura 63. Decentramento (h) e – AB = φi= 2r = diametro lente iniziale relativa molatura (BB’)


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– AO’f = (r – h) = raggio della lente finale – AB’ = φf = 2⋅(r – h) = diametro della lente finale. Se la lente iniziale ha raggio r, dopo la molatura con la quale si è introdotto il decentramento h, avrà raggio (r – h); la porzione maggiore di lente BB’, che è stata asportata, molandola, è pertanto rappresentata dalla differenza dei diametri delle due lenti prima e dopo la molatura, quindi si ha BB’ = AB - AB’ = 2r - 2(r - h) = 2h E così rimane dimostrato che la quantità di molatura (maggiore) è il doppio del decentramento da introdurre nella lente per ottenere l’effetto prismatico voluto e di conseguenza la lente molata finale avrà un diametro Øf pari a Øf = Øi - 2h. Ad esempio: consideriamo una lente di diametro iniziale Øi = 60 mm, nella quale sia stato introdotto un decentramento di 10 mm tra centro ottico O e centro pupillare O’; il diametro della lente dopo la molatura sarà Øf = 60 – (2⋅10) = 40 mm. Il ragionamento fino a qui seguito comporta che, una volta molata la lente, occorre scegliere la montatura adatta al suo diametro ed, essendo quest’ultimo ridotto, la montatura può risultare di calibro troppo piccolo o comunque non tradizionale. Nella pratica commerciale però non si fa così ma, normalmente, si parte dalla scelta della montatura. Sarà quindi compito dell’Ottico, mediante formule semi empiriche oppure usando il regolo, calcolare il diametro minimo della lente da ordinare, che una volta molata risulti di un diametro tale da poter essere inserita nella montatura prescelta. Il metodo da noi seguito, quello del calcolo del diametro finale della lente molata, rimane indubbiamente valido sotto il profilo teorico e costituisce anche un criterio per stabilire l’ordinazione o meno di una lente prismatica per costruzione (al riguardo possiamo introdurre il criterio, senza però elevarlo al rango di regola assoluta, che quando il diametro della lente molata è inferiore a 50 mm allora sarà opportuno ordinare una lente prismatica per costruzione).

2.16 Esempi di ricette prismatiche Completando il paragrafo sulla teoria delle lenti prismatiche, forniamo adesso alcuni esempi relativi a lenti prismatiche, suddividendo i vari casi che si possono presentare in relazione alla correzione ottica del paziente: a) correzione prismatica in lente monofocale (sferica) sia data la seguente prescrizione O.S.S.T. Sf +4,00 D 1 Δ a 45° B.N. calcolare il decentramento necessario per ottenere l’effetto prismatico richiesto. Il decentramento è grandezza vettoriale (par. 2.15) per cui, per determinarlo in modo univoco, dobbiamo individuarne modulo, direzione e verso. Per quanto concerne il modulo, dalla formula inversa della relazione di Prentice (par. 2.15 ), si ha:

La direzione del decentramento sarà la stessa dell’effetto prismatico, in quanto la lente è sferica (stesso potere in tutti i meridiani), quindi 45°. Il verso del decentramento sarà nasale poiché il potere della lente è positivo nella direzione 45° dell’effetto prismatico (par. 2.15). Riassumendo, l’espressione del decentramento sarà data dalla seguente scrittura vettoriale h = 2,5 mm a 45° lato nasale. Vediamo il disegno della lente iniziale e finale, figura 64a.


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In figura 64b) è riportata invece la lettura al frontifocometro della lente. (in questo caso la lente subirebbe una riduzione di diametro BB’ pari a 5 mm, vedi par. 2.15, per cui, partendo da un diametro congruo della lente iniziale, tipo 65 mm o 70 mm, la lente molata può essere facilmente inserita in una montatura tradizionale; quindi in questo caso non è necessario ricorrere ad una lente prismatica per costruzione). – sia data la seguente prescrizione O.S.S.T. Sf -4,00 D 1 Δ a 45° B.N. calcolare il decentramento necessario per ottenere l’effetto prismatico richiesto. Il decentramento è grandezza vettoriale (par. 2.15) per cui, per determinarlo in modo univoco, dobbiamo individuarne modulo, direzione e verso. Per quanto concerne il modulo, dalla formula inversa della relazione di Prentice (par. 2.15), si ha:

La direzione del decentramento sarà la stessa dell’effetto prismatico, in quanto la lente è sferica (stesso potere in tutti i meridiani), quindi 45°. Il verso del decentramento sarà temporale poiché il potere della lente è negativo e nella direzione 45°, che è quella dell’effetto prismatico (par. 2.15). Riassumendo, l’espressione del decentramento sarà data dalla seguente scrittura vettoriale h = 2,5 mm a 45° lato temporale. Vediamo il disegno della lente iniziale e finale, figura 65a. La lettura al frontifocometro della lente è quella riportata in figura 65b). Anche in questo caso valgono le considerazioni sul diametro finale della lente, con conseguente scelta della montatura, fatte nell’esercizio precedente. È importante notare che nella lettura al frontifocometro l’immagine della mira, allorquando leggiamo una lente prismatica, si sposta sempre dalla parte della base dell’effetto prismatico della lente: questa è una condizione generale, la cui motivazione, è insita nello schema ottico dello strumento.

Figura 64. a) Molatura eccentrica di una lente di ricetta O.S.S.T. Sf +4,00; 1Δ a 45° B.N. b) Lettura al frontifocometro della lente di ricetta O.S.S.T. Sf +4,00; 1Δ a 45° B.N.


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Figura 65. a) Molatura eccentrica di una lente di ricetta O.S.S.T. Sf -4,00; 1Δ a 45° B.N. b) Lettura al frontifocometro della lente di ricetta O.S.S.T. Sf -4,00; 1Δ a 45° B.N.

b) correzione prismatica in lente astigmatica, con molatura in direzione principale della lente. In questo caso è noto il potere della lente nella direzione dell’effetto prismatico o del decentramento, per cui non si ha difficoltà ad applicare la legge di Prentice nella direzione voluta; questo caso si risolve quindi come se la lente in quella direzione fosse monofocale e pertanto ripetendo il ragionamento esposto nel caso a) del par. 2.16, quello della correzione prismatica con lente monofocale). – sia data la seguente prescrizione O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35° 4 mm a 35° lato temporale calcolare l’effetto prismatico introdotto con tale decentramento. La lente ha un decentramento di 4 mm tra centro ottico O e geometrico (o pupillare) O’, pertanto occorre ricavare l’effetto prismatico δ, introdotto con tale decentramento; il suo modulo è dato dalla formula di Prentice:

e considerando che F35° = +5,00 D avremo:

La direzione dell’effetto prismatico è la stessa del decentramento, in quanto la direzione è principale, quindi 35°. La base dell’effetto prismatico sarà temporale poiché il potere della lente nella direzione 35° è positivo e quindi segue il verso del decentramento (par. 2.15). Riassumendo, l’espressione dell’effetto prismatico sarà indicata dalla seguente scrittura vettoriale δ = 2 Δ a 35° base temporale (B.T.).


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Figura 66. a) Molatura eccentrica di una lente di ricetta O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35°; 4mm a 35° lato temporale. b) Lettura al frontifocometro della lente di ricetta O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35°; 4mm a 35° lato temporale

Vediamo il disegno della lente iniziale e finale, figura 66a. Nella figura 66b è riportata la lettura al frontifocometro della lente. – è data la seguente prescrizione O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35° 2 Δ a 125° base temporale (B.T.) calcolare il decentramento necessario per ottenere l’effetto prismatico richiesto. Per quanto concerne il modulo, dalla formula inversa della relazione di Prentice (par. 2.15), si ha:

e considerando che F125° = -1,50 D avremo:

La direzione del decentramento è la stessa dell’effetto prismatico, in quanto la direzione è principale, quindi 125°. Il verso del decentramento sarà nasale poiché il potere della lente è negativo nella direzione 125° (par. 2.15). Riassumendo, l’espressione del decentramento sarà data dalla seguente scrittura vettoriale h ≅ 13,3 mm a 125° lato nasale. Vediamo il disegno della lente iniziale e finale, riportato in figura 67a. Nella figura 67b si è riportata la lettura al frontifocometro della lente. La lente molata ha un diametro ridotto di circa 26,6 mm rispetto al diametro iniziale; è decisamente troppo piccola, quindi sarà opportuna l’ordinazione di una lente prismatica per costruzione, altrimenti la lente che rimane ha un diametro troppo ridotto che non le consente di essere inserita in una montatura tradizionale. c) correzione prismatica in lente astigmatica, con molatura in direzione non principale della lente Questa volta il potere della lente nella direzione dell’effetto prismatico o del decen-


2. Ottica geometrica

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Figura 67. a) Molatura eccentrica di una lente di ricetta O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35°; 2Δ a 125° B.T. b) Lettura al frontifocometro della lente di ricetta O.S.S.I. Sf +5,00 cil -6,50 ax 35°; 2Δ a 125° B.T.

Figura 68. Lettura al frontifocometro della lente di ricetta O.D. Sf +3,00 cil -2,00 ax 50°; 2Δ a 80° B.N.

tramento non è nota, in quanto si tratta di una direzione qualunque (non principale); pertanto l’uso diretto della relazione di Prentice non è possibile. Questa volta la metodologia di risoluzione richiede la scomposizione del vettore dato (effetto prismatico o decentramento) lungo le direzioni principali della lente (in cui si conosce il potere) e successivamente applicare la legge di Prentice due volte, una per ciascuna direzione principale. Il metodo è però complesso e richiede conoscenze di trigonometria che esulano dallo scopo di questo testo. Nell’esempio che segue, che rientra nel caso c), non sarà effettuato quindi lo svolgimento analitico ma sarà riportata semplicemente la lettura al frontifocometro della lente (figura 68). – è data la seguente prescrizione O.D. Sf +3,00 cil -2,00 ax 50° 2 Δ a 80° base nasale (B.N.)


2. Ottica geometrica

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2.17 La convenzione degli ottici In precedenza, per esprimere il potere nominale di una lente sottile immersa in aria, abbiamo calcolato il potere dei diottri sferici che la costituiscono, utilizzando la convenzione gaussiana, vedi par. 2.8.4. Con questa convenzione, lo ricordiamo, il potere F di una superficie rifrangente di forma sferica si valuta con la formula

dove si è indicato con: n’1 = indice di refrazione assoluto dello spazio immagine n1 = indice di refrazione assoluto dello spazio oggetto r = raggio di curvatura del diottro sferico. Pertanto nella convenzione gaussiana, al numeratore della frazione che esprime il potere del diottro sferico, avremo la differenza tra l’indice di refrazione assoluto dello spazio immagine e l’indice di refrazione assoluto dello spazio oggetto. Inoltre in questa convenzione il segno del raggio di curvatura r viene attribuito secondo questo criterio: – r > 0 (positivo) se il centro C è a destra del vertice V del diottro – r < 0 (negativo) se il centro C è a sinistra del vertice V del diottro Nella realtà però, soprattutto nell’ambito delle lenti oftalmiche, viene adottata una convenzione diversa, detta convenzione delle lenti o convenzione degli Ottici. In questa nuova convenzione, partendo dal presupposto che la lente è immersa in aria, nella frazione che esprime il potere del diottro, al numeratore scriveremo sempre per primo l’indice di refrazione assoluto della lente n’1, ossia useremo l’espressione:

per calcolare il potere sia della prima che della seconda faccia (n’1 è l’indice della lente); al denominatore, come ovvio, c’è il raggio, il cui segno questa volta viene attribuito secondo il seguente criterio: – r > 0 (positivo) quando la superficie è convessa – r < 0 (negativo) quando la superficie è concava. Riportiamo un esempio per chiarire meglio quanto detto al riguardo delle due convenzioni; consideriamo la lente biconvessa di figura 69 immersa in aria e di indice di refrazione assoluto n’1 = 1,5 ed i cui i raggi delle facce (diottri) hanno rispettivamente i valori assoluti, | r1 | = 10 cm ed | r2 | = 20 cm.

Figura 69. Applicazione della convenzione degli Ottici per una lente


2. Ottica geometrica

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Calcoliamo il potere nominale della lente utilizzando le convenzioni precedentemente illustrate: 1) con convenzione gaussiana Per il segno dei raggi avremo: – r1 > 0 (positivo) perché il suo centro C1 è a destra del vertice V1 – r2 < 0 (negativo) perché il suo centro C2 è a sinistra del vertice V2. Pertanto il potere dei diottri sarà, ricordando di esprimere il raggio in metri: (primo diottro potere positivo, convesso)

(secondo diottro potere positivo, convesso), quindi il potere della lente biconvessa sarà: Fn = F1 + F2 = +5 + 2,5 = +7,5 D. 2) con convenzione delle lenti o degli Ottici Per il segno dei raggi avremo: – r1 > 0 (positivo) perché il primo diottro è convesso – r2 > 0 (positivo) perché il secondo diottro è convesso. Pertanto il potere dei diottri sarà, ricordando di esprimere il raggio in metri: (primo diottro potere positivo, convesso)

(secondo diottro potere positivo, convesso), quindi il potere della lente biconvessa sarà: Fn = F1 + F2 = +5 + 2,5 = +7,5 D. Come era evidente il potere della lente non cambia, così come non cambia quello dei diottri che la costituiscono. Si noterà inoltre che le due convenzioni differiscono a livello formale ma non nel risultato; solo sulla seconda faccia della lente si ha differenza tra le due convenzioni, mentre per la prima superficie l’espressione con cui si calcola il potere è la stessa.


3. Acuità visiva

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Capitolo 3 – Acuità visiva L. Mele, P. Troiano 3.1 Introduzione Quando osserviamo un oggetto e non vogliamo limitarci a notare una massa confusa, ma siamo interessati alle sue caratteristiche, dobbiamo percepirne i singoli particolari. Un oggetto può essere visto se: a) emette, riflette o trasmette la radiazione del visibile (400÷760 nm), b) se queste radiazioni possiedono un livello energetico sufficiente ad innescare il processo visivo, c) ha una sufficiente differenza di luminanza rispetto allo sfondo, d) se l'oggetto o i suoi dettagli hanno dimensioni sufficientemente grandi (Fig.1) per stimolare in maniera adeguata le unità recettive retiniche.

Fig.1: Varie dimensioni dell’oggetto

3.2 Definizione di acuità visiva L’acuità visiva, genericamente, viene intesa come la capacità del sistema visivo legato alla funzionalità della retina centrale (fovea) di distinguere delle lettere più o meno piccole su una tavola ottotipica. Considerando occhi privi di qualsiasi tipo di patologia, la misura dell’acuità visiva ci può indirettamente informare sulla qualità dell’immagine retinica ed è per questo motivo che normalmente per misurarla vengono utilizzati degli stimoli bidimensionali (lettere, numeri, figure ecc.) che presentano un alto contrasto rispetto allo sfondo. L'acuità visiva è inversamente proporzionale alla dimensione angolare del più piccolo stimolo percepito e viene abitualmente quantificata dall'inverso dell'angolo visuale considerato. Gli scopi per cui viene misurata possono essere i seguenti: x verificare se ci sono ametropie o anomalie dell’apparato ottico-oculare, x ottenere una documentazione oggettiva per quantificare con una scala numerica i disturbi soggettivi accusati dall’esaminato, x verificare se l’AV è uguale a quella dell’occhio controlaterale o a quella dello stesso occhio se misurata in tempi diversi, x verificare se l’AV è uguale o inferiore ai valori fissati dalle leggi per un determinato lavoro o attività, come la conduzione di mezzi meccanici, x stimare le capacità dell’esaminato di svolgere determinate attività. Esistono diversi modi di quantificare l'acuità visiva, di cui i principali sono: x minimo visibile o acutezza di visibilità, x minimo separabile o potere risolutivo, x minimo riconoscibile, x iperacuità.


3. Acuità visiva

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Minimo visibile o acutezza di visibilità: indica la minima ampiezza angolare entro la quale l’occhio riesce a distinguere un segnale, cioè a vedere o meno la presenza di uno stimolo. Esempio tipico di minimo visibile sono le più piccole stelle nel cielo. Per misurare il minimo visibile vengono utilizzati test dove è variata la grandezza di una linea nera o di un punto su sfondo chiaro (Fig.2).

Fig.2: Punto nero su sfondo chiaro per la valutazione del minimo visibile

Minimo separabile o potere risolutivo: è la capacità che il nostro occhio ha di vedere separati due oggetti molto vicini tra loro. Per rilevare distinte e separate due linee è necessaria l’attivazione di due fotorecettori non adiacenti, in modo tale che tra loro ce ne sia uno non attivato che faccia valutare la mancanza di continuità. Il minimo separabile dipende dalla salute del tappeto retinico e dalla precisione del sistema ottico oculare. L’angolo espresso in primi che tale distanza sottende al punto nodale si chiama minimo angolo di risoluzione, M.A.R. (Fig.3).

MAR

dettaglio caratteristico

Fig.3: Minimo angolo di risoluzione (MAR)

Fig.4: Minimo riconoscibile

E

H D 8 6 E

E

Minimo riconoscibile: è il tipo di acuità visiva che viene maggiormente utilizzata; permette di riconoscere delle forme tra tante possibili come ad esempio lettere dell’alfabeto o numeri (Fig.4). Questo è un aspetto del funzionamento del sistema visivo un po’ più complesso dei precedenti, perché il valore dell’acuità visiva è influenzato non solo dal potere risolutivo, ma anche dall’esperienza del soggetto nei confronti delle mire utilizzate. I limiti medi sono simili a quelli validi per il minimo separabile.


3. Acuità visiva

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Iperacuità: è il minimo spostamento spaziale percepibile tra due linee (Fig.5) o per meglio dire tra due figure, cioè rappresenta la capacità di allineare due linee tra di loro.

Fig.5: Iperacuità

Per quantificare l’acuità visiva si possono utilizzare diversi tipi di unità di misura, però la progressione scelta deve soddisfare contemporaneamente alcune esigenze come: x validità diagnostica: è la capacità di differenziare i soggetti sani da quelli malati ed è definita da due indici biostatistici, sensibilità e specificità, x praticità d’esame: il test deve essere facilmente interpretabile in tempi brevi, x precisione: la precisione di un metodo di misura consiste nella sua capacità di produrre valori molto simili quando la stessa caratteristica viene ripetutamente misurata nelle stesse condizioni. La valutazione dell’acuità visiva in ambito clinico mediante lettere dell'alfabeto o altri simboli con anologhe caratteristiche permette di rilevare il minimo separabile (acutezza di risoluzione) misurando il minimo angolo di risoluzione (MAR) abbinato alla capacità di riconoscere gli oggetti. L'acuità visiva viene quantificata dall'inverso del minimo angolo di risoluzione espresso in minuti primi, ossia in sessantesimi di grado:

AV

1 MAR'

Normalmente la misurazione dell’acutezza visiva si attua attraverso l’uso di tavole o ottotipi, nelle quali sono presenti simboli grafici o disegni in diverse grandezze e che rappresentano i punti e le soglie di controllo della “potenza” visiva di un soggetto esaminato. La grandezza minima dei simboli presenti negli ottotipi, normalmente sottende un angolo di 1 min. di arco ad una distanza di sei metri nei paesi anglosassoni e di cinque in quelli europei.

3.3 Unità di misura dell’acuità visiva Per quanto riguarda la progressione nei valori angolari e quindi nelle dimensioni dei simboli vengono utilizzati vari criteri: x notazione decimale x scala di Monoyer


3. AcuitĂ visiva

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x frazione di Snellen metrica e/o imperiale x scala Logmar x cicli per grado. 3.3.1 Notazione decimale Con questo sistema lâ&#x20AC;&#x2122;acuitĂ visiva si esprime mediante il reciproco del minimo angolo di risoluzione (MAR) HVSUHVVR LQ SULPL GÂśDUFR ÄŽ'); il risultato di tale inverso prende il nome di â&#x20AC;&#x153;Notazione Decimaleâ&#x20AC;?. Vediamo un esempio: ÄŽ  1â&#x20AC;&#x2122; AV

1 1 => AV espressa in notazione decimale (AVnd) 1

ÄŽ' = 1â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 1

ÄŽ' = 1,1â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,9

ÄŽ' = 1,25â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,8

ÄŽ' = 1,42â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,7

ÄŽ' = 1,66â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,6

ÄŽ' = 2â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,5

ÄŽ  Âś$9nd = 0,4

ÄŽ' = 3,33â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,3

ÄŽ' = 5â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,2

ÄŽ' = 10â&#x20AC;&#x2122; AVnd = 0,1

3.3.2 Scala di Monoyer La scala di Monoyer si ottiene mettendo la notazione decimale sottoforma di frazione: AV

1Â&#x2DC;

10 10

10 / 10 => AV espressa in frazione decimale (AVfd)

AVnd =1 AVfd =10/10

AVnd=0,9 AVfd =9/10

AVnd = 0,8 AVfd =8/10

AVnd =0,7 AVfd =7/10

AVnd =0,6 AVfd =6/10

AVnd = 0,5 AVfd =5/10

AVnd =0,4 AVfd =4/10

AVnd = 0,3 AVfd =3/10

AVnd = 0,2 AVfd =2/10

AVnd = 0,1 AVfd =1/10 La tavola ottotipica decimale piĂš utilizzata fino a poco tempo fa seguiva la â&#x20AC;&#x153;Scala Monoyerâ&#x20AC;?, dove i caratteri piĂš grandi sono dieci volte maggiori dei piĂš piccoli; in tal modo si definiscono dieci righe, in ciascuna delle quali le lettere hanno la stessa determinata grandezza, o decimi attraverso i quali è possibile quantizzare il visus. Le righe intermedie, tra quelle contenenti i simboli di grandezza maggiore e quella contenente quelli di grandezza inferiore, sono di grandezze che rispettano una scala decimale. In altre parole, vi troviamo 1/10, 2/10, 3/10 e cosĂŹ di seguito fino ad arrivare a 10/10. La scelta di questi valori non permette unâ&#x20AC;&#x2122;analisi dellâ&#x20AC;&#x2122;acuitĂ visiva


3. Acuità visiva

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con la stessa precisione a tutti i livelli; abbiamo un valutazione molto precisa per valori di acuità visiva elevata, ma un rilevamento grossolano alle basse acuità visive. Ad esempio, per leggere la riga successiva a quella di 1/10 il minimo angolo di risoluzione si deve dimezzare (1/10 = MAR 10’; 2/10 = MAR 5’; la variazione quindi è del 50%), mentre per leggere la fila successiva a quella di 9/10 è sufficiente che il MAR si riduca di circa il 10 % (9/10 = MAR 1,1’; 10/10 = MAR 1’). 3.3.3 Frazione di Snellen Nelle tabelle con progressione parageometrica il visus è espresso con una frazione che segue la legge di Snellen, cioè V=d/D, dove V è il visus, d è la distanza alla quale viene visto l’oggetto e D è la distanza alla quale lo stesso oggetto viene visto da un occhio con visus normale. Secondo Snellen un occhio ha una “visione normale” se è in grado di riconoscere un ottotipo quando questo sottende 5 minuti d’arco e quindi distingue un singolo tratto della dimensione di 1 minuto d’arco. Questa unità di misura è uguale alla distanza a cui il test viene eseguito (d) diviso la distanza a cui il dettaglio della lettera sottende un angolo di 1’ (D) (Fig.4). d Frazione di Snellen = D

Fig.4: Frazione di Snellen

In questa frazione, contrariamente a quella decimale, il numero fisso è il numeratore (6 o 20), mentre il denominatore varia in funzione del MAR. In base all’unità di misura utilizzata per indicare le distanze possiamo avere due espressioni della frazione di Snellen: x Metrica; in cui le distanze sono espresse in metri, ad esempio 6/12 x Imperiale o anglosassone; in cui le distanze sono espresse in piedi (feet), ad esempio 20/40. Anche questo rapporto, come il precedente, esprime in forma di frazione l’inverso dell’angolo misurato in primi. La conversione tra la frazione decimale e quella di Snellen si effettua mediante la seguente proporzione: x 10

6 y

Scala Metrica

x 10

20 y

Scala Imperiale


3. Acuità visiva

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Come si può notare, con questa progressione l’incremento di M.A.R., e quindi l’aumento della dimensione dei simboli, non è uniforme. Pertanto, nelle tabelle ottotipiche più recenti si è preferita una progressione di tipo logaritmico, perché in questo modo la variazione da una riga di ottotipo alla successiva resta sempre costante. 3.3.4 Scala LogMAR Una delle percentuali di progressione più utilizzate negli ottotipo con scala logaritmica è quella nella quale si ha una variazione delle dimensioni del simbolo del 26 % tra una riga e quella successiva. Sfruttando la proprietà secondo la quale i logaritmi di una progressione geometrica formano una progressione aritmetica, i valori di acuità visiva sono stati indicati attraverso il LogMAR, ossia il logaritmo in base 10 del minimo angolo di risoluzione corrispondente ai livelli inseriti nella progressione. Considerando valori di MAR compresi tra 1’ e 10’, il LogMAR sarà compreso tra 0 (Log 1’) ed 1 (Log 10’); come si può vedere in tabella 2, dalla progressione scelta (ragione 1.26) risultano intervalli di 0,1 unità logaritmiche tra un livello e l’altro. Si può notare che a valori maggiori di acuità visiva si associano valori numerici inferiori, fino ad arrivare a LogMAR 0 che sta ad indicare un potere risolutivo considerato normale; questo inconveniente rende tale unità di misura poco intuitiva e ne limita la diffusione nella pratica clinica. Per ovviare a questo inconveniente, la maggior parte dei proiettori di ottotipi di recente costruzione presentano una progressione di ottotipi che segue le regole della scala LogMAR e l’acuità visiva continua ad essere indicata in notazione decimale (Tabella 2).


3. Acuità visiva

73

Esempi di conversione tra Log MAR e notazione decimale: Log a b = x ax = b dove: a = 10 b = MAR x = valore scalare dell’AV. x AV Log M AR = + 0,2 MAR = 10 +0,2 = 1,585’ AV nd =1/1,585 = 0,63 x AV = 8/10 = 0,8 in ND Ÿ MAR = 1/0,8 = 1,25’ Log 1 0 1,25’ = 0,09 (Scala Log M AR )

3.3.5 Cicli per grado (c/g) Il ciclo per grado è un’unità di misura molto utilizzata in laboratori di ricerca ed in elettrofisiologia dove si utilizzano delle mire particolari, chiamati “reticoli”, costituiti da un’alternanza di bande bianche e nere di uguale ampiezza (Fig.5). In essi la variazione di luminanza segue un andamento ciclico e l’insieme di una banda chiara ed una scura costituisce un ciclo. Le dimensioni dei reticoli si possono esprimere indicandone la frequenza spaziale, ossia il numero di cicli contenuti in una superficie di ampiezza angolare pari ad un grado (da qui “cicli per grado”). A parità di superficie, maggiore sarà la frequenza spaziale (il numero di cicli) minore sarà l’ampiezza dei cicli che costituiscono il reticolo e viceversa.


3. Acuità visiva

74

Fig.5: Reticoli con alternanza di bande chiaro-scure

Con questi reticoli andiamo a valutare il potere risolutivo, in quanto per poter “risolvere” il reticolo (ad es. per indicare l'orientamento delle barre) la distanza tra due bande nere deve essere maggiore od uguale al minimo separabile. A questo punto possiamo dire che l’acuità visiva espressa in cicli per grado indica il numero di cicli massimo che un soggetto può risolvere in una superficie di ampiezza angolare di un grado. Il collegamento tra i reticoli ed i normali ottotipi si può fare assegnando al dettaglio caratteristico l’ampiezza di una banda, ossia di metà ciclo. Ne risulta, ad esempio, che una lettera sarà costituita da 2,5 cicli (Fig.6).

Fig.6: Numero di cicli che compongono una lettera dell’ottotipo

Più alta sarà la frequenza spaziale in cicli per grado minore sarà la dimensione della letterina e quindi maggiori saranno i cicli per grado più alta sarà l’acuità visiva. Vediamo ora di stabilire la relazione che lega l’acuità visiva espressa in decimi e quella in cicli per grado. Per prima cosa dobbiamo sottolineare che un ciclo ha un’ampiezza pari a due volte quella del dettaglio caratteristico (una striscia nera o bianca) (Fig. 7).

Fig.7: 1 ciclo è uguale a 2 volte il MAR

Consideriamo ora un soggetto che presenta un’acuità visiva di 1/10, ossia un MAR di 10’; la dimensione angolare del ciclo più piccolo che potrà risolvere sarà D ciclo = 2 MAR = 2 x 10’ = 20’.


3. Acuità visiva

75

Per saper il numero di cicli che può risolvere sarà sufficiente calcolare quanti cicli da 20’ primi saranno contenuti nello schermo di riferimento (di ampiezza angolare pari a 60’). Numero cicli per grado =

D schermo D ciclo

60' 20'

3c / g

Quindi ogni decimo corrisponde a 3 cicli per grado, per cui dato il valore in decimi è sufficiente moltiplicarlo per 3 e si ottiene l’acuità visiva in cicli per grado. Al contrario, dato il numero di cicli per grado basterà dividerlo per 3 e si otterrà l’acuità visiva espressa in decimi. 3.4 Strumenti per la valutazione dell'acuità visiva Gli stimoli impiegati per l’esame dell’acuità visiva sono numerosi e vengono chiamati ottotipi; essi possono essere utilizzati per il calcolo del minimo angolo di risoluzione. Per questo scopo, soprattutto nei bambini, vengono utilizzati ottotipi facilmente standardizzabili, cioè reticoli e scacchiere oppure figure astratte con una componente direzionale, come gli anelli di Landolt e le E di Albini (Fig. 8).

Fig.8: Anelli di Landolt ed E di Albini o direzionali

I più numerosi sono gli ottotipi che ci permettono di valutare l’acuità visiva morfoscopica e per questo scopo sono utilizzate lettere dell’alfabeto, numeri e disegni vari. Questi ottotipi sono molto semplici, anche se richiedono un piccolo grado di istruzione da parte dell’esaminato. Una cosa da ricordare è che a parità di grandezza angolare non tutti i simboli dell’ottotipo presentano le stesse difficoltà (Tabelle 3,4 e 5).


3. Acuità visiva

76

È quindi opportuno che per ogni riga dell’ottotipo ci sia un assortimento di lettere che comporti in media lo stesso grado di difficoltà, per evitare errori di valutazione dell’acuità visiva. Le lettere possono essere suddivise in quattro gruppi in funzione della crescente difficoltà di riconoscimento (Tabella 6).

Per quanto riguarda le E di Albini e gli anelli di Landolt la difficoltà di riconoscimento è costante, perché sono meno implicati fattori psicologici e percettivi. Gli ottotipi sono formati da una serie di lettere o altri caratteri con dimensioni decrescenti, preferibilmente secondo una scala logaritmica, in modo che ci sia una costante riduzione dell’angolo di risoluzione tra una riga e la successiva. Un esempio di valida tabella ottotipica con lettere è quella di BaileyLovie, poiché, oltre a rispettare una giusta progressione nella variazione delle dimensioni dei simboli, propone nelle varie righe lettere equamente assortite come difficoltà e utilizza distanze adeguate, in modo da tenere sotto controllo il fenomeno dell’affollamento (tanto meno è lo spazio tra lettera e lettera, tanto più difficile è la lettura) (Fig.9).

Fig.9: Tabella ottotipica Bailey-Lovie

Il dettaglio caratteristico dell’ottotipo corrisponde al dettaglio che dovrebbe essere percepito per riconoscere una lettera e si associa al minimo angolo di risoluzione. Per convenzione si considera come dettaglio caratteristico lo spessore dei tratti che delineano le lettere; le dimensioni delle lettere sono solitamente cinque volte in larghezza e cinque volte in altezza superiori al tratto stesso (anelli di Landolt, E


3. Acuità visiva

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orientate, lettere di Sloan). In alcuni ottotipi (come quello Bailey-Lovie) le lettere sono cinque volte il tratto in altezza e quattro in larghezza (“non-serif”). La dimensione dei quadrati che contengono la lettera è tale che i loro lati sottendono un angolo visivo pari a cinque volte l’angolo di risoluzione, quando esse si trovano ad una distanza prestabilita dall’occhio (Fig.10). Naturalmente se l’ottotipo non è utilizzato alla distanza per cui è stato calcolato si devono ricalcolare i valori di AV corrispondenti ad ogni lettera.

Fig.10: Lettera in una griglia 5x5, che quindi sottende un angolo visivo di 5D alla distanza d.

L’acuità visiva può essere definita come il reciproco dell’angolo di risoluzione, quindi: AV = 1/ Į , dRYHĮqO¶DQJRORPLVXUDWRLQSULPL Da questo possiamo capire che per misurare l’AV bisogna misurare un angolo e calcolare il suo reciproco. Lavorando, però, con angoli molto piccoli fare una misura diretta non è cosa molto semplice, quindi è preferibile affidarci alla funzione trigonometrica tangente e per LOWULDQJROR$%&FDOFRODUHODWJĮ $%%& (Fig.11). A

Į

C

B Fig.11: Rappresentazione geometrica per il calcolo della tangente.

Dalla tangente si potrà poi risalire facilmente all’angolo stesso con l’apposita tavola trigonometrica o con una calcolatrice (AB/BC e, successivamente, arctg del risultato ottenuto). In questo modo facendo il rapporto tra l’altezza della lettera e la sua distanza dall’occhio abbiamo espresso una grandezza angolare in modo lineare. Poiché l’altezza e la distanza dei simboli, per un certo valore di AV (AV1), sono direttamente proporzionali se l’ottotipo non è utilizzato alla distanza corretta (D1); si può, quindi, ricavare il valore effettivo di AV (AV2), ad una distanza diversa (D2), tramite una semplice proporzione: AV1 : D1 = AV2 : D2


3. Acuità visiva

78

Esempio: AV = 8/10, con un ottotipo costruito per 6 metri, ma posto a 3 metri. A quale reale AV corrisponde (AV2)? 0,8 : 6 = AV2 : 3 Quindi AV2 = 0,4 o meglio 4/10. 3.4.1 Calcolo del valore di AV Conoscendo la distanza dell’ottotipo e la sua altezza può essere calcolata la corrispondente AV. Avendo una lettera di altezza totale H, espressa in millimetri e posta ad una distanza d, sempre in millimetri, dall’osservatore, l’acuità visiva sarà: H/5 = h KG Įƒ DUFWJ KG  Įƒ Įƒ.  Į¶ Į¶ $9 Più precisamente: AV

1 h· § ¨ arctg ¸ ˜ 60 d¹ ©

Esempio: H = 75 mm, quindi h = 15 mm d = 5 metri => 5000 mm AV

1 15 · § ¨ arctg ¸ ˜ 60 5000 ¹ ©

AV

1 arctg 0,003 ˜ 60

AV

1 0,1718 ˜ 60

AV = 1/10,3 => AV a 0,1 quindi AV 1/10. Se invece dobbiamo calcolare le dimensioni di una lettera in modo che corrisponda ad una certa AV ad una certa distanza d: $9 Į¶ Į¶ Įƒ K WJĮƒ. d H=5.h In generale: H Esempio: AV = 10/10 d = 5 metri quindi 5000 mm

­ § 1 ·½ ¸¾ ˜ d ˜ 5 ®tg ¨ ¯ © AV ˜ 60 ¹¿


3. Acuità visiva

­ § ·½ °° ¨ 1 ¸°° ¸¾ ˜ 5000 ˜ 5 H H ®tg ¨ ° ¨¨ 10 ˜ 60 ¸¸° ¹¿° ¯° © 10 H a 7,5 mm.

79

­ § 1 ·½ ¸¾ ˜ 5000 ˜ 5 H ®tg ¨ ¯ © 1 ˜ 60 ¹¿

^tg 0.01666`˜ 5000 ˜ 5

1.5 Fattori che influenzano l’acuità visiva Tanti sono i fattori che, come già accennato, influenzano l’acutezza visiva e alcuni di essi vale la pena conoscerli. Alfabetizzazione: innanzi tutto, siccome normalmente le tavole ottotipiche riportano lettere dell’alfabeto, interviene il livello culturale e intuitivo dell’osservatore; ad un letterato sarà più facile, infatti, distinguere e riconoscere le lettere dell’ottotipo anche se non viste perfettamente, poiché la sua esperienza visiva facilita l’intuizione del simbolo grafico in base alla sua forma. Un ottotipo con lettere arabe o ideogrammi cinesi, a parità di grandezza angolare degli elementi caratteristici, per un paziente occidentale è meno "facile" di un ottotipo con lettere dell'alfabeto latino. Luminanza: è un altro fattore di notevole importanza; L'acutezza visiva è tipicamente legata alla attività dei coni. Se la illuminazione dell'ottotipo non è adeguata, l'AV risulterà progressivamente peggiore. Diametro pupillare: influisce sull’acutezza visiva quando esso è esageratamente grande o piccolo; se troppo grande, infatti facendo entrare un fascio di luce troppo grande, indurrà una maggiore influenza delle aberrazioni ottiche dei mezzi oculari; se invece il diametro pupillare è inferiore a 1.5 mm, i fenomeni di diffrazione indotti dal bordo pupillare deterioreranno sensibilmente la percezione degli ottotipi. Inoltre, l'immagine che arriva alla retina potrebbe non essere sufficientemente luminosa (vedi punto precedente). Movimenti oculari: come già detto gli occhi non sono mai immobili durante l’attività visiva. Se i movimenti oculari sono però eccessivi, essi influiscono sull’acutezza riducendo la nitidezza della visione, come potrebbe succedere nell’impressionare una foto di un oggetto in movimento. Trasparenza e qualità dei mezzi diottrici dell’occhio: sono ulteriori caratteristiche che influenzano l’acutezza visiva; Mezzi poco trasparenti riducono la luminosità dell'immagine e il suo contrasto (vedi sopra). Soglia di contrasto: valutando l’acutezza visiva attraverso l’uso di disegni o lettere diventa molto importante anche il contrasto che tali simboli hanno con lo sfondo; maggiore sarà il contrasto, migliore sarà l’acutezza visiva. Negli ottotipi normalmente in uso il contrasto è altissimo, almeno 95%. Ma esistono anche ottotipi a basso contrasto, utilizzati per misurare il visus in condizioni di scarsa illuminazione (guida notturna). Indirettamente in questo aspetto rientra quindi anche il corretto utilizzo delle tavole ottotipiche retroilluminate o degli ottotipi a proiezione che debbono essere sempre mantenuti in ordine e in efficienza nel rispetto delle caratteristiche ottiche sotto le quali sono stati progettati. Caratteristiche ottiche delle lenti utilizzate in un occhiale: trovano a ragione una loro collocazione tra i fattori che influenzano la qualità e talvolta la quantità dell’acutezza visiva. Come ben sappiamo, infatti, le lenti da occhiali hanno diverse caratteristiche ottico-geometriche legate alla loro trasparenza, al loro assorbimento


3. Acuità visiva

80

e al loro potere che possono pesantemente condizionare l’acutezza visiva. Esse infatti riducono la luminosità entrante, modificano la grandezza dell’immagine retinica dell’oggetto osservato in modo sempre più evidente man mano che il loro potere diottrico aumenta, ingrandendola nei soggetti ipermetropi e riducendola nei soggetti miopi, influenzano le vergenze per i loro effetti prismatici e quindi la qualità dell’acutezza binoculare ed infine tutte sono soggette ad aberrazioni sferiche e/o cromatiche che inducono variazioni a livello visivo. Concludendo poi questa rapida e sicuramente non completa carrellata sui fattori che influenzano l’acutezza visiva, occorre non trascurare l’età dell’osservatore, la sua emotività e la sua attenzione nello svolgimento dell’esame dell’acutezza visiva. A tutti questi fattori che si riferiscono ad un sistema visivo strutturalmente integro, vanno inoltre aggiunti tutte le influenze negative che sull’acutezza visiva hanno le patologie oculari sia di carattere strutturale che funzionale; oltre a tutti gli stati patologici generali che alterino l'attenzione e la collaborazione del soggetto esaminato. 3.6 Curiosità Nelle prime fasi della vita, l'acutezza visiva aumenta con il progredire dell’età. Sotto le sei settimane il visus è limitato al solo riconoscimento di semplici punti o angoli; a 10 settimane il bimbo inizia a riconoscere gli occhi della persona che gli sta davanti e ad una distanza ravvicinata; a 12 settimane inizia a percepire oltre gli occhi anche i lineamenti del viso; a 20 settimane aggiunge alla sua percezione visiva anche la bocca altrui; a 24 settimane definisce meglio i dettagli dei visi, ma non riesce ancora a distinguere gli uni dagli altri, cosa che inizia a fare a 30 settimane. Nei primi 6 mesi si completano proprietà importanti del sistema; l’esperienza visiva è particolarmente delicata. In questa fase i danni maggiori possono, per esempio, derivare da vizi di refrazione come la miopia elevata monolaterale, l’astigmatismo o l’ipermetropia, non individuati quindi non corretti, e che dunque non permettono al bambino una normale esperienza visiva. Al di sotto dei 3 anni, 3 anni e mezzo il visus monoculare raramente supera i 5/10 quando si usano stimoli come simboli o figure. Nella tabella n.7 vengono riportate schematicamente le fasi più importanti dello sviluppo visivo del bambino dalla nascita ai 4 anni.


4. Occhio schematico

81

Capitolo 4 – Occhio schematico M. Bifani, M. Lanza 4.1 Introduzione L’occhio è costituito da una serie di diottri con raggi di curvatura non del tutto uguali sui vari meridiani, oltre a questo gli indici di refrazione possono essere diversi da persona a persona e può capitare che variano col passare dell’età anche nello stesso individuo. Considerando un occhio come un sistema di diottri sferici centrati su un unico asse, è conveniente avere la possibilità di rappresentarlo in una forma grafica semplice, in modo da semplificare eventuali calcoli riguardanti l'occhio stesso. 4.2 L’occhio “esatto” di Gullstrand Il modello di occhio schematico di Gullstrand è formato da 6 superfici rifrattive: superficie anteriore e posteriore della cornea, superficie anteriore e posteriore del cristallino, superficie anteriore e posteriore con accomodazione del nucleo del cristallino (Fig.1-A). Questo viene proposto sia in versione rilassata (Fig.1-A), sia in versione con accomodazione attiva (Fig.1-B). A R3 10,00 mm

B

R2 6,8 mm R1 7,7 mm

spessore cornea 0,5 mm

R2 6,8 mm R1 7,7 mm

R5 7,91 mm vitreo n = 1,336 3,1 mm

R4 -5,33 mm

R3 5,33 mm

R4 -6,00 mm

spessore cornea 0,5 mm

3,6 mm

R5 2,65 mm vitreo n = 1,336 2,7 mm

4,00 mm

R6 -5,76 mm cornea n = 1,376

cornea n = 1,376

acqueo n = 1,336

cristallino n = 1,41

R6 -2,65 mm acqueo n = 1,336

24,2 mm

cristallino n = 1,41

24,2 mm

Fig.1: Occhio esatto di Gullstrand rilassato (A); occhio accomodato (B)

In figura 1A e B: R1(A) => raggio curvatura faccia anteriore cornea R2(A) => raggio curvatura faccia posteriore cornea R3(A) => raggio curvatura faccia anteriore della corticale cristallino R4(A) => raggio curvatura faccia posteriore della corticale cristallino R5(A) => raggio curvatura faccia anteriore del nucleo cristallino R6(A) => raggio curvatura faccia posteriore del nucleo cristallino Al fine di creare una schematizzazione accettabile verrà preso in considerazione un occhio schematico semplificato con 4 superfici rifrattive (Fig. 2): x le superfici anteriore e posteriore della cornea,


4. Occhio schematico x

82

le superfici anteriore e posteriore del cristallino.

1,3375 R1

R2

R3

1,3333 A

A’

B

R4 1,3333

1,416

F

B’

Disaccomodato

Accomodato

R1

7.80

7.80

R2

6.60

6.60

R3

10.00

6.00

R4

-6.00

-5.50

A'B

3,60 mm

3,60 mm

AA'

0,50 mm

0,50 mm

BB'

3,60 mm

3,60 mm

AF

24.00 mm

24.00 mm

Raggi curvatura (mm)

Distanza/spessore (mm)

Fig.2: Occhio schematico semplificato e relativi valori

Calcoliamo adesso la potenza di ogni diottro oculare che la radiazione luminosa attraversa prima di arrivare alla retina. Per ottenere questo, dall’ottica geometrica sappiamo che il potere di un diottro è legato a due variabili, il raggio di curvatura e l’indice di refrazione; da cui: 4.2.1 Poteri diottrici della cornea

P(dt )

n2  n1 R ( m)

La cornea fornisce circa i 2/3 del potere complessivo al sistema diottrico oculare; il suo indice di refrazione è rappresentato dallo stroma, n = 1,3375, ed i suoi raggi di curvatura sono per la faccia anteriore 7,80 mm e per la faccia posteriore 6,60 mm; oltre a questo ricordiamo che la superficie posteriore della cornea è a contatto con l’umor acqueo che presenta un indice di refrazione pari a 1,3333. Applicando la formula alle superfici refrattive della cornea risulta che: P1 cornea = (1,3375 – 1) / 0,0078 = 43,27 dt P2 cornea = (1,3333 – 1,3375) / 0,0066 = - 0,64 dt


4. Occhio schematico

83

Calcoliamo adesso la potenza della cornea considerandola una lente spessa:

§e¡ P P1  P2  ¨ ¸ Â&#x2DC; P1 Â&#x2DC; P2 Šnš dove e è lo spessore della lente al centro e n è il suo indice di refrazione. Quindi, considerando lo spessore corneale centrale 0,5 mm, avremo:

Pcornea

§ 0,0005 ¡ 43,27   0,64  ¨ ¸ Â&#x2DC; 43,27 Â&#x2DC;  0,64 42,64dt Š 1,3375 š

4.2.2 Poteri diottrici del cristallino Il cristallino risulta essere molto simile ad una lente biconvessa anche se le due facce che lo compongono non sono perfettamente uguali, avendo quella anteriore un raggio di curvatura di 10,00 mm e quella posteriore di 6,00 mm; il suo indice di refrazione non è costante dal centro alla periferia, ma per i nostri scopi verrĂ considerato 1,416, mentre lo spessore al centro è di 3,6mm. In funzione di tali valori per il potere del cristallino avremo: P1 cristallino = (1,416 â&#x20AC;&#x201C; 1,3333) / 0,010 = 8,27 dt P2 cristallino = (1,3333 â&#x20AC;&#x201C; 1,416) / -0,006 = 13,78 dt Calcoliamo adesso la potenza del cristallino considerandolo una lente spessa: § 0,0036 ¡ Pcristal. 8,27  13,78  ¨ ¸ Â&#x2DC; 8,27 Â&#x2DC; 13,78 Š 1,416 š

21,76dt

4.2.3 Potere totale dellâ&#x20AC;&#x2122;occhio Anche se lâ&#x20AC;&#x2122;occhio ridotto è meno simile ad un occhio reale si possono comunque trarre delle valide conclusioni. Il suo potere complessivo si ricava tenendo presente che la distanza tra il piano principale della cornea e il piano principale del cristallino è di 5,746 mm. Questa distanza deve essere utilizzata come spessore della lente nella formula della potenza. Pocchio

§ 0,005746 ¡ 42,64  21,76  ¨ ¸ Â&#x2DC; 42,64 Â&#x2DC; 21,76 Š 1,333 š

60,40dt # 60,00dt

Se invece che considerare i due piani principali prima citati consideriamo un unico piano principale a distanza intermedia tra i due, questo si troverĂ ad una distanza di circa 1,8 mm dalla superficie anteriore della cornea e ad una distanza di circa 22,2 mm dal polo posteriore. Se calcoliamo la focale oggetto e la focale immagine del nostro occhio vedremo che la seconda corrisponde, considerate le dovute approssimazioni, alla distanza piano principale-retina (dpp/r).


4. Occhio schematico

84

f ( f .oggetto)



n1 P

n2 P

f ' ( f .immagine)

1 60

0,01667 m

1,3333 60

16,67 mm

0,0222m

22,2mm

4.3 Definizione di emmetropia e ametropia (miopia e ipermetropia) Nelle definizioni e calcoli delle prossime pagine considereremo l’occhio come un unico diottro (Fig.3) con indice di refrazione pari alla media degli indici di refrazione dei vari mezzi diottrici oculari: n=1,3333. Il punto dove avviene la refrazione dei raggi che entrano nell’occhio viene detto piano principale e si trova a 1,8 mm dall’apice corneale e a 22,2 mm dalla retina. Questa estrema semplificazione è molto utile al fine dei calcoli, in quanto si concentra tutto il processo refrattivo in un'unica refrazione su un solo diottro. PP

n=1,000 n=1,333 F

F’

f=-16,67mm

f’=dppr=22,22mm 60,00 dt

Fig.3: Occhio come unico diottro

4.3.1 Occhio emmetrope L’emmetropia è la condizione nella quale, con accomodazione completamente rilassata, l’occhio porta a fuoco esattamente sulla retina la radiazione luminosa proveniente dall’infinito. Pertanto possiamo affermare che, affinché il comportamento refrattivo di un occhio sia corretto, è necessario che l’immagine di un oggetto monocromatico, posto sull’asse all’infinito, si formi sulla retina; cioè la lunghezza della focale immagine (f’) deve coincidere con la distanza piano principale-retina (dpp/r): f’ = d pp/r Per un occhio emmetrope quindi più il bulbo sarà corto maggiore sarà la sua potenza e viceversa. Esempio: Quanto deve essere la dpp/r di un occhio con P=62,00 dt affinché possa essere emmetrope?


4. Occhio schematico

f ' ( f .immagine)

n2 P

85

1,3333 62

0,0215m

21,5mm

4.3.2 Occhio ametrope L’ametropia è considerata quella condizione nella quale la distanza pianoprincipale retina è diversa dalla focale. L’occhio ametrope è caratterizzato da una relazione piano principale-retina che è la seguente: f’ z d pp/r Un occhio ametrope presenta un errore refrattivo o vizio refrattivo, che può essere sferico o astigmatico. L’ametropia sferica si ha quando il sistema refrattivo oculare presenta simmetria di rivoluzione attorno al suo asse, mentre quella astigmatica quando il sistema non presenta simmetria di rivoluzione. In questa fase considereremo solo ametropie sferiche: x la miopia, nella quale f’<dpp/r x l’ipermetropia, nella quale f’>dpp/r Oltre a questo le ametropie possono essere classificate in assiali e rifrattive (Fig.4): x

x

Assiali: dovute ad un’anomala lunghezza del bulbo oculare e cioè quando la dpp/r è diversa da 22,2 mm e la lunghezza focale è uguale a 22,2 mm, cioè la potenza dell’occhio è 60 dt. Rifrattive: quando la dpp/r è 22,2 mm, cioè uguale all’occhio schematico, e la lunghezza focale è diversa da 22,2 mm, cioè la potenza dell’occhio è diversa da 60 dt.

Fig.4: Schematizzazione delle ametropie assiali e rifrattive


4. Occhio schematico

86

Inoltre possono a loro volta suddividersi in ametropie da indice e da curvatura:

x x

da indice: dovute ad una variazione dell’indice di refrazione dei mezzi diottrici oculari, da curvatura: cornea e cristallino possono avere delle curvature tali da far variare il potere del sistema occhio.

4.4 Disco di diffusione: definizione e calcolo del suo diametro Tutte le volte che l’immagine di un oggetto puntiforme posto all’infinito non rispetta la relazione di emmetropia (f’=dpp/r) l’immagine non si forma sulla retina, ma in un punto diverso. Sulla retina si formerà un’immagine del punto oggetto sfuocata, tanto più sfuocata quanto più è lontano F’ dalla retina. L’immagine sulla retina prende la forma di un disco che aumenta di dimensione all’allontanarsi di F’ dalla retina e prende il nome di “disco di diffusione o disco di confusione” (Fig.5). Per calcolare la grandezza del disco di diffusione sono necessari alcuni parametri. Come si vede nel disegno (Fig.6) le misure da conoscere sono il diametro pupillare (g), la focale dell’occhio ametrope dalla quale si ricava la distanza tra il piano pupillare e il punto dove si forma l’immagine F’ (D = f’- 1,8 mm, approssimato) e la distanza assiale che separa la retina dall’immagine F’ (d).

Fig.5: Visualizzazione del disco di confusione per un occhio miope

Fig.6: Parametri da conoscere per il calcolo del disco di confusione


4. Occhio schematico

87

La relazione da applicare per calcolare h, la metà della grandezza del disco di confusione (poiché il diametro del disco di diffusione sarà 2h) è la seguente: g :D 2 da cui: h

h:d

§g· ¨ ¸˜d ©2¹ D

Esempio (1): un soggetto con una ametropia di +4,00 dt (miopia) presenterà una potenza totale dell’occhio di 64 dt. Se consideriamo un diametro pupillare pari a 6 mm, quanto sarà il disco di diffusione sulla retina? Per prima cosa dobbiamo calcolare la focale dell’occhio (f’) che sarà uguale a 20,8 mm poiché: f ' ( f .immagine)

n2 P

1,3333 64

0,0208m

20,8mm

Conoscendo questo dato possiamo ricavarci tutti gli altri: D = f’- 1,8 mm => 20,8 – 1,8 = 19 mm d = dpp/r - f’ => 22,2 – 20,8 = 1,4 mm g/2 = 3 mm quindi h

3 ˜ 1,4

19

0,22mm

e il diametro del disco di confusione è uguale a 0,22 ˜ 2

0,44mm .

Esempio (2): un soggetto con una ametropia di - 4,00 dt (ipermetropia) presenterà una potenza totale dell’occhio di 56 dt. Se consideriamo un diametro pupillare pari a 6 mm, quanto sarà il disco di diffusione sulla retina? Per prima cosa dobbiamo calcolare la focale dell’occhio (f’) che sarà uguale circa a 23,8 mm poiché: n2 1,3333 f ' ( f .immagine) 0,0238m # 23,8mm P 56 Conoscendo questo dato possiamo ricavarci tutti gli altri: D = f’- 1,8 mm => 23,8 – 1,8 = 22 mm d = dpp/r - f’ => 22,2 – 23,8 = -1,6 mm per il calcolo possiamo utilizzare questo valore come positivo g/2 = 3 mm


4. Occhio schematico

quindi h

3 ˜ 1,6

22

88

0,218mm

e il diametro del disco di confusione è uguale a 0,218 ˜ 2

0,436mm .


5. Ametropie sferiche ed astigmatismo

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Capitolo 5 â&#x20AC;&#x201C; Ametropie sferiche ed astigmatismo L. Mele, C. Gallenga, P. Perri 5.1 Introduzione In caso di ametropie sferiche lâ&#x20AC;&#x2122;occhio presenta un eccesso o un difetto di potere. Come abbiamo calcolato nel quarto capitolo, lâ&#x20AC;&#x2122;occhio emmetrope con una distanza piano principale/retina di 22,2 mm ha un potere di 60,00 dt, mentre il potere di un occhio ametrope si può calcolare con la seguente formula: P. occhio ametrope = P. occhio emmetrope + Ametropia PoichĂŠ f '

n2 => Po.e. P

n2 e quindi: f'

P.o.a.

n2 A f'

5.2 La miopia: introduzione e definizione La miopia rappresenta la situazione refrattiva nella quale il fuoco immagine di un oggetto posto allâ&#x20AC;&#x2122;infinito si forma prima della retina, ad occhio disaccomodato (Fig.1). La focale dellâ&#x20AC;&#x2122;occhio miope è piĂš corta della lunghezza del bulbo e quindi è vera la relazione seguente: fâ&#x20AC;&#x2122; < d pp/r

Fig.1: Occhio miope

â&#x20AC;&#x153;Miopiaâ&#x20AC;? deriva dalla parola greca che significa "occhio strizzato, contratto", in quanto il soggetto miope tende a strizzare gli occhi nel tentativo di mettere a fuoco le immagini sulla retina. AffinchĂŠ lâ&#x20AC;&#x2122;occhio miope possa avere lâ&#x20AC;&#x2122;immagine nitida sulla retina è necessario che la radiazione ottica non provenga dallâ&#x20AC;&#x2122;infinito, ma da una distanza finita che varia al variare dellâ&#x20AC;&#x2122;entitĂ della miopia. Questo concetto trova spiegazione nel fatto che lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto e lâ&#x20AC;&#x2122;immagine relativa sono punti coniugati. La miopia è lâ&#x20AC;&#x2122;ametropia piĂš studiata, probabilmente perchĂŠ riveste unâ&#x20AC;&#x2122;importanza sociale rilevante, in quanto, anche valori bassi (ad es. Am. = +0,50 dt) limita la visione. Generalmente può insorgere nelle varie fasi della vita, sebbene con eziologia diversa. Tuttora non se ne conosce con certezza il


5. Ametropie sferiche ed astigmatismo

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meccanismo d’insorgenza, salvo alcune forme particolari indotte da alterazioni patologiche (ad es.: nelle cataratte nucleari l’ametropia è conseguente ad un aumento di indice del nucleo). 5.2.1 Genetica della miopia La complessità dell’embriogenesi dell’occhio si rileva anche nella genesi della miopia, i cui pathways peraltro non sono ancora completamente delucidati. Sotto l’indirizzo del “master control gene” universale Pax 6, per lo sviluppo dell’occhio, agiscono una cascata di geni che hanno alleli favorenti l’insorgenza della miopia. Alcuni regolano la trasmissione degli impulsi nervosi (GRIA4: Glutamate receptor ionotropic AMPA4 [AMPA (alpha-amino-3-hydroxy-5methyl-1-4-isonxazole-propionate) sensitive glutamate receptor: neurotrasmettitore predominante nel cervello dei mammiferi]; altri il metabolismo dell’acido retinoico (RDH5), sintetizzato nella retina ma fortemente espresso anche nella coroide e coinvolto nella crescita dell’occhio: codifica un enzima per la catena corta della famiglia deidrogenasi/reduttasi, funge da catalizzatore per la fase finale della biosintesi dell’11-cis retinaldeide, cromoforo universale dei pigmenti visivi; altri ancora controllano il rimodellamento della matrice extracellulare come il Bone Morphogenetic protein 2 gene (BMP2), che codifica il ligando per il Transforming Growth Factor-Beta (TGF-Beta) per il reclutamento ed attivazione della preproteina che viene processata per proteolisi a subunità dell’omodimero legato al disulfide correlato allo sviluppo di osso e cartilagine e che ne controlla l’architettura; Laminin subunit alpha2 (LAMA2) esprime la laminina, componente essenziale della membrana basale, identificata come mediatore dell’adesione, migrazione ed organizzazione cellulare nello sviluppo embrionale, interagente con le altre componenti della matrice, le cui mutazioni sono identificate come causa congenita della distrofia muscolare da deficit di merosina; lo sviluppo dell’occhio con geni homeobox SIX6 e Protease Serina 56 (PRSS56) sul cromosoma 2, dei quali era già noto il coinvolgimento rispettivamente dell’anoftalmia, nel glaucoma e nella microftalmia. I vettori di questi geni aumentano fino a 10 volte il rischio di sviluppare miopia. L’alterazione del collagene sclerale nell’area dello stafiloma di Scarpa era stata prioritariamente dimostrata al microscopio elettronico da Garzino (1956), nella Clinica Oculistica dell’Università di Torino diretta da Riccardo Gallenga: gli studi genetici hanno confermato il bersaglio, identificando un mosaico di geni attivi su domini coinvolti nel puzzle miopico. La mutazione di APLP2 (Amyloid precursorlike protein 2), localizzato sul braccio lungo del cromosoma 11q2.4, con dominio extracellulare dimerico per legami a rame, zinco, collagene ed eparansolfato, induce un eccesso di produzione della proteina che causerebbe allungamento del bulbo oculare; LEPREL1, localizzato sul braccio lungo del cromosoma 3 (3q28), codifica una prolina idrolasi (prolyl 3-hydroxylase 2: P3H2), enzima essenziale per la modificazione finale del collagene oculare indebolito.


5. Ametropie sferiche ed astigmatismo

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COL 1A1(Collagen Type I Alpha 1)localizzato sul braccio lungo del cromosoma 17q21.3-22.1, genera istruzioni per la produzione di collagene tipo I, che provvede a rinforzare e sostenere molti tessuti umani, cartilagine, osso, tendini, pelle e sclera; le molecole di procollagene vengono processate da enzimi della matrice per creare collagene maturo, riarrangiandosi in lunghe e sottili fibrille che formano interazioni stabili di cross-linking negli spazi extracellulari, realizzando fibre molto resistenti. RaSGRF1rs 2969336 (CC vs CG+GG, p = 0.03) è associato a miopia elevata nei modelli recessivi in eterozigosi (CG vs GG, p = 0.04), ma non in altri modelli. RaSGRF1, studiato al Kings College di Londra e confermato all’Erasmus Medical Center di Rotterdam su oltre 13.000 soggetti, è un Ra specific guanine e nucleotide-releasing factor 1, presente nella retina e nei neuroni dell’ippocampo, fondamentale per la funzione retinica e per la memorizzazione delle immagini, agisce con una cascata di reazioni bilanciate dello switch del complesso rasGTP (attiva i segnali a valle) e rasGDP (inibisce i segnali a valle) e correla con lo sviluppo miopico. Secondo Peduzzi (2000) la miopia semplice è trasmessa soprattutto con modalità autosomica dominante, fortemente condizionata da fattori ambientali (prolungato sforzo accomodativo, particolarmente in ambiente mesopico), come adattamento migliorativo per l’aumentata richiesta di performance per vicino correlato alla scolarizzazione: correla infatti con un incremento miopico da 0% nella generazione ‘’wild’’ analfabeta al 30% in F 3 alfabetizzata, un tempo troppo breve per un possibile ruolo di variazione genetica, pur in presenza di significative variazioni etniche, ma esprime un vantaggio per la visione per vicino perché permette di economizzare in termini di energia e migliorare in termini di rendimento; la miopia patologica viene trasmessa con modalità autosomica recessiva, meno influenzata da fattori ambientali. Balacco Gabrieli ha individuato nel cross-talk retina/asse diencefalo-ipofisario una possibile componente neuroendocrina. 5.2.2 Classificazione della miopia Vengono riportate in ordine cronologico una rassegna delle classificazioni più significative: 1. in base alle modalità della progressione della miopia (F.C. Donders, 1864) x miopia stazionaria: generalmente di tipo lieve (1.50 - 2.00 dt) che non progredisce nel corso della vita x miopia temporaneamente progressiva: progredisce nei primi anni di vita poi rimane costante (es: 3.00 dt a 10 anni, 7.00 dt a 20 anni, poi si stabilizza) x miopia permanentemente progressiva: miopia di tipo elevato che continua ad aumentare nel corso della vita (es: 3.00 dt a 10 anni, 7.00 dt a 20 anni, 9.00 dt a 70 anni) 2. in base alle alterazioni indotte dalla miopia (Duke - Elder, 1949)


5. Ametropie sferiche ed astigmatismo

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x

miopia semplice: ametropia nella quale non vengono riscontrate alterazioni del fondo oculare; di solito insorge entro i 4 e 7 anni d’età e la sua progressione tende a ridursi dopo l’adolescenza x miopia degenerativa: forma di ametropia che si associa a degenerazioni del polo posteriore, le quali in casi estremi possono portare alla cecità 3. in base al fattore prevalente che induce miopia (Emsley, 1953) x miopia assiale: nella quale l’errore refrattivo è imputabile ad una lunghezza anomala del bulbo oculare x miopia refrattiva: nella quale l’errore refrattivo è imputabile ad un potere del sistema diottrico oculare anomalo; questa a sua volta può essere ulteriormente suddivisa in: I. da indice: quando è dovuta ad una alterazione dell’indice di refrazione di uno o più mezzi diottrici oculari (es. cataratta nucleare) II. da curvatura: quando è dovuta ad una alterazione della curvatura di uno o più mezzi diottrici oculari III. da posizione: causata principalmente dalla profondità della camera anteriore, la quale dipende dalla posizione del cristallino rspetto agli altri mezzi diottrici oculari 4. in base all’entità ed alle alterazioni del fondo oculare (Curtin, 1985) x miopia fisiologica (lieve, semplice o benigna): dovuta ad una mancanza di correlazione tra potenza del sistema e lunghezza del bulbo, pur avendo entrambi i parametri valori nella normalità; fanno parte di questa categoria miopie fino a 3.00 dt. x miopia intermedia (media o modesta): situazione in cui la lunghezza del bulbo oculare è superiore al range di normalità (> 25 mm), ma non si riscontrano alterazioni del fondo oculare; fanno parte di questa categoria le miopie tra 3.00 e 5.00 dt (in assenza di alterazioni del fondo anche miopie fino a 10.00 dt) Queste prime due categorie possono essere a loro volta suddivise in base all’età di insorgenza: I. miopia congenita – quando è presente alla nascita e scompare nei primissimi mesi di vita (si riscontra circa nel 6% dei neonati) II. miopia giovanile o infantile o acquisita – quando si sviluppa tra i 5 e i 12 anni di età; la miopia aumenterà tanto più velocemente quanto più precoce è stata la sua insorgenza III. miopia tardiva – si sviluppa dopo i 15 anni, cioè in una fase dove lo sviluppo sia oculare che generale si è concluso; le persone che sviluppano questo tipo di miopia sono prevalentemente persone che svolgono la maggior parte del loro lavoro da vicino x miopia patologica (elevata o maligna): situazione in cui la lunghezza del bulbo risulta molto lontana dai valori medi (> 32 mm) associata a tutta una serie di complicazioni patologiche del fondo oculare

Fino a 3.00 dt Fisiologica dpp-r < 22 mm

5.

Da 3.00 a 5.00 dt Fisiologica/intermedia dpp-r da 22 a 25,5 mm

Da 5.00 a 8.00/10.00 dt Intermedia/patologica dpp-r da 25,5 a 32,5 mm

Olre 10.00 dt Patologica dpp-r > 32,5 mm

in base alla teoria dello sviluppo miopico (McBrien – Bames, 1984)


5. Ametropie sferiche ed astigmatismo x x x 6. x x x

x

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teoria statistico-biologica: l’ametropia rappresenta, statisticamente, una normale variazione biologica di una componente fisiologica teoria dell’uso-abuso: la miopia è vista come un adattamento ad una situazione di uso eccessivo della visione da vicino teoria dell’emmetropizzazione: quando il processo di emmetropizzazione è disturbato da un feedback negativo che influenza il processo di messa a fuoco, può manifestarsi miopia in base all’età di insorgenza della miopia (Grosvenor, 1987) miopia congenita: nonostante molti bambini nascano miopi questa classificazione include solo quelli in cui la miopia persiste durante l’infanzia ed è presente all’inizio della scuola (circa il 2%) miopia ad insorgenza precoce o giovanile (youth onset): si evidenzia durante il periodo di tempo compreso tra i 6 anni e tutta l’adolescenza (20 anni); durante questo periodo la percentuale cresce dal 2% a 6 anni fino al 20% a 20 anni miopia ad insorgenza adulta precoce (early adult onset): fa la sua comparsa nel periodo che va dai 20 ai 40 anni e la percentuale sale al 30% miopia ad insorgenza adulta tardiva (late adult onset): si presenta dopo i 40 anni e la percentuale tende ad aumentare durante gli ultimi anni di vita.

5.2.3 Sintomi e segni della miopia I sintomi che generalmente lamenta il soggetto miope sono: x acuità visiva bassa per lontano x buona acuità visiva per vicino x astenopia: più precisamente mal di testa, dolori sopraciliari, dolori dei bulbi oculari, in quanto, in alcuni studi, è stato rilevato la presenza di accomodazione anomala nell’occhio miope, in parte dovuta ad uno squilibrio tra accomodazione e convergenza Invece l’operatore come segni può notare la tendenza del soggetto a strizzare le palpebre, una certa midriasi e, nei casi di miopia più elevata, esoftalmo (eccessiva sporgenza dell’occhio verso l’esterno). Altresì, in caso di miopia elevata e di eccessivo allungamento assiale, possono essere più facilmente presenti alterazioni del fondo oculare, evidenziabili con un esame oftalmoscopico. Inoltre, durante la refrazione possiamo notare: x ridotta AV per lontano, x buona AV per vicino, x PP più vicino rispetto al coetaneo emmetrope, x PR a distanza finita, x miglioramento dell’AV con foro stenopeico. In funzione dell’acuità visiva presente, a meno che non scenda al di sotto di 1/10, può essere calcolato all’incirca il difetto refrattivo; ogni 0,25 dt di miopia il nostro occhio perde circa 1/10 di visione. Esempi: AV 2/10 a 2,00 dt; AV 5/10 a 1,25 dt; AV 8/10 a 0,50 dt


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5.3 Ipermetropia e sue classificazione L’ipermetropia è quella ametropia in cui, con l’accomodazione completamente rilassata, la focale dell’occhio è maggiore della distanza piano principale/retina (Fig.2), quindi un oggetto posto all’infinito forma la sua immagine dietro la retina. f’ > d pp/r

F’

Fig. 2: Occhio ipermetrope

Questa condizione si realizza nei seguenti casi: x quando il potere della cornea e/o del cristallino è inferiore al normale (ipermetropia refrattiva), x quando il cristallino è troppo lontano dalla cornea, cioè quando la camera anteriore è più profonda della norma, x quando la lunghezza antero-posteriore dell’occhio è inferiore al normale (ipermetropia assiale), x quando il cristallino è assente. L’ipermetropia può essere suddivisa in: x congenita, x acquisita, x fisiologica (massimo 0,50 dt). L’ipermetropia congenita è presente fin dalla nascita e generalmente perdura durante i primi 6-7 anni di vita, successivamente invece può manifestarsi una riduzione del difetto grazie all’allungamento assiale del bulbo dovuto all’accrescimento, che addirittura può andare a sfociare in miopizzazione. L’ipermetropia acquisita invece si può manifestare in qualunque momento nell’arco della vita, in particolare dopo i 45 anni, a causa della riduzione dell’accomodazione. Il soggetto ipermetrope non corretto compie costantemente un determinato sforzo accomodativo che gli occorre per mettere a fuoco gli oggetti all’infinito. Inoltre, nella visione a distanza finita (all’interno dei 6 metri), lo sforzo accomodativo risulta essere maggiore rispetto al soggetto coetaneo emmetrope della quantità dell’ametropia stessa; quindi tale sforzo aumenta in proporzione diretta con l’ipermetropia da compensare e la distanza dell’oggetto osservato. A causa di questa eccessiva attività il muscolo ciliare del giovane ipermetrope acquista un determinato tono fisiologico il quale fa si che una certa quantità di


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accomodazione rimanga permanentemente esercitata, non potendo più essere rilasciata volontariamente. L’ipermetropia può essere classificata, in base alla sua entità, in: x bassa, fino alle 3,00 dt x media, tra le 3,25 e le 5,00 dt x elevata, maggiore alle 5,00 dt. L’ipermetropia può essere suddivisa in: 1. manifesta; quella parte di ametropia che corrisponde alla massima lente positiva che permette la massima acuità visiva, praticamente il valore che si misura con la refrazione. 2.

latente; quella parte di ipermetropia che non si può misurare senza l’uso dei cicloplegici, poiché rimane nascosta sotto forma di accomodazione tonica a livello del muscolo ciliare, cioè dovuta ad un aumento del tono fisiologico del muscolo ciliare.

Inoltre l’ipermetropia manifesta può essere classificata in base all’entità di ametropia rapportata alla quantità di potere accomodativo disponibile in: 1. facoltativa; che corrisponde alla parte di ipermetropia che può essere compensata mediante l’accomodazione. A causa della graduale perdita di PA con l’età l’ipermetropia che in gioventù non era stata evidenziata, perché mascherata dal potere accomodativo, gradualmente diventa assoluta. 2.

assoluta; è data da quella lente oftalmica che misura quella parte di ipermetropia che l’accomodazione non riesce a correggere.

Quindi possiamo considerare che: x x x

se PA t A, iperm. facoltativa, AV buona (AV > 10/10) se PA < A, ipermetropia in parte facoltativa e in parte assoluta, AV < 10/10 se PA = 0, ipermetropia assoluta, AV < 10/10.

5.3.1 Sintomi e segni dell’ipermetropia I sintomi che generalmente lamenta il soggetto ipermetrope sono: x buona acuità visiva da lontano, x difficoltà nella visione da vicino (a seconda dell’età), x astenopia, più precisamente mal di testa, dolori sopraciliari, dolori dei bulbi oculari, arrossamento, lacrimazione e bruciore agli occhi soprattutto a fine giornata. L'esaminatore può notare una diffusa iperemia congiuntivale e una miosi. Inoltre durante la refrazione possiamo notare: x buona AV per lontano, x AV per vicino che varia a seconda del PA disponibile, x punto prossimo più lontano rispetto al coetaneo emmetrope.


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5.4 Astigmatismo: introduzione e definizione L’astigmatismo è il terzo tipo di ametropia e a differenza delle altre due è caratterizzato dal fatto che i raggi luminosi che entrano all’interno dell’occhio non vanno a fuoco tutti nello stesso punto, ma su due piani focali differenti. I sistemi diottrici astigmatici non presentano simmetria di rivoluzione rispetto all’asse ottico ed ogni sezione presenta una curvatura diversa (Fig. 3).

Fig.3: Sistema diottrico astigmatico in cui R1 z R2

I meridiani nei quali la curvatura è maggiore e minore possiedono rispettivamente il minore ed il maggiore potere diottrico; questi sono i “meridiani principali”. La differenza di potere tra i due meridiani principali rappresenta l’astigmatismo del sistema. Se l’oggetto è posto all’infinito in corrispondenza dei due piani focali, si formano due “linee focali”; se l'astigmatismo è regolare, sono ortogonali tra loro ed ognuna è ortogonale al meridiano che la genera, quindi la linea focale orizzontale è generata dal meridiano verticale e quella verticale dal meridiano orizzontale. Un sistema astigmatico con diaframma di forma circolare, come l’occhio con il suo diaframma pupillare, forma un fascio di raggi rifratti che assumono la forma di una conoide, la “conoide di Sturm” (Fig. 4). La distanza tra le linee focali viene detta “intervallo di Sturm” ed è proporzionale all’entità dell’astigmatismo.

Fig.4: Conoide di Sturm


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5.4.1 L’astigmatismo oculare Quando il sistema diottrico oculare presenta astigmatismo, le radiazioni luminose provenienti dall’esterno formano immagini sfuocate, qualunque sia la sezione del conoide che va a focalizzarsi sulla retina. Si associa spesso alla miopia ed all’ipermetropia ed è un’ametropia di natura quasi esclusivamente refrattiva. Vediamo nel dettaglio quali sono le fonti eziologiche di tale difetto refrattivo: 1. Astigmatismo corneale: principalmente è a carico della superficie corneale anteriore, in quanto è sufficiente una modesta differenza di curvatura tra i meridiani principali della cornea per avere un astigmatismo importante. Il valore medio dell’astigmatismo che si crea è circa 0,50 - 1,00 dt secondo regola (meridiano verticale più potente). Per quanto riguarda la superficie posteriore, l’astigmatismo che può generare è di entità trascurabile, circa 0,25 – 0,50 dt contro regola. 2. Astigmatismo interno (a carico del cristallino): le superfici del cristallino mediamente presentano un astigmatismo contro regola di circa 0,25 – 0,50 dt. 3. Astigmatismo dinamico: è un astigmatismo, o la variazione di esso, conseguente all’azione accomodativa necessaria per guardare a distanza ravvicinata. È una condizione molto rara e generalmente non supera le 0,25 dt. 4. Astigmatismo retinico: può derivare dalla toricità della retina conseguente ad uno stafiloma miopico, oppure potrebbe essere la conseguenza di un intervento chirurgico di cerchiaggio eseguito in presenza di distacco di retina. 5. Astigmatismo patologico: l’astigmatismo può essere causato da patologie quali il cheratocono, lo pterigio, il calazio, cicatrici corneali ecc.; in questi casi generalmente si risconta un astigmatismo di tipo irregolare.

5.4.2 Classificazione dell’astigmatismo Una suddivisione fondamentale, soprattutto ai fini della possibilità di compensazione, è quella che si basa sulla regolarità dei mezzi diottrici oculari. Ed allora avremo: x Astigmatismo regolare: è la situazione in cui le superfici diottriche dell’occhio non presentano né irregolarità di curvatura né distribuzione irregolare di indice di refrazione. In questo caso avremo dei meridiani principali ortogonali tra loro e che daranno origine a due linee focali. L’occhio generalmente presenta questo tipo di astigmatismo. x Astigmatismo irregolare: solitamente viene definito come quella condizione nella quale i meridiani principali non sono ortogonali tra loro; sarebbe più preciso parlare di situazione in cui il sistema diottrico oculare presenta delle irregolarità di curvatura o di distribuzione di indice (non omogeneità). A volte le irregolarità sono così marcate, come nel cheratocono avanzato, che non possiamo neanche parlare di meridiani principali; in questi casi non sono presenti due linee focali ed ovunque si sezioni il fascio rifratto si trovano figure di diffusione irregolari. Mancando di regolarità l’unica possibilità per compensare in modo soddisfacente questo tipo di astigmatismo è l’utilizzo delle lenti a contatto fisicamente rigide, le quali fanno si che si formi un


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menisco lacrimale tra lente e superficie corneale in grado di regolarizzare il sistema. Un’altra classificazione è legata alla conformazione dei meridiani corneali: x Astigmatismo secondo regola: il meridiano verticale è più potente e quindi più curvo di quello orizzontale; in questo caso la focale orizzontale sarà più vicina ai piani principali. Si parla di meridiano verticale quando questo è compreso tra 70° e 110° (tolleranza di r 20°). x Astigmatismo contro regola: il meridiano orizzontale è più potente e quindi più curvo di quello verticale, così che la focale verticale sarà più vicina ai piani principali. Per meridiani orizzontali si considerano quelli compresi tra 0° e 20° e tra 160° e 180° (tolleranza di r 20°). x Astigmatismo obliquo: condizione in cui i meridiani principali sono obliqui, compresi tra 110°/160° e 20°/70°. Oltre a questo l’astigmatismo può essere classificato in funzione della posizione delle focali rispetto alla retina: a. atigmatismo ipermetropico semplice; una focale è sulla retina l’altra si trova dopo di essa b. atigmatismo ipermetropico composto; entrambe le focali sono posizionate oltre la retina c. atigmatismo misto; una focale è prima l’altra è dopo la retina d. atigmatismo miopico semplice; una focale è sulla retina l’altra si trova prima di essa e. atigmatismo miopico composto; entrambe le focali sono posizionate prima della retina.

Fig.5: Posizionamento focali a livello retinico in caso di astigmatismo

Quando vogliamo catalogare un astigmatismo per poter capire la disposizione delle focali rispetto alla retina dobbiamo integrare quest’ultima classificazione con quella precedente. Per ognuno di questi casi quindi dovremo specificare se l’astigmatismo è secondo o contro regola oppure se è obliquo. Infine, a seconda del valore di astigmatismo, possiamo avere: x astigmatismo debole: compreso tra 0 ed 1,00 dt x astigmatismo medio: compreso tra 1,00 e 2,00 dt x astigmatismo elevato: superiore alle 2,00 dt.


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5.4.3 Sintomi dell’astigmatismo A seconda del tipo di astigmatismo e del suo valore diottrico la sintomatologia può essere molto diversa, in quanto valori molto bassi possono essere asintomatici. In soggetti con valori di astigmatismo più alti possiamo avere: x visione sfuocata sia da lontano che da vicino, x cefalea, x bruciore agli occhi e lacrimazione, 5.4.4 Cheratocono e microambiente Il cheratocono (CC) (OMIM148300) è una ectasia corneale, bilaterale e progressiva benchè generalmente asimmetrica, correlata ad una moltitudine di fattori genetici, ambientali esterni e di microambiente oculare, ad esordio in II – III decade e comunque postpuberale; presentaprogressivo assottigliamento e sfiancamento dello stroma corneale dell’apice e/o della media periferia inferiore, che assume forma conoide ed induce miopia (cd ‘miopia anteriore’) ed astigmatismo irregolare, con segno precoce di Amsler all’oftalmometro. L’incidenza varia tra 50 e 230/100.000 soggetti con ampie differenze etniche; nel 6-8% dei pazienti esiste una documentata familiarità, con alta concordanza nei gemelli monozigoti; talora è trasmesso con tratto mendeliano o associato a malattie genetiche (trisomia 21, amaurosi di Leber, malattie del connettivo, etc.), ma esistono molti casi sporadici. La prevalenza varia da 0,003% in Russia a 0,086% in Danimarca, 0,249% in Iran, 2,3% in India centrale a 600/100,000 in studi di popolazione USA. Tutti gli strati corneali, eccetto l’endotelio, mostrano alterazioni istopastologiche strutturali. Oltre al difetto refrattivo sono rilevabili segni clinici come l’anello di Fleischer (depositi di ferro a contorno del cono), strie di Vogt (interessano lo stroma profondo e la Descemet), l’assottigliamento corneale ectasico e il segno di Munson nello sguardo in basso, la variazione pachimetrica alla cheratotopografia che unitamente alla microscopia confocale hanno portato un contributo fondamentale allo studio ed alla classificazione dinamicadel CC sec. Caporossi,integrando l’istopatologia dei sei strati corneali, comprensivi dei 15 micron predescemetici di Dua. L’idrope del CC evoluto e scompensato è legata non solo a rotture della Descemet, ma anche a lesioni o deiscenza dello strato di Dua (DL), povero o privo di cheratociti, che l’Autore ritiene essere responsabile di mantenere la resistenza alla perforazione nel descemetocele, mentre nel contesto dell’alterazione del collagene nel CC, la distruzione di DL causata da proteolisi indebolisce la Descemet che rapidamente si perfora dando luogo a idrope dello stroma. a 2- Disfunzione dei cheratociti In CC, i cheratociti hanno quattro volte più recettori per interleuchina 1 (IL1): questa attiva le collagenasi, le metalloproteinasi (MMP) con overespressione di IL6 e di fattore di crescita dei cheratociti, stimolando i fibroblasti e regolando una


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iperproduzione di prostagtlandina E2, ma, per contrasto, una bassa produzione di collagene, con induzione di apoptosi stromale che ne modifica l’organizzazione strutturale; il transforming growth factor–beta1(TGF-beta1) favorisce la trasformazione dei cheratociti in miofibroblasti, per stabilizzare il tessuto, attiva una iperegolazione di citochine infiammatorie che inducono apoptosi e possibile evoluzione in fibrosi, con formazione di cicatrice leucomatosa nell’area del CC. Alterazione del microambiente e citochine L’incremento di IL6 e TNF-alpha nelle forme subcliniche, con la presenza di MMP-9 nelle lacrime dei pazienti con CC manifesto, supporta l’ipotesi di una componente infiammatoria nella genesi di CC, confermata dalla marcata presenza di IL-beta e di interferon-gamma, a fronte di riduzione di IL-10, citokina antinfiammatoria, supportando la necessità di considerare un ruolo per l’infiammazione nell’evoluzione del CC, sia nel tessuto che nel microambiente lacrimale. Nei soggetti normali la lattoferrina controlla l’espressione di citochine e proteinasi: in CC risulta sottoespressa, suggerendo l’ipotesi di una rottura di barriera protettiva. Per contro risultano sovraespresse la cheratina, i proteoglicani di matrice extracellulare, il collagene I – III - V, i livelli di MMP-1: risultati che correlano con patologia degenerativa ma anche con caratteristiche infiammatorie e di rilevante stress ossidativo. Negli stati allergici è stato rilevato incremento di citochine IL-6 e di TNF-alpha nelle lacrime dei pazienti CC, riconoscendo una forte correlazione con allergia oculare e una associazione positiva con l’atopia (asma, eczema, febbre da fieno). Ciò ha portato ad indicare lo sfregamento dell’occhio, indotto dal fastidio dell’atopia, come fattore di rischio per CC, per un presumibile aumento di temperatura dovuto allo sfregamento con incremento di MMP-13 nelle lacrime. Analogo meccanismo è ipotizzato per l’uso di lenti a contatto, in particolare per lenti gas permeabili che inducono iperegolazione di IL-6, TNF-alpha, ICAM-1 (molecole di adesione intercellulare, codificate da gene ICAM-1) e VCAM-1 (molecole di adesione cellulare vascolare), nelle lacrime dei portatori. Profilo enzimatico. MMPs, coinvolte nella degradazione di fibrille collagene denaturate, sono iperespresse in tutte le strutture corneali in CC. MMP-1, iperespresso insieme ad induttore di matrice extracellulare CD147(EMMPRIN), glicoproteina di superficie cellulare nota per la capacità di indurre produzione di MMP nei fibroblasti a seguito di interazione epitelio-stroma, degradano la fibronectina, le glicoproteine di membrana ed il collagene I e III; la gelatinasi MMP-9 degrada le fibrille collagene denaturate nelle patologie con componente infiammatoria. L’incremento di MMP-14 in epitelio e stroma condiziona l’iperespressione di gelatinasi A (MMP-2) che attiva la digestione delle lamelle di collagene IV e di MMP-14: la presenza di questi enzimi è interpretata come segno di deficit di cicatrizzazione.


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Stress ossidativo. Neutralizzare i radicali liberi dell’ossigeno (ROS) e gli ossidanti continuamente prodotti dagli ultravioletti ed i cataboliti cellulari è un compito rilevante del ‘sistema cornea’; i fattori protettivi sono rappresentati dalla superossidodismutasi (SOD), antiossidanti a basso peso molecolare come l’acido ascorbico, la ferritina, il glutatione e ad alto peso molecolare come catalasi e glutatione perossidasi. La valutatione delle componenti totali consente di stabilire l’indice di stress ossidativo, che, qualora aumentato, risulta fattore predisponente al CC ed alla sua progressione. Nel CC il contenuto di glutatione è ridotto, ciò che induce accumulo di aldeidi e perossinitriti con effetto citotossico; la iperregolazione di IL1-alpha riduce la sintesi di SOD, alterando la barriera antiossidante, mentre l’iperespressione di catepsina induce produzione di perossido di idrogeno (H2O2). L’architettura stromale è destrutturata da un basso livello di inibitori tessutali delle MMP (TIMP), TIMP-1che ha azione antiapoptotica e da alti livelli di TIMP-3 che ha azione proapoptotica. Lo squilibrio verso TIMP-3 comporta incremento della apoptosi dei cheratociti. Una correlazione tra progressione del CC e lo stato di infiammazione sistemica può essere evidenziata valutando il rapporto neutrofili/linfociti (NLR), maggiore nei casi con progressione rispetto ai casi stazionari o frusti. Una intensa attività proteolitica con denaturazione del collagene è un fattore di accelerazione della progressione: se ne può trovare riscontro nelle lacrime di CC evolutivo, insieme a incremento di catepsina B, proteasi lisosomiale che degrada le proteine della matrice e a decremento di cistatine (gruppo di inibitori della cisteina proteasi, espresso dal gene CST3). Si può concludere che ci sono evidenze sufficienti per confermare che tra i fattori ambientali lo sbilanciamento tra citochine infiammatorie, proteasi e loro inibitori, come anche radicali liberi e ossidanti gioca un ruolo chiave nella patogenesi del CC. Considerazioni genetiche. Benchè l’etiologia rimanga ambigua e multifattoriale con influenze ambientali, soltanto recentemente ha visto sciogliere alcuni enigmi genetici ed emergere invece l’evidenza dell’iperespressione di mediatori infiammatori nelle lacrime (Gordon-Shaag et al. 2015), ciò che riporta all’attenzione la sindrome di Lodato (Frezzotti – Guerra 2006). Sono documentate sia la trasmissione autosomica dominante che recessiva, con 19 loci di possibili mutazioni, ciò che indica la eterogeneità genetica della patogenesi del CC. Tra questi, gli studi di linkage hanno evidenziato loci in cromosoma 5q21.2 e 5q32-33; 14q11.2; 16q22.3-q23; 1p36.23-36.21 e 8q13.1-q21: ma non sono state identificate mutazioni nei 6 geni candidati espressi nella cornea. Una mutazione di 15q22-q25, in microRNA (miR-184) associa CC e cataratta congenita e secondo Gordon-Schaag potenzialmente correla piuttosto con quest’ultima. In un modello


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autosomico dominante, 13q32 è stato associato a CC per mutazione in DOCK9 (dedicator of cytokinesis 9) con scambio GTP/GDP che attiva specificatamente la proteina-G CDc42 (cell division cycle 42) regolatore della riparazione delle lesioni corneali ed è espresso nella cornea. Il dato è in attesa di conferma. 5q14.3-q21.1 esprime gene CAST che codifica calpastatina, inibitore di calpaine, proteinasi intracellulari non lisosomiali, la cui attività è Ca 2+ dipendendente e la cui distribuzione nell’epitelio della cornea affetta da CC differisce dal normale. Anche potenziali mutazioni di IL1RN (interleukin 1 receptor antagonist) e SLC4A11 (solute carrier family 4, borate transporter, member 11) sono state identificate con studi di linkage. La subunità catalitica di proteine che attiva GTPase Rab3 è un enzima che nell'uomo è codificato dal gene RAB3GAP1 localizzato in 2q21.3 ed appare suggestivamente associato a contributo genetico di questa regione al CC. Gli studi sullo spessore corneale (CCT) con ampia associazione genomica (GWAS) hanno riportato correlazione con le regioni FOXO1 e FNDC3B, che implicano il ruolo del pathway del collagene e della matrice extracellulare nella determinazione di CCT e potenzialmente di CC. La variante missenso in ZNF469 (zinc-finger protein) attiva come fattore di trascrizione o regolatore extranucleare sulla sintesi e l’organizzazione delle fibre collagene, presenta alcune delezioni nei CC familiari ed è correlata anche a sindrome della cornea fragile (Burkitt Wright et al. 2013). Anche per il CC come per la miopia risulta una correlazione con HGF che regola la crescita cellulare, la motilità cellulare e la morfogenesi attivando la cascata della tirosina ciò che suggerisce il potenziale coinvolgimento del correlati pathways infiammatori (Gordon-Shaag). Tra i geni candidati, lo screening del gene homeobox VSX1 (Visual System X1) con next –generation sequencing analysis ha individuato 2 mutazioni (D144N e D295Y) fortemente correlabili alla patogenesi (Bardak et al. 2016). VSX1 codifica una proteina che si lega al cluster genico del pigmento rosso e verde e può regolare l’espressione dei geni dell’opsina dei coni nello sviluppo embrionario; ma la sua espressione nella cornea è dubbia, non sempre confermata e potenzialmente correlata ad una ridotta percentuale di CC, ciò che è compatibile con la definizione di eterogeneità genetica del CC. È accettato che stress ossidativo abbia ruolo importante nella progressione del CC (così come eventi meccanici di strofinamento) e nelle cornee affette sono stati documentati accumuli di prodotti di degrado citotossici e danni del DNA mitocondriale, ma il gene candidato superossidodismutasi (SOD1) non ha mostrato alterazioni. L’identificazione del polimorfismo di LOX (collagen crosslinking enzyme lysyl oxidase), potenzialmente responsabile di linkage a 5q32-q33, gene che innnesca il crosslinking di collagene ed elastina catalizzando la deaminazione in residui di lisina e idrossilisina, chiarisce come difetti di LOX inducano un indebolimento


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biomeccanico della cornea; risulta attenuato e diversamente distribuito nellâ&#x20AC;&#x2122;epitelio a livelli corrispondenti al grado di severitĂ del CC. Brancati et al. (2004) hanno descritto 14 membri in due generazioni di una famiglia italiana a trasmissione autosomica dominante con nuova localizzazione in 3p14-q13, con variabili espressioni in forme fruste e in forme evolutive sottoposte a cheratoplastica. Ă&#x2C6; dunque evidente che il cheratocono risulta correlato ad anomalie in diversi pathways biochimici le cui interazioni non sono a tuttâ&#x20AC;&#x2122;oggi completamente chiarite e richiedono ulteriori indagini genetiche.


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Capitolo 6 – Accomodazione e convergenza L. Mele, P.E. Gallenga 6.1 Introduzione Quando un soggetto fissa con entrambi gli occhi un oggetto posto all’infinito, se questo si avvicina, i suoi occhi devono aumentare il proprio potere per far sì che sulla retina si formi un’immagine perfettamente a fuoco dell’oggetto fissato; oltre a questo, l’angolo che si forma fra gli assi visivi dei due occhi deve aumentare per permettere alle immagini dell’oggetto di rimanere sulle fovee dei due occhi (Fig.1).

Fig.1: Variazione dell’angolo tra gli assi visivi con un oggetto in avvicinamento

Questi due processi sono conosciuti come accomodazione, variazione del potere refrattivo degli occhi, e convergenza, aumento dell’angolo formato tra gli assi visivi (se l’angolo tra gli assi visivi diminuisce il processo prende il nome di divergenza). La sinergia che si crea tra accomodazione e convergenza, oltre al restringimento del diametro pupillare, nella visione per vicino è stato definito “complesso della visione da vicino”. L’accomodazione è il meccanismo autonomo dell’apparato visivo che consiste nella capacità del cristallino di modificare il suo potere refrattivo tramite il muscolo ciliare che determina un cambiamento nella forma della lente, in modo da adeguare la propria visione alle varie distanze di fissazione dall’infinito, alle distanze intermedie fino a quelle molto ravvicinate. Queste variazioni permettono all’occhio di mantenere l’immagine retinica nitida quando l’oggetto fissato si sposta tra Punto Prossimo e Punto Remoto di visione nitida (Fig.2). Lo stimolo all’accomodazione è l’immagine retinica sfuocata.

Fig.2: Schematizzazione del cambiamento strutturale del cristallino durante il processo dell’accomodazione; A – occhio disaccomodato, B – occhio accomodato


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6.2 Filogenesi dell’accomodazione È comunemente accettato che l’organo visivo si è evoluto più di una volta, a partire dal semplice percettore di onda elettromagnetica del Trilobitanel Cambriano Inferiore (400–500 milioni di anni), occluso da calcite semitrasparente e dal percettore della Fenestraria rhoparophylla, sepolta nella sabbia desertica per risparmio termico con “l’occhio vegetale” capace di sintesi clorofilliana, poi nell’occhio “semplice” dei molluschi e dei vertebrati e nell’occhio composto degli artropodi, benché la base monofiletica nei metazoi siano il comune uso della rodopsina come molecola fotorecettoriale e la presenza del “master control gene Pax 6” che regola lo sviluppo dell’occhio. Che lo sviluppo strutturale dell’organo visivo sia mono- o poli–filetico non modifica il fascino della scoperta dell’esistenza di soluzioni comuni a comuni problemi ottici nell’ambito dell’evoluzione. Esempi ne sono il tapetum lucidum, strato riflettente della coroide o l’epitelio pigmentato della retina, presente in specie notturne per aumentare la possibilità che l’energia luminosa raggiunga il livello utile di stimolazione dei fotorecettori. È proprio la familiarità tra l’occhio dei cefalopodi e dei vertebrati che è stata identificata come evidente esempio di “evoluzione convergente”. In particolare la presenza di lente sferica/quasi sferica per focalizzare la luce sulla retina. Il cristallino dei vertebrati è ectodermico, cresce per tutta la vita dall’equatore per l’attività mitotica che mantiene centralmente il tessuto più anziano, creando una lente con gradiente di indice refrattivo, ove l’indice aumenta dalla periferia verso il centro. Nei vertebrati acquatici, come i pesci, il cristallino è l’unico elemento refrattivo: nei Teleostei ha una relativa lunghezza focale costante, nota come Matthyssen ratio, di 2.55 (raggio laterale/lunghezza focale); la pupilla è immobile, l’occhio lavora costantemente a bassi livelli, l’aberrazione sferica non può essere neutralizzata da opposta aberrazione corneale e poiché i pesci accomodano per spostamento dell’intero cristallino e non per modifica della sua forma, l’accomodazione sferica non è interessata. Nei Cefalopodi il cristallino si sviluppa da due separate metà germinative ectodermiche di differenti dimensioni: l’anteriore incapsula la primordiale metà posteriore; nella seppia la lente è composta da proteina solubile S-cristallina e le qualità ottiche del cristallino sono inferiori a quelle dei Teleostei; la pupilla dei cefalopodi si modifica e in condizioni fotopiche può proteggere la retina dalla aberrazione della periferia del cristallino. Nei Teleostei, l’accomodazione è gestita dal muscolo liscio Retractor lentis innervato da fibre parasimpatiche postganglioniche che sposta il cristallino verso la retina; la qualità e direzione del movimento sono correlate con l’ambiente alimentare delle varie specie. Nell’Astronotus ocellatus (Oscar) la lente ruota con movimenti nasale-temporale e mediale-laterale, separatamente o contemporanei, per il doppio orientamento delle fibre del Retractor lentis. Soluzioni estreme di filogenesi accomodativa sono state sviluppate nei pesci di superficie e di profondità. L’Anableps anableps che nuota a filo d’acqua nelle foci


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dei fiumi dell’America centrale ha sviluppato un particolare adattamento morfologico per la visione simultanea sopra e sotto l’acqua, per il diverso indice di refrazione; una banda pigmentata sulla cornea separa due diverse pupille, mentre un cristallino ovoidale ha sostituito quello sferico tipico dei pesci e i coni sono differentemente distribuiti: l’area retinica che riceve il segnale subacqueo ha modificato la trascrizione dei fotorecettori privilegiando le opsine sensibili a medie lunghezze d’onda nella retina ventrale e quelle sensibili ad onde lunghe soltanto nella retina dorsale, mentre le opsine per UV e corte lunghezze d’onda sono distribuite in tutta la retina.

Anableps a. Il Dolichopteryx longipes, pesce di profondità delle isole Samoa e Nuova Zelanda, ‘‘pesce quattro occhi’’, ha sviluppato una parte inferiore con uno specchio parabolico (evoluzione del tapetum) al posto del cristallino che riceve luce da una cornea in basso e la invia ad una apposita retina ad un angolo di circa 90° per la visione per vicino, mentre una cornea superiore trasmette la luce dall’ambiente attraverso una unica camera vitrea alla retina principale: dunque non vi è refrazione della luce ma solo riflessione (ciò che riduce le aberrazioni); lo specchio è formato da cristalli di guanina orientati ciascuno con angolo differente, cosicchè l’immagine è riflessa e focalizzata in uno specifico punto della retina secondaria (Wagner et al. 2008). Anche un altro pesce mesopelagico teleosteo di profondità, il Rhynchohyalus natalensis (pesce ‘’occhio a botte’’), presenta occhio diverticolare con ottica riflettente, ma i cristalli riflettenti derivano invece dalla lamina argentea coroideale e sono paralleli alla superficie specchiante, così che la formazione dell’immagine è funzionale per riflessione allo specchio diverticolare di ciascun occhio tubulare: la selezione dell’ambiente (Partridge et al. 2014) ha condizionato soluzioni differenti in queste specie correlate di teleostei opistoproctidi per estendere la visione ristretta di un campo visivo tubulare ed ottenere una immagine focalizzata con ottica di riflessione. Nella specie Homo, evoluto in bipedismo nella savana ad est della Rift Valley, con sistema antigravitazionario piede-orecchio-occhio (Gallenga e coll. 2015) le differenze fra stimolo e risposta accomodativa appaiono come ritardo (accomodazione insufficiente, ipermetropia: l’immagine si forma dietro la retina)


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prevalente per vicino e anticipo (eccesso di accomodazione, miopia: l’immagine si forma davanti alla retina) per il target lontano (Toates, 1971). Queste differenze, questi “errori”, sono necessari per il controllo di biofeedback, in cui l’accomodazione agisce come controllore proporzionale. Cioè una informazione di defocus è necessaria al sistema nervoso autonomo per guidare il sistema neuromuscolare responsabile della risposta accomodativa corretta. Tenendo in ovvia considerazione le differenze morfofisiologiche tra i meccanismi accomodativi dei Teleostei e della specie Homo e al fatto che la contrazione del muscolo accomodativo ha luogo per gli obiettivi lontani per i primi e vicini per i secondi, Oscar mostra invece un ritardo di accomodazione per gli obiettivi vicini e un anticipo per i lontani, come avviene in Homo. Negli Uccelli la forza di contrazione del muscolo ciliare, in assenza di legamento sospensorio, è trasmessa direttamente al cuscinetto anulare del cristallino, formato da allungamento delle cellule epiteliali equatoriali, in presenza di solco corneoscerale accentuato, mantenuto da un anello limbare di ossicini sclerali; il muscolo ciliare degli Uccelli è striato, così come sfintere e dilatatore iridei, ed è innervato da fibre parasimpatiche post ganglionari del III. Un apparato accomodativo così sviluppato insieme alla consistenza soffice del cristallino, ha prodotto in alcune specie acquatiche la possibilità di compensare con il cristallino la perdita refrattiva corneale quando si immerge nell’acqua. Così, quando l’anitra (Mergus cucullatus e Bucephala clangula o anitra quattrocchi) si immerge a caccia di preda, ottiene una impressionante variazione accomodativa fino a 70 – 80 D), cambiando la faccia anteriore del cristallino in un lenticono anteriore. Tuttavia altri Uccelli, tra cui il pollo possono anche modificare la curvatura corneale attraverso la contrazione delle fibre anteriori del muscolo ciliare che si inseriscono alle lamelle corneali interne, stirando la cornea posteriormente, riducendo il raggio di curvatura e aumentando il potere refrattivo. Il gruppo di fibre posteriori origina dalla sclera e si inserisce alla lamina basale del corpo ciliare: durante la contrazione le pieghe ciliari vengono spinte contro il cristallino e ne modificano la curvatura. Il terzo gruppo di fibre interne agisce sia sulla accomodazione corneale che lenticolare. Nel pollo, nel piccione e nel gheppio l’azione del primo gruppo di fibre è prevalente accentuando il ruolo della accomodazione corneale; nell’anitra il secondo e terzo gruppo di fibre è più sviluppato giustificando la preminenza dell’accomodazione lenticolare per le necessità acquatiche. Anche nel pollo l’accomodazione si riduce con l’invecchiamento, diminuendo progressivamente da 22 – 23 D alla schiusa fino a 2 D ad 1 anno, con rapido decremento iniziale a 10 D a 7 gg e 5 D a 6 settimane . In Homo sapiens l’ampiezza accomodativa è massima intorno ai 10 anni e si riduce di 24-28 volte a 65 anni (da 12 – 14 a 0.5 D).


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Wiesel e Raviola (Nature 1977), hanno dimostrato la possibilità di indurre miopia assile nel macaco per sutura palpebrale monolaterale alla nascita e nel pollo deprivando precocemente alla schiusa la visione nitida per sutura della membrana nictitante, con effetti che compaiono nell’arco di ore o giorni; ma anche usando lenti concave o convesse è possibile indurre miopia o ipermetropia. Questo modello sperimentale agisce fondamentalmente sulla lunghezza assile e non modifica lo sviluppo del cristallino: cioè il cristallino sarebbe geneticamente determinato in peso, dimensioni, morfologia, lunghezza focale, trasparenza e quantità totale di proteina solubile, ma nei polli in cui sono indotte miopia o ipermetropia è dimostrata una miglior aberrazione sferica ed una variazione nella concentrazione di proteina delta-cristallina rispetto ai controlli. Pertanto sarebbe incorretto sostenere che lo sviluppo del cristallino è soltanto geneticamente determinato e non modificabile da fattori ambientali. Sivak (2004) nella Proctor Lecture, riporta l’esperimento di Troilo e coll: la miopia da deprivazione ha luogo anche se viene tagliato il nervo ottico, riducendo dunque il ruolo di controllo legato all’accomodazione, ma la crescita e lo sviluppo refrattivo è almeno parzialmente alterato dalla assenza di informazione afferente del nervo ottico; cioè, quando l’ametropia viene indotta alterando il normale pattern di stimolo retinico nel pulcino le caratteristiche focali del cristallino e la risposta accomodativa sono alterate. Nei casi in cui viene indotta miopia le lunghezze focali del cristallino sono ridotte, così come l’accomodazione, mentre l’opposto si verifica quando viene indotta ipermetropia. È tuttavia importante non generalizzare eccessivamente, basandosi su questi modelli, dal momento che ci sono più di 50.000 specie di vertebrati, di cui i pesci sono il 50% con ampia varietà di storia naturale evolutiva e di bisogni visivi per la sopravvivenza. In conclusione: Gillum (1976) ha ben sintetizzato i meccanismi di accomodazione nei vertebrati; tra questi, il meccanismo accomodativo varia con la filogenesi, la struttura dell’occhio, le attitudini difensive (posizione temporale) o offensive (posizione frontale) e le abitudini alimentari. Alcuni hanno sviluppato occhi così piccoli per quanto riguarda una lunga profondità di fuoco, mentre altri con occhi più grandi hanno strutture che richiedono un attivo meccanismo lenticolare. I Ciclostomi e i Teleostei sono miopi e utilizzano la retrazione del cristallino per accomodare per lontano. Salacidi, Anfibi, Rettili sono ipermetropi e spostano il cristallino in avanti per accomodare per vicino; gli Anfibi vertebrati hanno la massima ampiezza accomodativa. L’accomodazione dei Mammiferi è relativamente nuova nella filogenesi ed è generalmente poco sviluppata, eccetto nell’uomo, ma col passare degli anni la perdita di elasticità capsulare e la sclerosi nucleare hanno il maggior ruolo nella riduzione della capacità accomodativa.


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6.3 Punto prossimo Il punto prossimo (P.P.) è il punto piĂš vicino che lâ&#x20AC;&#x2122;occhio riesce a vedere nitido ad accomodazione completamente esercitata. Eâ&#x20AC;&#x2122; quindi il punto in cui si forma lâ&#x20AC;&#x2122;immagine reale oppure virtuale di un oggetto puntiforme monocromatico, posto idealmente sullâ&#x20AC;&#x2122;asse ottico e sulla retina in visione fotopica e accomodazione completamente esercitata.

P.P.

1 P. A.  Am.

dove: P.A. => potere accomodativo Am. => ametropia Esempio: dati tre soggetti con P.A. = 10,00 dt; 1) emmetrope 2) miope di 4,00 dt 3) ipermetrope di 4,00 dt, a che distanza avranno il punto prossimo? 1 1) P.P. 0,1metri 10cm 10  0 1 2) P.P. 0,07 metri 7cm 10  4 1 3) P.P. 0,17 metri 17cm 10   4

Nelle miopie il P.P. ha un valore superiore allâ&#x20AC;&#x2122;ampiezza accomodativa in quanto si ottiene sommando lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione allâ&#x20AC;&#x2122;entitĂ della miopia (esempio 2), al contrario nellâ&#x20AC;&#x2122;ipermetrope il P.P. risulta inferiore allâ&#x20AC;&#x2122;ampiezza accomodativa in quanto una parte dellâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione viene utilizzata per neutralizzare il difetto visivo portando il punto remoto allâ&#x20AC;&#x2122;infinito. Ne consegue che il valore dellâ&#x20AC;&#x2122;ametropia ipermetropica va sottratto allâ&#x20AC;&#x2122;ampiezza accomodativa (esempio 3). 6.4 Punto remoto Il punto remoto (P.R.) è il punto piĂš lontano che lâ&#x20AC;&#x2122;occhio riesce a mettere a fuoco ad accomodazione completamente rilassata. Eâ&#x20AC;&#x2122; quindi il punto in cui si forma lâ&#x20AC;&#x2122;immagine reale oppure virtuale di un oggetto puntiforme monocromatico posto idealmente sullâ&#x20AC;&#x2122;asse ottico e sulla retina in visione fotopica e ad accomodazione completamente rilassata. Nellâ&#x20AC;&#x2122;occhio emmetrope il punto remoto si trova allâ&#x20AC;&#x2122;infinito (Fig.2A), sempre considerando lâ&#x20AC;&#x2122;occhio con accomodazione rilassata, nellâ&#x20AC;&#x2122;occhio miope si trova a distanza finita davanti lâ&#x20AC;&#x2122;occhio (Fig.2B), mentre nellâ&#x20AC;&#x2122;ipermetrope si trova a distanza finita dietro lâ&#x20AC;&#x2122;occhio (Fig.2C) (oggetto virtuale).

Fig.2: Punto remoto di un occhio emmetrope (A), di un occhio miope (B) e di un occhio ipermetrope (C)


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Il punto remoto viene calcolato tramite la seguente formula: P.R. in metri = Esempi: Ametropia

0 o PR

Ametropia

2.00dt o PR

Ametropia

1 A

2.00dt o PR

1 A

f

1 0 1 A 1 A

1 0,5metri 2 1 0,5metri 2

6.5 Variazioni fisiologiche nel processo dellâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione Durante lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione il corpo ciliare si contrae, cosĂŹ che la tensione normalmente esercita sulla zonula di Zinn si riduce; in questo modo il cristallino, che è una lente elastica, assume una forma piĂš curva. Quando il corpo ciliare non è piĂš contratto aumenta la tensione sulla zonula di Zinn ed il cristallino ritorna piĂš piatto. Nel processo accomodativo possiamo riscontrare: x variazione del raggio di curvatura anteriore del cristallino da 10 a 6 mm, mentre quello posteriore varia da â&#x20AC;&#x201C; 6 a â&#x20AC;&#x201C; 5,5 mm, x a causa della variazione di curvatura della faccia anteriore del cristallino abbiamo una diminuzione della camera anteriore da 3,6 a 2,7 mm, x aumento dello spessore del cristallino, x aumento della tensione dei muscoli ciliari, x miosi pupillare, x deformazione delle fibre del cristallino che, schiacciandosi verso il suo asse centrale, determinano una variazione dellâ&#x20AC;&#x2122;indice di refrazione n, tanto che proprio 1/3 del potere accomodativo è dovuto allâ&#x20AC;&#x2122;incremento di tale valore. Il potere accomodativo (P.A.) o ampiezza accomodativa può essere calcolato con la formula di DONDERS:

PAdt

1 1  Â&#x; PAdt PPm PRm

1  Adt Â&#x; PPm PPm

1 PAdt  Adt

Lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione è un meccanismo riflesso, infatti il cristallino cambia il proprio potere tutte le volte che lâ&#x20AC;&#x2122;attenzione visiva si sposta su oggetti diversi senza che il soggetto se ne renda conto. In funzione dello stimolo che innesca lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione questa può essere classificata in tre tipologie, la somma delle quali determina la risposta accomodativa finale, chiamata anche â&#x20AC;&#x153;risposta accomodativa aggregataâ&#x20AC;?. Le tre tipologie di accomodazione sono: x accomodazione da sfuocamento x accomodazione prossimale x accomodazione da vergenze orizzontali.


6. Accomodazione e convergenza

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6.6 Accomodazione da sfuocamento Quando l’immagine retinica risulta sfuocata viene sollecitato il cristallino per far sì che modifichi il proprio potere in modo da determinare un’ottimizzazione della messa a fuoco e consentire quindi una visione chiara e distinta. La richiesta accomodativa per una certa distanza può essere così calcolata:

ACCdt

1 xm

dove: Xm => distanza di fissazione in metri.

Ovviamente questo è un valore nettamente teorico, poiché la profondità di fuoco può permette al sistema accomodativo di raggiungere la visione nitida senza esercitare tutto il valore teorico di accomodazione. Così l’accomodazione effettiva è:

ACC.effettivadt

1 E xm

dove: E => profondità di fuoco

6.6.1 Profondità di fuoco e di campo Per profondità di fuoco si intende la distanza, per un valore fisso di accomodazione, davanti e dietro alla retina all’interno della quale l’immagine può essere spostata senza determinare una riduzione di nitidezza tale da modificare il valore dell’A.V. Per profondità di campo si intende invece, sempre per un valore fisso di accomodazione, la distanza all’interno della quale può essere spostato l’oggetto senza determinare una riduzione di nitidezza tale da essere percepita dal soggetto (Fig. 3).

Fig.3: Profondità di campo: 1) l’occhio è messo a fuoco sul punto o; 2) la profondità di campo si estende da A a B, in quanto tra questi due punti il cerchio di diffusione non supera le dimensioni massime che consentono la formazione di un’immagine riconoscibile.


6. Accomodazione e convergenza

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La profonditĂ di fuoco e di campo, â&#x20AC;&#x153;Eâ&#x20AC;?, può essere cosĂŹ calcolata:

E

ª§ 0,75 ¡ º ¸¸  0,08 r ¨¨ Š g š Ÿ

g = diametro pupillare. 6.7 Accomodazione prossimale La percezione della vicinanza apparente di un oggetto può scatenare unâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione nonostante lâ&#x20AC;&#x2122;immagine retinica non sia sfuocata e non sia stata messa in gioco la convergenza. Lâ&#x20AC;&#x2122;informazione che arriva alla coscienza circa la distanza di un oggetto deriva dalle dimensioni apparenti dellâ&#x20AC;&#x2122;oggetto e da molte altre caratteristiche ambientali. Ă&#x2C6; come se lâ&#x20AC;&#x2122;apparato di controllo dellâ&#x20AC;&#x2122;innervazione accomodativa â&#x20AC;&#x153;riconoscesseâ&#x20AC;?, sulla base di precedenti esperienze, che, data la distanza che lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto sembra occupare nello spazio, date le caratteristiche refrattive dellâ&#x20AC;&#x2122;occhio e tenuto conto della correzione ottica presumibilmente usata, si rende necessario installare una determinata accomodazione per ottenere unâ&#x20AC;&#x2122;immagine retinica nitida dellâ&#x20AC;&#x2122;oggetto. 6.8 Accomodazione da vergenze orizzontali La convergenza o la divergenza sono di per sĂŠ capaci di mettere in gioco lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione. Tutte le volte che gli occhi convergono avviene un aumento del potere diottrico dei cristallini, mentre per contro ad una diminuzione della convergenza, divergenza, si associa una riduzione del potere diottrico dei cristallini. 6.9 Accomodazione aggregata In condizione di visione normale la risposta accomodativa finale è costituita dalla somma delle modificazioni accomodative sollecitate contemporaneamente da stimoli accomodativi coerenti costituiti dallo sfuocamento dellâ&#x20AC;&#x2122;immagine retinica, dalla sensazione di prossimitĂ degli oggetti fissati e dalla convergenza dei bulbi oculari. Il funzionamento dellâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione si svolge in modo ottimale in presenza di stimoli coerenti, cioè quando non esiste una differenza fra la distanza a cui lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto sembra collocarsi, lâ&#x20AC;&#x2122;entitĂ  dello sfuocamento dellâ&#x20AC;&#x2122;immagine retinica e la convergenza degli assi visivi messa in gioco. Invece lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione può risultare inadeguata a produrre unâ&#x20AC;&#x2122;immagine retinica nitida in presenza di stimoli accomodativi non coerenti, ad esempio quando la distanza percepita dellâ&#x20AC;&#x2122;oggetto osservato non corrisponde allâ&#x20AC;&#x2122;errore di messa a fuoco. Un esempio viene dallâ&#x20AC;&#x2122;utilizzo di apparecchi ottici mono o binoculari, dove può manifestarsi unâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione positiva stimolata dalla sensazione di prossimitĂ . 6.10 Stato di riposo dellâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione La situazione accomodativa degli occhi che fissano un oggetto è sempre la risultante della somma delle stimolazioni accomodative che abbiamo elencato. Quando gli stimoli visivi che controllano lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione riflessa sono assenti


6. Accomodazione e convergenza

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(come succede al buio o in presenza di un campo uniformemente illuminato e privo di elementi strutturati) o quando essi hanno valori subliminali, il muscolo ciliare si trova in uno stato di contrazione che conferisce al cristallino un valore diottrico superiore di circa 1,00-1,50 dt a quello che esso ha in condizioni di massima accomodazione negativa fisiologicamente ottenibile, realizzando così una condizione di “miopizzazione”. Questo fenomeno è stato definito con i termini di “tono accomodativo”, “accomodazione tonica”, “dark-focus”, “miopia notturna”, “miopia da spazio aperto”, a seconda delle circostanze nelle quali è stato osservato. L’accomodazione, quindi, è necessaria per una visione nitida nelle distanze vicine, proprio perché permette la messa a fuoco delle immagini sulle fovee, ma essa, per avere una buona qualità visiva, deve essere associata ad alcuni fenomeni: x miosi; per la riduzione di aberrazioni cromatiche e sferiche a livello retinico e, di conseguenza, per una maggiore profondità di fuoco e di campo x convergenza; che permette il giusto posizionamento degli assi visivi sull’oggetto da fissare. La sinergia di accomodazione, convergenza e miosi realizza quella che viene chiamata la “reazione per vicino”. 6.11 Misura del potere accomodativo Per quanto riguarda la misura del potere accomodativo riportiamo tre metodologie: 1. formula di Hoffstetter, che scaturisce dalle curve standard di Duane, 2. push-up/down, 3. metodo delle lenti negative. 1- La formula di Hoffstetter per il calcolo del potere o ampiezza accomodativa scaturisce dalle curve standard di Duane (Fig. 4): x Ampiezza massima (D) = 25 - (0,4 x età) x Ampiezza media (D) = 18,5 - (0,3 x età) x Ampiezza minima (D) = 15 - (0,25 x età) Generalmente viene presa di riferimento l’ampiezza minima: PA( dt )

Fig.4: Curve standard di Duane

15 

età 4


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2- Push-up/down (Fig.5): si effettua posizionando la tavola ottotipica a 50 cm, chiedendo allâ&#x20AC;&#x2122;esaminato di leggere lettere della massima acuitĂ visiva e di riferire da mano a mano che si avvicina quando nota il primo annebbiamento (d1). Annotando la distanza trovata allontaniamo la mira fino a quando il soggetto non riferisce nuovamente di vederla nitida (d2). Lâ&#x20AC;&#x2122;inverso della distanza intermedia in metri (dm) tra i due punti trovati ci dice il potere accomodativo in diottrie del soggetto; tale metodo tende a sovrastimare il valore del potere accomodativo di circa 1,50/2,00 dt.

Fig.5: Metodo del push-up/down

3- Metodo delle lenti negative: si determina posizionando la tavola ottotipica a 40 cm chiedendo allâ&#x20AC;&#x2122;esaminato di leggere lettere di uno o due decimi inferiori alla massima acuitĂ visiva e si inseriscono lenti negative crescenti di 0,25 dt fino alla visone sfuocata; si calcola poi il potere accomodativo in base alla formula:

PA dt

1  potere ultima lente negativa x

Questo test tende a sottostimare di circa 1,00 dt lâ&#x20AC;&#x2122;accomodazione a causa della riduzione dellâ&#x20AC;&#x2122;immagine indotta dalle lenti negative. Esempio: x ottotipo posizionato a 33 cm x ultima lente negativa che permette la lettura â&#x20AC;&#x201C; 1,00 dt

PA(dt )

1   1,00 3,00  1,00 0,33

4,00dt

6.12 Convergenza La convergenza è un movimento di vergenza che provoca un aumento dellâ&#x20AC;&#x2122;angolo che si forma tra gli assi visivi, normalmente questo avviene tramite lâ&#x20AC;&#x2122;avvicinamento simultaneo dei due occhi alla loro linea mediana (movimento di adduzione).


6. Accomodazione e convergenza

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Gli occhi possono compiere anche un movimento di vergenza verso l’esterno (abduzione), che viene chiamata divergenza e comporta una riduzione dell’angolo tra gli assi visivi.

6.12.1 Unità di misura della convergenza Le unità di misura della convergenza possono essere: 1. Angolo Metrico (AM) 2. Diottria prismatica (ǻ) 3. Grado (°). Angolo Metrico (AM) - Nagel 1880 L’angolo metrico rappresenta la quantità di convergenza che gli occhi devono compiere per fissare un oggetto posto ad un metro di distanza. Da un punto di vista quantitativo l’angolo metrico è il reciproco della distanza di osservazione in metri e quindi coincide con la vergenza espressa in diottrie: AM = 1/x in metri. L’angolo metrico è un’unità uguale per tutti, anche se la quantità reale o assoluta di convergenza dipende anche dalla Distanza Assi Visuali del soggetto; con precisione l’entità dell’angolo metrico è direttamente proporzionale alla DAV (Fig.6).

Fig.6: Definizione di angolo metrico (AM)

Diottria prismatica (ǻ) - Prentice 1890 La diottria prismatica (Fig.7) è l’angolo di convergenza necessario per spostare l’asse visivo di 1 centimetro alla distanza di fissazione di 1 metro. Questa è l’unità di misura più utilizzata per determinare le riserve fusionali e le deviazioni oculari latenti (forie) e manfeste (tropie).


6. Accomodazione e convergenza

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Fig.7: Diottria prismatica

Grado (°) Il grado è un’unità di misura poco utilizzata, anche se esistono ancora strumenti con la scala in gradi e cassette di prova che hanno le lenti prismatiche con i valori in gradi; 1° = 1.75 diottrie prismatiche. 6.12.2 Componenti della convergenza La convergenza può essere divisa, secondo Maddox (1886), in un certo numero di componenti: 1. Convergenza Tonica 2. Convergenza Accomodativa 3. Convergenza Prossimale o Psichica 4. Convergenza Fusionale. 1. Convergenza Tonica La convergenza tonica (Fig.8) è quella parte di convergenza totale che porta gli occhi dalla “posizione anatomica di riposo”, generalmente in divergenza, causata da assenza di stimoli innervativi, alla posizione di foria nella visione da lontano passando per la “posizione fisiologica di riposo”, posizione di leggera divergenza che assumono gli occhi in assenza di qualsiasi stimolo visivo che si ha in soggetti nel sonno profondo. L’entità di questa componente è molto difficile da misurare, in quanto non si conosce la posizione anatomica di riposo. Il suo livello dipende dal tono dei muscoli extraoculari.


6. Accomodazione e convergenza

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Fig.8: Componenti della convergenza tonica

2. Convergenza Accomodativa Quando un soggetto deve accomodare, oltre a questa richiama una certa quantità di convergenza; tale convergenza prende il nome di convergenza accomodativa (Fig.9). Il parametro che esprime questa correlazione tra accomodazione e convergenza prende il nome di rapporto AC/A, cioè quanto il sistema visivo converge per ogni diottria che accomoda.

Fig.8: Convergenza accomodativa

3. Convergenza Prossimale o Psichica (Fig.9) Rappresenta la componente di convergenza totale che deriva dalla consapevolezza della vicinanza dell’oggetto fissato. Viene esercitata anche se l’oggetto vicino agli occhi è visto attraverso sistemi ottici che ne danno un’immagine all’infinito. L’entità di questa componente viene sempre considerata insieme alla convergenza accomodativa in quanto impossibile da quantificare.


6. Accomodazione e convergenza

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Fig.9: Convergenza prossimale

4. Convergenza Fusionale La convergenza fusionale è quella parte di convergenza (o divergenza) che provvede a correggere gli errori di allineamento degli assi visivi in presenza di uno squilibrio motorio. La convergenza fusionale è detta anche fusione motoria; è stimolata dalla disparità delle immagini retiniche ed ha il compito di portare gli assi visivi dalla posizione di foria al corretto allineamento.

Fig.10: Convergenza fusionale

Tutte le componenti sopracitate danno luogo a quella che viene definita la “convergenza totale” (Fig.11).


6. Accomodazione e convergenza

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Fig.11: Convergenza totale

L’angolo di convergenza simmetrica partendo da assi visivi paralleli necessario per fissare un oggetto posto ad una certa distanza e quindi la convergenza totale necessaria in diottrie prismatiche è calcolabile con la seguente relazione:

DAVcm ˜

1 x metri

DAVcm ˜ AM

Esempio: x Dav = 68 mm / d = 40 cm Convergenza totale o sforzo in convergenza totale = 6.8 .  ǻ


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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Capitolo 7 - Cassetta lenti di prova e forottero M. Bifani, D. Capobianco 7.1 Descrizione di una cassetta di lenti Nell’esecuzione dell’esame visivo i professionisti utilizzano un set di lenti di potere noto, definito Cassetta lenti di prova (Fig.1), inserendole in una speciale montatura (o occhiale) di prova (Fig.2), alla quale possono essere effettuate varie regolazioni riguardanti: DAV (distanza assi visuali), altezza, lunghezza aste ed inclinazione del frontale.

Fig.1:Cassetta in legno con lenti di prova

Fig.2: Occhiale di prova

La cassetta lenti di prova riunisce una serie di lenti sferiche negative e positive (generalmente da sf ± 0,25 a sf ± 20 dt), una serie di lenti cilindriche negative e positive (generalmente da cil ± 0,25 a cil ± 5 dt) (Fig.3), prismi con passi di 1ǻ JHQHUDOPHQWH ILQL D ǻ  e lenti accessorie. Le lenti di prova sono racchiuse in cerchi di materiale plastico oppure metallico e possono così essere agevolmente inserite nella montatura di prova. Possono avere superfici pianoconvesse e pianoconcave, bi-convesse e biconcave oppure a menisco. Le lenti oftalmiche utilizzate per realizzare la maggior parte degli occhiali in commercio sono lenti a menisco e,


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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se vengono utilizzate lenti di prova con superfici diverse, tale differenza costruttiva, in caso di poteri diottrici elevati, può comportare significative variazioni. Le lenti accessorie (Fig.4) includono: occlusore per testare la visione monoculare, foro stenopeico, fessura stenopeica, coppia di filtri anaglifici Rosso/Verde per dissociare la visione, cilindro di Maddox, vetro smerigliato, coppia di filtri polarizzanti per dissociare la visione, coppia di croci di centratura ed infine una lente neutra per smascherare eventuali simulazioni. Non in tutte le cassette di prova sono presenti tutte queste lenti. Esempio di cassetta di prova da 232 lenti

Fig.3: Lenti della cassetta di prova


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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Accessori a corredo:

Fig.4: Lenti accessorie

7.2 IL POSIZIONAMENTO DEL PORTALENTI Prima di entrare nel merito specifico delle fasi che porteranno all’identificazione del vizio refrattivo e la sua correzione, bisogna effettuare un’operazione -ossia il posizionamento del portalenti- che, per quanto possa sembrare banale ed automatica, potrebbe inficiare notevolmente il risultato ottico ottenuto. I criteri con cui il portalenti va regolato sono correlati principalmente alla centratura ed all’angolo pantoscopico. La centratura si ottiene da ciò che facciamo routinariamente, ovvero dalla regolazione della lunghezza della stecca a tempiale, dalla regolazione dell’altezza dei cerchi della montatura regolando la lunghezza del supporto nasale e la distanza orizzontale tra i due supporti circonferenziali, così da garantire la corretta misurazione del visus. Per agevolare questa operazione è possibile avvalersi di croci di riferimento, presenti in ogni portalenti, sincerandosi che, a fine regolazione, i centri pupillari siano perfettamente allineati con l’intersezione degli assi delle croci. Oltre alla posizione frontale del portalenti, va posta la stessa attenzione alla posizione laterale. Infatti piccole e modeste variazioni dell’inclinazione del portalenti possono creare disallineamenti tra il centro ottico e la lente, che risulterebbe o più distante dall’occhio in alcuni punti, o inclinata al punto da introdurre variazioni prismatiche non quantificabili ed aberrazioni ottiche notevoli. Per tale ragione va regolato l’angolo pantoscopico, che dovrà essere pari a zero nel momento in cui l’occhiale di prova viene posto in maniera tale che il piano delle


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lenti sia perpendicolare al piano di sguardo, così da mantenere coassiali i centri ottici delle lenti progressivamente inserite nello strumento. 7.3 LA CENTRATURA DELLE LENTI DI PROVA Una volta regolato il portalenti si procede alla fase di centratura, necessaria a garantire il miglior risultato visivo ottenibile con le lenti che verranno progressivamente inserite. La centratura si ottiene da ciò che facciamo routinariamente, ovvero dalla regolazione della lunghezza della stecca a tempiale, dalla regolazione dell’altezza dei cerchi della montatura regolando la lunghezza del supporto nasale e la distanza orizzontale tra i due supporti circonferenziali, così da garantire il corretto studio del visus. Per agevolare questa operazione è possibile avvalersi di croci di riferimento, presenti in ogni portalenti, sincerandosi che, a fine regolazione, i centri pupillari siano perfettamente allineati con l’intersezione degli assi delle croci (Fig. 5 e Fig.6).

Fig.5: Centratura delle lenti di prova

Fig.6: Centratura delle lenti di prova


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Provveduto a questo siamo pronti alla fase vera della rifrazione, visus per lontano e per vicino, tenendo a mente che negli occhiali di prova le lenti sferiche vanno posizionate nelle scanalature poste dietro all’anello di montatura, così da riprodurre la distanza a cui la maggior parte delle ditte produttrici lavorano, misurata nei 1214 mm, mentre le lenti cilindriche vanno poste anteriormente, dunque nelle scanalature dell’anello, così da permettere, attraverso la rotazione dello stesso, di individuare l’asse esatto di correzione. 7.4 Forottero Il forottero (Fig.7) fu brevettato nel 1908 con il nome di "Lens System Measuring the refraction of the eye". I primi esemplari erano composti da una struttura comprendente quattro dischi dotati di non più di otto lenti ciascuno, che consentivano un'escursione diottrica da sf -20,00 a sf +15,00 diottrie. In un secondo tempo vennero inserite al suo interno lenti cilindriche, i cilindri di Maddox orientabili come asse ed una coppia di prismi di Risley.

Fig.7: Il forottero meccanico

Questi ultimi sono due prismi di uguale potere montati su appositi supporti per cui possono ruotare passando dalla posizione base-base alla posizione base-spigolo. Oggi il forottero è uno strumento più complesso, dotato di lenti sferiche, lenti astigmatiche, prismi e lenti accessorie assemblate in un'unica struttura, tenuta sospesa dinanzi agli occhi del soggetto esaminato. La struttura che contiene le lenti può essere allontanata ed avvicinata in base alla DAV del soggetto esaminato da 50 a circa 76 mm ad intervalli di 1 mm; un’ulteriore manopola è invece adibita alla distanza apice-corneale lente (Fig.8).


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Fig. 8: Distanza apice corneale lente

Oltre a questo nei forotteri è presente una livella a bolla che permette, tramite un’apposita manopola, di mettere lo strumento in posizione perfettamente verticale e senza rotazioni. A volte però è necessario compensare con una rotazione della testa dello strumento eventuali vizi di posizione del capo. Normalmente lo strumento è composto da diversi dischi che contengono lenti: 1. 2. 3. 4.

Il primo disco contiene lenti sferiche di valore elevato da +16,75 a -19,00 dt; Il secondo disco contiene anch’esso lenti sferiche positive e negative, ma di valore più piccolo, da 0,25 a 0,75 dt; Il terzo disco contiene lenti cilindriche negative da 0,25 a 6,00 dt con la possibilità di essere ruotate per quanto riguarda l’asse; Il quarto disco contiene le lenti accessorie.

7.5 Lenti accessorie del forottero Le lenti accessorie normalmente sono: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

occlusore: permette di eseguire l’esame monoculare croce: per centrare correttamente il forottero davanti al forame pupillare foro stenopeico: permette di ridurre il diametro pupillare e capire se siamo di fronte ad un’ametropia o a problemi di diverso genere filtro polarizzato: utilizzando ottotipi polarizzati e con filtri orientati tra loro ortogonalmente, permette di eseguire alcuni test dissociando la visione dei due occhi lente per schiascopia: può essere richiesto il valore desiderato (normalmente +1,50 o +2,00 dt) cilindro di r 0,50 dt con asse negativo fisso (o stazionario) a 90°: da utilizzarsi con il reticolo a croce del proiettore filtri rosso-verde: uno si trova sull’OD e l’altro sull’OS, sono complementari cilindri di Maddox: sono sia verticali che orizzontali e permettono verificare la presenza di una eventuale eteroforia, mediante dissociazione della visione binoculare stato eteroforico prisma di 6 ǻ BA sull’OD e 10 ǻ BN sull’OS: servono per dissociare in verticale ed in orizzontale lente di +0,12 dt.


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Oltre al quarto disco su un supporto anteriore troviamo i prismi di Risley (Fig.9-A) ed i cilindri crociati (Fig.9-B). I prismi, con un valore che varia da 0 a 20 ǻ (quindi 40 ǻ se consideriamo entrambi gli oculari), possono essere posti davanti agli occhi BN (base nasale) o BT (base temporale), oppure BA (base alta) o BB (base bassa). I cilindri crociati normalmente sono di r 0,25 dt e funzionano come quello manuale, con il vantaggio che l’asse correttore della lente cilindrica ruota insieme al cilindro crociato stesso.

Fig.9: Prismi di Risley (A) e cilindro crociato (B)

I controlli per vicino si eseguono tramite l’inserimento sul forottero stesso di un asta graduata di 70 cm sulla quale può essere fissato un ottotipo ruotante che comprende diversi tests. Il forottero risulta particolarmente pratico nelle sequenze di analisi visiva che richiedono una frequente sostituzione di lenti. In Italia non ha avuto una capillare diffusione che invece è avvenuta nei paesi anglosassoni; gli studi medici italiani che ne dispongono sono pochi, probabilmente perché il forottero viene considerato semplicemente (ed erroneamente) come un'alternativa alla cassetta di lenti di prova. Interpretato in maniera così riduttiva il forottero non viene valorizzato nei suoi numerosi pregi, che ne fanno uno strumento fondamentale nella valutazione visiva [Roncagli, 2002]. Negli ultimi anni sono nate le versioni automatizzate del forottero (Fig.10), dove, tramite una consolle, è possibile controllare le funzioni impostate e comandare anche il proiettore.


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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Fig.10: Il Forottero automatico

7.6 Vantaggi nell’uso del forottero I vantaggi principali del forottero consistono: x x x

x x

nella sua capacità di velocizzare il cambio delle lenti (e quindi l'esame visivo), nella sua comodità, presentando sempre in ordine e protetti dalla polvere i vari dispositivi ottici di cui è dotato, nella sua precisione (l'asse e il potere delle lenti astigmatiche possono essere verificati con particolare esattezza con i cilindri crociati fissati al forottero; l'asse dei cilindri crociati è collegato, attraverso ingranaggi, alla manopola di regolazione dell'asse delle lenti astigmatiche inserite, cosicché, durante l'esame visivo, la rotazione della lente astigmatica inserita provoca automaticamente una rotazione del cilindro crociato posto davanti all'occhio), nella sua stabilità (il potere prismatico introdotto per quantificare forie e vergenze attraverso il prisma di Risley è stabile, in quanto è fissato allo strumento; la misura può quindi essere rilevata con maggiore accuratezza), nella ripetibilità delle modalità di presentazione dei test, che ha indotto vari autori (Donders, Sheard, Percival, Hofstetter, Fry, Morgan, ecc..) a predisporre specifiche sequenze standardizzate dell'esame visivo.

7.7 Svantaggi nell’uso del forottero I principali limiti del forottero, invece, risiedono: x

nella forma dello strumento, che nasconde il volto del soggetto esaminato, impedendo al professionista di osservarne la mimica,


7. Cassetta lenti di prova e forottero x x

x

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nel limitato diametro dei fori per la visione e nel conseguente ridotto campo visivo, che riduce significativamente la visione periferica, e spesso induce un "effetto cannocchiale", nell'impossibilità di verificare con il forottero l'effettivo potere frontale posteriore della combinazione di lenti realizzata attraverso l'esame visivo nella sua indipendenza dalla postura del soggetto esaminato (se egli piega lievemente la testa da un lato durante l'esame la correzione cilindrica risulterà prescritta con un asse errato), nell’impossibilità di far provare dinamicamente al soggetto la correzione trovata.

7.8 Oftalmometria La cornea si comporta come uno specchio convesso e fornisce quindi delle immagini riflesse tanto più rimpicciolite quanto più piccolo è il suo raggio di curvatura e cioè quanto più elevato è il suo potere diottrico. L’oggetto di cui si valuta il rimpicciolimento è l’intervallo fra due mire; conoscendo la distanza che le separa, quella che intercorre fra le due immagini riflesse e la distanza fra le mire e l’occhio, si ricava la curvatura della cornea, o più precisamente la curvatura di una parte ristretta della superficie corneale anteriore e cioè di due punti situati a circa 1,25mm da un lato e dall’altro, dal centro della zona ottica della cornea. L’oftalmometro di Javal-Schiotz ( Fig. 11a, 11b) è lo strumento più diffuso nella pratica clinica per la misura dell’astigmatismo corneale. Questo strumento è costituito da due mire mobili, di colori complementari e diversa forma che scorrono su di un arco metallico a concavità rivolta verso il paziente. La mira rossa si presenta di forma rettangolare mentre quella verde è scalinata; entrambe sono attraversate al centro da una linea retta nera detta “linea di fede”, riferimento fondamentale una volta eseguita la messa a fuoco. Una volta rese tangenti le due mire mobili, deve essere allineata perfettamente la linea di fede. Le due mire, solidali ad un dispositivo a cremagliera a forma d’arco di circonferenza, possono scorrere su di esso e, a sua volta, questo dispositivo può ruotare attorno all’asse di un microscopio corneale.

Fig.11 a

Fig. 11b


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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Controllando l’esatta collocazione delle mire sul goniometro di cui è dotato lo strumento: - si focalizzano prima le stesse, - si valuta l’orientamento - successivamente si osserva e si collima la linea di fede. Esecuzione dell’esame: Attraverso l’oculare l’esaminatore potrà osservare le immagini delle mire riflesse dalla superficie corneale anteriore sdoppiate dal prisma di Wollastone. Si vedranno quindi quattro immagini, due periferiche, che verranno trascurate, e due centrali di diverso colore che, una volta messe a fuoco manovrando il joy-stick, andranno collimate avendo cura che siano perfettamente allineate anche le due linee di fede (Fig. 12). Si otterrà così la prima lettura del raggio di curvatura corneale e/o del potere diottrico sul meridiano esaminato.

Fig. 12 Si ruota quindi l’arco di 90° rispetto alla prima misurazione, si ricollimano le due mire facendo in modo che la linea di fede della prima si continui nella seconda e si procederà quindi alla rilevazione della seconda lettura. Si possono osservare almeno tre possibilità: 1) le mire restano collimate (Fig. 13): la cornea in esame è sferica (non c’è astigmatismo fisiologico); la curvatura corneale avrà lo stesso valore sui due meridiani principali;

Fig. 13 2) le mire si sovrappongono parzialmente (Fig. 14): siamo in presenza di un astigmatismo secondo regola. Il meridiano verticale è più curvo quindi più rifrangente di quello orizzontale. Quando le due mire si sovrappongono, la zona di sovrapposizione diviene biancastra. Approssimativamente 1 gradino = 1 diottria;


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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Fig. 14 3) le mire si discostano (Fig. 15): siamo in presenza di un astigmatismo contro regola, cioè il meridiano verticale è meno curvo di quello orizzontale.

Fig. 15

In sintesi (Fig. 16)

Fig 16 È possibile inoltre osservare, anche durante la misurazione del primo meridiano, mire di dimensioni diverse fra loro (una più piccola ed una più grande) che di solito si accompagna alla impossibilità di allineare correttamente le linee di fede: ci troviamo di fronte ad un astigmatismo irregolare.


7. Cassetta lenti di prova e forottero

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REGISTRAZIONE DEI PARAMETRI CHERATOMETRICI: è diversa a seconda che si vogliano prescrivere lenti corneali a contatto o lenti da occhiale. Nel primo caso faremo riferimento alla scala dei raggi di curvatura (espressa in mm con step di 0,05mm), nel secondo caso alla scala dei poteri diottrici (espressa in diottrie con step di 0,25D). Vantaggi del cheratometro di Javal-Schiotz: -

accuratezza e ripetitività della misura su cornee con raggio di curvatura normale (38-47D); - velocità e facilità d’impiego; - costo relativamente modesto. Svantaggi: -

non misura la cornea plana e il cheratocono avanzato (oltre le 60D); non è utilizzabile se la cornea non è speculare; misura solo una piccola area corneale; la zona misurata è tanto più piccola quanto più la cornea è curva;


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Capitolo 8 -Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo M. Bifani, B. Kusa 8.1 Anamnesi In medicina, l'anamnesi è la raccolta dalla voce diretta del paziente e/o dei suoi familiari (per esempio i genitori nel caso di un lattante o di un bambino) di tutte quelle informazioni, notizie e sensazioni che possono aiutare il medico a indirizzarsi verso una diagnosi.

8.2 Valutazione dell’acuità visiva Normalmente si esegue prima il visus per lontano e poi quello per vicino. Si consiglia l’utilizzo di ottotipi standard formati da lettere o numeri (Fig.1) e di indicare se è stata eseguita senza correzione, con correzione a tempiale o con lenti a contatto. Indicare l’occhio esaminato, poichè prima valutiamo monocularmente OD e OS e poi facciamo un controllo binoculare. Invitiamo il soggetto a leggere la riga più piccola di simboli che riesce a riconoscere, raccomandandoci di non stringere le palpebre. Indicare in scheda quanti simboli sono stati riconosciuti sul totale da riconoscere (es. 4/5 degli 8/10 oppure 8/10- ) e se sono stati riconosciuti alcuni simboli della linea successiva indicare quanti in più (es. +2 degli 8/10 oppure 8/10++).

Fig.1: Ottotipo standard formato da lettere decrescenti

8.2.1 Foro stenopeico (Fig.2) Il foro stenopeico (lente con piccolo foro al centro di circa 1,5 mm) viene normalmente utilizzato, in fase preliminare, per scongiurare una eventuale patologia, in quanto è stato osservato che, quando una persona con problemi rifrattivi come la miopia, l’astigmatismo o l’ipermetropia guarda attraverso un piccolo foro vede meglio, in quanto si riduce il disco di confusione a livello retinico. Quando questo non succede è segno che la persona esaminata può essere affetta da patologie quali cataratta, glaucoma, ambliopia o problemi retinici.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Fig.2: Foro stenopeico

8.3 Punto prossimo di accomodazione Il punto prossimo di accomodazione viene definito come il punto più vicino agli occhi in cui un oggetto può essere distinto in maniera chiara. Per l’esecuzione del test si utilizza una mira strutturata (es. il numero che si trova scritto sulle lenti della cassetta di prova) avvicinandola all’occhio esaminato (“push up”) fino a quando il soggetto non riferisce di vederla sfuocata (punto prossimo di accomodazione). Come visto nel cap. 3 il punto prossimo è influenzato sia dal potere accomodativo che dall’ametropia, quindi, svolgendo il test del “push up” monocularmente si potrebbero avere indicazioni sull’ametropia presente nell’occhio. Ad esempio se esaminando tre soggetti di 20 anni, che dovrebbero presentare un potere accomodativo di 10,00 dt (derivante da: PA = 15-età/4) e quindi un P.P.A. a 10 cm troviamo i seguenti risultati: x x x

Sogg. (1) – P.P.A. = 10 cm => emmetropia Sogg. (2) – P.P.A. = 8 cm => miopia (circa 2,00 dt) Sogg. (3) – P.P.A. = 12,5 cm => ipermetropia (circa 2,00 dt)

8.4 Occhio dominante La maggior parte degli organi dell’uomo sono doppi: uno a destra e l’altro a sinistra; abbiamo due braccia, due mani, due gambe, due occhi e due orecchie. Questi organi sono speculari, ma non sono identici, e ciascuno di noi usa di preferenza uno di essi, quello cosiddetto dominante. Quando fissiamo un oggetto, solo uno dei due occhi sarà realmente allineato a questo, proprio l’occhio dominante, mentre l’altro completerà l’immagine garantendoci la tridimensionalità. Il mancato rispetto della dominanza naturale del soggetto lo espone ad una serie di sintomi visivi e non visivi e ad un’intolleranza più o meno evidente al porto della correzione visiva. Lo studio della dominanza oculare può essere fatto sia da un punto di vista motorio che sensoriale. I test per l’evidenziazione della dominanza del soggetto sono: 1. Test del filtro rosso (sensoriale) 2. Test del foro (motoria).


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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8.4.1 Test del filtro rosso (dominanza sensoriale) Per effettuare questo test invitiamo il soggetto ad osservare sull’ottotipo, con entrambi gli occhi aperti, uno spot luminoso, dopodiché inseriamo sull’occhio destro un filtro rosso ed andiamo a chiedere di quale colore vede lo spot; stessa cosa la chiediamo inserendo il filtro rosso sull’altro occhio. Se il soggetto riferisce di vedere lo spot rosso, o comunque più rosso, quando il filtro è sull’occhio destro significa che quello è l’occhio dominante sensoriale (Fig.3). Ci possono essere situazioni in cui il soggetto abbia difficoltà nel riferire il colore dello spot, poiché gli risulta molto simile, quindi anche l’operatore non è in grado di capire quale occhio abbia la dominanza sensoriale.

Fig.3: Test del filtro rosso: A) visualizzazione spot luminoso B) filtro rosso su OD ed il soggetto vede lo spot rosso; C) filtro rosso su OS ed il soggetto riferisce di vedere lo spot bianco => occhio dominante Dx

8.4.2 Test del foro (dominanza motoria) Anche questo test si effettua con entrambi gli occhi aperti e tenendo le braccia tese. Si chiede al soggetto di formare una specie di cerchio con i pollici e gli indici delle mani ed osservare attraverso di esso lo spot luminoso sul proiettore; a questo punto chiediamo all’esaminato di avvicinare le mani agli occhi mantenendo lo spot all’interno del foro. Le mani andranno a posizionarsi davanti ad uno dei due occhi, cioè il dominante (motorio). Lo stesso test può essere fatto con un cartoncino al quale è stato praticato un foro di circa 1,5 cm. In questo caso invitiamo l’esaminato a sorreggere il cartoncino con entrambe le mani ad una certa distanza dalla faccia; l’operatore prova a chiudere un occhio e poi l’altro in modo tale che quello con cui vede ancora lo spot è l’occhio dominante (Fig.4)


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Fig.4: Test del foro per la dominanza motoria

Quest’ultima procedura può essere effettuata anche facendo il foro con le mani, così come la prima, quella dell’avvicinamento, con il cartoncino forato. Oltre a questo in fase di test preliminari è consigliabile fare un cover test per la valutazione dello stato eteroforico (vedi cap. 13) e dei test di stereopsi come il lang stereotest od il titmus fly stereotest (vedi cap. 12).

8.5 La schiascopia o retinoscopia Schiascopia (dal greco “osservazione dell’ombra”) o retinoscopia è un esame oggettivo che permette di rilevare con affidabilità lo stato refrattivo dell’occhio umano, sia nella sua componente sferica che in quella cilindrica. Si basa sull’analisi di tre movimenti: x Primo: impresso dall’operatore sullo strumento, x Secondo: movimento del riflesso sulla retina, x Terzo: movimento del riflesso in uscita dal foro pupillare. La schiascopia può essere: statica (per la visione da lontano) e dinamica (fatta per vicino); noi prenderemo in considerazione solo la prima. La schiascopia statica si esegue nell’esame della visione per lontano cercando di inibire il più possibile l’intervento dell’accomodazione (l’aggettivo “statica” infatti è riferito al non intervento dell’accomodazione) e permette di ricavare la correzione dell’ametropia. Esiste la possibilità di eseguire la schiascopia statica anche con l’oftalmoscopio e prende il nome di “schiascopia statica secondo Strampelli”. La schiascopia o retinoscopia è un esame finalizzato alla valutazione oggettiva qualitativa e quantitativa della potenza del sistema diottrico oculare. I suoi vantaggi sono: x consente agevolmente di valutare eventuali alterazioni delle principali strutture oculari, cornea (cheratocono), cristallino (cataratta), x l’esame può essere condotto sulla correzione abituale del soggetto, x richiede una minima collaborazione da parte del soggetto esaminato.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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L’unico suo svantaggio è che la tecnica richiede una certa abilità. Gli schiascopi commercializzati si distinguono in funzione dello stimolo utilizzato (filamento della lampadina) in: x striscia se lo stimolo è lineare (Fig.5 A) x spot se lo stimolo è circolare (Fig.5 B)

Fig.5: Schiascopio a striscia (A) ed a spot (B)

Lo schiascopio a spot: x permette la visualizzazione complessiva e simultanea del riflesso retinoscopico in tutte le direzioni, x permette una migliore valutazione delle caratteristiche qualitative del riflesso retinoscopico, x richiede maggiore esperienza nella definizione dell’asse del cilindro correttore. Lo schiascopio a striscia: x richiede minore esperienza nella valutazione dell’asse del cilindro correttore, x non consente la valutazione contemporanea del riflesso in tutte le sezioni. La schiascopia statica fornisce risultati attendibili solo se il soggetto non esercita l’accomodazione. Si inserisce nell’occhiale di prova o nel forottero una lente positiva, chiamata lente di neutralizzazione, di potere pari all’inverso della distanza a cui abbiamo posto lo strumento rispetto al soggetto. Le distanze maggiormente utilizzate sono le seguenti: x x x x x

d = 50 cm => lente di neutralizzazione 2.00 dt d = 57 cm => lente di neutralizzazione 1.75 dt d = 66 cm => lente di neutralizzazione 1.50 dt d = 80 cm => lente di neutralizzazione 1.25 dt d = 100 cm => lente di neutralizzazione 1.00 dt.

Si invia il fascio luminoso verso il soggetto; entrando dalla pupilla arriverà ad illuminare la retina la quale, diffondendo la luce con cui è stata colpita, formerà un’immagine di essa in corrispondenza del punto remoto dell’occhio esaminato.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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8.5.1 Esecuzione dell’esame Per quanto riguarda la mira sull’ottotipo solitamente per la retinoscopia statica viene utilizzato un carattere di 1/10 o la tavola bicromatica standard; in questo modo la valutazione dell’ametropia è indipendente dall’attività di identificazione critica. In alcuni nuovi schermi LCD sono state inserite delle fotografie di sfondi. Per quanto riguarda il posizionamento è necessario che l’operatore si posizioni alla stessa altezza del soggetto (operatore e soggetto sono seduti) e che osservi con il proprio OD l’OD del soggetto e con il proprio OS l’OS del soggetto, spostandosi in modo opportuno (Fig.6). Il soggetto deve fissare la mira con l’occhio non esaminato. Oltre a questo occorre evitare l’eccesso accomodativo da parte del soggetto mentre fissa la mira proposta, allo scopo si consiglia: x non oscurare completamente l’ambiente, x proporre mire riconoscibili, x evitare oggetti interposti tra il soggetto e la mira, x in caso di ipermetropia porre una adeguata lente positiva davanti all’occhio non esaminato, x dopo avere esaminato il secondo occhio riesaminare il primo e, se la situazione è cambiata, riesaminare il secondo fino alla stabilità refrattiva.

Fig.6: Posizionamento dell’operatore per eseguire correttamente l’esame

8.5.2 Schiascopia statica: i movimenti Durante la schiascopia andiamo a valutare la relazione tra il primo ed il terzo movimento, quindi possiamo avere: 1. punto neutro: questa condizione rappresenta la massima intensità del riflesso retinoscopico, perché tutta l’energia che viene emessa dall’occhio del soggetto attraversa il diaframma del retinoscopio e l’operatore vedrà il foro pupillare sempre illuminato; abbiamo punto neutro tutte le volte che l’operatore con lo schiascopio si trova sul punto remoto dell’occhio esaminato (Fig.7). Il punto neutro rappresenta la condizione di passaggio tra il movimento concorde e il movimento discorde del riflesso retinoscopico e immediatamente prima e dopo questa condizione la velocità del riflesso è molto elevata.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Fig.7: Condizione affinchè si verifichi punto neutro

2.

movimento discorde: l’operatore vedrà un riflesso d’uscita dal foro pupillare con la direzione opposta rispetto al movimento impresso allo strumento; la radiazione che fuoriesce dall’occhio focalizza prima dello strumento (Fig.8).

Fig.8: Condizione affinchè si verifichi movimento discorde

3.

movimento concorde: l’operatore vedrà un riflesso d’uscita dal foro pupillare con la stessa direzione impressa allo strumento; la radiazione che fuoriesce dall’occhio focalizza dopo lo strumento (Fig.9).


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Fig.9: Condizione affinchè si verifichi movimento concorde

La valutazione dei movimenti può essere riassunta con il seguente schema (Fig.10): 1. Punto neutro

2. Discorde

3. Concorde

Fig.10: Movimenti in schiascopia

8.5.3 Ricerca della lente correttrice Per quanto riguarda l’individuazione della lente correttrice si possono utilizzare vari metodi: 1. Metodo con lente di neutralizzazione inserita => Ln = 1/d Si osserva il movimento che può essere: a) Concorde: in questo caso per arrivare all’emmetropizzazione (punto neutro) l’operatore deve aggiungere lenti positive di valore crescente; normalmente si aggiungono lenti positive di 0,50 in 0,50 dt fino all’inversione del movimento e poi torniamo indietro di 0,25 dt. b) Discorde: in questo caso per arrivare all’emmetropizzazione (punto neutro) l’operatore deve aggiungere lenti negative di valore crescente; normalmente si


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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aggiungono lenti negative di 0,50 in 0,50 dt fino all’inversione del movimento e poi torniamo indietro di 0,25 dt. c)

Punto neutro: il soggetto esaminato è emmetrope.

Una volta trovato il punto neutro si toglie la lente di neutralizzazione corrispondente a 1/d e ciò che resta sull’occhiale di prova rappresenta la lente correttrice. 2.

Metodo senza lente di neutralizzazione inserita

Si osserva il movimento che può essere: a) Concorde: si aggiungono lenti positive fino ad arrivare al punto neutro; la lente che ci da questo prende il nome di lente punto neutro (Lpn). b) Discorde: si aggiungono lenti negative fino ad arrivare al punto neutro; la lente che ci da questo prende il nome di lente punto neutro (Lpn). c) Punto neutro: la lente punto neutro (Lpn) è zero. A questo punto andiamo a calcolare la lente correttrice (Lc); se per esempio viene fatta la schiascopia a 66 cm e viene trovato il punto neutro con una sola lente di 3,50 dt, questa non sarà la lente correttrice, ma si troverà applicando una semplice formula: Lc = Lpn – Ln quindi => Lc = - 3,50 – 1,50 = - 5,00 dt. Nel caso in cui venga visto movimento concorde, sempre lavorando a 66 cm, per arrivare al punto neutro saranno state aggiunte lenti positive e supponiamo sia stato trovato il punto neutro con una sola lente di +2,50; la lente correttrice sarà: Lc = + 2,50 – 1,50 = + 1,00 dt. Se troviamo invece punto neutro senza dover aggiungere lenti, sempre a 66 cm, la lente correttrice sarà: Lc = 0,00 – 1,50 = - 1,50 dt. 3. Metodo “della distanza” Nel caso in cui, senza mettere la lente di neutralizzazione, venga visto movimento discorde, essendo di fronte ad un occhio con miopia maggiore dell’inverso della distanza a cui l’operatore lavora, possiamo arrivare ad ottenere il punto neutro avvicinandoci con lo schiascopio all’occhio esaminato, in quanto otteniamo questo tutte le volte che lo schiascopio si trova sul punto remoto dell’occhio esaminato. Esempio: lavorando a 66 cm l’operatore vede un movimento discorde e per ottenere punto neutro deve avvicinarsi fino a 33 cm. I 33 cm rappresentano il punto remoto dell’occhio esaminato, quindi: PR = 1/Am => Am = 1/PR in metri Ametropia dell’occhio esaminato = 1/0,33 = 3,00 dt di miopia. 8.5.4 Schema riassuntivo 1.

Movimento concorde - per capire quale sia l’ametropia dell’occhio esaminato dobbiamo mettere la lente di neutralizzazione = + 1/d, successivamente possiamo vedere:


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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a)

movimento concorde; l’occhio esaminato è ipermetrope, quindi aggiungeremo lenti positive fino a trovare il punto neutro, b) punto neutro; l’occhio esaminato è emmetrope, c) movimento discorde; l’occhio esaminato è miope, quindi diminuiremo il valore della lente positiva fino a trovare il punto neutro.

2. 3.

Punto neutro - l’occhio esaminato ha una miopia = 1/d. Movimento discorde - l’occhio esaminato ha una miopia > 1/d, quindi aggiungeremo lenti negative fino a trovare il punto neutro.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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8.5.5 Ametropia astigmatica Se esplorando tutti i meridiani il riflesso mantiene costante le proprie caratteristiche significa che il vizio refrattivo che stiamo esaminando è di tipo sferico (Fig.11a). Se il riflesso varia in meridiani ortogonali tra loro siamo in presenza di astigmatismo (Fig.11b).

Fig.11: a) Ametropia sferica, il riflesso retinoscopico ha sempre lo stesso orientamento della striscia in ogni meridiano; b) ametropia astigmatica, il riflesso retinoscopico ha lo stesso orientamento della striscia solo nei meridiani principali

In caso di astigmatismo si può procedere in due modi: a) neutralizzazione separata con lenti sferiche dei due meridiani; si giunge alla lente sferocilindrica correttrice trovando le lenti punto neutro separatamente sui due meridiani, cioè si calcolano le lenti correttrici e, considerandole come una lente bicilindrica, si calcola la sferocilindrica. b) neutralizzazione contemporanea con sfera e cilindro; si va a neutralizzare un meridiano con la lente sferica e l’altro si compensa con un cilindro posto con asse ortogonale alla direzione di spazzolamento (parallelamente alla striscia, utilizzando uno schiascopio di questo tipo). Ricordiamo che la direzione della striscia dello schiascopio indica l’asse del cilindro correttore.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

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Esempio: Distanza di lavoro: 66 cm

(Lente di neutralizzazione +1,50 dt)

Lente punto neutro meridiano a 70°

sf -2,25

Lente punto neutro meridiano a 160°

sf -3,50

Lente correttrice meridiano a 70°

sf -3,75 dt con striscia schias. a 160° (meridiano 70°)

Lente correttrice meridiano a 160°

sf -5,00 dt con striscia schias. a 70° (meridiano 160°)

Sferocilindrica correttrice: sf –3,75 cil –1,25 ax 70° 8.5.6 Fonti d’errore nella sciascopia statica Le principali fonti di errore della schiascopia sono la distanza di lavoro e l’obliquità di osservazione. Un errore di 5 cm nella distanza di lavoro può causare: a) a 50 cm => 0,22 dt di errore, b) a 66 cm => 0,14 dt di errore, c) a 1 m => 0,05 dt di errore. Anche un’obliquità di osservazione porta all’alterazione della sfera per esplorazione di aree non maculari; ad esempio a 50 cm un’obliquità di 5° porta a circa 0,25 dt di errore, però maggiore è la distanza di lavoro, a parità di obliquità, minore è l’errore in diottrie, come abbiamo potuto vedere anche per l’errore di distanza. 5.6 Autorefrattometro Al principio di funzionamento dello schiascopio si è ispirata la tecnologia dell’autorefrattometro, uno strumento computerizzato (utile sia nella pratica clinica ordinaria che nell’attività di screening) che permette una rilevazione oggettiva rapidissima dello stato refrattivo dell’occhio. Serve quindi per la misurazione oggettiva del potere refrattivo dell’occhio. Questo tipo di strumento, infatti, procede alla misurazione quasi senza intervento dell’operatore; teoricamente i valori refrattivi ottenuti potrebbero essere riportati senza modifiche sulla prescrizione degli occhiali. Praticamente però ciò non è conveniente, poiché ha un margine di errore: 1. può essere facilmente ingannato da uno spasmo accomodativo del soggetto, 2. è poco preciso quando sono presenti opacità dei diottri oculari o la fissazione non è ben centrata, 3. è poco preciso quando la pupilla è in miosi, 4. ha difficoltà nell’acquisizione in presenza di fissazione instabile.


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

145

L’autorefrattometro (Fig.12) funziona mediante la proiezione di un fascio di radiazione infrarossa sul fondo dell’occhio e la valutazione del relativo comportamento; viene usata una radiazione infrarossa perchè rende più confortevole l’esame e permette di evitare la miosi pupillare riflessa che sarebbe invece inevitabilmente provocata dalla radiazione visibile. La mira di fissazione può essere interna allo strumento oppure esterna, ovvero ambientale (ottotitipi, diapositive o filmati). Mediamente gli autorefrattometri presentano il seguente intervallo di misurazione: x sfera da -30,00 dt a + 25,00 dt (considerando una DAL di 12-13 mm) con incrementi di 0,01/0,12/0,25 dt. x cilindro da 0 a ± 12,00 dt con incrementi di 0,01/0,12/0,25 dt. x asse da 0 a 180° con intervalli da 1° a 5° x minimimo diametro misurabile 2 mm

Fig.12: A - autorefrattometro monoculare B - autorefrattometro binoculare

Fig.13: Visualizzazione schermata auto refrattometro


8. Test preliminari ed esame refrattivo oggettivo

Come possiamo vedere dalla figura nella schermata può essere visualizzato: 1. valore sferico (S) 2. valore cilindrico (C) 3. asse del cilindro (A) 4. distanza apice corneale lente (VD) 5. distanza assi visuali (PD)

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9. Refrazione monoculare

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Capitolo 9 – Refrazione monoculare M. Bifani, S. Troise 9.1 Compensazione della miopia La miopia viene sempre compensata con la minima lente negativa che da la massima acuità visiva. In funzione dell’acuità visiva presente, almeno che non scenda al di sotto di 1/10, si può circa calcolare il difetto refrattivo considerando che ogni 0,25 dt di miopia il nostro occhio perde circa 1/10 di visione; quindi: AV 2/10 a 2,00 dt - AV 5/10 a 1,25 dt - AV 8/10 a 0,50 dt di miopia. Esempio: AV naturale Sf – 1,00 dt Sf – 1,50 dt Sf – 2,00 dt Sf – 2,25 dt

< 1/10 3/10 5/10 7/10 8/10

Sf – 2,50 dt Sf – 2,75 dt Sf – 3,00 dt Sf – 3,25 dt Sf – 3,50 dt

9/10 10/10 12/10 12/10 12/10.

Si sceglie la lente di – 3,00 dt, perché è la minima correzione negativa che fornisce il massimo visus. Per una corretta refrazione è consigliabile aumentare il potere della lente negativa con intervalli di 0,25 in 0,25 dt. In caso, però, di miopie medioelevate il lavoro risulta essere troppo prolisso, quindi è consigliabile iniziare inserendo lenti di potere più elevato e passare successivamente a quelle di 0,25 dt, nel seguente modo:

x x x

9.2

AV < 2/10: inserire lenti con variazione di -1,00 in -1,00 dt ”$9”: inserire lenti con variazione di -0,50 in-0,50 dt AV > 6/10: inserire lenti con variazione di -0,25 in -0,25 dt. Compensazione dell’ipermetropia

L’ipermetropia viene sempre compensata con la maggiore lente positiva, in quanto l’occhio ipermetrope è meno potente di quello emmetrope, che da la massima acuità visiva (ipermetropia manifesta). Esempio: AV naturale 10/10 Sf. +0,50 dt 10/10 Sf. +1,75 dt 10/10 Sf. +1,00 dt 10/10 Sf. +2,00 dt 10/10 Sf. +1,50 dt 10/10 Sf. +2,25 dt 9/10 Si sceglie la lente di +2,00 dt, perché è la massima correzione positiva che fornisce il miglior visus. 9.2.1 Metodiche di misura dell’ipermetropia 1. Sfuocamento Lo sfuocamento è un metodo refrattivo monoculare. Si miopizza il soggetto esaminato ponendogli davanti una lente positiva, ad esempio un soggetto emmetropizzato con una lente di +1,00 dt possiamo miopizzarlo con una lente di


9. Refrazione monoculare

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+3,50 dt, comunque si metterà una lente positiva tale che l’acuità visiva scenda a 23/10. A questo punto iniziamo a diminuire la potenza della lente chiedendo ogni volta al soggetto esaminato di leggere l’ottotipo e inducendo così un rilassamento forzato del cristallino; ovviamente l’occhio non va mai lasciato senza lente, altrimenti rientra in gioco tutta l’accomodazione, quindi prima si inserisce la nuova lente, di gradazione inferiore, e poi si toglie quella precedente. Se esiste un ipermetropia latente troveremo un visus massimo con una lente di valore più alto di quella usata per gli occhiali. Nella maggior parte dei casi il valore trovato non può essere utilizzato per correggere l’ametropia, in quanto scaturito da una disaccomodazione forzata del cristallino. 2. Recessione La recessione è una metodica refrattiva binoculare. Si pone il soggetto ad 1m dall’ottotipo e gli mettiamo delle lenti positive che gli permettano di vedere le lettere corrispondenti ad una AV di 10/10. Si fa poi allontanare l’esaminato dall’ottotipo finché non vede più le lettere, quindi diminuiamo il potere della lente stessa a passi di 0,25 in 0,25dt fino a quando non rivede le lettere; si continua questo procedimento raggiungendo i 6 metri di distanza con il massimo visus. 3. Sfuocamento inverso Lo sfuocamento inverso è un metodo refrattivo monoculare che viene utilizzato in quei soggetti che hanno un potere accomodativo limitato. Iniziamo aumentando il potere positivo della lente di 0,25 in 0,25dt fino a raggiungere il massimo visus. Esempio: AV naturale 5/10 Sf. +0,25 dt 6/10 Sf. +1,00 dt 9/10 Sf. +0,50 dt 7/10 Sf. +1,25 dt 10/10 Sf. +0,75 dt 8/10 Sf. +1,50 dt 9/10. Una volta ottenuto questo peggioriamo la visione aggiungendo +0,75 dt all’ultima lente che migliora il visus oppure aggiungendo +0,50 dt alla prima lente che peggiora il visus. A questo punto iniziamo a diminuire la potenza della lente chiedendo ogni volta all’esaminato di leggere l’ottotipo e inducendo così un rilassamento forzato del cristallino, fino a riportare l’AV a 10/10. Come in tutti i metodi di misura dell’ipermetropia tutte le volte che cambio il potere della lente devo prima inserire la nuova lente e poi togliere la lente più potente, in modo da non fare mai accomodare il soggetto. 9.3 Compensazione dell’astigmatismo con il quadrante per astigmatici Un metodo per l’evidenziazione e la compensazione dell’astigmatismo è il quadrante per astigmatici (Fig.1), che viene utilizzato una volta determinato il valore sferico che permette di ottenere la miglior acuità visiva (best vision sphere, BVS). Generalmente questo test utilizza una raggiera nella quale ogni riga, o gruppo di righe, identifica e consente di valutare la capacità visiva del soggetto in quella direzione.


9. Refrazione monoculare

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Fig.1: Alcune tipologie di quadrante per astigmatici

La raggiera può essere composta da 12 strisce o, più frequentemente, da una serie di 3 strisce nere ad una distanza di circa 2 primi di arco e disposte ad intervalli di 30° l’una dall’altra. Molte volte i raggi sono indicati con numeri da 1 a 12, come il quadrante di un orologio, in modo da facilitare l’esame o meglio la risposta dell’esaminato. I numeri presenti in corrispondenza di ogni raggio indicano il suo orientamento in gradi secondo il sistema TABO, quindi con lo 0 nasale per l’occhio destro e con lo 0 temporale per quanto riguarda l’occhio sinistro, con l’avvertenza che, trovandosi il quadrante nello spazio di fronte al soggetto, la posizione dei punti 0° e 180° deve essere speculare rispetto all’occhio o a quella della montatura di prova (Fig.2).

Fig.2: Quadrante per astigmatici con relativa specularità o proiezione nello spazio dei vari meridiani dei due occhi

Il test viene svolto in visione monoculare, con la BVS inserita; viene invitato il soggetto a riferire quale sia, se c’è, la riga vista meglio e le possibili risposte possono essere tre: 1. tutte le linee sono viste nitide allo stesso modo, 2. tutte le linee sono viste sfuocate allo stesso modo, 3. una linea viene vista più nitida rispetto alle altre.


9. Refrazione monoculare

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Sia nel primo che nel secondo caso si possono fare le seguenti ipotesi: x occhio non astigmatico, x occhio astigmatico con il disco di minima confusione sulla retina. Per distinguere questi due nuovi casi basta aggiungere lenti sferiche positive (mediamente +0,50 - +0,75 dt); se dopo tale aggiunta il soggetto riferisce sempre di vedere le linee tutte ugualmente nitide o sfuocate siamo di fronte ad una ametropia sferica. Se, invece, con l’aggiunta, il soggetto giunge alla preferenza di una linea allora siamo di fronte ad un astigmatismo non corretto; in questo ultimo caso infatti la lente positiva aggiunta porta verso un astigmatismo miopico semplice. Nel terzo caso invece, in cui il soggetto riferisce fin da subito di vedere una linea meglio delle altre, anche senza aggiunta positiva, siamo sicuramente di fronte ad un astigmatismo, in cui orientata come linea vista meglio, troveremo la focale più vicina alla retina, mentre alla linea vista più sfuocata corrisponderà la focale più lontana dalla retina stessa. Alcune volte può succedere che i soggetti riferiscano di vedere meglio non una sola linea, ma due; ciò significa che uno dei due meridiani principali è intermedio tra le due linee. 9.3.1 Procedura d’esame con il quadrante per astigmatici La corretta procedura per l’utilizzo del quadrante per astigmatici è la seguente: 1. misura dell’AV naturale (senza correzione oftalmica o lenti a contatto); 2.

ricerca della BVS, ovvero la lente sferica negativa più piccola o la lente sferica positiva più grande che dà il massimo dell’AV;

3.

presentare il quadrante per astigmatici e mettere delle lenti positive tali da far portare una focale sulla retina ed una nel vitreo (condizione di ast. miopico semplice);

4.

inserire il cilindro negativo con asse in direzione corrispondente alla linea vista peggio dal soggetto. Continuare ad aumentare il valore del cilindro fino a quando il soggetto non dice di vedere le linee del quadrante tutte uguali (Fig.3).

Fig.3: Varie visioni al quadrante per astigmatismo


9. Refrazione monoculare

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7.3.2 Esempio pratico Un soggetto con una BVS di -2,50 dt sull’OD riferisce, di fronte ad un quadrante per astigmatismo, la visione di figura 4.

Fig.4: Visione schematica di un soggetto davanti al quadrante per astigmatismo. Il soggetto riferisce di vedere in maniera nitida la linea a 60°, cioè la numero 11

Riprendendo ciò che abbiamo detto in precedenza, siamo nel terzo caso, quindi a questo punto, lavorando con un occhiale di prova o con il forottero, iniziamo ad inserire gradualmente lenti cilindriche negative con asse in corrispondenza della linea vista più annebbiata, fino a raggiungere l’uguaglianza di tutte le linee. Se, per esempio, con la lente sferica di –2,50 dt e una lente cilindrica di –0,75 dt il soggetto riferisce di vedere tutte le linee allo stesso modo, la sua refrazione sarà: sf –2,50 cil –0,75 ax 150°. 9.4 Compensazione dell’astigmatismo con il cilindro crociato di Jackson Il cilindro crociato (c.c.) è una lente particolare che viene usata durante l’esame refrattivo soggettivo per determinare l’entità e la direzione dell’astigmatismo presente in un occhio. Il cilindro crociato è composto da una lente bicilindrica con potenze, in valore assoluto, uguali, ma di segno opposto, ed una impugnatura che permette facilmente di ruotare la lente e quindi di invertire la posizione dei due cilindri davanti all’occhio (Fig.5).

Fig.5: Cilindro crociato di Jackson


9. Refrazione monoculare

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Molto importanti sono anche i riferimenti presenti sulla lente, solitamente di colore rosso in corrispondenza dell’asse del cilindro negativo e di colore bianco o nero o verde in direzione dell’asse del cilindro positivo. Il cilindro crociato è molto importante durante la refrazione, poiché permette di determinare l’entità dell’astigmatismo e di valutare con elevata precisione l’asse. I cilindri crociati più utilizzati sono quelli ± 0,25 dt e ± 0,50 dt, ma in commercio si possono trovare le seguenti versioni: ± 0,12 con sferocilindrica sf + 0,12 cil - 0,25 e trasposta sf - 0,12 cil + 0,25 ± 0,25 con sferocilindrica sf + 0,25 cil - 0,50 e trasposta sf - 0,25 cil + 0,50 ± 0,50 con sferocilindrica sf + 0,50 cil - 1,00 e trasposta sf - 0,50 cil + 1,00 ± 0,75 con sferocilindrica sf + 0,75 cil - 1,50 e trasposta sf - 0,75 cil + 1,50 ± 1,00 con sferocilindrica sf + 1.00 cil - 2,00 e trasposta sf - 1.00 cil + 2,00 9.4.1 Utilizzo del cilindro crociato per l’evidenziazione del potere e dell’asse del cilindro correttore Per la scelta del cilindro crociato da utilizzare bisogna tenere conto dell’acuità visiva (AV) che l’esaminato raggiunge con la BVS. Se l’AV è a5-6/10 si può utilizzare il cilindro crociato di ± 0,25 dt, mentre se l’AV è minore si inizia con quello di ± 0,50 dt e successivamente si passa a quello immediatamente inferiore. La rifinitura finale eventualmente può anche essere fatta con il c.c. di ± 0,12 dt. Le mire ottotipiche da utilizzare sono le seguenti (Fig.6): x lettere dell’ottotipo: si invita il soggetto a guardare una letterina (preferibilmente rotondeggiante, come la O o la C o la D) corrispondente ad una acuità visiva 2-3/10 inferiore a quella raggiunta con la BVS, x x

anelli di Landolt: si presenta un anello di Landolt, sempre più grande rispetto a quelli della massima AV raggiunta, mira a punti: questa mira è stata progettata appositamente per l’utilizzo del il cilindro crociato; è composta da una serie di punti neri che sottendono un angolo di 2’ disposti a griglia.

Fig.6: Vari tipologie di mire utilizzate con il cilindro crociato


9. Refrazione monoculare

153

Per utilizzare correttamente il cilindro crociato è necessario che il disco di minima confusione si trovi sulla retina, quindi che le due focali si trovino alla stessa distanza diottrica da essa. Una volta stabilita la lente sferica equivalente, BVS, si procede nel seguente modo: x si pone il cilindro crociato davanti all’occhio del soggetto con assi orientati a 90° e 180° (Fig. 7a), poi verrà ruotato attorno al suo manico di 180°, in modo da invertire il segno del cilindro presente sui due meridiani. Proponendo le due posizioni del cilindro crociato il soggetto dovrà riferire con quale delle due vede la mira meno deformata, cioè meglio. La posizione preferita dovrà essere annotata tenendo in considerazione l’asse del cilindro negativo, indipendentemente dal tipo di lente sferica, poiché, lavorando con cilindri negativi, siamo in grado di tenere sotto controllo l’accomodazione. x

Si ripete la stessa azione precedente, posizionando, però gli assi del cilindro crociato con assi 45° e 135° (fig. 7b), anziché 90° e 180°, e di nuovo si fa scegliere una delle due posizioni.

Fig.7: Il cil. crociato verrà prima posizionato (a) con ax 90° e 180° e verrà ruotato attorno al suo manico in modo che inverta il segno del cilindro presente nelle due direzioni, dopo si posizionerà (b) con ax 45° e 135°

Se il soggetto, per esempio, al punto 1 ha preferito l’asse del cilindro negativo a 180° ed al punto 2 a 135° si potrà dedurre che l’asse del cilindro correttore sarà compreso tra 135° e 180° e si potrà inserire davanti alla BVS la sferocilindrica risultante dal cilindro crociato utilizzato con asse intermedio. Utilizzando il cilindro crociato di ±0,25, nell’esempio, si inserirà sf +0,25 cil -0,50 con asse intermedio alle due posizioni preferite, 155° - 160°. Ovviamente la sfera di +0,25dt si sommerà algebricamente alla BVS, oppure possiamo inserire semplicemente un cil – 0,25 ax …. e variare la sfera solo se il soggetto accetta un incremento del cilindro stesso (ogni variazione cilindrica di 0,50 dt variamo la sfera di 025 dt per mantenere inalterato l’equivalente sferico). Esempi per l’inserimento del primo cilindro sull’occhiale di prova o sul forottero: x il soggetto preferisce la posizione dell’asse negativo prima a 90° (tra 90 e 180°) e a 135° (tra 45° e 135°) => inserisco: cil – 0,25 ax 110° x il soggetto preferisce la posizione dell’asse negativo prima a 90° (tra 90 e 180°) e a 45° (tra 45° e 135°) => inserisco: cil – 0,25 ax 70°


9. Refrazione monoculare x

x

154

il soggetto preferisce la posizione dell’asse negativo prima a 180° (tra 90 e 180°) e a 135° (tra 45° e 135°) => inserisco: cil – 0,25 ax 160° il soggetto preferisce la posizione dell’asse negativo prima a 180° (tra 90 e 180°) e a 45° (tra 45° e 135°) => inserisco: cil – 0,25 ax 20°. Una volta inserito il primo cilindro posizioniamo il cilindro crociato con l’impugnatura parallelamente o perpendicolarmente all’asse del cilindro correttore inserito, in modo che gli assi del cilindro crociato si trovino a 45° di distanza dall’asse del cilindro correttore stesso (Fig. 8). Si eseguirà la rotazione del cilindro crociato attorno al manico per ottenere due immagini tra le quali il soggetto deve scegliere la più nitida. In conseguenza della scelta, quella preferita corrisponderà alla posizione dove il cilindro negativo fornisce, sommandosi al cilindro correttore, un cilindro risultante con direzione più vicina a quella dell’astigmatismo refrattivo presente.

Fig.8: Il controllo dell’asse si effettua posizionando il manico del cilindro crociato parallelo o perpendicolare all’asse del cilindro correttore

Quindi: 1) si ruoterà il cilindro correttore di circa 10° in direzione dell’asse del cilindro negativo del cilindro crociato (riferimento rosso o segno -) nella posizione preferita dal soggetto. Se avessimo utilizzato un cilindro correttore positivo la rotazione sarebbe stata fatta in direzione dei riferimenti bianchi o neri o del segno +, 2) si ripeterà la stessa operazione spostando il manico del cilindro crociato in corrispondenza del nuovo asse del cilindro correttore, fino a quando il soggetto non apprezzerà differenze tra le due posizioni. Ovviamente avvicinandosi all’esatta direzione dell’asse gli spostamenti saranno via via inferiori. Una volta definito l’asse del cilindro correttore si va a ricercare l’esatta potenza nel seguente modo: - Si posizionerà il cilindro crociato con i riferimenti di uno dei due assi paralleli all’asse del cilindro correttore (Fig. 9). In questo modo ruotando il cilindro crociato si otterrà in una posizione l’aumento del cilindro correttore, mentre nell’altra una riduzione.


9. Refrazione monoculare

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Fig.9: Valutazione del potere del cilindro correttore

-

Se il soggetto sceglierà la posizione in cui i riferimenti rossi o il segno - sono paralleli al cilindro correttore negativo, se ne aumenterà la potenza ricordandosi di modificare anche la componente sferica; se la posizione preferita sarà invece quella con i riferimenti bianchi o neri o verdi o i segni + paralleli all’asse del cilindro correttore negativo, si ridurrà la sua potenza.

-

Saranno ripetute le stesse operazioni fino a quando il soggetto non percepirà differenze in seguito alla rotazione del cilindro crociato.

Dobbiamo constatare che, se è di più facile e veloce utilizzo il quadrante per astigmatici, è sicuramente più preciso il metodo del cilindro crociato; questo infatti permette di definire con esattezza potenza ed asse del cilindro.


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Capitolo 10 – Bilanciamenti monoculari e binoculari L. Mele, A. Mocellin 10.1

Rifinitura della sfera

Nell’effettuare una refrazione assume particolare importanza per l’operatore procedere alla “rifinitura della sfera”, dopo aver determinato il suo valore e compensato l’eventuale astigmatismo. I metodi che possono essere utilizzati sono i seguenti: x Test bicromatico o “duochrome” x Reticolo a croce associato a cilindro crociato x Utilizzo di lenti di ± 0,25 dt. 10.1.1 Test bicromatico o Duochrome Il test bicromatico sfrutta l’aberrazione cromatica dell’occhio, in base alla quale le radiazioni a lunghezza d’onda minore vanno a fuoco prima di quelle a lunghezza d’onda maggiore. Con questo test facciamo valutare al soggetto le differenze tra vari simboli, numeri o lettere neri presenti nel test con diversa dimensione (in modo da coprire un buon range di acuità visiva), che si trovano in due quadranti adiacenti, uno con sfondo rosso ed uno con sfondo verde. In funzione dell’acuità visiva raggiunta in precedenza faremo osservare i simboli di maggiore o minore dimensione. Quando l’acuità visiva è particolarmente elevata, in alcuni test bicromatici, sono presenti due piccoli puntini neri, uno presentato su sfondo verde ed uno su sfondo rosso, all’interno di un cerchietto, da far confrontare in nitidezza (Fig.1).

Fig.1: Varie tipologie di test bicromatico

Quando, invece, l’acuità visiva è molto bassa alcuni proiettori permettono di sovrapporre lo sfondo rosso-verde a tutte le schermate di lettere o altri simboli (Fig.2).

Fig.2: Test bicromatico con sovrapposizione dello sfondo alle schermate di lettere


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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I colori dei due quadranti sono stati scelti affinché in un occhio emmetrope, il quale in visione fotopica ha la massima sensibilità per una lunghezza d’onda di 555 nm (colore giallo), l’immagine del quadrante verde si focalizza davanti alla retina, mentre quella del rosso dietro la retina, quasi alla stessa distanza, valutabile in circa 0,25 dt (Fig.3).

Fig.3: Focalizzazione del bicromatico sulla retina di un occhio emmetropie.

Se un soggetto è ben compensato, anche come valore di cilindro, vedrà i simboli, che sono gli stessi nei due quadranti, con lo stesso contrasto sui due sfondi, quindi li percepirà nitidi allo stesso modo. In caso di miopia non perfettamente compensata o ipermetropia sovracorretta il soggetto riferirà di vedere i simboli più nitidi sullo sfondo rosso, perché l’immagine rossa si trova più vicina alla retina (Fig.4).

Fig.4: Visione al test bicromatico: caratteri sfuocati sul verde, mentre perfettamente nitidi sul rosso

Naturalmente in questo caso bisogna aggiungere una lente di –0,25 dt o maggiore. In caso invece di ipermetropia non perfettamente compensata o miopia sovracorretta il soggetto riferirà di vedere i simboli più nitidi sullo sfondo verde, perché l’immagine verde si trova più vicina alla retina (Fig.5).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Fig.5: Visione al test bicromatico: caratteri sfuocati sul rosso, mentre perfettamente nitidi sul verde

Naturalmente in questo caso bisogna aggiungere una lente di +0,25 dt o maggiore. Nell’eseguire il test è importante non passare da una preferenza sul rosso ad una sul verde aumentando troppo la potenza delle lenti negative; quando, invece, nella pratica, abbiamo di fronte soggetti ipermetropi, in funzione del caso, possiamo anche privilegiare il verde, cioè non prescrivere la compensazione positiva totale. E’ opportuno ricordare che il test è prettamente monoculare, quindi l’occhio non esaminato deve essere sempre occluso; in più dobbiamo effettuarlo con un illuminamento ambientale molto basso, quasi nullo, dal momento che l’aberrazione cromatica cresce all’aumentare del diametro pupillare, quindi abbassando l’illuminazione dell’ambiente aumenta l’efficacia del test. Altrettanto importante per un buon funzionamento del test è far capire al soggetto che non deve concentrarsi sulla luminosità dei colori dei due sfondi, quanto sulla nitidezza dei simboli; è pertanto importante che l’operatore ponga correttamente la domanda all’esaminato e cioè non “se vede meglio sul rosso o sul verde”, ma quali simboli sono più nitidi. Il test bicromatico ha il vantaggio di essere di semplice esecuzione e facilmente intuibile da parte del soggetto. Al tempo stesso, però, mostra dei limiti con le persone anziane, in cui il cristallino ingiallito assorbe o diffonde maggiormente le radiazioni blu/verdi: ne consegue una preferenza per la parte rossa, che non dipende dal valore della sfera che può indurre l’operatore in errore. 10.1.2 Test del reticolo a croce Il test del reticolo a croce prende questo nome perché per effettuarlo viene utilizzata come mira il reticolo a croce, costituito da varie linee (generalmente cinque) verticali ed orizzontali incrociate tra loro, in modo da formare una croce (da qui il nome di “reticolo a croce”); mira quasi sempre presente nei proiettori (Fig. 6).

Fig.6: Varie tipologie di reticolo a croce


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Sull’occhiale di prova, invece, viene posto un cilindro crociato di ±0,50dt con asse negativo orientato a 90°. Tale cilindro crociato serve a creare un astigmatismo sulla retina, in modo che, in un occhio emmetrope, le linee verticali vadano a fuoco dietro la retina, mentre quelle orizzontali davanti, entrambe ad una distanza corrispondente a 0,50 dt, per un intervallo totale di 1,00 dt (Fig. 7).

Fig.7: Test del reticolo a croce. (A Reticolo a croce, B Reticolo a croce + Cilindro crociato ± 0.50 ax - 90°) Il disco di minor confusione (B) mantiene la stessa posizione che ha l’immagine prima dell’inserimento del cilindro crociato (A)

Ovviamente per eseguire questo test è necessario che sia compensato perfettamente un eventuale astigmatismo. Il soggetto deve riferire se nota differenze di nitidezza tra le linee orizzontali e verticali. Se le strisce nelle due direzioni vengono viste ugualmente nitide significa che il valore della sfera precedentemente trovato è corretto, se, invece, sono percepite meglio le linee verticali abbiamo di fronte un occhio con una miopia sottocorretta o un’ipermetropia sovracorretta, dobbiamo quindi inserire una lente di – 0,25 dt o più negativa fino a raggiungere l’uguaglianza di nitidezza o comunque non passare alla preferenza delle linee orizzontali (Fig.8).

Fig.8: Nel soggetto miope o miopizzato, le linee verticali vanno a fuoco più vicino alla retina (il disco di minor confusione è davanti ad essa), quindi saranno viste più nitidamente

In caso contrario, cioè se appaiono più nitide le linee orizzontali, si tratta di un occhio ancora ipermetrope, o miope eccessivamente compensato, quindi è necessaria l’aggiunta di lenti positive (Fig.9).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Fig.9: Nel soggetto ipermetrope o ipermetropizzato le linee orizzontali vanno a fuoco più vicino alla retina (il disco di minor confusione è dietro ad essa), quindi saranno viste più nitidamente

10.1.3 Utilizzo di lenti di ± 0,25 dt Devono essere utilizzate le lenti di + 0,25 dt e – 0,25 dt della cassetta di prova e come mira, da far osservare, le lettere corrispondenti alla massima acuità visiva monoculare che il soggetto raggiunge. La procedura da seguire è la seguente: x poniamo davanti alla compensazione trovata la lente di + 0,25 dt, per circa 3 secondi x sostituiamo la lente di + 0,25 dt con quella di – 0,25 dt, facendo attenzione che il soggetto non osservi l’ottotipo senza lente, mantenendola non più di mezzo secondo; ciò al fine di impedire che intervenga l’accomodazione per compensare tale lente A questo punto il soggetto deve riferire se ha una preferenza di visione con una delle due lenti oppure nessuna preferenza. Se il soggetto non ha preferenze significa che la compensazione precedentemente trovata è corretta. Nel caso in cui il soggetto scelga una delle due lenti dobbiamo effettuare un’ulteriore prova, che consiste nel far vedere all’esaminato se vede meglio con o senza lente. In particolare tale ulteriore prova deve essere effettuata se la lente scelta è quella negativa, chiedendo al soggetto se la lente fa vedere solamente le lettere più nitide o anche più piccole, poiché se così, non va assolutamente considerata. Se con e senza lente non viene riferita nessuna differenza, ci comporteremo nel seguente modo: x nel caso in cui la lente scelta è quella positiva non esitiamo a variare la compensazione (meno negativa per il miope, mentre più positiva per l’ipermetrope) x nel caso in cui la lente scelta è quella negativa non variamo la compensazione. Generalmente, durante lo svolgimento di una refrazione non vengono effettuati tutti e tre i test, ma al massimo due, da scegliere in funzione del caso. Per esempio in caso di bambini o persone sopra i 50/55 anni può non funzionare bene il bicromatico; nel primo caso per semplice preferenza del colore, mentre nel secondo caso a causa di una bassa aberrazione cromatica dell’occhio. Invece, utilizzando il reticolo a croce si incontrano spesso preferenze per linee verticali, poiché, nella vita quotidiana, la maggior parte di ciò che ci circonda si sviluppa dal suolo verso


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

162

l’alto; oltre a quanto detto questo test è più lungo da eseguire. La prova del ± 0,25 dt, invece, è sempre bene effettuarla, poiché è una vera e propria interpretazione soggettiva dell’esaminato, relativa non solo alla maggior nitidezza, ma anche al miglior comfort visivo. 10.2

Test di bilanciamento binoculare

Dopo aver effettuato un’attenta refrazione monoculare, con la determinazione della migliore sfera (BVS), minima lente sferica negativa o massima lente positiva che permetta di raggiungere il miglior visus, ricerca del cilindro (asse e potenza) con il cilindro crociato e bilanciamento - rifinitura della sfera è importante effettuare un bilanciamento binoculare dell’accomodazione. Può darsi che non siamo riusciti ad inibire l’accomodazione alla stessa maniera nell’occhio destro rispetto a quello sinistro, in questo caso, quando il soggetto è messo in condizioni di visione binoculare, gli occhi necessitano di un livello accomodativo diverso, ma dal momento che l’innervazione del sistema accomodativo è coniugata ciò non è possibile; quindi le immagini non si formano contemporaneamente sulla retina, e ciò, oltre a produrre un diverso livello di nitidezza nei due occhi, può essere fonte di disturbi astenopici nel caso in cui il soggetto accomodasse alternativamente per un occhio o per l’altro. Questi test servono a portare contemporaneamente le immagini sulle retine di entrambi gli occhi, uguagliando così lo stimolo accomodativo. Va ricordato che quest’esame va svolto solo in caso di visione binoculare normale e quando l’acuità visiva è circa uguale nei due occhi. Per lo svolgimento di questi test è necessario dissociare la visione, cioè interrompere la visione binoculare, ma lasciare entrambi gli occhi aperti, in modo che vengano percepite, contemporaneamente da OD e OS, due mire simili, ma localizzate in due posizioni distinte. Queste condizioni visive si possono ottenere dissociando la visione seguendo uno dei due metodi di seguito riportati. 10.2.1 Filtri ed ottotipi polarizzati Questa metodica utilizza la mira polarizzata, generalmente presente nella maggior parte dei proiettori, costituita da due strisce di lettere o numeri di varia grandezza e polarizzate diversamente (ortogonalmente) (Fig. 10).

R DF

H N

4 30

6 7

P OE

C H

7 63

2 9

Fig.10: Varie tipologie di mire polarizzate

Il soggetto dovrà osservare la mira binocularmente attraverso i filtri polarizzati presenti generalmente sul forottero o nella cassetta di lenti tra le lenti accessorie,


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

163

oppure attraverso un occhialino polarizzato da porre davanti all’occhiale di prova (Fig.11).

Fig.11:Test di bilanciamento con filtri ed ottotipi polarizzati (OS per vedere nitido ha bisogno di accomodare)

Fatto questo l’esaminato verrà penalizzato con due lenti di + 0,50 dt in entrambi gli occhi, in modo da controllare un’eventuale accomodazione residua (Fig.12).

Fig.12: Test di bilanciamento con filtri ed ottotipi polarizzati, aggiunta di lenti di +0,50 dt in entrambi gli occhi per miopizzare l’esaminato

A questo punto verrà chiesto al soggetto di riferirci su quale delle due linee vede più nitidi i caratteri. In funzione della risposta saremo in grado di capire se entrambi gli occhi vedono allo stesso modo oppure quale dei due vede meglio e quale in maniera peggiore. Se la risposta è che la nitidezza delle due strisce è identica la compensazione è già corretta, quindi i valori di sfera presenti nei due occhi non devono essere variati. Se c’è una preferenza nella visione di un occhio andremo a penalizzare quello che vede meglio con una lente di +0,25 dt e porremmo di nuovo la stessa domanda (Fig.13).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

164

Fig.13: Test di bilanciamento con filtri ed ottotipi polarizzati, aggiunta di lenti di + 0,25 dt sull’occhio che vede meglio

Adesso le risposte potranno ancora essere tre: 1. le due linee si vedono ugualmente nitide, 2. vede sempre meglio lo stesso occhio, 3. la preferenza di visione è passata all’altro occhio. Nel primo caso abbiamo terminato il test. Nel secondo caso dobbiamo ancora penalizzare, con l’aggiunta di un altro + 0,25 dt, lo stesso occhio, fino a raggiungere, se possibile, l’uguaglianza di visione. Il terzo caso sta invece a significare che non riusciamo ad ottenere un’uguaglianza di nitidezza, quindi è consigliabile lasciare una leggera preferenza (migliore visione) sull’occhio dominante; quindi manteniamo la lente di + 0,25 dt di penalizzazione se l’occhio in cui è stata messa non è il dominante, altrimenti la togliamo. Alla fine dobbiamo togliere le lenti di + 0,50 dt che erano state aggiunte; eventualmente quest’ultima operazione può essere fatta gradualmente di 0,25 dt in 0,25 dt (più facile da fare se stiamo utilizzando il forottero, più difficoltosa invece con l’occhiale di prova) facendo osservare le lettere corrispondenti alla massima acuità visiva precedentemente senza penalizzazione; in questo modo il soggetto potrebbe accettare binocularmente una aggiunta ulteriore di + 0,25 dt, prescriveremo così il minore negativo al miope ed il maggior positivo all’ipermetrope, secondo le indicazioni fornite in precedenza (Fig. 14).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Fig.14: Test di bilanciamento con filtri ed ottotipi polarizzati, tolgo le lenti di + 0,50 dt in entrambi gli occhi

Alla fine dobbiamo disinserire i filtri polarizzati (Fig.15).

Fig.15: Test di bilanciamento con filtri ed ottotipi polarizzati, accomodazione bilanciata

10.2.2 Prismi dissocianti Questa metodica prevede invece l’utilizzo di una dissociazione prismatica o con 3 ǻEDVHDOWDVXXQRFFKLRHǻEDVHEDVVDVXOFRQWURODWHUDOHRFRQǻEDVHYHUWLFDOH sull’occhio dominante, in modo da essere certi che la visione si sdoppierà. Come ottotipo invece viene utilizzata una linea orizzontale di caratteri (lettere, numeri o altro) di dimensioni tali da essere percepiti nonostante la penalizzazione binoculare di + 0,50 dt. Tale linea talvolta è già presente tra i test del proiettore (Fig.16) oppure, si ottiene schermando una linea di caratteri di dimensioni opportune, normalmente linea di lettere di 5/10, in funzione del caso.


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

166

R D F H N

Fig.16: Linea di lettere giĂ predisposta sul proiettore

Ă&#x2C6; consigliabile suddividere lâ&#x20AC;&#x2122;effetto prismatico introdotto nei due occhi, XWLOL]]DQGRLSULVPLURWDQWLGL5LVOH\RGXHSULVPLGDÇťLQIDWWLGDOPRPHQWRFKHLO test si basa sul paragone delle immagini percepite dai due occhi e tenendo presente che i prismi peggiorano la qualitĂ dellâ&#x20AC;&#x2122;immagine (per le aberrazioni), nel caso usassimo un solo prisma le aberrazioni introdotte influenzerebbero la risposta del soggetto, rendendo, quindi, meno attendibile il test. Per quanto riguarda la procedura da seguire non ci sono particolari differenze rispetto alla precedente metodica, si deve solo specificare allâ&#x20AC;&#x2122;esaminato di porre attenzione soltanto alla nitidezza dei caratteri e non allâ&#x20AC;&#x2122;eventuale diversitĂ  dello sfondo, che può variare in particolare quando viene utilizzato un solo prisma di 6 Çť SHU OD GLVVRFLD]LRQH Presentiamo una fila di lettere dei 5/10 (inserendo una schermatura orizzontale nel proiettore d'ottotipi (Fig. 17).

Fig.17: Schermatura linea dei 5/10 (OD per vedere nitido ha bisogno di accomodare)

Il soggetto dovrĂ osservare la mira binocularmente attraverso i prismi dissocianti; l'inserimento dei prismi può infastidire il soggetto, perchĂŠ il sistema motorio prova ad eliminare la diplopia. Secondo quanto detto, dovremo inserire dei prismi a basi contrapposte (ad es. base bassa OS, base alta OD). In queste condizioni visive, il soggetto vede due file di lettere (Fig.18): quella in alto con lâ&#x20AC;&#x2122;occhio sinistro (ha il prisma base bassa) e quella in basso con lâ&#x20AC;&#x2122;occhio destro (ha il prisma base alta).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

167

Fig.18: Inserimento prismi e sdoppiamento dellâ&#x20AC;&#x2122;immagine

Aggiungiamo alla correzione trovata fino a questo punto, una sfera di +0,50 dt in entrambi gli occhi (Fig.19).

Fig.19: Annebbiamento di entrambi gli occhi

Chiediamo al soggetto se legge meglio le lettere nella riga in alto o in quella in basso e come in precedenza peggioriamo l'immagine vista meglio inserendo sfere positive di + 0,25 dt fino a che il soggetto riferirĂ di vederle allo stesso modo (Fig.20).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Fig.20: Peggioriamo l'immagine vista meglio, aggiungendo sfere positive (+ 0,25 dt) fino a che leggerĂ allo stesso modo con entrambi gli occhi (le immagini sono alla stessa distanza dalle retine)

Togliamo la sfera di + 0,50 dt inserita in precedenza (Fig.21).

Fig.21: Eliminazione di entrambe le sfere di +0,50 dt

Per concludere si tolgono i prismi e ciò che resta negli oculari non è altro che la correzione bilanciata (Fig.22).


10. Bilanciamenti monoculari e bioculari

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Fig.22: Correzione bilanciata

I test di bilanciamento bioculare servono per il bilanciamento dell’accomodazione, quindi possono portare solo a variazioni di sfera, rispetto a quella trovata in monoculare. Per questo motivo è più importante eseguirli sui soggetti non ancora presbiti o che hanno ancora un residuo accomodativo. Inoltre non sono da effettuarsi sui soggetti che presentano, dopo la refrazione monoculare, differenze di acuità visiva nei due occhi maggiore di 2/10, perché dovremmo peggiorare troppo l’occhio con acuità visiva migliore per portarlo al livello dell’altro e, molto probabilmente, tale variazione non verrebbe accettata. Durante lo svolgimento di questi test è possibile evidenziare eventuali soppressioni di un occhio, in questo caso l’esaminato riferirà di vedere solo una linea invece che due, in modo costante o intermittente.


11. Presbiopia

171

Capitolo 11 – Presbiopia L. Mele, M. Piovella 11.1 Variazioni del cristallino e dell’accomodazione con l’avvento della presbiopia Il cristallino (Fig.1), mezzo diottrico oculare responsabile dell’accomodazione, con l’invecchiamento riduce progressivamente la capacità di modificare la propria curvatura; ciò provoca una diminuzione del potere accomodativo e conseguentemente un allontanamento del punto prossimo dall'occhio. La riduzione dell’ampiezza accomodativa inizia nell’adolescenza e continua fino all’età di 60 anni, dopodiché il piccolo valore accomodativo residuo è prevalentemente dovuto alla profondità di campo dell’occhio, che non ad una reale accomodazione. Questo comportamento del sistema accomodativo è da ritenersi del tutto normale e comincia a creare problemi di affaticamento e sfuocamento visivo nei lavori a distanza ravvicinata mediamente nella quinta decade della vita.

Fig.1: Il cristallino

11.2 La presbiopia La presbiopia colpisce le persone generalmente a partire dai quaranta/quarantacinque anni ed interessa la visione per vicino e poco dopo anche quella a distanze intermedie. Non può essere considerata un vero e proprio difetto della vista, ma un processo fisiologico legato all’età. Dopo i 40 anni infatti l’occhio normale (emmetrope) continua a vedere bene da lontano, ma perde progressivamente la possibilità di vedere a distanza ravvicinata (Fig.2).


11. Presbiopia

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Fig.2: Il soggetto presbite

Ciò accade, poiché con il passare degli anni la capacità del cristallino di assumere la curvatura adatta affinché le immagini vadano a fuoco sulla retina guardando da vicino diminuisce e conseguentemente risulta più difficile mettere a fuoco gli oggetti vicini, infatti solitamente i primi problemi vengono avvertiti nella lettura. La parola “presbiopia”, dal greco “occhio vecchio”, è un termine che è stato coniato da F.C. Donders nel 1864 e sta ad indicare la situazione in cui l'ampiezza accomodativa non è più sufficiente a permettere una visione nitida e confortevole alla distanza ravvicinata abituale. Dal momento che la riduzione del potere accomodativo è fisiologica, non possiamo includere la presbiopia tra le ametropie. La definizione di presbiopia sopra scritta non fa riferimento ad un limite preciso d’ampiezza accomodativa sotto alla quale si può veramente parlare di presbiopia. Ciò è dovuto al fatto che le problematiche non dipendono solo dal valore d’accomodazione disponibile, ma anche dalle esigenze visive della persona. Ad ogni modo si può adottare una definizione clinica di presbiopia, considerando presbiti tutti i soggetti che hanno un’ampiezza accomodativa inferiore alle 4,00 dt. La scelta di questo limite non è arbitraria, ma si basa sulla considerazione che le attività “da vicino” si svolgono di media ad una distanza di 40 cm (x), alla quale occorre un’accomodazione (Acc.) così calcolabile:

Acc.

1 1 o x metri

0,4

2,50dt

Per avere una visione confortevole a tale distanza, il soggetto non potrà esercitare tutto il potere accomodativo di cui dispone, ma al massimo potrà utilizzare il “potere accomodativo confortevole” (P.A.conf), che può essere considerato pari ai 2/3 del potere accomodativo totale, quindi:

P. A.(conf .)

2 P. A. 3

Affinché il potere accomodativo confortevole sia di 2,50 dt, l’ampiezza accomodativa (P.A.) dovrà essere:


11. Presbiopia

173

P. A.

3 3 ˜ P. A.(conf .) o ˜ 2,50 2 2

3,75dt

In definitiva, il soggetto non presenterà problemi nella visione da vicino fino a quando la sua ampiezza accomodativa non scenderà sotto le 4,00 dt. Questo solitamente avviene tra 42 e 48 anni ed è in questa la fascia d’età che le persone cominciano a lamentare disturbi nella visione a distanza ravvicinata. Per superare queste difficoltà i soggetti presbiti necessitano di una addizione per vicino, ossia di un’aggiunta di potere positivo, da sommare all’eventuale correzione per lontano, che renda la visione da vicino nitida e confortevole.

11.3 Classificazione della presbiopia I soggetti presbiti possono presentare delle caratteristiche notevolmente diverse tra loro, quindi possiamo classificare la presbiopia in: - Presbiopia incipiente; che rappresenta lo stadio iniziale della presbiopia, in cui compaiono i primi sintomi astenopici o di difficoltà visiva ed il soggetto riesce ad avere una visione nitida ma non confortevole, in quanto deve utilizzare una quantità d’accomodazione maggiore del proprio potere accomodativo confortevole. - Presbiopia manifesta; è quella fase nella quale il soggetto dispone ancora di una certa quantità d’accomodazione, ma questa non è sufficiente a garantirgli una visione nitida da vicino, il soggetto quindi ha una visione sfuocata e necessita dell’addizione anche se possiede un certo valore di potere accomodativo residuo. - Presbiopia assoluta; indica la situazione in cui il potere accomodativo del soggetto è pressoché assente, quindi solitamente si verifica dopo i 60 anni d’età.

11.4 Eziologia della presbiopia La presbiopia è un malfunzionamento dell’occhio legato in modo specifico all’età; con l’avanzare degli anni, infatti, la lente dell’occhio (cristallino) perde le proteine, si secca e si indurisce, perdendo di flessibilità e causando visione sfuocata. Riferendosi alle cause che portano all’insorgenza della presbiopia occorre distinguere le situazioni normali da quelle in cui la riduzione del potere accomodativo deriva da una patologia. Nel primo caso le cause della perdita di accomodazione vanno ricercate nelle variazioni che intervengono durante la vita a cristallino, zonula di Zinn e muscolo ciliare (Fig.3).


11. Presbiopia

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Fig.3: Cristallino, zonula di Zinn e muscolo ciliare

Il cristallino continua a crescere per tutta la vita di circa 0,02 mm all’anno; l’occhio, invece, smette di crescere all’arrivo della pubertà. Il cristallino perde di “accomodazione”, che consiste nell’aggiustamento della curvatura necessaria per consentire la visione di oggetti vicini. Per quanto riguarda il muscolo ciliare numerosi studi hanno messo in evidenza che la sua funzionalità non diminuisce fino all’età di 60 anni; anzi, nelle prime fasi della presbiopia, si riscontra un’ipertrofia di tale muscolo, dovuta probabilmente all’eccessivo sforzo necessario per vedere nitidamente da vicino. Complessivamente si può affermare che la riduzione fisiologica del potere accomodativo è causata soprattutto dalle variazioni a carico del cristallino e della sua capsula, mentre risulta scarso il contributo dato a questo processo dal muscolo ciliare.

11.5 Fattori che influenzano l'insorgenza della presbiopia Ci sono fattori che possono ritardare od anticipare la comparsa della presbiopia, tra cui i principali sono: - fattori geografico-ambientali; più alta è l’esposizione ai raggi ultravioletti più è veloce il processo d’invecchiamento del cristallino. - fattori nutrizionali e stato di salute - errore refrattivo; in caso di ipermetropia non corretta o sottocorretta il punto prossimo è più lontano rispetto al soggetto emmetrope, quindi i sintomi della presbiopia compaiono in anticipo. Oltre a questo un soggetto ametrope compensato con lenti oftalmiche quando guarda da vicino necessita di uno sforzo accomodativo diverso da quello dell'emmetrope: x il miope necessita di uno sforzo accomodativo minore x l’ipermetrope necessita di uno sforzo accomodativo maggiore La variazione dipende della potenza della lente oftalmica e della sua distanza dall'apice corneale e si calcola con la seguente formula:


11. Presbiopia

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§1 P Â&#x2DC; d ¡ § 1 ¡ Sf .acc. ¨ ¸Â&#x2DC;¨ ¸ Š1 P Â&#x2DC; d š Š x š

dove: x P: potere della lente correttrice x d: distanza apice corneale-lente, che in caso di approssimabile a 0 x x: distanza di lavoro per vicino.

lenti a contatto è

Questo calcolo trova una sua veritĂ quando la lente oftalmica ha un potere maggiore di Âą 3.50dt. Consideriamo la seguente correzione di un soggetto ipermetrope: OD sf + 6,00 Distanza di lavoro = 33 cm OS sf + 6,00

ÂŞ 1  6 Â&#x2DC; 0,013 Âş § 1 ¡ Sf .acc. Â&#x; ÂŤ ¸ 3,25dt Âť Â&#x2DC;¨ ÂŹ 1  6 Â&#x2DC; 0,013 Âź Š 0,33 š ÂŞ 1  6 Â&#x2DC; 0 Âş § 1 ¡ In caso di lenti a contatto: Sf .acc. Â&#x; ÂŤ ¸ 3,00dt. Âť Â&#x2DC;¨ ÂŹ 1  6 Â&#x2DC; 0 Âź Š 0,33 š In caso di occhiali:

Consideriamo la seguente correzione di un soggetto miope: OD sf - 6,00

Distanza di lavoro = 33 cm OS sf - 6,00

ÂŞ 1  6 Â&#x2DC; 0,013 Âş § 1 ¡ Sf .acc. Â&#x; ÂŤ ¸ 2,59dt Âť Â&#x2DC;¨ ÂŹ 1  6 Â&#x2DC; 0,013 Âź Š 0,33 š ÂŞ 1  6 Â&#x2DC; 0 Âş § 1 ¡ In caso di lenti a contatto: Sf .acc. Â&#x; ÂŤ ¸ 3,00dt. Âť Â&#x2DC;¨ ÂŹ 1  6 Â&#x2DC; 0 Âź Š 0,33 š In caso di occhiali:

Consideriamo che un emmetrope per vedere nitido a 33 cm dovrebbe accomodare di 3,00 dt (Acc. = 1/d(in metri) 1/0,33 = 3,00 dt). Si può notare, quindi, che il miope con lâ&#x20AC;&#x2122;utilizzo di lenti oftalmiche sarĂ avvantaggiato, perchĂŠ dovrĂ  accomodare meno dell'emmetrope e dell'ipermetrope. Questo vantaggio, ovviamente, scompare nel momento in cui il miope decide di passare alle lenti a contatto; se ciò avviene in una fase di presbiopia incipiente si può determinare un peggioramento della visione da vicino tale da far rifiutare questo tipo di correzione.


11. Presbiopia

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11.6 Sintomatologia soggettiva Il primo segnale d’allarme di sospetta presbiopia è la necessità di allontanare dagli occhi gli oggetti che si stanno guardando. Quando si rende inevitabile distanziare dagli occhi il giornale che si sta leggendo, per esempio, è molto probabile che una persona sia presbite. Nella fase incipiente, ad esempio, il soggetto lamenterà disturbi astenopici che insorgono principalmente verso sera a causa della stanchezza accumulata durante la giornata lavorativa, mentre quando si arriva alla fase manifesta lamenterà una perdita di visione nitida alle brevi distanze, cioè non riuscirà più a leggere ed ad infilare il filo nell'ago. Quindi possiamo avere: - Annebbiamento per lontano; si manifesta occasionalmente e soprattutto in persone che lavorano a distanza ravvicinata (PC) ed è tipico del soggetto con presbiopia incipiente, il quale per ottenere visione nitida a distanza ravvicinata deve compiere un'elevata stimolazione del muscolo ciliare, questo fatto può provocare un lieve spasmo accomodativo che si traduce in pseudo-miopia (di norma non superiore a 0,50 dt). - Affaticamento visivo; il soggetto presbite non corretto o sottocorretto riferisce di essere costretto a "sforzare" i propri occhi quando svolge le attività da vicino, ciò provoca l’insorgenza di disturbi astenopici caratterizzati da mal di testa, bruciore degli occhi, nausea e sonnolenza. - Annebbiamento per vicino; è il sintomo più caratteristico del soggetto presbite ed indica che il potere accomodativo è sceso sotto al valore necessario per avere visione nitida e confortevole. Il soggetto cerca di superare il problema aumentando la distanza d’osservazione, sempre che l’attività svolta glielo consenta; può anche ricorrere ad un'illuminazione più forte diretta verso l'oggetto di sguardo, che provoca una miosi ed un aumento della profondità di fuoco ed inoltre migliora l’illuminamento e quindi la sensibilità della retina. 11.7 Determinazione dell’addizione L’addizione per vicino è l’entità di potere positivo, da sommare all’eventuale correzione per lontano, che permette al soggetto la visione da vicino nitida e confortevole. Si determina dopo aver ultimato l’esame refrattivo per lontano, compreso il bilanciamento dell’accomodazione. Tecniche per determinare l’addizione: x esame dell’ampiezza accomodativa (vedi cap. 3), x tabelle, x minimo positivo e massimo positivo. Inoltre l’addizione deve essere bilanciata tra i due occhi mediante alcuni test: x controllo dell’intervallo di visione nitida, x reticolo a croce e cilindro crociato, x bicromatico.


11. Presbiopia

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11.7.1 Determinazione dell’addizione secondo Bennon Secondo Bennon per la determinazione dell’addizione deve essere fatto l’inverso della distanza di visione nitida per vicino e poi sottrarre un valore corrispondente alla metà dell’accomodazione totale:

Esempio (1):

Esempio (2):

Distanza di visione 33 cm (3,00 dt)

Distanza di visione 40 cm (2,50 dt)

P.A. => 3,00 dt

P.A. => 4,00 dt

P.A.confortevole => 1,50 dt

P.A.confortevole => 2,00 dt

Lente necessaria 3,00 - 1,50 = +1,50 dt

Lente necessaria 2,50 - 2,00 = +0,50 dt

11.7.2 Determinazione dell’addizione secondo Bennet Secondo Bennet invece deve essere calcolato l’inverso della distanza di visione nitida per vicino e sottratto un valore corrispondente a 2/3 dell’accomodazione totale:

Esempio (1):

Esempio (2):

Distanza di visione 33 cm (3,00 dt)

Distanza di visione 40 cm (2,50 dt)

P.A. => 3,00 dt

P.A. => 4,00 dt

P.A.confortevole => 2,00 dt

P.A.confortevole => a2,50 dt

Lente necessaria 3,00 - 2,00 = +1,00 dt

Lente necessaria 2,50 - 2,50 = 0,00 dt NO ADD


11. Presbiopia

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11.7.3 Tabelle Le tabelle sottostanti possono aiutare a determinare l’addizione da prescrivere ad un soggetto; queste sono state calcolate seguendo le formule di Bennet (tab.1) e Bennon (tab.2).

11.7.4 Determinazione dell’addizione secondo il metodo del minimo positivo e massimo positivo Per determinare l’addizione con il metodo del minimo e del massimo positivo dobbiamo, dopo aver emmetropizzato il soggetto per lontano, così procedere: x fissare la distanza di visione per vicino, x aggiungere all’eventuale correzione per lontano lenti positive di 0,25 in 0,25 dt fino alla visione nitida, (minimo positivo), x continuare con lenti positive fino allo sfuocamento (massimo positivo). L’addizione da adottare sarà il potere intermedio tra i due valori. Esempio: Distanza 33 cm Min pos. +1,00 dt Max pos. +1,50 dt --> Add. da prescrivere +1,25 dt. 11.8 Verifica dell’addizione 11.8.1 Controllo dell’intervallo di visione nitida Per verificare l’intervallo di visione nitida dobbiamo: x inserire nell’occhiale di prova la correzione per vicino determinata fino a questo punto, x dare in mano al soggetto una tavola di lettura chiedendogli di posizionarla alla distanza abituale di lettura (o di lavoro) invitandolo ad osservare i caratteri più piccoli,


11. Presbiopia x x

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chiedere al soggetto di avvicinare l’ottotipo fino al punto in cui i caratteri cominciano a diventare sfuocati (rileviamo la distanza), chiedere al soggetto di allontanare l’ottotipo fino al punto in cui vede sfuocato (rileviamo la distanza) (Fig. 4).

Questo test ha una notevole rilevanza pratica: consente di verificare e dimostrare l’intervallo di spazio in cui funzionerà l’occhiale che prescriveremo. Inoltre possiamo, in base alla risposta soggettiva, effettuare gli opportuni ritocchi. La possibilità di avvicinare l’ottotipo di qualche centimetro ci conferma la presenza di una riserva accomodativa, condizione necessaria per avere visione confortevole.

Fig.4: Controllo dell’intervallo di visione nitida; A – add. corretta, B – add. scarsa, C – add. elevata

11.8.2 Verifica dell’addizione con reticolo a croce e cilindro crociato Per verificare l’addizione con il reticolo a croce e cilindro crociato si inserisce un valore di addizione determinato con uno dei metodi descritti in precedenza, si posiziona il reticolo a croce alla distanza abituale di lavoro del soggetto e si inserisce monocularmente il cilindro crociato r 0,50 dt con asse negativo a 90° in modo da introdurre un astigmatismo secondo regola (Fig. 5).


11. Presbiopia

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Fig.5: Verifica add. con cil. crociato r 0,50 dt e reticolo a croce

A questo punto si chiede al soggetto quali linee vede più nitide: x se vede entrambe le linee allo stesso modo significa che l’addizione è ben bilanciata, x se vede meglio le linee orizzontali significa che l’addizione è scarsa, quindi dovremmo aggiungere lenti positive, x se vede meglio le linee verticali l’addizione è eccessiva, quindi dovremmo aggiungere lenti negative. Si modifica opportunamente l’addizione fino a quando il soggetto non vedrà differenze tra le linee verticali e quelle orizzontali; nel caso non si raggiunga l’uguaglianza si lascia la preferenza per le linee orizzontali. 11.8.3 Verifica dell’addizione con il test bicromatico Per verificare l’addizione con il test bicromatico si deve inserire un valore di addizione determinato con uno dei metodi descritti in precedenza. Si posiziona l’ottotipo retroilluminato alla distanza abituale di lavoro in condizioni di visione scotopica e si chiede al soggetto su quale sfondo i caratteri sono più nitidi (Fig. 6).

Fig.6: Verifica add. con il test bicromatico da vicino


11. Presbiopia

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A. Se vede i simboli ugualmente nitidi in entrambe le parti, la radiazione gialla va a fuoco esattamente sulla retina, quindi il soggetto è perfettamente compensato per quanto riguarda lâ&#x20AC;&#x2122;addizione. B. Una preferenza per i simboli della parte rossa, indica che la radiazione gialla va a fuoco prima della retina, quindi il soggetto ha una addizione troppo elevata. C. Una preferenza per la parte verde, indica che la radiazione gialla va a fuoco oltre la retina, quindi il soggetto ha una addizione troppo bassa. Anche se teoricamente il test bicromatico può risultare semplice ed efficace, come detto nel Cap.8, mostra dei limiti con le persone anziane, in cui il cristallino ingiallito assorbe o diffonde maggiormente le radiazioni blu/verdi, ne consegue una preferenza per la parte rossa.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Capitolo 12 – Anisometropia e refrazione binoculare L. Mele, C. Costagliola 12.1 Introduzione L’anisometropia è quella situazione in cui gli occhi presentano uno stato refrattivo diverso, mentre la situazione in cui gli occhi presentano uno stato refrattivo uguale prende il nome di isoametropia. In caso di anisometropia essendo presente una diversa ametropia nei due occhi, la maggior parte delle persone potrebbe essere considerata anisometrope, ma si considerano tali solo quei soggetti in cui lo stato refrattivo differisce di una quantità maggiore a 1.50 - 2.00 dt. Questo limite ha una spiegazione pratica: in presenza di anisometropie di bassa entità non si verificano grossi problemi né in sede d’esame né al momento della prescrizione. Possibili combinazioni di anisometropia: Occhio destro

Occhio sinistro

Tipo di anisometropia

Emmetrope

Miope

ANISOMIOPIA

Miope

Miope (di una quantità minore)

ANISOMIOPIA

Emmetrope

Ipermetrope

ANISOIPERMETROPIA

Ipermetrope

Ipermetrope (di una quantità maggiore)

ANISOIPERMETROPIA

Miope

Ipermetrope

ANTIAMETROPIA

Statisticamente una differenza di ametropia di 1.00 dt è presente circa nel 10% della popolazione, mentre una differenza di 2.00 dt circa nel 2,5%; oltre a questo l’anisomiopia è due-tre volte più frequente dell’anisoipermetropia e si ha un’incidenza maggiore nei bambini nati prematuri rispetto a quelli nati a termine. I fattori che possono provocare l’insorgenza dell’anisometropia sono: xdifferente correlazione tra i componenti del sistema diottrico oculare, xsecondaria a patologie: glaucoma infantile, ptosi palpebrale e cataratta, xdi origine chirurgica: chirurgia refrattiva, interventi di cataratta e trapianto corneale. 12.2 Visione del soggetto anisometrope La visione del soggetto anisometrope va affrontata da tre punti di vista diversi, spesso collegabili tra loro: 1.le limitazioni visive provocate dall’anisometropia nelle condizioni visive abituali


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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2.il condizionamento dello sviluppo del sistema visivo nel caso in cui l’anisometropia si presenti nel periodo plastico 3.gli effetti visivi disturbanti indotti dalla correzione dell’anisometropia con lenti oftalmiche. 12.3 Influenza dell’anisometropia sullo sviluppo del sistema visivo L’anisometropia può indurre soppressione nel caso in cui sia: 1.non compensata: differenza di nitidezza delle immagini retiniche 2.compensata con lenti oftalmiche: differenti dimensioni delle immagini percepite con i due occhi (aniseiconia). L’aniseiconia può essere definita come differenza di forma e/o dimensione delle immagini oculari e statisticamente possiamo dire: x assenza di sintomi per differenze 0 – 0,75% x difficoltà di fusione per differenze 1 – 3% x impossibilità di visione binoculare, negli adulti, per differenze 3,25 – 5%; nei bambini tali valori aumentano fino ad arrivare all’8%. L’aniseiconia può essere denominata in funzione dei fattori che la determinano, infatti si dice: ¾Anatomica Ÿ quando è dovuta a variazioni nella densità dei fotorecettori retinici ¾Ottica inerente Ÿ quando dipende dal sistema diottrico oculare

¾Ottica acquisita Ÿ quando dipende dall’ingrandimento introdotto dal sistema ottico utilizzato per la compensazione del vizio refrattivo. Inoltre l’aniseiconia può essere simmetrica (compensabile) ed asimmetrica (non compensabile). L’aniseiconia simmetrica a sua volta si divide in overall, meridianale e composta (Fig.1). xOverall Ÿ le immagini di un occhio aumentano o diminuiscono della stessa quantità in tutti i meridiani, per esempio: OD sf. + 0,25 OS sf. + 3.25 xMeridianale Ÿ le immagini di un occhio aumentano o diminuiscono simmetricamente in un solo meridiano, ad esempio: OD sf. + 0,25 OS sf. +0,25 cil. +2,00 ax 180 xComposta Ÿ abbiamo la combinazione delle due precedenti situazioni, cioè: OD sf. +0,25 OS sf. +2,00 cil. +2.00 ax 90


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.1: A) aniseiconia overall B) aniseiconia meridianale C) aniseiconia composta

12.4 Tecnica di esame Come per tutti i soggetti che si presentano per sottoporsi a un esame della refrazione è consigliabile iniziare con l’anamnesi ed in caso di anisometropia la sintomatologia riferita cambia notevolmente in base al tipo e cioè: anisoipermetropia, anisomiopia ed antiametropia. Questa fase guida nella prescrizione dell’ausilio più idoneo. Conclusa l’anamnesi si passa ai controlli preliminari: x DFXLWjYLVLYDSHUORQWDQRHYLFLQR 2' OS, ma non sempre) x PPA (diverso nei due occhi) x schiascopia comparativa e/o autorefrattometria x aspetto esteriore degli occhi (fattori di rischio: esoftalmo, ptosi, strabismo). Oltre ad i sopracitati sono consigliabili alcuni esami preliminari che verifichino la presenza di: x visione binoculare (Luci di Worth, Lang stereotest, Titmus stereotest) x soppressione (Luci di Worth, Lang stereotest, Titmus stereotest ) x ambliopia (AV naturale e/o abituale, AV con foro stenopeico). 12.4.1 Test delle 4 luci di Worth Per l’esecuzione del test occorre impostare sull’ottotipo la mira delle 4 luci di Worth (Fig. 2), far indossare al paziente l’occhiale con filtri rosso-verde e l’eventuale correzione con l’illuminazione ambientale abbassata.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.2: Test delle quattro luci di Worth.

La mira è formata da quattro luci dislocate a rombo. Le mire poste sulla diagonale orizzontale sono di colore verde, quindi percepite dall’occhio con davanti il filtro verde, mentre le mire situate sulla diagonale verticale sono una rossa, percepita dall’occhio con davanti il filtro rosso, e l’altra bianca (solitamente quella in basso) percepita da entrambi gli occhi, che rappresenta lo stimolo alla fusione. Il test può essere eseguito sia per lontano che per vicino. Le risposte che il soggetto potrebbe riferire durante il test sono le seguenti: x Sono viste due mire rosse (Fig. 3): soppressione e visione monoculare, l’occhio che presenta visione è quello posteriore al filtro rosso.

Fig.3: Soppressione occhio sinistro

xSono viste tre mire verdi (Fig. 4): soppressione e visione monoculare, l’occhio che presenta visione è quello posteriore al filtro verde.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.4: Soppressione occhio destro

xSono viste quattro mire (Fig. 5): assenza di soppressione. Il soggetto presenta visione binoculare, riferendo di vedere tutte e quattro le mire con la mira in basso che appare di colore giallastro o rosacea, effetto dovuto alla fusione delle due immagini monoculari.

Fig.5: Soggetto con visione binoculare

xSono viste cinque mire, due rosse e tre verdi (Fig. 6): assenza di soppressione. Il soggetto presenta diplopia a causa di una deviazione manifesta o latente (tropia o foria), in quanto le immagini non vengono fuse.

Fig.6: Mancanza di fusione con diplopia


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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12.4.2 Lang stereotest 1 e 2 La stereopsi è la visione tridimensionale che origina dalla stimolazione simultanea di elementi retinici orizzontalmente disparati nell'ambito delle aree di Panum. Il valore stereoscopico degli elementi retinici strettamente corrispondenti è pari allo zero, mentre la massima sensibilità della stereopsi si ha nelle loro immediate vicinanze. Per la verifica dell’acuità stereoscopica può essere utilizzato il Lang stereotest 1 (Fig.7), nel seguente modo:

Fig. 7: Lang stereotest 1, il quale presentà la seguente disparità: Macchina = 550” di arco, Stella = 600” di arco e Gatto = 1200” di arco

x x

posizionarsi di fronte al soggetto da esaminare, in modo da potere osservare facilmente i suoi movimenti oculari e mostrargli il test in posizione perpendicolare (ad angolo retto) a una distanza di circa 40 cm. chiedere al soggetto se ha visto qualcosa sul test e guardare i suoi movimenti oculari mirati alla ricerca dell’oggetto, una volta che il primo è stato individuato chiedere di cercare gli altri e di descriverli.

Altrimenti può essere utilizzato il Lang stereotest 2 (Fig.8); la cui procedura di utilizzo è la stessa del precedente.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.8: Lang stereotest 2, il quale presentà la seguente disparità: Stella = visione monoculare, Luna = 200” di arco, Macchina = 400” di arco ed Elefante = 600” di arco

I risultati dei Lang stereotest 1 e 2 possono essere: x x x

Positivo: corretta localizzazione e denominazione di tutti gli oggetti nascosti, tipici movimenti oculari rapidi tra un oggetto e l’altro; in questo caso non è necessario nessun ulteriore esame della stereopsi. Negativo: nessun oggetto viene riconosciuto e neanche i movimenti degli occhi indicano il riconoscimento degli oggetti tridimensionali, gli occhi osservano il test e poi guardano altrove; è preferibile un controllo più approfondito. Dubbio: viene localizato e definito correttamente solo un oggetto nascosto, gli occhi cercano gli altri oggetti; anche in questo caso è preferibile un controllo più approfondito.

12.4.3 Titmus fly stereotest Nel titmus fly stereotest viene utilizzato il principio dei vettogrammi, infatti è polarizzato e si esegue con gli occhiali polarizzati (Fig. 9).


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.9: Titmus fly stereotest

Il test viene svolto a 40 cm ed è suddiviso in tre parti: 1. la mosca, caratterizzata da ali che vengono viste in rilievo rispetto al corpo; circa 3600” di arco 2. il test degli animali, in cui sono presenti tre linee con cinque figure; in ogni linea c’è un solo animale in rilievo con rispettivamente un angolo di disparità di 400”, 200” e 100” di arco 3. il test dei cerchi (Fig.10), costituito da nove elementi con quattro cerchi ed in ognuno vi è un cerchio in rilievo. Dal n°1 al n° 9 l’angolo di disparità a 40 cm varia da 800 a 40” di arco.

Fig.10: Test dei cerchi


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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12.4.4 Schiascopia La procedura da seguire in schiascopia senza cicloplegia è neutralizzare l’occhio destro mentre il sinistro fissa senza correzione, passare poi a neutralizzare l’occhio sinistro mentre il destro fissa attraverso la correzione trovata in schiascopia. Dopodichè deve essere ricontrollato l’occhio destro mentre il sinistro fissa attraverso la correzione trovata in schiascopia e, se troviamo una differenza di 0.50 diottria o più, neutralizzarlo nuovamente, poi si ricontrolla il sinistro mentre il destro guarda attraverso la nuova correzione trovata; si continua in questo modo fino a quando nei passaggi successivi non si trovano differenze minori di 0.25 diottria. 12.5 Esame refrattivo soggettivo In soggetti senza visione binoculare, con strabismi, soppressione, ambliopie profonde e quindi marcata differenza di acuità visiva nei due occhi, deve essere effettuato l’esame refrattivo monoculare. Nei soggetti invece in cui è presente una visione binoculare (di livello più o meno normale) le difficoltà cambiano in base all’età; nell’adulto sono sufficienti le normali metodiche soggettive, mentre nel soggetto giovane, con potere accomodativo elevato, può essere molto difficile determinare l’anisometropia totale. In questo ultimo caso può essere utile effettuare la refrazione in cicloplegia oppure la “refrazione binoculare”. 12.5.1 Refrazione binoculare La refrazione binoculare è una tecnica che: 1.permette la valutazione dello stato refrattivo nei due occhi separatamente, mentre però il soggetto è in condizioni di visione binoculare, 2.determina lo stato refrattivo in condizioni visive più reali e più confortevoli. In refrazione monoculare si interrompe la fusione e quindi gli occhi assumono la posizione di foria. In presenza di una cicloforia l'asse del cilindro correttore determinato in monoculare può essere sensibilmente diverso da quello determinato in visione binoculare. Inoltre in refrazione monoculare si interrompe il legame accomodazioneconvergenza e quindi c’è il rischio di non controllare bene l’accomodazione. Per eseguire una refrazione binoculare è necessario impedire la visione dell’area foveale o maculare dell’occhio non esaminato mantenendo inalterata la fusione periferica. Le informazioni sulla percezione dei dettagli dipenderanno dalle condizioni visive dell’occhio esaminato. La refrazione binoculare ci consente di eseguire la misura dello stato refrattivo, prima in un occhio poi nell'altro e di effettuare poi un bilanciamento binoculare, cioè un bilanciamento dell'accomodazione; il tutto in condizioni di visione binoculare.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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12.5.2 Vantaggi dell'esame in visione binoculare Come abbiamo già accennato, le tecniche refrattive binoculari offrono il vantaggio di poter esaminare il soggetto in una situazione molto vicina alle condizioni visive abituali. Infatti quando si esegue la refrazione monoculare e si pone l'occlusore davanti all'occhio non esaminato avvengono delle variazioni importanti a livello del sistema visivo: 1) il diametro pupillare aumenta (midriasi) - se la cornea presenta una qualunque asimmetria, l'errore refrattivo può esserne influenzato. 2) viene interrotto il legame accomodazione/convergenza - in condizioni particolari questo legame può influenzare lo stato refrattivo; ne sono un esempio l'ipermetropia relativa, in cui il soggetto in visione binoculare sottoaccomoda per evitare di perdere l'allineamento degli assi visivi, o la presenza di una marcata exoforia, la cui compensazione richiama accomodazione che induce una falsa miopizzazione. 3) è necessario sopprimere l'immagine proveniente dall'occhio occluso; questo risulta molto difficile, se non addirittura impossibile, quando il soggetto in esame mostra una spiccata dominanza per uno dei due occhi. 4) si interrompe la fusione, gli occhi assumono la posizione di foria ed, in presenza di una cicloforia, l'asse del cilindro correttore determinato in monoculare può risultare sensibilmente diverso da quello in visione binoculare. Inoltre, in visione monoculare può manifestarsi un nistagmo latente che rende molto difficoltoso l'esame refrattivo. Utilizzando delle tecniche refrattive binoculari si eliminano tutti questi problemi ed in aggiunta mettiamo il sistema visivo nella condizione di rilasciare più accomodazione possibile. Per poter eseguire l'esame refrattivo binoculare dobbiamo mettere il soggetto esaminato in condizioni di visione binoculare ed al tempo stesso dovremo essere certi che una parte dell'ottotipo presentato venga vista solo da un occhio ed un'altra parte solo dal controlaterale. Queste condizioni visive si possono ottenere utilizzando diverse tecniche: il metodo vettografico, il setto separatore di Turville. Un ulteriore tecnica utilizzabile è quella dell’annebbiamento monoculare denominata sospensione foveale. 12.6 Metodo vettografico Il metodo vettografico prevede l'uso di una coppia di filtri polarizzati da porre davanti agli occhi del soggetto mentre gli viene presentato un vettogramma (Fig.11). Il vettogramma è una mira formata da una parte centrale non polarizzata (stimolo fusionale) e da due parti polarizzate su piani ortogonali, cosicché una parte viene vista dall'occhio destro e l'altra dall'occhio sinistro.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.11: Vettogramma e filtri polarizzati. A) l'OD vede la parte alta, l'OS vede la parte bassa; la parte centrale non polarizzata è vista da entrambi gli occhi (stimolo fusionale). B) l'OD vede la parte sinistra, l'OS vede la parte destra; la parte centrale non polarizzata è vista da entrambi gli occhi (stimolo fusionale).

In linea di massima con questa tecnica la procedura è uguale a quella dell’esame refrattivo monoculare, ossia si determina l’equivalente sferico, poi la potenza e l’asse del cilindro correttore; tutto ciò si esegue prima in un occhio e poi nell’altro in condizioni di visione binoculare. Ovviamente, se partiamo dai valori di schiascopia, l’esame servirà a verificare ed eventualmente a ritoccare i dati dell’esame oggettivo. Questa tecnica è molto efficace, ma nei proiettori in commercio è difficile trovare un vettogramma completo. 12.7 Setto separatore di Turville Questo metodo può essere eseguito con diverse modalità e strumentazione, ma si basa sempre sulla presenza di un setto separatore, il quale fa vedere all'occhio destro la parte di ottotipo che non vede l'occhio sinistro e viceversa; lo stimolo alla fusione sarà dato dal setto separatore stesso e dalle parti di ottotipo viste da entrambi gli occhi. Nella versione originale Turville (1936) sfruttò un setto separatore per eseguire il test di bilanciamento binoculare denominato TIB (Turville Infinity Balance) (Fig.12): veniva usato uno specchio schermato nella parte centrale in modo che l'ottotitpo, posto dietro la testa del soggetto, venisse visto in parte dall'occhio destro ed in parte dall'occhio sinistro. Però si può ottenere lo stesso tipo di visione mettendo il setto separatore tra l'ottotipo ed il soggetto esaminato.


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.12: Setto separatore di Turville

Come per quanto riguarda la tecnica precedente anche in questa si determina l’equivalente sferico, poi la potenza e l'asse del cilindro correttore; tutto ciò si esegue prima in un occhio e poi nell'altro in condizioni di visione binoculare. È una tecnica efficace ma anacronistica, soprattutto per la sua realizzazione pratica (utilizzo dello specchio o di un setto a metà stanza); sicuramente è invece di più facile utilizzo per l’esame da vicino (Fig.13).

Fig.13: Setto separatore di Turville da vicino.

12.8 Sospensione foveale (annebbiamento monoculare) Questa tecnica si basa sull'inibizione, o meglio sulla sospensione, della regione foveale che si verifica in visione binoculare quando un occhio presenta un certo valore di annebbiamento. Tale metodo è stato proposto da vari autori, ma si deve certamente a D. Humphriss (1979) l'analisi più approfondita sugli effetti dell'annebbiamento monoculare sulla stabilità della visione binoculare. Prima di lui, per ottenere l'annebbiamento fu proposto l'uso di cilindri crociati (Mallett, 1964), di lenti positive di + 2,00 dt (Cooper), di filtri neutri a densità variabile per ridurre l'illuminamento retinico (Lyons, 1962). La tecnica di sospensione foveale proposta da Humphriss prevede l'utilizzo di una lente positiva da anteporre ad un occhio (quello non esaminato), la quale deve avere una potenza tale da ridurre l'acuità visiva fino a 5÷6/10 (di solito è sufficiente una lente di +0,75 ÷ +1,00 dt). La scelta del "giusto valore di annebbiamento" proposto dall'autore è scaturita dalla ricerca scientifica attraverso la quale è stato dimostrato che: 1.per questo livello di annebbiamento (+0,75 ÷ +1,00 dt) la visione binoculare è possibile grazie alla fusione paracentrale e periferica (Fig.14)


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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Fig.14: Annebbiamento monoculare

2. valori superiori di annebbiamento (lenti di potenza superiore a +1,50 dt) rendono la visione binoculare instabile con tendenza alla diplopia 3. anche se il soggetto è in condizioni di visione binoculare le informazioni relative alla nitidezza dell'immagine provengono solo dall'occhio non annebbiato, ossia quello che andremo ad esaminare; infatti l'annebbiamento provoca la sospensione dell'area foveale, la quale è alla base del riconoscimento dei caratteri di piccole dimensioni. La refrazione binoculare, come sopracitato, è una tecnica refrattiva soggettiva che dispone di molti più vantaggi rispetto alla refrazione monoculare. Ha però l’inconveniente di non essere adatta per soggetti che presentano anomalie della visione binoculare o una marcata differenza di acuità visiva nei due occhi. Per valutare l’idoneità dell’individuo esaminato ad essere sottoposto ad esame refrattivo binoculare, esiste un test molto rapido ed affidabile: Test delle quattro luci di Worth, già precedentemente illustrato in questo capitolo. La refrazione binoculare eseguita con la tecnica dell’annebbiamento monoculare presenta come punto di partenza i valori di sfera, cilindro ed asse trovati in schiascopia o eventualmente la vecchia compensazione, purchè permetta un buon visus. Questo è assolutamente necessario, in quanto, se il soggetto presenta un visus naturale ridotto, causato dalla presenza di un'ametropia non corretta, diventa difficile produrre il giusto valore di annebbiamento che ci permette di svolgere l'esame. In linea di massima, la procedura è la seguente: x occludiamo l'occhio destro e penalizziamo il visus nell'occhio sinistro aggiungendo positivo fino ad ottenere 5÷6/10 x togliamo l'occlusore ed eseguiamo la refrazione all'occhio destro, che dovrebbe avere un buon visus, secondo le modalità abituali, ossia si controlla l'asse e poi il potere del cilindro correttore per poi passare alla sfera con l’utilizzo dell’HIC test; tutto ciò si esegue prima in un occhio e poi nell'altro in condizioni di visione binoculare. Ovviamente se partiamo dai valori di schiascopia, l'esame servirà a verificare ed eventualmente a ritoccare i dati dell'esame oggettivo. Questa tecnica, a differenza delle altre, non richiede mire o attrezzature particolari e la cosa importante da ricordare è che la lente positiva posta davanti all’occhio non


12. Anisoametropia e refrazione binoculare

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esaminato induce un forte stimolo alla disaccomodazione, quindi è consigliabile in casi di: x ipermetropia latente x pseudomiopia x antiametropia x anisometropia ipermetropica. Per contro può avere dei limiti in caso di:

x visione binoculare instabile (il positivo può indurre diplopia o soppressione) x spiccata dominanza (non riesce ad inibire la fovea dell’occhio dominante) x bassi visus non dovuti ad ametropia non corretta. 12.8.1 HIC Test Con la tecnica della sospensione foveale si può utilizzare l'HIC Test (HIC: Humphriss Immediate Contrast) anche detto test del contrasto immediato. Questo non è un test di bilanciamento, ma serve a determinare per quale valore di sfera entra in gioco l'accomodazione; tutto ciò si esegue in visione binoculare, prima in un occhio poi nel contro laterale, dopo aver già ottimizzato l’asse e il potere degli eventuali cilindri. Vediamo nei dettagli la procedura del test del contrasto immediato: 1) dopo aver svolto i soggettivi monoculari, abbiamo anteposto davanti all'occhio sinistro una sfera di +0,75 o +1,00 diottria in modo da ridurre l'acuità visiva a circa 5÷6/10, abbiamo cioè indotto la sospensione foveale e abbiamo controllato il cilindro dell’occhio destro, 2) davanti all'occhio che stiamo controllando, in questo caso il destro, viene anteposta prima una sfera di +0,25 diottria e lasciata in posizione un secondo abbondante; viene poi rapidamente sostituita con una sfera negativa di -0,25 diottria, che sarà lasciata in posizione solo mezzo secondo, per poi essere sostituita nuovamente con la lente positiva. Tale "altalena" sarà ripetuta alcune volte, in modo da facilitare il giudizio dell'osservatore. A tale presentazione il soggetto potrà fornire una delle seguenti risposte: 1.se non accomoda sarà scelta immediatamente la lente negativa, in quanto migliora la nitidezza dell'immagine, 2. se il soggetto invece accomoda potremo avere le seguenti risposte: 2a - vede meglio con la sfera positiva, 2b - dopo una certa esitazione non sa scegliere quale fra le due lenti gli fornisca la migliore nitidezza, 2c - vede leggermente meglio con la lente negativa, ma le lettere si rimpiccioliscono. Se la risposta è la numero 1 si aumenta il valore negativo o si diminuisce il valore positivo della correzione in uso di 0,25 diottria e si ripete il test. Se la risposta è la 2a: si aumenta il valore positivo o si diminuisce il valore negativo della correzione in uso e poi si ripete il test. Se la risposta è la 2b: la correzione è ben bilanciata; eventualmente si utilizza un'altro metodo di verifica. Se la risposta è la 2c: la lente negativa induce accomodazione; la correzione non è da modificare.


13. Deviazioni oculari latenti: le forie

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Capitolo 13 – Deviazioni oculari latenti: le forie L. Mele, C. Bianchi 13.1 Il sistema motorio e le sue anomalie Per ottenere una visione binoculare è necessario che le immagini degli oggetti guardati stimolino elementi retinici corrispondenti. Questa condizione deve verificarsi in ogni momento ed in qualsiasi posizione di sguardo, ossia gli occhi devono assumere di volta in volta una posizione tale da avere visione binoculare. Se l’allineamento dello stimolo su punti retinici corrispondenti è la condizione affinché le due immagini possano essere fuse, è necessario che il sistema possieda degli idonei strumenti che realizzino tale condizione. Essi sono: 1. la fusione sensoriale (fusione piatta) 2. la fusione motoria. La fusione sensoriale riceve ed elabora tutte le informazioni del mondo esterno e le trasmette alla componente motoria. Quest’ultima governa l’attività della muscolatura estrinseca che attraverso complessi movimenti di vergenza consente di mantenere gli assi visivi allineati correttamente. Non è detto, però, che ciò accada sempre; alcune volte, una certa grossolanità dell’attività della muscolatura estrinseca non consente un perfetto allineamento degli assi visivi sul punto di fissazione, con la conseguenza che gli stimoli visivi non cadono su punti retinici corrispondenti. Per evitare la diplopia la fusione sensoriale interviene una seconda volta, sulla componente motoria, riuscendo nella maggior parte dei casi a ripristinare il corretto allineamento che consente il compimento della fusione. Solo in alcune situazioni, in cui l’errore di vergenza è particolarmente cospicuo, la componente fusionale sensoriale può non riuscire a ripristinare il corretto allineamento; in questo caso la diplopia è inevitabile e fastidiosa. Caso tipico sono gli errori di vergenza verticale, in cui la componente fusionale sensoriale riesce a compensare solo piccoli angoli di deviazione. Pertanto il sistema motorio ha l'importante compito di portare e mantenere le immagini sulle fovee in ogni direzione di sguardo, assicurando in questo modo la visione binoculare. È necessario sottolineare che il meccanismo della fusione motoria è stimolato dalla diplopia che si verifica quando gli occhi non fissano contemporaneamente l'oggetto che si vuole guardare. 13.2 Gli squilibri del sistema motorio: forie e tropie Gli squilibri che possono essere compensati dalla fusione motoria prendono il nome di forie o deviazioni latenti, mentre quelli non compensabili dal meccanismo fusionale si chiamano tropie o deviazioni manifeste. Che lo sbilancio della visione binoculare si limiti ad una foria o diventi invece una tropia è legato alla relazione che intercorre tra l'entità della deviazione e la capacità del sistema motorio di compensarla. Una deviazione lieve può essere compensata dalla fusione motoria senza grosse difficoltà, mentre, se lo squilibrio è più marcato, la sua compensazione può indurre disturbi astenopici (visione binoculare non confortevole), oppure assumere le caratteristiche di una tropia, cioè diventare una deviazione manifesta. Le conseguenze della tropia dipendono dall'età in cui si


13. Deviazioni oculari latenti: le forie

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manifesta: se avviene in età plastica, il bambino risponderà alla diplopia tramite la soppressione di un occhio oppure instaurando una corrispondenza retinica anomala, mentre se compare in età adulta il soggetto dovrà imparare a convivere con la diplopia. Si può verificare la presenza di uno squilibrio la cui compensazione avviene al limite delle capacità della fusione motoria; ciò produce una visione faticosa, in quanto è necessario un impegno notevole del sistema motorio. Se questa situazione si presenta nel periodo plastico il bambino in molte occasioni finirà per accettare una tropia con soppressione, rischiando di adattarsi a questa situazione che gli risolve il problema in modo semplice; se invece si verifica in un soggetto adulto sarà costretto ad alternare astenopia alla diplopia e probabilmente farà ricorso quanto prima allo specialista. E’ interessante rilevare che è molto frequente il caso in cui forie e tropie siano presenti solo per determinate posizioni di sguardo, il che può portare sia a farle passare inosservate (quando interessano una posizione poco utilizzata normalmente) sia a compensarle con atteggiamenti “viziati” del capo, del collo e delle spalle. Peraltro, poiché usualmente il soggetto utilizza il suo apparato visivo fino ai limiti estremi della compensazione mediante la fusione motoria, ecco spiegate non poche astenopie che sembrano inspiegabili. 13.2.1 Classificazione degli squilibri muscolari latenti In base alla direzione della deviazione le forie si distinguono in: Forie orizzontali x esoforia: gli occhi convergono verso l'interno e gli assi visivi si incontrano prima del punto di fissazione, x exoforia: gli occhi convergono verso l'esterno e gli assi visivi si incontrano dopo il punto di fissazione. Forie verticali x iperforia destra: l'occhio destro tende a posizionarsi più in alto rispetto al sinistro, x iperforia sinistra: l'occhio sinistro tende a posizionarsi più in alto rispetto al destro. Forie torsionali x incicloforia: rotazione della parte superiore degli occhi verso l'interno attorno all’asse visuale, x excicloforia: rotazione della parte superiore degli occhi verso l'esterno attorno all’asse visuale. Si tenga presente che le forie sono a carico di entrambi gli occhi, anche se apparentemente i test clinici, soprattutto parlando di forie verticali, attribuiscono lo squilibrio ad un occhio solo; nella terminologia corrente non sono previste le ipoforie ed allora un’ipoforia destra, ad esempio, verrà indicata come iperforia sinistra, dal momento che rappresenta lo stesso tipo di deviazione. Si tenga anche presente che la capacità di fusione, mentre è molto ampia per le deviazioni orizzontali, è molto ridotta per quelle verticali, per cui uno squilibrio della binocularità verticale anche minimo genera facilmente fenomeni di astenopia, soppressione o diplopia.


13. Deviazioni oculari latenti: le forie

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13.3 Esame dello stato eteroforico Alla base delle tecniche ortottiche usate per evidenziare lo stato eteroforico c'è l'interruzione della fusione sensoriale, che serve ad ottenere una visione dissociata; in questo modo si esclude il meccanismo correttivo della fusione motoria e gli occhi assumono la loro posizione usuale di riposo (posizione di foria). La visione dissociata può essere ottenuta in diversi modi: a) fornendo immagini differenti nei due occhi – questo si può realizzare mediante occhiali polarizzati o filtri rosso/verde, b) escludendo un occhio dalla visione – si mette un occlusore davanti ad un occhio, c) utilizzando dei prismi dissocianti – ossia dislocando l'immagine retinica, in uno o in entrambi gli occhi, di una quantità superiore alle capacità di recupero del sistema motorio. Se è presente una foria, durante la visione dissociata le immagini di un oggetto fissato andranno a formarsi su punti retinici disparati generando diplopia. In caso di esoforia le immagini cadranno sulla porzione nasale delle retine dando origine a diplopia omonima, situazione in cui l'oggetto viene localizzato dallo stesso lato dell'occhio che ne ha fornito l'immagine; in caso di exoforia invece verrà stimolata la porzione temporale delle retine dando origine alla diplopia crociata, in cui l'oggetto viene localizzato dal lato opposto dell'occhio che ne ha fornito l'immagine. Le procedure di esame si differenziano in tecniche soggettive ed oggettive: le prime si basano sulle risposte del soggetto (che deve riferire dove percepisce una parte dell’ottotipo presentato), mentre le seconde si basano sull'osservazione del soggetto in esame da parte dell’operatore. È inutile rilevare che la buona pratica clinica prevede che si utilizzino ambedue le tecniche, per minimizzare il rischio di falsi positivi o falsi negativi. L’utilizzo combinato consente altresì di evidenziare eventuali discrepanze tra dati soggettivi e dati oggettivi, discrepanze che non raramente hanno una notevole importanza diagnostica e terapeutica. 13.4 Tecniche soggettive per l'evidenziazione delle forie Questi test si distinguono in base al sistema di dissociazione: a) presentazione di oggetti diversi: l’interruzione della fusione sensoriale, quindi la dissociazione, si ottiene producendo immagini retiniche di forma diversa nei due occhi (test di Schober, test di Hering e test con cilindro di Maddox), b) dissociazione tramite prismi: questi test si basano sulla visione dissociata che si ottiene con prismi che spostano l'immagine retinica di una quantità che va oltre le capacità di recupero del sistema motorio (metodo di Von Graefe). 13.4.1 Test di Schober La mira è costituita da una croce di colore rosso posta nel centro di un cerchio verde (o viceversa), la quale viene usata in associazione ai filtri rosso-verde, in modo che l’occhio con il filtro rosso veda la croce e quello con il filtro verde veda il cerchio. Si presenta la mira al soggetto, chiedendogli dove vede la croce rispetto al cerchio: se al centro sarà ortoforico, se è spostata presenterà una foria. Una volta


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stabilito quale occhio vede la croce e quale il cerchio, la posizione assunta dalla croce rispetto al cerchio ci permetterĂ di stabilire il tipo di diplopia e quindi il tipo di foria presente nel soggetto in esame (Fig.1).

Fig.1: Rappresentazione della visione al test di Schober (filtro rosso su OD)

13.4.2 Test di Hering La mira è costituita da una croce in cui i bracci verticali ed orizzontali sono polarizzati su piani ortogonali tra loro o rosso-verdi. Facendo guardare il soggetto attraverso una coppia di filtri polarizzati o rosso verdi, questi vedrà i bracci verticali con un occhio e quelli orizzontali con l'altro. Se vogliamo verificare le forie orizzontali chiediamo al soggetto se i bracci verticali sono spostati a destra o a sinistra; volendo analizzare le forie verticali chiederemo se i bracci orizzontali sono posizionati in alto o in basso (Fig.2).

Fig.2: Rappresentazione della visione al test di Hering polarizzato o rosso-verde (OD vede i bracci verticali)


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I test di Schober e di Hering non consentono un controllo preciso dell'accomodazione, quindi possono risultare imprecisi; hanno però il vantaggio di poter valutare simultaneamente le forie orizzontali, verticali ed anche quelle composte. Le cicloforie possono essere meglio individuate con il test di Hering. 13.4.3 Tecnica con cilindro di Maddox Il "cilindro di Maddox" in origine era costituito da una lente cilindrica con un'elevata potenza (300÷500 dt), del diametro di circa 3 mm inserita in un disco opaco che funge da holder per poterla inserire nel portalenti. Quando si guarda un punto luminoso attraverso un cilindro di Maddox percepiamo una striscia ortogonale all'asse del cilindro stesso; questo è dovuto al fatto che la sezione neutra non cambia la vergenza delle radiazioni incidenti, mentre l'altra le fa convergere immediatamente dopo il cilindro, portandole quindi a incidere divergenti sul sistema diottrico oculare. La dissociazione necessaria per il rilevamento dello stato eteroforico si ottiene posizionando il cilindro di Maddox su uno dei due occhi: in questo modo un occhio vedrà una striscia luminosa e l'altro vedrà un punto luminoso. A questo punto, per risalire al tipo di foria presente, sarà sufficiente chiedere al soggetto di riferirci dove vede la striscia rispetto al punto luminoso. Per rilevare le forie sul piano orizzontale il cilindro di Maddox deve essere posizionato con asse orizzontale, in modo che fornisca una striscia verticale (Fig.3); invece deve essere messo ad asse verticale per rilevare le forie sul piano verticale (Fig.4). Il cilindro di Maddox, a causa delle ridotte dimensioni, doveva essere posizionato esattamente di fronte alla pupilla, così col tempo è stato sostituito dalla grata di Maddox, costituita da una serie di lenti piano cilindriche, la quale fornisce lo stesso effetto ottico del cilindro di Maddox e al tempo stesso non richiede un posizionamento così preciso.

Fig.3: Rappresentazione della visione al test con cilindro di Maddox orizzontale


13. Deviazioni oculari latenti: le forie

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Fig.4: Rappresentazione della visione al test con cilindro di Maddox verticale

13.4.4 Metodo di Von Graefe Se ad un soggetto che sta osservando uno stimolo in visione binoculare inseriamo un prisma davanti ad un occhio l'immagine retinica verrà spostata in direzione della base del prisma e l'occhio dovrà ruotare verso il suo apice per riportare l'immagine su punti retinici corrispondenti. Quando l'entità del prisma introdotto supera la capacità di recupero del sistema motorio, la fusione sensoriale sarà impossibile e comparirà diplopia. La tecnica di Von Graefe si basa proprio sulla dissociazione ottenuta mediante l’inserimento di prismi; questi hanno il compito di interrompere la fusione sensoriale, in modo che gli occhi assumano la posizione di foria. Questo test può essere utilizzato per il rilevamento delle forie orizzontali e anche di quelle verticali: 1) Per misurare le forie orizzontali viene presentata al soggetto in esame una carta di Sheard verticale, dopo di ché si antepone davanti ad uno dei suoi occhi un prisma base verticale di potenza sufficiente ad interrompere la fusione VHQVRULDOH FLUFD ·ǻ  $ TXHVWR SXQWR LO VRJJHWWR ULIHULUj GL YHGHUH GXH strisce di lettere, una in alto ed una in basso: se saranno allineate sarà presente ortoforia, mentre se saranno disallineate, una più a destra ed una più a sinistra, sarà presente una foria che verrà classificata in funzione del tipo di diplopia (Fig.5).


13. Deviazioni oculari latenti: le forie

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Fig.5: Rappresentazione della visione al test di Von Graefe con prisma verticale

2) Per la misura delle forie verticali viene presentata al soggetto in esame una carta di Sheard orizzontale, dopo di chĂŠ si antepone ad uno dei suoi occhi un prisma base nasale di potenza sufficiente ad interrompere la fusione sensoriale FLUFDÇť ,OVRJJHWWRULIHULUjGLYHGHUHGXHVWULVFHGLOHWWHUHXQDDGHVWUDHG una a sinistra: se saranno allineate sarĂ presente ortoforia, mentre se saranno disallineate sarĂ  presente una foria che verrĂ  classificata in funzione del tipo di diplopia (Fig 6).

Fig.6: Rappresentazione della visione al test di Von Graefe con prisma orizzontale

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Tecniche oggettive per l'evidenziazione delle forie: cover test

Questa tecnica è di semplice esecuzione, è molto rapida e non prevede l'utilizzo di una strumentazione particolare, in quanto sono necessari solo un occlusore ed una mira; dal momento che non richiede una grossa collaborazione del soggetto (è sufficiente che guardi la mira di fissazione), può essere eseguita anche nei bambini. Il cover test si può eseguire con e senza correzione (quando il visus naturale è sufficiente), sia in visione da lontano che in quella da vicino; è consigliabile


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svolgere l'esame in ambiente ben illuminato, in quanto ciò consente di osservare meglio i movimenti degli occhi del soggetto esaminato. La mira di fissazione deve essere uno stimolo preciso, sia per l'accomodazione che per la fissazione: può essere utilizzata una lettera dell'ottotipo avente ampiezza di uno o due decimi inferiore alla massima acuità visiva raggiunta dal soggetto oppure una striscia verticale di lettere, come la carta di Sheard, che presenta simboli di dimensioni diverse; per i bambini sono consigliabili delle figurine o dei piccoli oggetti che richiamino la loro attenzione, come il dado di Lang. Nei più piccoli, per mantenere la fissazione, si può far osservare uno schermo televisivo che proietti un cartone animato. Come occlusore si può usare quello della cassetta di prova, ma ne esistono in commercio alcune versioni traslucide particolarmente pratiche con manico, quali l’occlusore di Spielmann. L'operatore può anche utilizzare la propria mano, facendo ben attenzione a non lasciare fessure attraverso le quali il soggetto possa vedere. Esistono diverse metodologie per eseguire il cover test, tra le quali le più utilizzate sono il Cover/Uncover Test ed il Cover Test Alternato. 13.5.1 Cover/Uncover Test (Fig.7) Scelta la mira opportuna la procedura da seguire è la seguente: 1. si invita il soggetto in esame a fissare la mira - questa può essere posta all'infinito oppure a distanza ravvicinata (di norma 35÷40 cm o alla distanza abitualmente utilizzata), 2. si occlude uno dei due occhi - in questo modo si ottiene visione dissociata e l'occhio occluso assume la posizione di foria, 3. si scopre l'occhio occluso - si osserva il movimento di recupero, ossia quello che l'occhio precedentemente occluso compie per ripristinare il corretto allineamento.

Fig.7: Rappresentazione del Cover/Uncover Test in situazione di esoforia (A) ed exoforia (B)

13.5.2 Cover Test Alternato (Fig.8) Nelle prime due fasi la procedura del cover test alternato è uguale a quella del cover/uncover test, dalla quale si differenzia per le modalità con cui si scopre l'occhio occluso: nel cover test alternato, come dice la parola stessa, l'occlusione viene passata velocemente da un occhio all'altro e deve essere osservato il movimento di recupero dell’occhio che si va a scoprire. La corretta procedura è quindi la seguente: 1. si invita il soggetto in esame a fissare la mira,


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si occlude uno dei due occhi - l'occhio occluso assume la posizione di foria, si sposta l'occlusore sull'occhio controlaterale - ciò provoca uno scambio di fissazione e, se presente una foria, si potrà osservare il movimento di recupero dell'occhio che diventa fissante, si inverte ancora la posizione dell'occlusore - vi sarà un nuovo scambio di fissazione e ciò permetterà l'osservazione dell’eventuale movimento di recupero dell'occhio appena scoperto.

Fig.8: Rappresentazione delle fasi del Cover Test Alternato in una situazione di Exoforia

In entrambi i test il movimento di recupero è sempre opposto alla direzione della deviazione ed allora abbiamo cinque possibilità: a) Ortoforia - non si nota nessun movimento di recupero, b) Exoforia - si nota un recupero verso l'interno, c) Esoforia - si nota un recupero verso l'esterno, d) Iperforia destra - l'occhio destro recupera verso il basso o il sinistro verso l'alto, e) Iperforia sinistra - l'occhio destro recupera verso l'alto o il sinistro verso il basso. Per osservare il movimento di recupero è consigliabile prendere come riferimento il limbus, poichè la pupilla subisce delle variazioni nel momento in cui si toglie l'occlusore che potrebbero trarre in inganno l'operatore. 13.5.3 Confronto tra Cover/Uncover Test e Cover Test Alternato La differenza maggiore tra i due esami consiste nel fatto che nel cover/uncover test passiamo da una fase in visione dissociata a una fase in visione binoculare, mentre nel cover test alternato non abbiamo una fase di visione binoculare (se non per una frazione di secondo, insufficiente ad attivare la fusione motoria) Da questa differenza derivano delle considerazioni molto importanti: 1. nel Cover/Uncover Test il movimento di recupero serve a ripristinare il corretto allineamento dell'occhio precedentemente occluso; questo movimento è l'espressione del meccanismo della fusione motoria, il quale è finalizzato ad ottenere la fusione sensoriale. Ne deriva che questo esame ci permette di dare una valutazione qualitativa della fusione motoria: un movimento di recupero veloce indica che il sistema motorio è in grado di compensare agevolmente la


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foria, mentre un movimento faticoso e lento evidenzia la difficoltà a cui va incontro il soggetto per compensare la deviazione presente, con il Cover Test Alternato si evidenziano meglio le forie di bassa entità, in quanto la fusione sensoriale è impedita per tutta la durate dell'esame e ciò produce una buona dissociazione. Usando il Cover/Uncover Test si possono ottenere gli stessi risultati prolungando l'occlusione per un certo tempo, in modo da inibire lo stimolo alla fusione motoria, che invece viene continuamente esercitato nelle condizioni visive normali. Misura dell'entità delle forie

Viste le metodologie soggettive ed oggettive per l'evidenziazione della eteroforie, non resta che affrontare le modalità con cui è possibile quantificare la deviazione presente. Il sistema più usato è quello che prevede l'utilizzo di prismi, i quali vengono messi di fronte ad uno dei due occhi per spostare l'immagine retinica, e quindi l'immagine percepita dal soggetto, nella direzione desiderata. Per vederne l'esatto funzionamento prendiamo il caso di un soggetto esoforico durante il test di Schober (Fig.9). In questa situazione l'immagine retinica dell'occhio destro, ad esempio la croce, si formerà in una zona nasale di retina ed il soggetto dirà di vedere la croce alla destra del cerchio; se vogliamo quantificare la deviazione dovremo inserire un prisma base temporale che porti l'immagine esattamente sulla fovea dell'occhio destro. La stimolazione di elementi retinici corrispondenti così ottenuta farà in modo che la croce venga vista nella stessa direzione del cerchio e ciò consentirà al soggetto di vedere la croce nel centro del cerchio. In altre parole, il prisma ci ha permesso di allineare sul piano orizzontale le immagini percepite dai due occhi e la sua entità corrisponderà all'ampiezza della deviazione. Analogo procedimento può essere utilizzato in presenza di deviazioni verticali, anteponendo prismi a base alta o bassa.

Fig.9: Misura della foria mediante l'uso di prismi in un soggetto esoforico

Questo sistema vale per tutti i test soggettivi visti in precedenza e si basa sempre sulla determinazione del prisma che è in grado di fornire l'allineamento tra le immagini viste dai due occhi: nel test col cilindro di Maddox la striscia dovrà


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essere sovrapposta al punto luminoso, nel test di Von Graefe le due carte di Sheard dovranno essere allineate e cosĂŹ di seguito. La compensazione delle forie può essere ancor piĂš soddisfacentemente e precisamente ottenuta mediante un prisma rotante di Risley. Ovviamente, la compensazione può essere combinata sia in senso orizzontale che verticale, qualora la deviazione sia mista, il che è frequente. In caso di cicloforie, queste non sono compensabili. Qualora questi test le facciano sospettare, è utile procedere ad ulteriori approfondimenti, p.e. utilizzando un sinottoforo.Questi test non sono infatti indicati per valutare con precisione una cicloforia, ma possono essere utilizzati per sospettarle, quindi per ridurre i tempi dellâ&#x20AC;&#x2122;esame. Purtroppo, la loro valutazione resta comunque totalmente soggettiva (e potremmo dire arbitraria), molto dipendente dalla collaborazione del soggetto. Una notazione a parte va fatta per il test di Maddox. Questâ&#x20AC;&#x2122;ultimo consente, mediante lâ&#x20AC;&#x2122;utilizzo di un quadrante a goniometro, una valutazione quantitativa abbastanza precisa del grado di inclinazione della cicloforia. Infatti, se la luce di mira è posta al centro di un gonioquadrante, la stria luminosa di diffrazione andrĂ a collimare con un meridiano di detto quadrante, consentendo quindi di misurarla. Nel cover test, invece, dovremo trovare il prisma che annulli il movimento di recupero. Dal momento che con questo test non si riescono ad apprezzare forie PLQRULGLÇťTXDQGRVLQRWDXQPRYLPHQWRGLUHFXSHURqFRQVLJOLDELOHSURFHGHUH nel seguente modo: 1. trovare il primo prisma che annulla il movimento di recupero e registrarne l'entitĂ , 2. aumentare il prisma fino ad ottenere un movimento di recupero contrario a quello originario e registrarne l'entitĂ , 3. si calcola la media aritmetica tra i due valori registrati ed il risultato corrisponderĂ  all'entitĂ  della foria. Questa procedura non è quella piĂš indicata per misurare una devizione, ma serve quando si vuole aumentare la precisione nella misurazione delle forie con il cover test oggettivo. A volte questo test è lâ&#x20AC;&#x2122;unico fattibile in soggetti poco collaboranti. 13.7 Importanza della valutazione delle forie La valutazione della presenza di una eventuale eteroforia è molto importante, poichĂŠ la compensazione che andiamo a prescrivere non deve modificare la foria presente in maniera significativa. In letteratura si trova scritto che per quanto riguarda la compensazione per lontano la differenza di foria tra la condizione abituale e quella indotta non deve superare 1 diottria prismatica, mentre, per quanto riguarda il vicino, la differenza può arrivare fino a 3 '. Se i vari test soggettivi che sono stati descritti possono sembrare di non semplice esecuzione, sarebbe opportuno effettuare, sia in fase preliminare che post refrazione, almeno il cover test. Nel caso in cui la foria presente assuma valori molto elevati è consigliabile effettuare controlli piĂš approfonditi della visione binoculare. Una breve notazione per quanto riguarda la compensazione mediante prismi delle forie (tale argomento sarĂ  trattato in esteso in altra parte del volume). Quasi mai è opportuno procedere ad una compensazione delle forie orizzontali. La capacitĂ  di fusione in orizzontale è molto ampia e (tralasciando ovviamente il caso


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di squilibri binoculari di tipo paretico) solitamente in grado di ottenere una sufficiente compensazione con un affaticamento (e conseguente astenopia) molto modesto. Totalmente diverso è il discorso per le forie verticali. La presenza di una deviazione verticale anche modesta (a volte è sufficiente una deviazione di 2 diottrie) deve indurre a valutare l’opportunità di compensarla mediante un prisma. Ma attenzione: tale correzione non può essere determinata a priori, ma va attentamente calibrata inserendo prismi dapprima di bassissimo potere (anche 0,5 diottrie) nella montatura di prova, e aumentandola progressivamente. Ricordarsi che il soggetto non riferirà quasi mai di vedere sdoppiato, ma solo più o meno nitido. Come dato del tutto indicativo, generalmente il soggetto raggiunge il miglior confort e la massima sensazione di nitidezza inserendo una correzione di circa 1/3 della deviazione misurata. Sempre molto approssimativamente, quindi, se è presente una deviazione verticale di 3 diottrie può essere utile partire da 1 diottria di compensazione, diminuendola o aumentandola di 0,5 diottrie successivamente. Un altro punto da tenere presente è che le forie verticali sono variabili nel tempo e risentono molto dei più svariati fattori, dall’uso costante di una appropriata correzione refrattiva a variazioni della postura, a trattamenti fisioterapici del collo, a trattamenti ortodontici (o impianto di protesi dentali). Può quindi essere consigliabile, come prima prescrizione, non utilizzare lenti prismatiche stabilmente incorporate nella correzione, ma preferire invece anteporre dei prismi a press on. Potrebbe sembrare sorprendente, ma a volte l’utilizzo di una compensazione prismatica ha un effetto “curativo” (mediante stimolazione delle capacità di fusione?), per cui col tempo il prisma può essere ridotto e, talora, tolto.


PARTE SECONDA


14. Acutezza visiva in età pediatrica

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Capitolo 14 – L’acutezza visiva in età pediatrica A. Piantanida 14.1 Introduzione Quando parliamo di misurare l’acutezza visiva nell’età pediatrica dobbiamo sempre ricordarci che solo in questa fascia d’età le differenze di acutezza visiva raggiunta sono determinanti per controllare l’efficacia del trattamento e per prendere decisioni terapeutiche. Non esiste nessun’altra fase della vita dove la determinazione dell’acutezza visiva risulti così importante, ed è per questo che la scelta del metodo con cui la determiniamo riveste un ruolo fondamentale: la standardizzazione del metodo è necessaria per consentire uno scambio di informazioni scientifiche valide e l’utilizzo di dati confrontabili. L’effettiva “guarigione dell’ambliopia” deve essere confermata da metodologie che consentano la quantificazione anche di piccole differenze funzionali. Nella pratica quotidiana per dare un paio di occhiali o misurare l’acutezza visiva si può benissimo utilizzare un ottotipo decimale standard, è solo quando si rende necessario quantificare la “vera variazione” dell’acutezza visiva per prendere decisioni terapeutiche che allora è necessario usare un metodo di misura che consenta di usare un trattamento statistico dei dati raccolti. Verso la fine degli anni ‘70 primi anni ’80 sono pertanto nate per tale scopo le tavole ETDRS a progressione logaritmica per la misura dell’acutezza visiva nella gestione delle maculopatie, poi adottate anche nella determinazione del visus in età pediatrica, ma un grosso ostacolo all’utilizzo di queste metodiche è stato causato per anni dall’assenza di strumenti tecnologici adeguati; attualmente però l’industria commercializza sempre più frequentemente schermi computerizzati con tavole logaritmiche e programmi di utilizzo delle stesse, con la conseguente semplificazione nei calcoli statistici necessari alla registrazione corretta dei dati.

14.2 Definizione e caratteristiche Il concetto fondamentale da cui dobbiamo partire è definire che la quantificazione dell’acutezza visiva è una misura psicofisica ossia la misura di una “sensazione”. In oftalmologia nella pratica quotidiana vengono effettuate numerose misure psicofisiche: il campo visivo, il senso luminoso, le ampiezze fusionali, la stereopsi, la soppressione, l’estesiometria corneale e molte altre. I metodi psicofisici di misura dell’acutezza visiva utilizzano come risposte delle descrizioni verbali o gestuali mediante le quali il paziente segnala il riconoscimento degli ottotipi presentati siano essi simboli letterali o figurati, tali risposte sono emesse volontariamente secondo le istruzioni ricevute. Gli oggetti o i simboli presentati (ottotipi) devono essere riconosciuti nelle loro caratteristiche e nel loro significato: si parla perciò di acuità visiva di ricognizione. Quando parliamo di acutezza visiva non possiamo prescindere dalla conoscenza di diverse tipologie della stessa in base al tipo di stimolo presentato da riconoscere: 1. Acutezza di visibilità che descrive la capacità di accertare od escludere la presenza di un oggetto 2. Acutezza di risoluzione che corrisponde alla capacità di percepire i dettagli di un oggetto 3. Acutezza di localizzazione che si identifica con la capacità di valutare la localizzazione spaziale di un oggetto 4. Acutezza di ricognizione che indica la capacità di riconoscere le caratteristiche o la forma di un oggetto


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L’acutezza visiva risulta tanto migliore quanto più piccola è la dimensione dello stimolo che riusciamo a percepire, o meglio della sua dimensione angolare. L’inverso del suo angolo visuale espresso in sessantesimi di grado o minuti primi, quantifica la misura dell’acutezza visiva. L’acutezza visiva di visibilità indica qual è il più piccolo angolo visuale che un oggetto deve sottendere perché se ne possa percepire l’esistenza, senza che se ne riconoscano la forma o le caratteristiche. Affinché venga percepito qualcosa su di uno sfondo bisogna che sia stimolata per lo meno una singola unità recettiva della retina in maniera differente rispetto alla retina circostante, ossia nell’acutezza di visibilità non sono tanto importanti le dimensioni del punto da percepire quanto la differenza di illuminazione dello stesso rispetto al resto dello sfondo e quindi della retina. In sostanza vengono modificate contemporaneamente la dimensione angolare ed il contrasto luminoso retinico: la visibilità di oggetti piccolissimi dipende non tanto dalle dimensioni dell’immagine retinica che essi producono quanto dalla differenza di illuminamento che essi sono in grado di produrre, ossia dipende dalla sensibilità al contrasto. Quando consideriamo l’acutezza di visibilità dobbiamo differenziare la capacità di stimolazione delle sensazioni luminose: una mira scura su sfondo chiaro potrà essere definita da una soglia di dimensione angolare al di sotto della quale non potrà più essere percepita anche aumentando al massimo il contrasto. Viceversa un punto chiaro luminoso su sfondo scuro potrà essere sempre percepito indipendentemente dalle sue dimensioni angolari purché la sua intensità luminosa venga sufficientemente aumentata; per comprendere meglio: questa è la ragione per cui siamo in grado di percepire la luce delle stelle in un cielo notturno nonostante sottendano dimensioni angolari infinitamente piccole. Abbiamo perciò compreso come l’acutezza di visibilità dipenda specialmente dal contrasto luminoso fotometrico esistente, se questo è molto elevato anche oggetti di piccole dimensioni potranno essere sempre percepiti grazie alla differenza di illuminamento retinico, al contrario se il contrasto risulta essere scarso un oggetto anche di dimensioni relativamente grandi non potrà essere percepito in quanto non produce sulla retina differenze di illuminamento sufficienti. Da ciò si deduce che in presenza di ametropie lo sfuocamento influenza negativamente l’acutezza di visibilità. Da ultimo vale la pena ricordare che in condizioni fotopiche la sensibilità al contrasto retinico è massima, per cui oggetti di piccole dimensioni che causano piccole differenze di illuminamento retinico potranno essere percepiti abbastanza bene, cosa che non avviene in condizioni scotopiche: l’acutezza di visibilità risulta pertanto influenzata anche dall’adattamento retinico. L’acutezza visiva di risoluzione corrisponde all’inverso dell’angolo minimo di risoluzione espresso in minuti primi, ossia sessantesimi di grado. La più piccola distanza angolare alla quale due punti o due linee possono essere percepiti ancora come distinti viene chiamata angolo minimo di risoluzione o minimal angle of resolution (M.A.R.). L’acutezza visiva di risoluzione si basa sulla differenza di contrasto o luminanza esistente nell’intervallo che separa i due punti o le due linee. Quando due punti scuri su fondo chiaro vengono avvicinati progressivamente, la differenza di illuminamento presente tra l’immagine retinica dei due punti e lo sfondo si attenua sempre più fino a diventare talmente piccola da non consentire la percezione in quanto inferiore alla soglia di sensibilità al contrasto presente nell’occhio dell’osservatore: ossia la soglia differenziale di sensibilità non è più sufficiente da consentire la percezione di due punti o di due linee come distinti. In sostanza è necessario che, perché due punti siano percepiti come separati, le loro immagini stimolino due unità ricettive retiniche differenti e che tra queste ultime esista almeno un’unità ricettiva


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che possa percepire la differenza di luminanza esistente nell’intervallo che separa i due punti. Nella fovea ogni cono è connesso singolarmente ai centri superiori per cui costituisce una unità ricettiva singola. L’acutezza di risoluzione risulta pertanto condizionata dagli effetti della diffrazione e dalle aberrazioni presenti nelle ametropie o in tutte quelle condizioni che alterino la sensibilità al contrasto. Non da ultimo anche situazioni cliniche che condizionino la densità delle unità recettive retiniche sono responsabili di alterazioni dell’acutezza visiva di risoluzione. L’acutezza visiva di localizzazione corrisponde alla più piccola variazione delle relazioni spaziali fra due oggetti che possa essere riconosciuta. Essa corrisponde alla capacità di percepire i disallineamenti tra due stimoli come si fa ad esempio nell’uso dei calibri millimetrati. È un’acuità visiva molto raffinata che può percepire disallineamenti inferiori a 1/360 di grado. L’acutezza visiva di ricognizione corrisponde alle minime dimensioni angolari necessarie al riconoscimento delle caratteristiche o della forma di una figura. È la forma di acutezza visiva più raffinata che ci interessa nella pratica clinica quando eseguiamo un esame del visus presentando degli ottotipi, siano essi letterali o figurati. Dipende dai tipi di acutezza visiva precedentemente descritti e coinvolge anche alcune funzioni superiori psichiche quali la capacità di distinguere le forme come le lettere, i numeri, gli oggetti. L’esame della acutezza visiva di ricognizione ha lo scopo di definire, con metodiche che abbiano una buona testabilità ed una precisione nota, se il valore della misura è inferiore ad un determinato livello considerato normale, se esistono differenze di acutezza visiva tra i due occhi, se il valore della misura è cambiato o è rimasto lo stesso (controllo dell’effetto dei trattamenti o recidive dell’ambliopia e dell’ipovisus), se il cambiamento della misura rispecchia un’effettiva modificazione della visione spaziale o costituisce soltanto l’espressione della variabilità della misura ed infine quale correzione ottica produce il massimo valore ottenibile dalla misura. Come si è detto sopra la determinazione di un’acutezza visiva il più possibile attendibile riveste un ruolo fondamentale nell’oftalmologia pediatrica. Importante nel trattamento dei vizi di refrazione e dell’ambliopia è rilevare piccole modificazioni dell’acutezza visiva ed accertare se queste derivano dalla variabilità delle risposte, tra l’altro maggiori negli occhi ambliopi, o da un’iniziale modificazione in meglio od in peggio della visione spaziale. Solo nell’ambito del trattamento dell’ambliopia, più o meno grave che sia, l’osservazione di piccole variazioni della misura dell’acutezza visiva comporta l’assunzione di decisivi provvedimenti terapeutici. Per tali motivi diviene necessario utilizzare uno o più metodi di misura dell’acutezza visiva che quantificando le differenze consentano di prendere decisioni terapeuticamente valide. Tali metodi comportano obbligatoriamente l’uso delle misure logaritmiche (logM.A.R.) dell’acutezza visiva. Al fine di una corretta utilizzazione pratica dei differenti metodi di misura dell’A.V. è indispensabile che vengano prese in considerazione alcune caratteristiche: 1. Precisione: riproducibilità e ripetibilità delle misure 2. Accuratezza: esprime il grado di accordo esistente fra il valore ottenuto con una misurazione ed il vero valore della misura che viene valutata 3. Sensitività: capacità di evidenziare sistematicamente piccole differenze o variazioni della grandezza da misurare 4. Validità: capacità di valutare il vero stato della visione spaziale monoculare 14.2.1 Precisione La precisione o ripetibilità di un metodo di misura esprime il grado di accordo esi-


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212

stente tra misure ripetute della stessa caratteristica che è rimasta (presumibilmente!) invariata. La ripetizione di misurazioni molto minuziose di una lunghezza o di un peso, producono sistematicamente dati di misura lievemente differenti: se eseguiamo ripetutamente delle misure in millimetri della lunghezza di una stanza siamo preparati a constatare che i valori delle misure replicate non risultano sempre gli stessi ma si mostrano “dispersi” entro certi limiti (senza che a nessuno venga in mente di pensare che la lunghezza della stanza continui a modificarsi sia pure in modo quasi impercettibile!). Anche le misurazioni ripetute ad esempio della refrazione o della tonometria o della pachimetria eccetera, producono sistematicamente dati di misura lievemente differenti, pur essendo ragionevole pensare che la caratteristica misurata (refrazione, tono oculare, pachimetria) sia rimasta invariata fra le differenti misurazioni. Analogamente, il valore della misura di un’acutezza visiva può variare anche quando la visione spaziale resta sicuramente invariata; viceversa la visione spaziale può subire lievi variazioni senza che queste vengano necessariamente documentate da una modificazione della misura. Questa variabilità dei risultati di misure ripetute costituisce una caratteristica più o meno evidente di tutti i metodi di misura: misurazioni ripetute della stessa grandezza (che si presume resti invariata!) forniscono sistematicamente valori diversi sebbene molto simili. La precisione di una misura pertanto può essere valutata dalla dispersione dei valori misurati effettuati dallo stesso soggetto nelle medesime condizioni. La determinazione della precisione della misura dell’acutezza visiva riveste una grande importanza pratica in quanto permette di stimare se la differenza fra due misure di un’acutezza visiva sia dovuta ad una modificazione della visione spaziale, per effetto ad esempio di un agente patogeno o di una terapia, o sia semplicemente espressione della imprecisione del metodo di misura. Le decisioni cliniche si fondano su questa valutazione. 14.2.2 Accuratezza L’accuratezza di una misura dovrebbe indicare il grado di corrispondenza esistente fra i valori forniti dal metodo in questione e il vero valore della caratteristica misurata. Nella pratica clinica viene accertata la corrispondenza con i valori ottenibili da un metodo di misura che viene assunto come “misura campione” (gold standard). Per comprendere meglio: l’accuratezza di una misura lineare ad esempio deve necessariamente corrispondere a quella fornita dal metro campione di riferimento del sistema metrico decimale, ossia il gold standard, conservato a Parigi, cioè la misura rilevata deve coincidere necessariamente con quella fornita dal metodo standard. Nella determinazione dell’acutezza visiva il grado di accuratezza del metodo utilizzato può essere calcolato valutando la media e le differenze tra le misure ottenute col metodo in questione ed il gold standard di riferimento. Nella determinazione dell’acutezza visiva nei bambini l’impossibilità di applicare un metodo standard non consente l’accertamento dell’accuratezza dei vari metodi di misura comunemente utilizzati che pertanto sono forieri di errori di sopra o sottovalutazione. Nella pratica la definizione dell’accuratezza di una misura consente lo scambio di informazioni tra operatori; l’analisi statistica di misure di diversa origine e la corretta e omogenea applicazione di norme regolamentari. 14.2.3 Sensitività La sensitività designa la capacità di un metodo di misura di evidenziare sistematicamente anche piccole variazioni della grandezza da misurare e dipende dalla graduazione dello strumento di misura impiegato. Nel caso della determinazione della visione spaziale assume importanza la progressione adottata per definire i vari


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“gradini” di una tavola ottotipica. Una sensitività elevata si ottiene adottando una progressione geometrica delle dimensioni degli ottotipi con una “ragione di progressione” molto bassa (es.: 1,5 - 1,15 - 1,30 e via dicendo). Nella pratica clinica però va considerato che la possibilità di evidenziare piccole variazioni della visione spaziale crea un aumento della dispersione delle misure ripetute e conseguente riduzione della loro precisione, sarà pertanto indispensabile utilizzare una “ragione di progressione” che consenta di determinare valori di acutezza visiva sufficientemente precisi e riducendo al minimo la dispersione degli stessi. 14.2.4 Validità La validità di una misura indica l’entità di concordanza tra i risultati ottenuti ed il vero stato del valore che voglio misurare. Nel caso dell’acutezza visiva la validità di un metodo di misura indica la sua capacità di valutare il vero stato funzionale della visione spaziale monoculare, ad esempio l’esistenza di una vera isoacuità visiva.

14.3 Metodi oggettivi di misura dell’acutezza visiva Nell’età pediatrica l’applicazione puntuale delle regole per la determinazione dell’acutezza visiva risulta difficile se non impossibile nei primi anni di vita o per lo meno prima dei tre anni. Si pone pertanto il problema del calcolo dell’acutezza visiva in queste situazioni. L’utilizzo di alcuni metodi cosiddetti oggettivi, poiché non coinvolgono attivamente il paziente ma si limitano alla registrazione delle sue risposte agli stimoli, consente di avere un’idea almeno approssimativa dell’acutezza visiva. Deve essere chiaro fin da subito che i metodi oggettivi consentono la misura di un’acutezza visiva di visibilità o di risoluzione (ad esempio coi reticoli), non consentono di registrare i risultati con le frazioni di Snellen e che le misure non sono “equivalenti” a quelle ottenute con le tavole ottotipiche, sono soltanto misure correlate. I metodi più comunemente usati in età preverbale sono i movimenti di inseguimento, il nistagmo optocinetico, le carte di acutezza, i potenziali evocati visivi ecc. La presentazione di oggetti in movimento scatena nel bambino movimenti di inseguimento che servono per tenere stabile l’immagine sulla retina. La registrazione dell’acutezza visiva avviene osservando la minima dimensione angolare degli stimoli visivi capace di produrre movimenti di inseguimento (es.: Graded Ball Vision Test). Nessuno dei metodi di misura basati su tale principio riveste un’importanza clinica in quanto imprecisi ed inaccurati nella registrazione dell’acutezza visiva. Il nistagmo optocinetico è un nistagmo a scosse che vengono stimolate da oggetti in movimento. È caratterizzato da una fase lenta di inseguimento ed una fase rapida di movimento saccadico in senso opposto. La determinazione dell’acutezza visiva si basa sulla presentazione di reticoli o scacchiere di differenti grandezze angolari fino a trovare la più piccola dimensione in grado di scatenare un nistagmo. L’acutezza visiva corrisponde al reciproco del M.A.R. del reticolo o della scacchiera. Una semplice alternativa, oggi poco usata, è l’utilizzo di un tamburo rotante a strisce con una determinata frequenza spaziale. Le carte di acutezza utilizzate nel preferential looking strutturate con una serie di reticoli di differenti frequenze spaziali consentono di determinare l’acutezza visiva in base all’angolo di risoluzione a maggior frequenza che il bambino ha mostrato di riconoscere dirigendo lo sguardo. Di tutti i metodi utilizzati forse il più attendibile risulta essere la registrazione dei potenziali evocati visivi o P.E.V. Per la misura dell’acutezza visiva viene utilizzata la registrazione dell’incremento dell’attività elettrica della corteccia visiva alla presentazione di stimoli solo


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luminosi (P.E.V. da flash) o strutturati (P.E.V. da pattern) tali risposte dipendono dall’attività dei coni presenti nella fovea. La quantificazione della funzione visiva verrà calcolata in base all’ampiezza del segnale registrato ed alla misura del tempo intercorrente tra la stimolazione e la comparsa delle modificazioni elettriche (latenza). Tutti i metodi sopra descritti rimangono comunque dei metodi estremamente approssimativi nella misurazione dell’acutezza visiva in quanto privi di precisione ed accuratezza.

14.4 Le scale di misura: ottotipo decimale ed ottotipo logaritmico a confronto Quando vogliamo determinare la misura dell’acutezza visiva come si è già detto altrove i metodi di misura psicofisici usati dipendono direttamente dal tipo di risposte utilizzate. Gli stimoli visivi utilizzati sono generalmente dei simboli o ottotipi di varia dimensione e forma queste ultime determinate come standard per convenzioni internazionali. Generalmente nella pratica clinica quotidiana viene registrata l’acutezza visiva di ricognizione, che corrisponde al tipo di acutezza visiva più raffinata comprendente essa stessa gli altri tipi di acutezze visive già descritte. Gli ottotipi e i simboli utilizzati sono differenti e ciascuna tipologia è caratterizzata da dettagli particolari che debbono essere riconosciuti. Reticoli o scacchiere: semplici e standardizzabili perché l’angolo di risoluzione può essere definito con la massima accuratezza. Lettere dell’alfabeto: le più usate per la loro facilità di impiego; si utilizzano generalmente lettere di media difficoltà con leggibilità equivalente e la cui altezza e larghezza siano pari a 5 volte lo spessore dei tratti. Numeri: presentano le stesse caratteristiche delle lettere ma meno raccomandabili come impiego. Figure astratte con componente direzionale quali le “E di Snellen” e le “C di Landolt”: presentano anch’essi dimensioni globali pari a 5 volte quella del loro dettaglio critico. È utile ricordare che gli anelli di Landolt vengono generalmente raccomandati come ottotipi di riferimento per tarare le dimensioni degli altri ottotipi impiegati nell’esame dell’acutezza visiva. Nei bambini ci troviamo spesso nell’impossibilità di sottoporre alla loro attenzione specie nei primi anni di vita ottotipi letterali, pertanto si sono proposte delle alternative quali le figure geometriche, che però presentano spesso difficoltà di interpretazione, o le immagini di oggetti ed animali, la cui riconoscibilità dipende dal contesto culturale e dal tipo di stilizzazione utilizzata. Sicuramente l’ottotipo pediatrico più utilizzato consiste nelle E di Snellen presentate con le aste perpendicolari orientate nelle quattro direzioni dello spazio e che il bambino deve indicare girando la propria mano nella direzione corrispondente. 14.4.1 Il logMAR Ma indipendentemente dal tipo di ottotipo utilizzato nella determinazione della misura dell’acutezza visiva di ricognizione, va sempre considerato il cosiddetto “dettaglio critico”. Esso corrisponde all’angolo visuale sotteso da quei dettagli che dovrebbero essere percepiti o risolti per consentire il riconoscimento delle caratteristiche o delle forme dell’ottotipo; tale angolo viene definito anche come angolo di risoluzione e si misura in sessantesimi di grado. Il dettaglio critico nei reticoli corrisponde allo spessore delle bande chiare e scure, il dettaglio critico delle E di Snellen risiede nello spessore dei tratti e degli spazi che li separano, mentre il dettaglio critico delle C di Landolt risiede nell’apertura dell’anello, nelle lettere e nei numeri per convenzione si definisce come dettaglio critico lo spessore dei tratti che li delineano (si asse-


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gna una altezza ed una larghezza pari a 5 volte lo spessore dei tratti). Comunemente, commettendo però un grave errore, si esprime la dimensione degli ottotipi con il valore dell’acutezza visiva corrispondente espressa in valori decimali, ad esempio ottotipi dei quattro decimi, ottotipi dei sei decimi e via dicendo. In realtà il vero valore della dimensione degli ottotipi riconosciuti deve essere espresso dall’angolo visuale, in minuti primi o sessantesimi di grado, sotteso dal dettaglio caratteristico della distanza a cui gli ottotipi debbono essere impiegati. La conoscenza della dimensione degli ottotipi assume importanza nella misura dell’acutezza visiva in quanto dobbiamo determinare quale sia la dimensione dei più piccoli ottotipi riconoscibili. Si parla allora di minimo angolo di risoluzione o minimal angle of resolution o M.A.R. che corrisponde pertanto all’angolo visuale sotteso dal “dettaglio caratteristico” del più piccolo ottotipo riconosciuto, misurato in minuti primi: sessantesimi di grado. Le dimensioni degli ottotipi dovrebbero essere definiti con il logaritmo (decimale o naturale) del MAR ossia logMAR. L’adozione del logaritmo dell’angolo minimo di risoluzione consente di indicare indirettamente la percentuale di differenza della dimensione nella progressione degli ottotipi utilizzati per la determinazione dell’acutezza visiva. L’acutezza visiva di risoluzione e di ricognizione è definita come l’inverso del MAR che consente comunque una notazione decimale dell’acutezza visiva, ma che si badi bene non corrisponde affatto alla notazione in frazioni decimali che viene normalmente utilizzata! Quando utilizziamo una scala ottotipica per definire la più piccola dimensione degli ottotipi che consente il loro riconoscimento è necessario modificarne le dimensioni. Ma di quanto dobbiamo modificare tali dimensioni per percepire un cambiamento o meglio qual è la misura percentuale di modifica dei dettagli minimi di un ottotipo affinché ne possiamo apprezzare il cambiamento? In psicofisica secondo la legge di Weber il rapporto tra la differenza appena apprezzabile ed il valore basale dello stimolo è uguale ad una costante, in altre parole per ottenere la stessa modificazione di una sensazione dobbiamo variare l’entità dello stimolo di una quantità proporzionale allo stimolo stesso. Solamente mediante l’utilizzo di una progressione geometrica ossia percentualmente proporzionale, la scala di misura diventa coerente con il fenomeno che si vuole misurare in quanto ad ogni intervallo presente nella scala si produce una uguale differenza di sensazione (ad esempio il 10%, il 25 % e così via). Fin dalla standardizzazione delle tavole ottotipiche si era notato che la ragione della progressione geometrica ideale della differenza della dimensione degli ottotipi era del 25%. Oggi per semplicità si indica come ragione della progressione geometrica il logMAR 0,1, pari alla radice decima di 10 che in numeri corrisponde al valore 1,25892. Tale ragione della progressione è pari ad una modifica delle dimensioni degli ottotipi del 26% in modo che la dimensione risulta raddoppiata ogni tre gradazioni e decuplicata ogni dieci gradazioni: il logaritmo decimale dell’angolo di risoluzione aumenta in progressione aritmetica con una ragione = 0,1 per cui nella misura dell’acutezza visiva tra 0,3 e 1 corrisponde a 4 gradazioni di ottotipo, mentre se utilizziamo altre ragioni di progressione potremo aumentare il numero di righe de-

1.0

0.8

0.63

0.5

0.4

0.3

0.25

0.2

0.16

0.126

0.1

A.V.

0.0

0.1

0.20

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

logMAR

1.0

1.26

1.58

1.99

2.51

3.16

3.98

5.0

6.3

7.94

10.0

MAR

Tabella 1. Progressione geometrica degli ottotipi con “ragione di progressione” di 0,1 log, aumento del MAR di circa il 26% ad ogni riga.


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terminando quindi in maniera sempre più raffinata le differenze dell’acutezza visiva raggiunta ad esempio dopo una terapia antiambliopica. (Tabella 1) Per concludere questa trattazione va sottolineato che il vantaggio della progressione geometrica, ossia percentualmente proporzionale, delle dimensioni degli ottotipi sta nel fatto che i logaritmi degli angoli di risoluzione realizzano una progressione aritmetica e costituiscono una scala di misura metrica ad intervalli che consente i calcoli statistici, cosa che invece non ci è assolutamente consentita con progressioni non percentualmente costanti come ad esempio la ben nota progressione decimale. Esistono anche altre caratteristiche di presentazione degli ottotipi che influenzano la possibilità di riconoscimento, oltre all’angolo visuale sotteso: il contrasto, la luminanza, la distanza interottotipica e l’illuminazione ambientale. Il contrasto: l’acutezza visiva risulta tanto maggiore quanto migliore è il contrasto degli ottotipi che non deve essere mai al di sotto dell’85%. Un ottotipo non è più riconosciuto quando il suo contrasto è ridotto al di sotto di un dato valore in quanto la differenza di luminanza tra un oggetto e lo sfondo diventa così modesta da non essere più percepibile. Qualsiasi illuminazione delle tavole ottotipiche lascia inalterato il contrasto che dipende direttamente dal coefficiente di riflessione, il contrasto si modificherà allorquando i coefficienti di riflessione dello sfondo e delle lettere siano consistenti. La luminanza: il livello di luminanza deve realizzare condizioni fotopiche che consentano il funzionamento ottimale dei coni. La visibilità degli ottotipi si riduce in condizioni di scarsa luminanza per cui l’acutezza visiva è direttamente proporzionale alla luminanza delle tavole; la variazione dell’acutezza visiva è da considerarsi irrilevante al di sopra di 50/60 candele, e nulla sopra le 300/500 candele, valore presente nei comuni proiettori ancora in uso in molti ambulatori. I video computerizzati hanno il vantaggio di poter calibrare la luminanza a piacimento ricordando però che una luminanza eccessiva può mascherare un deficit dell’acutezza visiva causato da un’ametropia di lieve entità per la miosi indotta con conseguente aumento della profondità di fuoco. La distanza interottotipica: il riconoscimento degli ottotipi è influenzato dalla ampiezza che li separa, quanto è più ampio lo spazio tra simboli tanto più facile sarà il riconoscimento degli stessi. Tale fenomeno è definito con il termine di Crowding phenomenon o fenomeno dell’affollamento o dell’interazione dei contorni. Se si presentano ottotipi molto distanziati tra di loro o addirittura in forma isolata la capacità di riconoscimento appare facilitata in quanto esente dall’interazione dei contorni. L’acutezza visiva misurata con interazione dei contorni si presenta sempre inferiore rispetto a quella misurata senza interazione di un valore di circa il 20% corrispondente suppergiù ad una riga della tavola ottotipica a progressione geometrica. Tale fenomeno si accentua negli ambliopi: in tali casi è raccomandabile l’utilizzo di tavole con distanze interottotipiche ridotte per evidenziare ambliopie monolaterali non perfettamente guarite dopo i trattamenti riabilitativi. L’illuminazione ambientale: influenza il valore dell’acutezza visiva in quanto contribuisce a migliorare le condizioni di visione fotopica ossia della funzione dei coni. La luce ambientale lascia invariato il contrasto delle tavole e riduce il contrasto degli ottotipi presentati, compensato dal miglioramento della “sensibilità al contrasto”. Va ricordato che quando misuro l’acutezza visiva a scopo refrattivo devo eseguire tale misura diminuendo l’illuminazione ambientale al fine di evitare che la miosi pupillare mascheri eventuali difetti rifrattivi presenti. Se lo scopo della misura dell’acutezza visiva è la determinazione di eventuali di-


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fetti rifrattivi presenti come ad esempio avviene negli screening pediatrici, occorre ricordare che la luminanza eccessiva delle tavole ottotipiche ed una forte illuminazione ambientale possono consentire in presenza di difetti di lieve entità di eseguire una performance ottimale nascondendo di fatto la presenza del difetto eventualmente presente, vanificando la sensibilità del test eseguito. 14.4.2 Le scale di misura Uno dei maggiori problemi che si riscontrano nella pratica quotidiana è capire il motivo per il quale nella determinazione dell’acutezza visiva, per percepire e registrare delle variazioni significative del visus che ci consentano di prendere decisioni terapeutiche, sia necessario utilizzare la progressione logaritmica degli ottotipi e non considerare attendibile la scala a progressione decimale. Le scale metriche di misura servono per segnalare una differenza od una relazione tra diverse misure, ma anche specificare l’entità della differenza esistente e sono caratterizzate da un’unità di misura per mezzo della quale viene definita la grandezza della caratteristica (ad esempio i mmHg per il tono oculare, i gradi di deviazione per i movimenti oculari). Risulta molto semplice capire questo concetto se ci approcciamo a misure conosciute come quelle citate ad esempio, ma quando siamo di fronte alla necessità di quantificare la differenza di acutezza visiva con un’unità di misura dobbiamo tenere presente che necessariamente ad ogni riga adiacente si deve produrre un aumento od una diminuzione delle dimensioni angolari del dettaglio critico degli ottotipi che sia sempre della stessa proporzione, ossia come si è detto precedentemente una progressione geometrica. Come sappiamo dalla psicofisica la legge di Weber ci ricorda che per ottenere la stessa modificazione di una sensazione dobbiamo variare l’entità dello stimolo di una quantità proporzionale allo stimolo stesso. Il logaritmo dell’angolo minimo di risoluzione (logMAR) costituisce una scala metrica quando la progressione delle dimensioni degli ottotipi realizza una progressione geometrica (aumento percentuale). Alla luce di quanto detto risulta semplice capire che la scala decimale non è una scala metrica: tra 0,1 e 0,2 e tra 0,9 ed 1,0 non corrisponde la stessa differenza di funzione visiva pur essendoci la stessa differenza numerica: tra 0,1 e 0,2 decimi l’acutezza visiva raddoppia, mentre tra 0,9 ed 1,0 l’acutezza visiva aumenta dell’11%. In sostanza la scala decimale è una scala a progressione armonica che ha enormi differenze di incremento percentuale delle dimensioni degli ottotipi ai due estremi della scala, le dimensioni angolari degli ottotipi vengono dimezzate nel passaggio tra le prime due righe mentre diminuiscono solo di una piccola percentuale (11%) tra le ultime due righe generalmente utilizzate, per cui mi trovo con un numero elevato di righe verso valori di acutezza visiva elevati ed un numero esiguo verso valori di acutezza visiva bassi: esattamente il contrario di quello che serve nelle ambliopie e nell’ipovisione. L’utilizzo invece di scale metriche a progressione geometrica o a progressione percentualmente costante consente l’utilizzo di numeri i cui logaritmi danno una progressione aritmetica (0,125, 0,63, 0,84 ecc.), fornendo perciò delle misure che consentono di calcolare le medie, la Deviazione Standard ed i limiti di confidenza. L’utilizzo di una determinata ragione geometrica della progressione consente di incrementare il numero di righe in maniera tale da consentire di registrare minime variazioni dell’acutezza visiva utili ai fini terapeutici, al contrario se adotto una progressione armonica (decimale) l’acutezza visiva ad esempio tra 0,1 e 0,2 esprime un intervallo così ampio che il miglioramento eventualmente presente non può essere registrato finché l’acutezza visiva non risulti raddoppiata.


14. Acutezza visiva in età pediatrica

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Numero di ottotipi

Numero di presentazioni

Numero di risposte errate

Percentuale di risposte esatte

Percentuale di “veri” riconoscimenti

4

4

1

75%

66%

4

5

1

80%

73%

4

5

2

60%

46%

4

6

2

66%

55%

4

7

2

71%

62%

10

5

2

60%

55%

10

7

2

71%

68%

Tabella 2. La formula di Abbot permette di calcolare nell’ambito della percentuale di risposte esatte, la percentuale di riconoscimenti “veri” in base al numero di ottotipi presentati, al numero di presentazioni effettuate ed al numero di risposte errate

14.5 Soglie ed indovinamento Le misure psicofisiche misurano delle soglie, cioè quelle dimensioni di uno stimolo alle quali questo comincia ad essere percepito o smette di essere percepito oppure produce una percezione differente. In psicofisica vengono considerati diversi tipi di soglie. La soglia assoluta corrisponde al minimo valore che uno stimolo deve avere per produrre una sensazione, tale concetto è ben comprensibile se ricordiamo come i punti luminosi visualizzati durante l’esecuzione del campo visivo computerizzato vengano presentati con delle differenti intensità luminose via via decrescenti per studiarne la loro percezione, oppure in caso di determinazione dell’acutezza visiva la soglia assoluta è rappresentata dalle più piccole dimensioni degli ottotipi al di sotto delle quali i simboli non possano essere rilevati. La sensibilità ad uno stimolo luminoso viene indicata con l’inverso della soglia assoluta di intensità luminosa (sensibilità assoluta) mentre la sensibilità ad un stimolo strutturato quale l’angolo visuale degli ottotipi viene indicata con il suo reciproco (acutezza). La soglia differenziale indica la più piccola variazione di uno stimolo capace di produrre una variazione della sensibilità tale da essere percepita. La sensibilità differenziale è l’inverso della soglia differenziale. Nel caso della misura dell’acutezza visiva risulta evidente che le differenze di luminanza giochino un ruolo fondamentale nel riconoscimento degli ottotipi. Un esempio standardizzato di tale situazione è la misura della sensibilità al contrasto. Quando si effettua l’esame del visus specie in età pediatrica non bisogna scordare che il riconoscimento di un ottotipo potrebbe essere effettuato casualmente ossia per indovinamento. Uno dei maggiori problemi consiste nel calcolo della percentuale di indovinamento durante l’esecuzione dell’esame del visus. Se vengono utilizzati ottotipi come le E di Snellen con quattro differenti orientamenti la percentuale di indovinamento è ovviamente pari al 25%, se addirittura utilizziamo i reticoli del “preferential looking” che presentano solo due possibilità di collocazione per essere captati (destra o sinistra) la percentuale di indovinamento sale al 50%. Se vengono utilizzate 10 lettere dell’alfabeto come avviene nelle tavole ottotipiche standard la percentuale è del 10%. Per questi motivi è bene che il numero di presentazioni sia elevato al fine di abbattere la probabilità di indovinamento. Il calcolo della probabilità che le risposte date dal paziente corrispondano all’effettivo riconoscimento degli ottotipi (veri riconoscimenti) si ottiene con la formula di Ab-


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bot che considera il numero di ottotipi usati, il numero di presentazioni ed il numero di risposte sbagliate; più è elevato il numero di presentazioni più la percentuale di risposte vere si avvicina a quella delle risposte giuste. (Tabella 2)

14.6 Metodi di utilizzo degli ottotipi a progressione logaritmica L’utilizzo delle tavole logaritmiche si è semplificato sempre più nel corso degli anni grazie alla presenza sul mercato di schermi computerizzati che contengono dei parametri di calcolo automatici delle varie misure necessarie, ma tali tecniche non sono sempre applicabili in tutte le situazioni cliniche. È necessario quindi conoscere tutti i metodi di calcolo da applicare alla scala logaritmica: – Metodo degli stimoli costanti – Metodo dei limiti – Metodo staircase. Gli ultimi due consentono il calcolo dei parametri statistici quali la media, la deviazione standard, i limiti di confidenza, valori indispensabili per la determinazione della “Vera Acutezza Visiva”. 14.6.1 Metodo degli stimoli costanti L’applicazione delle regole canoniche utilizzate in psicofisica per la determinazione dell’acutezza visiva con tale metodologia rende l’esame stesso di difficile esecuzione, ad esempio per la necessità di presentare almeno un centinaio di ottotipi al fine di evitare il più possibile risposte per indovinamento e potersi assicurare che le risposte giuste siano precise e descrivano in modo attendibile la misura psicometrica. Un altro problema è rappresentato dalla necessità di dover presentare stimoli sia sopraliminari sia sottoliminari, non consentendo questi ultimi una facile raccolta dei dati per la difficoltà ad indurre il paziente ad osservare stimoli che “non riescono a vedere”. Pertanto nella pratica clinica l’applicazione del metodo interpolato ha subito alcune variazioni tecnico applicative, ma si sono ugualmente stabiliti dei criteri cosiddetti “minimi” al fine di rendere attendibile l’esame stesso. In primo luogo il numero di ottotipi presentato deve essere costante per ogni livello dimensionale, l’ordine di presentazione deve essere casuale e la probabilità di riconoscimento deve essere dello stesso ordine di grandezza. A questo scopo è bene usare un numero limitato di lettere la cui leggibilità sia equivalente. La progressione degli ottotipi deve essere geometrica e va scelta la ragione di progressione a seconda delle necessità diagnostiche: normalmente il 26% (0,1 Log), se necessito di avere un numero maggiore di ottotipi per rilievi raffinati dell’acutezza visiva potrò avere una ragione di progressione del 16% (0,15 Log. naturale), in caso infine di bambini piccoli posso decidere una ragione di progressione del 35% (0,3 Log. naturale). L’estensione delle dimensioni degli ottotipi deve essere compresa almeno tra un M.A.R. di 10 minuti primi corrispondente ad una acutezza visiva di 0,1 decimi, ad un M.A.R. di 0,66 corrispondente ad un visus di 1,5 decimi. Le distanze interottotipiche devono escludere l’interazione dei contorni e la soglia di riconoscimento degli ottotipi deve essere collocata nella cosiddetta zona di transizione (al di sopra del 50% dei riconoscimenti). È indispensabile applicare a formula di Abbot per ricavare la percentuale di risposte giuste dovute ad un reale riconoscimento dell’ottotipo e non ad un indovinamento. A questo punto possiamo procedere nella determinazione dell’acutezza visiva. Va considerato come valore corrispondente alla misura dell’acutezza visiva la riga in cui si siano verificati due errori su 5/7 presentazioni (non fermarsi al primo errore in quanto otterrei misure di acutezza visiva meno ripetibili) Per ogni riga devono


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esserci almeno 5 ottotipi se si tratta di lettere e 6 ottotipi se si tratta di E di Snellen o C di Landolt. Quando si utilizzano ottotipi definiti con il logaritmo del M.A.R. o LogMAR la misura dell’acutezza visiva si ottiene dalla sottrazione dalla riga dove siano stati riconosciuti tutti gli ottotipi, dei valori riconosciuti alla riga successiva. Ad esempio se ho riconosciuto tutti gli ottotipi di una riga corrispondente ad un valore 0,5 logMAR (0,32 decimi) e tre valori della riga successiva caratterizzata da un valore di 0,4 logMAR, otterrò (0,5 – 3 /5 ottotipi riconosciuti (0,1) = 0,44 logMar pari ad un’acutezza visiva finale di 0,36 decimi.

Figura 1. Esempio di tavola ottotipica utilizzata per l’esame del visus con il “Metodo dei limiti”.

Figura 2. Schema su cui annotare le risposte del paziente durante l’esame del visus con il “Metodo dei limiti”. Notare che in basso sono segnati i coefficienti per i quali vanno moltiplicati i valori di Deviazione Standard ottenuti al fine di ricavare i limiti di confidenza al 95% in base al numero di presentazioni effettuate.


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La formula per trasformare il valore logMAR in decimale è la seguente: AV(dec) = 10-avlog 14.6.2 Metodo dei limiti In questo metodo gli ottotipi vengono presentati in serie discendente seguendo l’andamento delle colonne e ci si ferma alla prima risposta sbagliata. Le presentazioni si ripetono sempre in maniera discendente per tutte le colonne presenti con la stessa modalità. (Figura 1) I dati vengono registrati su un apposito formulario (Figura 2) La misura dell’acutezza visiva corrisponde alla media dei valori delle ultime risposte corrette fornite dal paziente in ogni colonna (punti di transizione); in alternativa si può calcolare la mediana delle ultime risposte corrette. Una volta calcolata la deviazione standard (DS) di tali valori con una calcolatrice tascabile si moltiplica tale valore per un coefficiente K già segnato sul formulario ed il risultato ottenuto viene sommato e sottratto al valore della media dei valori dell’acutezza visiva ottenendo una coppia di numeri corrispondenti ai limiti di confidenza 14.6.3 Metodo “Staircase” È una variante del metodo dei limiti ed è il metodo comunemente usato negli schermi computerizzati. Si compone di due fasi distinte eseguite automaticamente dal programma computerizzato una fase di ricerca ed una fase di misura. Fase di ricerca: determina la zona di transizione nella quale si colloca la soglia dell’acutezza visiva (si presentano ottotipi in serie discendente, alla prima risposta sbagliata la serie diventa ascendente, in seguito si continua ad invertire la direzione delle presentazioni seguendo la regola di aumentare le dimensioni con risposte sbagliate e viceversa). L’entità di aumento o diminuzione è ovviamente a progressione geometrica e la ragione della progressione può essere determinata a seconda delle nostre esigenze. La fase di ricerca termina dopo 2 risposte sbagliate anche non consecutive.

Figura 3. Videata finale del “metodo Staircase” in uno schermo computerizzato.


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Fase di misura: si raccolgono i dati necessari al computo dell’acutezza visiva (è caratterizzata da successive inversioni della direzione in cui la grandezza degli ottotipi viene modificata). La fase di misura termina dopo un numero predeterminato di ottotipi o di presentazioni. L’acutezza visiva determinata corrisponde alla media od alla mediana delle dimensioni degli ottotipi presentati in fase di misura e sullo schermo viene già espresso in valore logMAR e nel suo corrispondente valore decimale. Il programma computerizzato segnala inoltre il valore della deviazione standard, che risulta necessario ai fini dell’attendibilità dell’esame ed un valore numerico corrispondente al valore da aggiungere e sottrarre alla media per calcolare i limiti di confidenza. Il calcolo automatico di tutti i valori consente oramai di potersi esimere dall’affrontare calcoli numerici che possono apparire ostici e complessi. (Figura 3)

14.7 Le analisi statistiche della misura dell’acutezza visiva L’idea di utilizzare la statistica per misurare l’acutezza visiva spaventa non poco ma in realtà si tratta solo di saper interpretare i valori che devono essere applicati nel calcolo dell’acutezza visiva in quanto, specie nella determinazione dell’acutezza visiva con i metodi utilizzati nei bambini, i programmi computerizzati ci consentono la registrazione a calcoli già eseguiti. Non è possibile però per il personale medico e per gli ortottisti che in realtà sono degli “specialisti delle misure oftalmologiche” esimersi dal conoscere il significato della media, della deviazione standard e dei limiti di confidenza. 14.7.1 La media Corrisponde alla somma di tutte le misure divisa per il numero di prestazioni. Indica in sostanza la misura tendenzialmente presente nel nostro campione e può essere calcolata solo da un campione di misure metriche. Alla luce di questo concetto appare evidente che non si possono calcolare “medie” di misure di acutezza visiva quantificate in decimi o con frazioni di Snellen. Si possono invece calcolare “medie” di misure logMAR di acutezza visiva ottenute utilizzando tavole logMAR (e non “voltando” in logMAR misure decimali ottenute con tavole “decimali”!!!). Si può calcolare una media geometrica di misure “decimali” ottenute utilizzando tavole logaritmiche. Non è assolutamente lecito rilevare l’acutezza visiva con tavole “decimali” (impiegando regole personalizzate di “terminazione” delle presentazioni e di calcolo del valore di AV), voltare in logMAR le misure così ottenute e utilizzare queste misure decimali convertite (“travestite”) in logMAR per calcolare medie, deviazioni standard o altre statistiche “parametriche”. 14.7.2 La deviazione standard La deviazione standard può essere definita come una media delle differenze tra la media e ogni singola misura del campione. La deviazione standard andrebbe sempre contrassegnata con un acronimo: DS o s. Se la distribuzione delle misure del campione che sto esaminando può essere considerata una distribuzione normale (curva gaussiana), ossia che il campione di misure sia stato prelevato da una popolazione distribuita normalmente, entro i due valori che si ottengono sommando e sottraendo alla media una deviazione standard sono compresi il 68% delle misure, mentre entro due deviazioni standard sono comprese il 95% delle misure effettuate. L’enorme importanza della distribuzione normale o curva gaussiana delle misure deriva dal fatto che utilizzando la deviazione standard è possibile calcolare la proporzione di


14. Acutezza visiva in età pediatrica

Figura 4. I limiti di confidenza se si sovrappongono per meno del 25% o non si sovrappongono affatto ci dicono che qualcosa si è modificato veramente. Se invece gli intervalli si sovrappongono per più del 25% allora significa che non abbiamo alcuna modificazione nel nostro protocollo terapeutico.

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Figura 5. Fattori per il calcolo dei limiti di confidenza al 95% di una media (N: n° di misure dalle quali è stata ricavata la media. DS: deviazione standard) L.C. 95%: media +- kDS

misure che si trovano entro determinati intervalli di valori misurati. Tali valori nel calcolo dell’acutezza visiva con scala logaritmica consentono di esprimere in maniera indiretta il grado di attendibilità delle risposte, ossia maggiore è il valore della deviazione standard più grande sarà l’intervallo delle misure rispetto alla media delle risposte, minore sarà la deviazione standard più piccolo sarà l’intervallo delle misure rispetto alla media delle risposte. 14.7.3 I limiti di confidenza I limiti di confidenza di una statistica (percentuale, media, ecc.) ci indicano entro quali valori può trovarsi, con una predeterminata probabilità (es. 95 o 99%), il valore del parametro che sto considerando (es.: della media o della percentuale della popolazione dalla quale è stato estratto il campione). Più semplicemente ci indicano entro quali limiti possiamo collocare il “vero valore” delle statistiche che sto eseguendo con la probabilità di avere ragione al 95% o al 99%. Quando analizziamo delle misure su un campione e ne estraiamo dei valori ad esempio una media, come facciamo ad essere sicuri che tale valore corrisponda alla media presente nella popolazione? Utilizzando i limiti di confidenza di una statistica (di una media, di un percentuale, di una differenza tra due medie o tra due percentuali o di una qualsiasi altra statistica) possiamo affermare con una certa probabilità (95% o 99%) che se venisse ripetuta una serie sufficientemente lunga di misure del nostro dato considerato (ad esempio la media) su campioni estratti dalla medesima popolazione il 95% od il 99% delle differenti medie si troverebbe compreso nell’intervallo dei limiti di confidenza al 95% od al 99% calcolati nella prima misurazione. Essi sono quindi un indice preciso delle possibili variazioni dei valori delle misure che sto calcolando: infatti i limiti o intervalli di confidenza di una statistica calcolata in due gruppi di confronto ci consentono di valutare agevolmente anche se qualcosa è cambiato tra i due gruppi presi in esame. Ciò lo si ottiene confrontando gli intervalli (le coppie di numeri) dei limiti, che se si sovrappongono per meno del 25% o non si sovrappongono affatto ci dicono che qualcosa si è modificato veramente. Se invece gli intervalli si


14. Acutezza visiva in età pediatrica

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sovrappongono per più del 25% allora significa che non è cambiato nulla e che perciò non abbiamo ad esempio alcuna modificazione nel nostro protocollo terapeutico.(Figura 4) Nel caso dell’acutezza visiva i limiti di confidenza delle misure ci consentono di renderci conto se fra due misure rilevate nello stesso occhio in tempi differenti esiste una differenza statisticamente significativa di acutezza visiva, ossia se è cambiato qualcosa veramente, oppure se i due valori registrati rientrano nella normale variabilità della media delle risposte senza che nulla si sia modificato. I limiti di confidenza di una media si ottengono o moltiplicando la DS per un coefficiente K che dipende dal numero dei rilevamenti effettuati (Figura 5), oppure nel caso del metodo staircase sommando e sottraendo il valore calcolato direttamente dal computer alla media decimale delle risposte. Alla luce di quanto esposto appare ora chiaro come solo un metodo come quelli descritti consenta un calcolo realistico ed attendibile della cosiddetta vera acutezza visiva. Tale misura viene considerata dal punto di vista della sua precisione e della sua accuratezza, concetti che, come abbiamo visto in precedenza, rendono l’esame altamente attendibile. Il vero valore dell’acutezza visiva viene espresso dalla media o dalla mediana delle risposte correlate ai limiti di confidenza al 95% od al 99%, che indicano entro quali limiti noi possiamo calcolare il vero valore di queste statistiche con una predeterminata probabilità di avere ragione. È solo quando si rende necessario quantificare la “vera variazione” dell’acutezza visiva per prendere decisioni terapeutiche che allora è necessario usare un metodo di misura che consenta di usare un trattamento statistico dei dati (ambliopia, anisometropia, cataratta congenita eccetera).


15. La refrazione in età pediatrica

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Capitolo 15 – La refrazione in età pediatrica A. Piantanida L’esame della refrazione in età pediatrica si basa prevalentemente su tecniche oggettive. La peculiarità positiva delle tecniche oggettive risiede nel fatto che esse non richiedono una partecipazione attiva da parte del soggetto esaminato, fornendo così un dato non dipendente dal suo atteggiamento e dalle sue risposte. Il dato oggettivo a volte può però essere l’unico rilevabile (bambini piccoli, persone con ritardo mentale, individui scarsamente collaboranti, soggetti ospedalizzati e/o non trasportabili...), da qui la necessità di applicare delle tecniche sufficientemente precise ed accurate al fine di individuare in maniera la più corretta possibile la misura della refrazione. Le tecniche rifrattive oggettive sono prevalentemente due: l’esame del riflesso rosso e la schiascopia statica. Sia l’analisi del riflesso rosso sia la schiascopia, per essere attendibile e valida, devono essere eseguiti seguendo una metodologia precisa. Qualsiasi misura si rilevi è necessario, sempre e comunque, fare i conti con una certa quantità di errore; l’adozione di un metodo ben definito e la consapevolezza dei possibili errori nei quali si può incorrere nel corso dell’esecuzione è una premessa indispensabile per poter attribuire validità alle misure rilevate ed efficacia alle scelte compensative che ne conseguono. Da tenere presente che stiamo esaminando soggetti piccoli di età e che spesso nella clinica quotidiana molti di noi si trovano a dovere fare diagnosi anche senza la cicloplegia.

15.1 Validità Non possiamo applicare una tecnica di misura prescindendo dal concetto di validità della misura stessa. La validità di un metodo di misura designa la sua capacità di valutare il vero stato della caratteristica che stiamo valutando, nel nostro caso la misura del difetto visivo presente. Il concetto di validità si estrinseca in alcune precisazioni della validità stessa. 15.1.1 Validità di criterio La validità di criterio indica genericamente la possibilità di usare un criterio esterno per saggiare la validità del test rispetto ad esso. Nell’analisi della refrazione possiamo ad esempio considerare come criterio esterno da correlare la capacità di alternare in un paziente strabico, o la capacità di fissazione in un paziente con ametropia elevata o ambliopia. La validità di criterio poi si divide a sua volta in validità predittiva (usa la probabilità di un comportamento futuro come criterio) e validità concorrente (usa la somiglianza con altri test come criterio). 15.1.2 Validità predittiva La validità predittiva indica quanto un risultato a un test è correlato a un particolare comportamento o evento futuro (connessi in linea teorica col test) riguardante il soggetto. L’utilizzatore del test può quindi ipotizzare uno o più comportamenti futuri che secondo lui hanno a che vedere col risultato al test e fare delle ricerche per confermarne la validità predittiva riferita a quei comportamenti. Per esempio, se un test serve a selezionare personale per un particolare ruolo lavorativo, ha senso indagare se, a distanza di tempo, il personale scelto grazie al test ha avuto effettiva-


15. La refrazione in età pediatrica

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mente successo in quel ruolo, caso in cui viene confermata un’alta validità predittiva del test per quel particolare ruolo. Riguardo a un test d’intelligenza, se ne può per esempio verificare la validità predittiva riferita al futuro successo scolastico, o riferita al futuro successo lavorativo o in ambito sentimentale. Nella determinazione del difetto refrattivo può ad esempio avere senso considerare il guadagno nell’acutezza visiva in un paziente ambliope che ha risolto il problema grazie all’analisi effettuata col test stesso. 15.1.3 Validità concorrente La validità concorrente indica la correlazione tra risultati al test in esame e risultati ad altri test che misurano lo stesso costrutto (ad esempio si possono correlare i risultati ottenuti con l’analisi del riflesso rosso del fundus per la quantificazione dei difetti rifrattivi e la cicloplegia) e o costrutti diversi (ad esempio la mancanza di fissazione o della capacità di alternare in un paziente strabico la cui misura del difetto visivo risulta uguale nei due occhi). Nel primo caso si parla di validità convergente e ci si aspetta una correlazione alta, mentre nel secondo caso si parla di validità discriminante e ci si aspetta una correlazione la più bassa possibile. Per specificare meglio si parla di validità concorrente quando sia la misura sia l’accertamento dello stato di cose avvengono contemporaneamente, si parla di validità concorrente convergente quando due test ottengono un risultato simile della misura che sto esaminando, mentre si definisce validità concorrente discriminante se non posso correlare il risultato della misura che sto esaminando con il vero stato di cose che sto osservando. La validità del metodo che stiamo usando risulta pertanto un aspetto estremamente importante nella diagnosi dei difetti visivi presenti poiché l’esame della refrazione si propone differenti obiettivi: 1. l’accertamento dell’esistenza di un’ametropia unilaterale o bilaterale e valutarne l’entità, anche se a volte in modo approssimativo, allo scopo di poter inferire da questi dati l’esistenza di un’ambliopia possibile e di poterne stimare la probabile gravità 2. la determinazione di una correzione del difetto refrattivo ed eventualmente effettuare una misura dell’acutezza visiva con correzione, per consentire l’accertamento di un’ambliopia e di stabilirne l’entità 3. la prescrizione della correzione esatta dell’ametropia presente indispensabile per il corretto trattamento dell’eventuale ambliopia presente

15.2 Accomodazione Uno dei problemi che ci si deve porre nell’analisi refrattiva è la presenza dell’accomodazione. Essa consiste nella funzione che modifica il potere del cristallino in modo da consentire la messa a fuoco sulla retina di oggetti situati a differenti distanze dall’occhio e di conseguenza adeguare il diottro oculare alla vergenza dei raggi luminosi che lo attraversano. La contrazione del muscolo ciliare cui è collegato il cristallino determina un aumento del potere di quest’ultimo (accomodazione positiva), mentre un rilasciamento del muscolo ciliare determina una diminuzione del potere del cristallino (accomodazione negativa). Tali movimenti del muscolo ciliare sono su base riflessa e difficilmente possono essere gestiti volontariamente. Il meccanismo dell’accomodazione pertanto è prevalentemente influenzato da stimoli esterni presenti nella quotidianità di ciascuno di noi. Lo sfuocamento delle


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immagini determina un cambio di curvatura del cristallino e quindi del suo potere per ottenere un’immagine nitida sulla retina e consentire una visione distinta. La convergenza o la divergenza sono capaci di mettere in atto l’accomodazione: la convergenza aumenta il potere diottrico del cristallino (accomodazione positiva) mentre la divergenza ottiene una diminuzione del potere diottrico dello stesso (accomodazione negativa). Infine la vicinanza apparentemente prossimale di un oggetto induce la necessità riflessa di una accomodazione positiva nonostante l’immagine non si presenti sfuocata o non sia stata messa in gioco la convergenza. In ultimo va considerata la presenza del cosiddetto tono accomodativo. In assenza di stimoli visivi il muscolo ciliare si trova in stato di contrazione “tonica” di un valore diottrico superiore di circa 1 / 1,5 diottrie rispetto a quello ottenibile in massima accomodazione negativa. Tale situazione viene inibita dall’effetto dei cicloplegici che annullano il valore diottrico tonico di 1 / 1,5 diottrie il quale a sua volta viene ripristinato una volta terminato l’effetto del cicloplegico. 15.2.1 Accomodazione binoculare A meno che non sussistano condizioni anormali l’accomodazione risulta uguale nei due occhi. Solo nei casi di anisometropia invece l’occhio dominante determina la quantità di accomodazione presente che viene distribuita in egual misura anche nell’occhio dominato in caso di visione binoculare. Differente sarà invece la situazione in visione monoculare dove possiamo aspettarci un’ampiezza accomodativa anche differente tra i due occhi qualora la trasmissione degli stimoli avvenga meno bene da un lato rispetto all’altro o quando sussistano in un occhio condizioni anomale legate al cristallino od al muscolo ciliare che impediscono l’attuarsi di una accomodazione proporzionale all’impulso ricevuto. Prima però di diagnosticare una differenza accomodativa tra i due occhi è bene ricordarsi di eseguire la misura con una correzione ottica che sia stata bilanciata e che consenta una perfetta compensazione del difetto refrattivo eventualmente presente. Che importanza ha il tono accomodativo nella pratica clinica quotidiana ai fini dell’esame dei difetti rifrattivi? Se non si considera la necessità di eliminare o per lo meno di ridurre ai minimi termini tale tono accomodativo, l’analisi della misura dei difetti rifrattivi risulterà alquanto imprecisa e poco accurata. È noto infatti come il tono accomodativo sia di lieve entità negli anziani e nei miopi specie se miopi elevati, al contrario esso è presente in quantità discreta negli ipermetropi ed ancora in maggiore entità nei giovani e nei bambini. L’evitare il blocco dell’accomodazione per la pigrizia di utilizzare i cicloplegici può indurre il medico oculista in gravi e grossolani errori di valutazione del difetto visivo presente specie nell’età pediatrica: non è giustificabile pertanto una prescrizione di lenti correttive senza cicloplegia quando ci si trovi di fronte ai bambini o a giovani pazienti con difetti rifrattivi ipermetropici ed astigmatici. 15.2.2 Ampiezza accomodativa Il punto prossimo di un occhio rappresenta la distanza minima a cui un soggetto percepisce immagini nitide utilizzando tutta l’accomodazione di cui dispone e corrisponde al fuoco coniugato della macula dell’occhio stesso in condizioni di massima accomodazione. Il punto remoto di un occhio rappresenta la distanza massima sul quale convergono i raggi provenienti dalla macula dopo avere attraversato il diottro oculare. Nell’occhio emmetrope il punto remoto corrisponde all’infinito in quanto il fuoco principale del diottro oculare corrisponde esattamente alla posizione della regione maculare retinica, ed i raggi che escono dal diottro oculare risultano paralleli.


15. La refrazione in età pediatrica

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Figura 1. Andamento dell’ampiezza accomodativa media nell’infanzia

Nell’occhio miope la distanza che separa la macula dal diottro oculare risulta invece maggiore della distanza focale di questo, per cui i raggi che provengono dalla zona maculare arrivano al diottro oculare con una vergenza negativa inferiore al potere positivo del sistema diottrico cornea-cristallino per cui escono con una vergenza positiva. Tale meccanismo farà convergere i raggi ad una distanza inferiore a quella dell’occhio emmetrope, per cui non avremo più un punto remoto posizionato all’infinito, bensì il punto remoto sarà situato ad una distanza reale situata di fronte al bulbo oculare. Nella miopia per cui il punto remoto è reale e si trova tanto più vicino all’occhio tanto più elevato è il difetto miopico. Nell’occhio ipermetrope al contrario avremo che i raggi maculari escono dal bulbo divergenti poiché la loro vergenza negativa sarà maggiore del potere positivo del sistema diottrico corneacristallino per cui non riesce ad essere totalmente compensata ed è quindi come se insorgessero da un punto situato dietro alla regione maculare. Da ciò si deduce come il punto remoto nell’ipermetropia sia virtuale e posizionato al di dietro del bulbo oculare stesso. Sia il punto prossimo sia il punto remoto possono essere misurati con una misura lineare che indica la distanza che lo separa dal bulbo ETÀ A.A. MEDIA oculare, o con le diottrie che equivalgono all’inverso di tale distanza espressa in metri. La differenza del valore 5 16,82 diottrico del punto prossimo e del punto remoto rappre6 17,25 senta l’ampiezza accomodativa, ossia la variazione di po7 15,79090909 tere che il cristallino è capace di attuare. Sappiamo bene 8 15,90909091 come l’ampiezza accomodativa si riduca progressivamen9 14,78333333 te con l’età. Essa è di circa 14 diottrie verso i 10 anni per 10 14,93846154 poi decrescere progressivamente fino ad annullarsi verso i 65 anni. Pochi studi sono presenti sull’ampiezza accomo11 16,49166667 dativa nei bambini in età scolare ma si può evincere dai 12 13,86363636 dati attualmente presenti in letteratura che l’ampiezza 13 12,47272727 accomodativa media in età pediatrica risulta subire una 14 12,91666667 progressiva diminuzione (Figura 1) fino ai 10 anni per poi 15 13,8 attestarsi su valori di poco superiori alle 14 diottrie con 16 14,8 un andamento caratterizzato da lievi variazioni (Tabella 1), mentre nessun dato è riferibile ai bambini della pri- Tabella 1. Ampiezza ma infanzia. accomodativa media per età


15. La refrazione in età pediatrica

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Per evitare che l’accomodazione intervenga a viziare i risultati degli esami della refrazione è consigliabile utilizzare i cicloplegici.

15.3 Cicloplegia È noto come l’attività dell’accomodazione influenzi la situazione refrattiva modificandola anche significativamente causando un aumento del potere del cristallino con conseguente neutralizzazione e/o diminuzione delle ipermetropie ed aumento delle miopie. L’utilizzo dei cicloplegici consente di eliminare questo inconveniente. È necessario ricordare come tutti i cicloplegici siano dei midriatici ma non tutti i midriatici siano dei cicloplegici. La midriasi si instaura prima della cicloplegia e dura più a lungo di quest’ultima per cui il diametro pupillare non è indice della situazione accomodativa raggiunta in seguito all’instillazione del cicloplegico. Quando si instilla un collirio cicloplegico l’ampiezza accomodativa si riduce progressivamente fino ad arrivare a valori minimi. Le tempistiche e la durata del blocco cicloplegico variano a seconda del tipo di molecola che viene utilizzata. È opinione comune che l’atropina ottenga risultati molto migliori rispetto alle altre molecole sintetiche attualmente in commercio, ma ciò non corrisponde al vero, almeno nella pratica quotidiana; l’utilizzo del ciclopentolato o della tropicamide può benissimo sostituire i dati ottenuti con l’atropina. È infatti oramai quasi del tutto abbandonato l’utilizzo dell’atropina sia per motivi di maneggevolezza sia per gli effetti collaterali che essa può causare. Comunque sia solo raramente i cicloplegici riescono a provocare una paralisi totale del muscolo ciliare bensì ne riducono al livello minimo l’attività in modo da consentire una certa quota di accomodazione residua altrimenti detta ampiezza accomodativa residua che può arrivare anche a valori discretamente elevati, circa 3- 4 diottrie, e di cui bisogna tenerne conto, quando la cicloplegia non viene eseguita in maniera ottimale. Generalmente l’utilizzo dei colliri cicloplegici determina, se ben utilizzati secondo degli schemi standardizzati, un ampiezza accomodativa residua di circa 1 diottria, 1 diottria e mezza. Differente è l’effetto sul tono accommodativo. Purtroppo non esiste nessun metodo per controllare al momento dell’esame in cicloplegia come sia il tono accomodativo. Si può solo inferire tale dato dall’ampiezza accomodativa residua considerando che se l’accomodazione è in qualche modo ancora in grado di funzionare deve essere presente anche il tono accomodativo, proporzionalmente a quest’ultima. La quantificazione della quota di ampiezza accomodativa in età pediatrica può essere eseguita solo in maniera indiretta. Dopo aver trovato in schiascopia la correzione che neutralizza l’ombra pupillare si attrae l’attenzione del piccolo paziente su una mira lontana: la comparsa di un’ombra diretta indica che il paziente ha rilasciato una certa quota di accomodazione residua che aveva esercitato, lo stesso dicasi se si attrae l’attenzione su una mira vicina. La comparsa di un’ombra inversa dimostra che il paziente ha esercitato un certo grado di accomodazione. La quota di accomodazione residua si evince dal calcolo della differenza tra le lenti che neutralizzano le ombre per lontano e per vicino con il metodo testè descritto. Al fine di evitare che tale situazione possa compromettere la prescrizione è consigliabile aggiustare di 1 D la correzione cicloplegica in atropina e di 0,5 D in ciclopentolato e tropicamide Infine vale la pena ricordare che prima di intraprendere l’esame della refrazione è importante controllare che il cicloplegico abbia fatto il suo effetto considerando,


15. La refrazione in età pediatrica

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oltre a quanto detto poco sopra, anche l’entità della midriasi, pur essendo quest’ultima un segno relativamente poco congruente con l’entità della cicloplegia, la dinamica pupillare residua eventualmente presente, indice di una cicloplegia ancora insufficiente e ricordarsi che i pazienti con iride molto pigmentate rispondono meno efficacemente ai cicloplegici, per cui in questi casi vale la pena considerare di aumentarne dosaggio Le molecole che più vengono impiegate possono essere riassunte nello schema seguente: – Ciclopentolato: instillare una goccia per occhio a distanza di 5 minuti l’una dall’altra per due volte; effetto massimo dopo 30 minuti e dura circa 60 minuti. Eseguire misura della refrazione tra 30 e 60 minuti dall’ultima instillazione. Accomodazione residua 1D (sempre < 2D). – Tropicamide: instillare una goccia per occhio a distanza di 10 minuti l’una dall’altra per tre volte, ha un’efficacia minore del precedente, effetto massimo dopo 20 minuti e dura circa 15 minuti. Eseguire misura della refrazione tra 20 e 30 minuti dall’ultima instillazione. Accomodazione residua 2D, midriasi molto marcata. – Atropina: instillare una goccia per occhio a distanza di 10 minuti l’una dall’altra per due volte al dì per tre giorni precedenti la visita; è il più efficace ma oramai il meno usato, effetto massimo dopo 1-3 ore e dura 12-24 ore, recupero della accomodazione in 10-15 giorni. Accomodazione residua < 1D. L’esame della refrazione eseguito in cicloplegia presenta sia dei vantaggi sia degli svantaggi. Ogni qual volta si applica l’esame in cicloplegia bisogna considerare attentamente entrambe le cose per non incorrere in banali errori di valutazione che possono compromettere la prescrizione corretta, ma non bisogna mai dimenticare che la cicloplegia risulta il punto cardine nella prescrizione degli occhiali nei bambini, senza la quale difficilmente si potranno risolvere adeguatamente i problemi rifrattivi e tutto ciò che ne consegue in termini di recupero dell’ambliopia. Vantaggi della cicloplegia 1. elimina cause di errore dovute alla accomodazione (aggiustare di 1D la correzione cicloplegica in atropina e di 0,5D in ciclopentolato o tropicamide) 2. consente l’esame schiascopico della regione maculare (osservare le ombre entro 4 mm di diametro) 3. è l’unico mezzo per valutare la refrazione fino a 4-5 anni 4. consente la valutazione dell’entità del tono accomodativo basale Svantaggi 1. la cicloplegia è una condizione anomala, il ripristinarsi del tono accomodativo basale può essere causa di errore nella valutazione dell’entità e dell’asse dei piccoli astigmatismi 2. una cicloplegia incompleta determina errori di valutazione e conseguentemente errori di prescrizione 3. la midriasi indotta rende più difficile la schiascopia per l’intervento di aberrazioni periferiche ed ombre che disturbano l’esecuzione dell’esame, per cui vanno sempre e solo osservate le ombre entro i 4 mm centrali 4. può creare disturbi soggettivi. 13.3.1 Effetti collaterali dei cicloplegici I colliri e le pomate utilizzate per la cicloplegia non sono scevri da possibili effetti


15. La refrazione in età pediatrica

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collaterali anche se le pomate presentano minori possibili effetti collaterali. L’applicazione di un cicloplegico può dar origine ad una reazione allergica locale che si manifesta con le caratteristiche di una dermato-congiuntivite allergica. Possono anche verificarsi sintomi legati ad una intossicazione sistemica, pur se quasi sempre di lieve entità: arrossamento del volto, secchezza delle fauci,tosse stizzosa, tachicardia, febbricola. I sintomi testè descritti sono tipici della somministrazione di atropina e non richiedono trattamento, ma solo la sospensione della somministrazione. La comparsa di tali sintomi consente comunque l’esecuzione dell’esame della refrazione in quanto sono un segno indiretto di un’efficace cicloplegia che si accompagna ad una intossicazione generale. Raramente possono presentarsi anche sintomi di natura psichica: il più lieve è la sonnolenza associata a rush cutaneo. Molto di rado si può osservare agitazione motoria, incoordinazione dei movimenti, delirio ed allucinazioni visive; il paziente fatica a stare in piedi ed appare molto intontito. Tali disturbi sono più tipici degli alcaloidi naturali quali l’atropina ma possono comparire anche con l’utilizzo del ciclopentolato, molecola che può passare la barriera ematoencefalica. Poiché i piccoli pazienti hanno una barriera incompleta si sconsiglia l’uso del ciclopentolato sia nei bambini al di sotto dei 3 anni sia nei soggetti cerebropatici o con storia di epilessia o semplici convulsioni febbrili, o nei casi in cui l’anamnesi non sia raccoglibile. Si sconsiglia l’uso del ciclopentolato anche nei bambini affetti da trisomia 21 dove è preferibile utilizzare la tropicamide 1% collirio. In genere i disturbi regrediscono spontaneamente nel giro di 24 ore, ma se ne può accelerare la risoluzione somministrando un sedativo. Raramente e solo nei casi di grave intossicazione si può somministrare quale antidoto un parasimpaticomimetico, ad esempio fisiostigmina salicilato fiale. La fisostigmina salicilato può essere somministrata sia per via endovenosa sia per via intramuscolare. La dose iniziale di 0,5-1,2 mg può essere seguita da una seconda dose qualora non si osservi nessuna risposta dopo 30 minuti. La velocità di somministrazione non dovrebbe essere superiore a 1mg/min.


16. Il riflesso rosso del fundus e la rifrazione in età pediatrica

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Capitolo 16 – Il riflesso rosso del fundus e la refrazione in età pediatrica A. Piantanida, R. Nobili Tra i test che vanno effettuati dal pediatra entro i primi sei mesi di vita particolarmente importante è l’analisi del riflesso rosso pupillare, noto anche come red reflex (Test di Bruckner). Con questo semplice esame è possibile diagnosticare precocemente patologie oculari che, se scoperte tardivamente, possono essere causa di gravi danni visivi permanenti: cataratta congenita, glaucoma congenito, retinoblastoma, anomalie retiniche e difetti di refrazione. Per effettuare questo test è necessario utilizzare un oftalmoscopio o in alternativa un buon otoscopio, escludendo durante l’osservazione la lente di ingrandimento, l’esaminatore si pone a circa 80 cm dal bimbo con l’oftalmoscopio davanti un occhio in una stanza poco illuminata; la luce dello strumento viene prima proiettata su un occhio del bimbo e successivamente nell’altro. In condizioni normali la luce proveniente dall’oftalmoscopio attraversa le parti trasparenti dell’occhio (film lacrimale, cornea, cristallino e umore acqueo); una volta raggiunto il fundus oculi, viene riflessa attraverso i mezzi trasparenti e l’apertura dell’oftalmoscopio per poi raggiungere l’occhio dell’esaminatore. (Figura 1) L’oftalmoscopio originale di Helmotz era di difficile uso essendo necessario che entrambi gli occhi, quelli del soggetto e quelli dell’osservatore, fossero esenti da difetti di refrazione e capaci di mantenere durante l’osservazione la messa a fuoco su un immaginario punto lontano. Per ovviare a questi inconvenienti era necessario ricorrere a particolari lenti correttive. Gli oftalmoscopi moderni continuano ad essere basati sul principio di Helmotz e cioè che l’osservazione della retina è possibile solo se l’occhio dell’osservatore e la sorgente luminosa sono posti sullo stesso asse. Gli oftalmoscopi hanno una fonte di illuminazione propria, che crea un fascio luminoso che, dall’interno dell’apparecchio, un sistema di prismi o specchi, proietta sulla stessa linea di visione dell’osservatore.(Figura 2) Nella testa dell’apparecchio è contenuto un intero “set” di lenti (circa 14) detto disco di Rekoss, che possono essere interposte sull’asse di osservazione in modo da correggere i difetti refrattivi dell’esaminatore e del soggetto. La manovra da effettuare per passare da una lente all’altra è rapidissima (basta ruotare una rotellina) e può essere effettuata con un dito anche durante l’osservazione della retina. In una piccola finestrella compaiono dei numeri che cor-

Figura 1. Il riflesso rosso nel bambino privo di patologia si presenta uniforme su tutto l’ambito pupillare

Figura 2. Principi di ottica dell’oftalmoscopio diretto


16. Il riflesso rosso del fundus e la rifrazione in età pediatrica

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Figura 3. Oftalmoscopio diretto

rispondono alle diottrie della lente inserita: i numeri scritti in rosso si riferiscono a lenti negative (divergenti) utilizzate per correggere la miopia. I numeri scritti in nero si riferiscono a lenti positive (convergenti) utilizzate per correggere l’ipermetropia. (Figura 3) L’oftalmoscopio possiede anche un’altra rotella posizionata sul retro dell’oftalmoscopio (lato paziente), che ci permetterà di scegliere differenti tipi di aperture come stellina di fissazione, diverse dimensioni piatte, semicerchio, fenditura e filtro verde e blu.

Grazie a questi miglioramenti tecnologici l’oftalmoscopio è diventato uno strumento pratico e adatto all’uso quotidiano, in talune situazioni diventa addirittura uno strumento tascabile e sempre pronto all’uso. Il modo migliore per imparare ad usare l’oftalmoscopio è di esercitarsi ripetutamente. Per utilizzare l’oftalmoscopio è essenziale che lo sguardo del soggetto osservato sia rivolto su un oggetto lontano ed è preferibile osservare il paziente da seduto. La prima operazione da effettuare, quindi, sarà quella di correggere lo strumento per l’eventuale difetto refrattivo dell’osservatore ed esaminare il paziente in una stanza scarsamente illuminata. Anche quando l’oftalmoscopio non è ancora perfettamente a fuoco osservando il foro pupillare da una distanza di 20 cm si vedrà una luminescenza rossa emergere dall’occhio del sog-


16. Il riflesso rosso del fundus e la rifrazione in età pediatrica

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getto normale. Questo riflesso rosso origina dai capillari della coroide e torna indietro passando attraverso la retina ed i mezzi diotFigura 4. Nella cataratta congenita in riflesso trici dell’occhio. Ogni riduzione di questo rosso sarà assente, mentre nel caso in cui la riflesso rosso suggerisce l’opacizzazione dei cataratta fosse polare posteriore (puntiforme) mezzi diottrici. (Figura 4, Figura 5) al test del riflesso rosso sarà ben evidente un puntino nero più o meno al centro del riflesso. Riguardo al test di Bruckner viene riferita in letteratura una sensibilità del 91% ed una specificità del 72,8%, questo test consente quindi una valutazione rapida ed efficace dei difetti rifrattivi e del rischio di ambliopia ad essi correlato. La specificità di un test indica la sua capacità di diagnosticare i pazienti normali applicando il test, mentre la sensibilità indica Figura 5. Il retinobalstoma si presenta al test la capacità di diagnosticare i pazienti affetti del riflesso rosso con una leucocoria o riflesso dalla malattia applicando il test. Data l’ele- bianco riflettente (tipo occhio di gatto). vata sensibilità e specificità del test si avrà un basso rischio di falsi positivi e falsi negativi, ed un valore predittivo positivo e negativo elevati. Ricordiamo che il valore predittivo positivo indica la probabilità di avere una patologia in caso di un test positivo, mentre il valore predittivo negativo indica la probabilità di avere un paziente non affetto in caso di un test negativo. È chiaro che un test sensibile e specifico al 100% non lascerebbe dubbi ma il test del riflesso rosso è comunque un validissimo aiuto in sede di visita oculistica o ancor meglio durante l’esecuzione degli screening visivi in età pediatrica. Possiamo affermare con sicurezza che il test del riflesso rosso ha un efficacia elevata in quanto produce risultati diagnostici certi sia in condizioni ideali sia nella pratica clinica quotidiana. Nel momento in cui il test del riflesso rosso risulta positivo per difetti refrattivi le situazioni che possono presentarsi sono numerose: dobbiamo quindi valutare la dimensione, la posizione, la direzione e il movimento dell’ombra presente nel riflesso rosso (Tabella 1). Ogni caratteristica che andremo ad osservare ci indicherà il tipo di difetto refrattivo e tramite la schiascopia a striscia potremo in un secondo momento calcolare la sua entità. È importante ricordare che la larghezza della banda luminosa dello schiascopio a striscia dipende dall’entità dell’ametropia che risulta tanto Posizione crescente

Dimensioni crescente

Interpretazione

Assente

-

Emmetropia

Inferiore

< 10%

Miopia lievissima <1D

Inferiore

10% / 20%

Miopia lieve (1D-2D)

Inferiore

20% / 50%

Miopia moderata (2D-5D)

Inferiore

> 50%

Miopia elevata ( >5D)

Superiore

< 10%

Ipermetropia lievissima <1D

Superiore

10% / 20%

Ipermetropia lieve (1D-2D)

Superiore

20% / 50%

Ipermetropia moderata (2D-5D)

Superiore

> 50%

Ipermetropia elevata (>5D)

Tabella 1


16. Il riflesso rosso del fundus e la rifrazione in età pediatrica

più elevata quanto più la banda luminosa sarà stretta, anche il colorito della banda luminosa ci può indicare l’entità del difetto tanto più è pallido tanto più il difetto sarà elevato.

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Figura 6

16.1 Quadri clinici del riflesso rosso In presenza di emmetropia non verranno osservate ombre e quindi non dovranno esserci differenze tra i due occhi. (Figura 6) Nelle ametropie maggiori di due diottrie Figura 7 il riflesso bianco giallastro presente ci indicherà il tipo di difetto refrattivo prevalentemente in base al suo posizionamento.(Figura 7) Nell’ipermetropia il riflesso bianco giallastro sarà posizionato in alto mentre in presenza di miopia il riflesso sarà posizionato in basso. Figura 8 Per quanto riguarda l’astigmatismo il riflesso bianco giallastro si potrà presentare lateralmente o inclinato obliquamente. (Figura 8) In presenza invece di anisometropia e antimetropia il riflesso bianco giallastro che ci si presenterà sarà evidentemente diverso tra i due occhi, un riflesso in basso e uno in alto, un riflesso obliquo e l’altro in basso e cosi via dicendo. (Figura 9) Tramite l’ofalmoscopio si può valutare orientativamente l’entità del difetto reFigura 9 frattivo per avere una rapida quantificazione dello stato della refrazione anche nei casi in cui si abbia una scarsa collaborazione da parte del paziente. Tramite questa tecnica, che si basa sui principi della schiascopia statica di Strampelli, ponendo l’oftalmoscopio ad una distanza di circa 50 cm dal paziente l’ombra che ci apparirà superiormente alla banda luminosa indicherà che il meridiano verticale è miope di circa 2 diottrie, se invece l’ombra apparirà inferiormente indicherà che il meridiano verticale è ipermetrope di circa 2 diottrie. Questo metodo permette valutazioni poco precise sull’entità del vizio refrattivo ma è molto utile se viene utilizzato ad una distanza tale da illuminare entrambi gli occhi cosi da andare a valutare i riflessi rossi che potrebbero evidenziare rapidamente l’esistenza di anisometropie anche di lieve entità. In casi di particolare necessità risulta possibile ottenere una quantificazione più precisa del difetto refrattivo utilizzando le lenti poste sul disco di Rekoss che permettono di focalizzare un’immagine nitida del fondo oculare: si può ottenere una valutazione approssimativa del difetto visivo sferico o del suo equivalente sferico, che è tanto più accurata quanto più emmetrope e meno attiva è l’accomodazione dell’osservatore, calcolando il potere delle lenti necessarie per focalizzare il fondo dell’occhio. La presenza di un astigmatismo può essere determinata dalla necessità di modificare le lenti del disco di Rekoss per mettere a fuoco vasi retinici ortogonali.


17. La Schiascopia in età pediatrica

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Capitolo 17 – La Schiascopia in età pediatrica A. Piantanida È il metodo obbiettivo più pratico e più semplice per la determinazione della refrazione. Fu ideato nel 1873 da Cuignet. È una tecnica precisa ed abbastanza accurata che consente delle buone valutazioni della refrazione anche nei pazienti poco collaboranti e che non mette in gioco l’accomodazione prossimale. Oggigiorno viene eseguita con uno strumento detto schiascopio a striscia, gli specchi piani e concavi ricoprono oramai solo un significato storico. Con questo metodo l’esame della refrazione si ottiene tenendo conto dell’ombra che compare al margine della pupilla quando viene illuminato il fondo dell’occhio e si fanno fare piccoli movimenti allo schiascopio. La luce che è presente nel campo pupillare corrisponde alla porzione di fondo dell’occhio che viene illuminata e viene definita come riflesso pupillare. Lo schiascopio è uno strumento composto da una sorgente luminosa, una lente condensatrice e uno specchio che può presentare un foro nella parte centrale oppure essere uno specchio semitrasparente, in modo che l’esaminatore possa controllare la luce riflessa dall’occhio esaminato lungo la direzione del fascio luminoso prodotto dallo schiascopio stesso. La radiazione luminosa emessa dallo schiascopio a striscia è una fessura prodotta da una lampadina a filamento, che ha spessore regolabile e può essere ruotata attorno all’asse dello strumento; la striscia luminosa, ruotata opportunamente, permette di determinare con maggior precisione l’asse dell’eventuale astigmatismo presente. (Figura 1) L’utilizzo degli schiascopi a striscia ha sicuramente semplificato la tecnica dell’esame ma non si può prescindere dalla conoscenza del significato delle ombre e dai metodi di controllo dei risultati ottenuti al fine di ridurre al minimo gli eventuali errori di valutazione della misura del difetto refrattivo. Esistono inoltre delle regole ben precise di esecuzione dell’esame che vanno sempre rispettate al fine di ottenere buoni risultati. La distanza cui viene eseguito l’esame schiascopico influenza il calcolo diottrico finale legato all’accomodazione dell’operatore (Tabella 1), ossia bisogna tenere presente che se le lenti anteposte sono lenti negative bisogna aumentare il valore ottenuto al punto neutro in base al valore diottrico influenzato dalla distanza paziente esaminatore; se invece le lenti anteposte sono lenti positive bisogna diminuire il valore ottenuto al punto neutro in base al valore diottrico influenzato dalla distanza paziente esaminatore. L’esame va eseguito in un ambiente con scarsa illuminazione, il diametro pupillare dovrebbe essere di circa 3/5 mm., la distanza di esecuzione tra occhio

Valore diottrico distanza paziente esaminatore 1.

50 cm = 2 diottrie

2.

67 cm = 1,5 diottrie

3.

1 metro = 1 diottria

Tabella 1

Figura 1. Schiascopio a striscia


17. La Schiascopia in età pediatrica

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del paziente ed occhio dell’osservatore dovrebbe essere compresa tra 40 cm ed 1 metro. Distanze minori rendono difficile la schiascopia, distanze maggiori invece non consentono una posizione comoda per l’esaminatore. Normalmente non si esegue la schiascopia al di sotto dei 50 cm. Le distanze minori consentono un cambio più agevole delle lenti sulla montatura di prova o la rotazione dei cilindri in caso di astigmatismo, evidenziano una luce pupillare più intensa e permettono di conseguenza più ampie escursioni dello schiascopio. Le distanze ravvicinate però non consentono grandi modifiche da parte dell’esecutore della distanza dal paziente: a 50 cm di distanza basta spostarsi di 6/7 cm per avere variazioni di 0,25 diottrie del potere misurato, mentre ad 1 metro occorrono movimenti di 25/30 cm per avere la stessa entità di variazione. Come in tutte le cose la situazione migliore la si ottiene ad una distanza intermedia. È a circa 67 cm dall’occhio del paziente che ho il minimo di inconvenienti. Poiché la distanza di osservazione dall’occhio del paziente condiziona le modificazioni da apportare alla correzione ottenuta che neutralizza il riflesso pupillare, detta punto neutro, ogni errore di distanza influenza il dato sferico finale mentre ciò non si può dire del dato astigmatico.

17.1 La schiascopia a striscia Per prima cosa osserviamo comparire una striscia luminosa sul campo pupillare dove è presente il riflesso rosso del fundus. Lo schiascopio o retinoscopio a striscia fornisce un riflesso caratteristico costituito da una banda luminosa delimitata ai lati da due zone d’ombra. Muovendo la striscia su meridiani orizzontale e verticale osservo un movimento della luce che può essere concorde, ossia segue la stessa direzione del movimento del retinoscopio oppure discorde (Figura 2) cioè si evidenzia su un meridiano differente dalla direzione del movimento del retinoscopio; tale situazione è tipica della presenza di un astigmatismo. Il movimento della banda luminosa inoltre è accompagnato da un’ombra che può essere diretta (Figura 3), ossia segue il movimento della banda luminosa nella stessa direzione (movimento diretto) oppure inversa (Figura 4) ossia compare all’opposto del movimento della banda luminosa (movimento inverso). Nel movimento diretto il punto coniugato retinico si trova dietro all’occhio dell’esaminatore per cui c’è bisogno di lenti positive per portarlo a livello dell’occhio dell’esaminatore. Nel movimento inverso il punto coniugato retinico si trova davanti all’occhio dell’esaminatore per cui c’è bisogno di lenti negative per portarlo a livello dell’occhio dell’esaminatore. L’orientamento della striscia può essere variato facendo ruotare il manicotto su se stesso: la striscia esplora la refrazione del meridiano perpendicolare al suo asse, per cui il movimento del retinoscopio deve essere effettuato sul meridiano perpendicolare alla striscia stessa. Da notare però

Figura 2. Movimento discorde

Figura 3. Movimento concorde ed Ombra diretta

Figura 4. Movimento concorde ed Ombra inversa


17. La Schiascopia in età pediatrica

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come la presenza di una striscia o banda luminosa di per sé non indichi la presenza di un astigmatismo, che invece è evidenziato dalla congruità tra banda luminosa e striscia dello schiascopio. La schiascopia a striscia consente un’ottima osservazione dei movimenti diretti del riflesso pupillare mentre quelli inversi risultano di più difficile evidenziazione, è consigliabile pertanto in questi casi focalizzare l’attenzione sulla periferia del campo pupillare dove è più facile vedere comparire l’ombra inversa. L’ob- Figura 5. Punto neutro, biettivo finale è la ricerca del punto neutro. notare l’assenza di ombre Il punto neutro rappresenta la zona di intervallo compresa tra il primo segno di movimento diretto dell’ombra schiascopica ed il primo segno di movimento inverso della stessa, tale zona è caratterizzata dalla completa assenza di movimento. Il punto neutro pertanto non corrisponde al punto di inversione del movimento dell’ombra schiascopica. La difficoltà nella determinazione del punto neutro comporta spesso come conseguenza una sovrastima delle ipermetropie, in quanto per ottenere l’inversione dell’ombra si è costretti a superare la “zona neutra”aumentando il valore delle lenti sferiche positive, determinando pertanto un valore diottrico finale superiore a quello reale. Nelle miopie se si attende l’inversione dell’ombra da inversa a diretta per stimare il punto neutro, si viene a determinare la creazione di una miopia artificiale inferiore al valore della distanza paziente esaminatore in quanto si è spostato il punto neutro dietro di sé di fatto ipermetropizzando il paziente; la correzione finale negativa a questo punto dovrà essere aumentata di un valore inferiore al valore della distanza esaminatore paziente per ottenere il risultato corretto pena una eccesso di correzione del difetto miopico. Nelle miopie, dove è più difficile evidenziare l’ombra inversa, conviene sempre partire dall’ombra diretta e diminuire il valore fino alla comparsa dell’ombra inversa. In generale è sempre consigliabile arrivare all’ombra inversa da un’ombra diretta, specie nei difetti rifrattivi di lieve entità. La neutralizzazione di un meridiano si ottiene mantenendo il fascio luminoso di raggi divergenti ed una striscia larga (manicotto del retinoscopio in basso): l’assenza della banda pupillare e l’illuminazione diffusa del campo pupillare che non consente di evidenziare alcun movimento segnalano il punto neutro. (Figura 5) La difficoltà di determinare il punto neutro può essere superata muovendosi molto avvicinandosi ed allontanandosi dal paziente: ciò ci consentirà di entrare nella zona ad ombra diretta, avvicinandosi, e nella zona ad ombra inversa allontanandosi. La schiascopia a striscia consente di rilevare facilmente la presenza di astigmatismi anche di lieve entità determinando i meridiani principali ed il potere con una precisione superiore a qualsiasi altro metodo (ad es. con lo specchio piano e concavo). L’esame dell’astigmatismo diventa facile e preciso: si deve innanzitutto neutralizzare con lente sferica il meridiano più miope o meno ipermetrope ottenendo una banda luminosa con movimento diretto sul meridiano perpendicolare. Si antepongono cilindri positivi il cui asse deve corrispondere alla direzione della banda luminosa; la striscia e la banda luminosa formano una linea continua solo quando la striscia corrisponde esattamente al meridiano su cui va posto il cilindro positivo. Una volta ottenuto tale allineamento si assottiglia la striscia luminosa per avere indicazione dell’asse dell’astigmatismo osservando il meridiano sul portalenti su cui va posizionata la lente cilindrica positiva. A questo punto ottenuta la neutralizzazione del secondo meridiano dobbiamo controllare la correttezza della posizione dell’asse del cilindro ed il potere del cilindro stesso.


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Controllo dell’asse del cilindro • valuto la refrazione sui meridiani a 45° dal mio asse. Si riduce distanza dal paziente per avere un’ombra diretta su entrambi i meridiani, quindi ci si allontana, alternando il movimento della striscia su entrambi i meridiani posti a 45°; • se la neutralizzazione di questi meridiani avviene contemporaneamente l’asse è corretto; • se la neutralizzazione avviene solo su un meridiano e sull’altro ho un’ombra diretta è necessario correggere la posizione del cilindro ruotando l’asse di qualche grado dalla parte dell’ombra diretta. Controllo del potere del cilindro • si riduce la distanza di osservazione come in precedenza fino ad ottenere un’ombra diretta su entrambi i meridiani principali, poi ci si allontana progressivamente esplorando i meridiani per controllare se l’estinzione dell’ombra diretta avviene contemporaneamente in entrambi; • quando il potere del cilindro è insufficiente o eccessivo, l’astigmatismo non corretto o quello creato dal cilindro in eccesso, fa sì che su uno dei due meridiani compaia un’ombra neutra mentre sull’altro un’ombra diretta; • aggiustare quindi il potere aggiungendo lenti cilindriche di potere positivo fino ad ottenere un’ombra neutra anche su questo meridiano.

17.2 La schiascopia sferica È sicuramente da considerare la tecnica più semplice da eseguire e considera l’utilizzo delle sole lenti con potere sferico. In sostanza lo scopo è quello di neutralizzare l’ombra schiascopica su tutti i meridiani contemporaneamente in presenza di una ametropia sferica, oppure in caso di ametropia astigmatica, prima su un meridiano e successivamente sul meridiano opposto: nella pratica clinica si utilizzano le stecche di lenti (Figura 6). Posto Figura 6. Stecche per sciascopia sferica lo schiascopio in posizione standard esamino i meridiani orizzontale e verticale e gli obliqui (90°, 180°, 45°, 135°). Se non si osservano segni della presenza di difetti astigmatici (un movimento diretto su un meridiano ed un movimento inverso sull’altro, una banda luminosa con l’asse discorde rispetto all’asse della striscia, un margine più netto e rettilineo su un meridiano) si antepongono lenti sferiche progressivamente maggiori per portare il punto neutro sull’occhio dell’esaminatore. In caso di ipermetropie ed emmetropie le lenti positive portano i raggi dall’occhio esaminato convergenti sull’occhio Trucchi per semplificare la schiascopia • Larghezza banda: tanto è più elevata l’ametropia tanto più stretta è la banda luminosa; se la larghezza è diversa su i due meridiani ortogonali è presente astigmatismo


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• Colorito: in ametropie elevate è pallido • Margini: tanto più rettilinei quanto più ametrope è la refrazione del meridiano perpendicolare alla striscia • Orientamento: quando non c’è astigmatismo corrisponde esattamente all’orientamento della striscia, se non coincide (movimento discorde) c’è astigmatismo • Usare l’occhio omologo a quello esaminato: si valuta la refrazione foveale senza intralciare la fissazione • Eseguire l’esame in ambiente con illuminazione scarsa • Diametro pupillare deve essere di circa 3/5 mm • Distanza utile dal paziente 67 cm = 1,50D (più piccola è la distanza > è la luce in campo pupillare; handicap: variazioni di 6/7 cm cambiano il valore di +- 0,25D a 50 cm di distanza) • Cercare punto neutro • Osservazione ombra centrale: non osservare ombre periferiche da aberrazione

17.3 Cause di errore nella schiascopia Una schiascopia eseguita in modo corretto dovrebbe essere effettuata solo sula regione foveale. Se ne deduce che pertanto dovrebbe essere eseguita sempre in cicloplegia, la miosi ottenuta dall’abbagliamento della mira luminosa del retinoscopio di fatto ne impedisce l’esecuzione. Nella pratica clinica quotidiana la schiascopia va effettuata lungo un asse vicino all’asse visivo ma non su di esso, così facendo i risultati ottenibili non sono differenti da quelli registrabili qualora venisse effettuata sull’asse visivo, purchè l’obliquità di esecuzione non superi certi limiti. La schiascopia va eseguita tra il bordo nasale della papilla e la regione foveale con un’obliquità che non deve superare i 5°-6°. Gli errori di misura indotti da una osservazione obliqua acquistano importanza al di là di 10° di obliquità rispetto all’asse visivo. Quando posizioniamo una lente sferica obliquamente essa aumenta il suo valore sferico ed acquista un valore cilindrico proporzionale all’entità dell’obliquità ed al potere della lente, il cui asse corrisponde all’asse di rotazione della lente stessa. Nell’esecuzione della schiascopia nella posizione temporale all’asse visivo il diottro oculare, che va considerato come una lente sferica, risulta come se fosse ruotato nasalmente su di un asse verticale, per cui risulta facile comprendere che l’obliquità introduce il valore di un cilindro positivo ad asse verticale che diminuisce l’entità degli astigmatismi secondo regola ed aumenta quella degli astigmatismi contro regola. La schiascopia per cui se effettuata obliquamente può segnalare la presenza di astigmatismi inesistenti o modificare l’asse ed il potere di quelli realmente presenti, ed anche modificare il potere della refrazione sferica, oltre a creare ombre anomale. Come regola eseguendo l’esame alla distanza standard di 67 cm. dal paziente va ricordato che spostamenti laterali obliqui di esecuzione entro i 5 cm. non alterano il risultato mentre gli errori diventano sempre più frequenti oltre i 15 cm. Un’ulteriore causa di errore nella schiascopia è rappresentata dall’accomodazione presente. Essa rende i risultati estremamente approssimativi in quanto nel corso dell’esame si succedono livelli differenti di accomodazione dovuti al variare della messa a fuoco del paziente. Ciò accade in maniera estremamente cospicua nei bambini pertanto per evitare errori risulta essenziale, specie in età pediatrica eseguire l’esame in cicloplegia. Qualora fossimo impossibilitati a ciò va ricordato che è necessario mettere in atto alcuni accorgimenti per evitare il più possibile l ‘interferenza dell’accomodazione. Un’illuminazione ambientale moderata, il porre la mira


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di fissazione ad almeno 5 metri di distanza, una mira di fissazione sufficientemente grande da essere distinta in maniera agevole così da non richiedere una messa a fuoco precisa, un ambiente tranquillo potranno contribuire ad eseguire la schiascopia riducendo al minimo gli errori. Da ricordare come sia necessario nell’esecuzione dell’esame usare sempre l’occhio omologo a quello esaminato, ossia l’occhio destro quando esamino l’occhio destro del paziente, e l’occhio sinistro quando esamino l’occhio sinistro del paziente sia per evitare errori di parallasse sia per non frapporsi lungo la linea di osservazione della mira di fissazione. In presenza di un diametro pupillare ampio si possono rendere visibili delle anomalie della banda luminosa pupillare causate da aberrazioni sferiche indotte dalle porzioni periferiche del diottro oculare. Quando osserviamo il riflesso pupillare esso risulta costituito da due zone principali, una centrale ed una periferica divise da un anello d’ombra; spesso il riflesso della periferia si muove in direzione opposta a quello della zona centrale specie quando si esegue la schiascopia in cicloplegia con midriasi massima. In queste situazioni è bene porre attenzione all’ombra ed ai movimenti della zona centrale ignorando di fatto la zona periferica, ed inoltre è possibile in molti casi abolire le anomalie del riflesso pupillare cambiando la distanza o l’obliquità di osservazione. Solo in casi particolari come la presenza di astigmatismi irregolari o patologie della cornea quali il cheratocono non è possibile eseguire la schiascopia per la comparsa di movimenti anomali dell’ombra pupillare detti movimenti a forbice, in quanto il riflesso appare diviso in due bande luminose che si muovono in direzione opposta.

17.4 La schiascopia cilindrica È una tecnica di esame abbastanza complessa ma anche molto sofisticata che consente di ottenere informazioni sia sull’asse dell’astigmatismo sia sul potere di esso. L’utilizzo dei retinoscopi ha di fatto semplificato la tecnica della schiascopia consentendo una sufficiente precisione ed accuratezza utilizzando le combinazioni sferocilindriche. Molte regole però, che servono per il controllo dell’asse e del potere dell’astigmatismo determinato dalla schiascopia a striscia, non possono prescindere dalla conoscenza della schiascopia cilindrica: se siamo di fronte ad una ametropia astigmatica il metodo più preciso ed accurato è proprio la schiascopia cilindrica. Quando è presente un astigmatismo come si è già detto precedentemente possiamo osservare sui meridiani esplorati (90°, 180°, 45°, 135°) un movimento diretto ed uno inverso dell’ombra schiascopica, una larghezza della banda luminosa differente sui vari meridiani ed un movimento discorde della stessa. Mentre nelle ametropie sferiche la medesima lente sferica neutralizza tutti i meridiani, negli astigmatismi occorre anteporre all’occhio in due tempi successivi due lenti di potere differente: – due sfere – due cilindri – una combinazione sfero cilindrica. Se uso due lenti sferiche la lente che neutralizza un meridiano crea sul meridiano opposto un’ombra di senso contrario che disturba l’osservazione del meridiano esaminato, se invece uso lenti cilindriche non ho questa interferenza e ciò mi consente un calcolo più accurato del potere dell’astigmatismo da correggere. Per comprendere appieno la tecnica di esame della schiascopia cilindrica è di fondamentale importanza capire alcune regole fondamentali.


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Quando inserisco una lente cilindrica allo scopo di neutralizzare un astigmatismo su un meridiano non corrispondente a quello corretto si crea una combinazione di due cilindri di segno contrario che possono avere potere uguale o differente. Qualsiasi combinazione di cilindri ad assi obliqui dà origine ad una combinazione sfero-cilindrica i cui assi sono perpendicolari ed occupano meridiani differenti da quelli dei due cilindri originali. L’angolo che equivale alla distanza degli assi dei due cilindri originali viene detto angolo di Figura 7. Angolo cilindri incrociamento. Quando 2 cilindri che si incrociano obliquamente hanno potere uguale: – l’intervallo che separa l’asse di uno dei cilindri della combinazione originaria dall’asse del cilindro di ugual segno della combinazione risultante è sempre 45°+1/2 dell’angolo di incrociamento, mentre dall’asse del cilindro di segno opposto è sempre 45°-1/2 dell’angolo di incrociamento. Quando 2 cilindri che si incrociano obliquamente hanno potere differente: – l’intervallo che separa l’asse di uno dei cilindri della combinazione originaria dall’asse del cilindro di ugual segno della combinazione risultante è sempre differente da 45°+1/2 o 45°-1/2 dell’angolo di incrociamento ossia può essere maggiore o minore di tale valore. Nel caso i 2 cilindri siano di potere uguale l’asse del cilindro risultante si trova equidistante dalla bisettrice dell’angolo di incrociamento, mentre se si incrociano 2 cilindri di potere differente l’asse del cilindro risultante è spostato verso l’asse del cilindro originario di potere maggiore. Per semplificare la schiascopia cilindrica è sempre consigliabile cercare di evidenziare ed utilizzare l’ombra diretta, per ottenerla bisogna portare al punto neutro il meridiano principale più miope o meno ipermetrope cosicché l’altro meridiano resti ipermetrope od artificialmente ipermetrope rispetto all’occhio dell’osservatore. (Figura 7) 17.4.1 Controllo dell’asse L’angolo formato dal cilindro positivo e dall’asse dell’ombra diretta viene chiamato angolo di direzione: tale angolo serve per indicare il senso di rotazione della nostra lente cilindrica, ossia la posizione dell’asse dell’ombra diretta ci indica la direzione verso la quale dobbiamo ruotare il cilindro per portarlo nella posizione esatta. Facciamo un esempio: se ho un ombra diretta su un meridiano a 100° di circa 2 diottrie e inserisco una lente cilindrica sull’asse corrispondente all’ombra diretta. Se colloco la lente esattamente sull’asse corretto l’ombra si estingue e si osserverà un ombra neutra su tutti i meridiani, se invece inserisco il cilindro in una posizione scorretta ad esempio 80° si formerà una combinazione di due cilindri ossia un angolo di incrociamento. A questo punto cosa può succedere?


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Abbiamo detto che nel caso i 2 cilindri siano di potere uguale (ossia il mio cilindro ha lo stesso potere diottrico dell’astigmatismo che devo correggere) l’asse del cilindro risultante si trova equidistante dalla bisettrice dell’angolo di incrociamento, mentre se si incrociano 2 cilindri di potere differente (ossia il mio cilindro non ha lo stesso potere diottrico dell’astigmatismo che devo correggere) l’asse del cilindro risultante è spostato verso l’asse del cilindro originario di potere maggiore. Vediamo comparire un’ombra diretta con l’asse su un meridiano che dista più di 45° da quello su cui si trova il cilindro che abbiamo inserito ed un’ombra inversa sul meridiano perpendicolare a quello ottenuto. La posizione dell’asse dell’ombra diretta ci indica la direzione verso la quale occorre ruotare il cilindro di inserito per portarlo nella posizione esatta. Tale tecnica pertanto ci consente il controllo dell’asse dell’astigmatismo rilevato. In numeri: se ho messo cil +2 ad 80° ho un angolo di incrociamento di 20° (tra l’astigmatismo a 100° ed il mio cilindro a 80°) quindi osserverò un ombra diretta sull’asse risultante dalla somma 80° + 55° = 135°. (55° deriva da 45° + 10°, ossia metà angolo incrociamento, = 55°) vedrò un’ombra inversa perpendicolare ad esso vale a dire dalla parte opposta rispetto all’ombra che vedo girata di 90°ossia a 45° (135° - 90° = 45°) Se invece voglio attenermi alla regola matematica posso trovare il meridiano opposto eseguendo il calcolo come prima e ritrovo lo stesso risultato 80°- 35° = 45° (35° deriva da 45°- 10°, ossia metà angolo incrociamento, = 35°) Se quindi l’ombra diretta dista dall’asse del cilindro di 2 diottrie di un angolo di direzione ampiamente maggiore di 45° significa che esso dista di un ampio intervallo dall’asse corretto, un angolo di direzione invece di poco superiore a 45° indica che il cilindro di 2 diottrie si trova molto vicino all’asse corretto. L’entità dell’angolo di direzione quindi indica l’ampiezza dello spostamento che devo far compiere al mio cilindro di 2 diottrie per arrivare al meridiano esatto. Per riassumere in breve i passaggi sopra descritti: • Anteporre lenti sferiche per estinguere movimento su meridiano meno ipermetrope o più miope. Ottengo ombra diretta sul meridiano opposto che è l’asse della banda pupillare (se astigmatismo elevato restringere striscia dello schiascopio per evidenziare meglio la banda) • Inserire lente cilindrica (potere si evince da larghezza banda e da differenza sui 2 meridiani) coincidente con asse della banda: si ottiene movimento concorde. • Si legge sul portalenti il meridiano (asse principale dell’astigmatismo) e si controlla posizione dei meridiani che si trovano a 45° da una parte e dall’altra dell’asse rilevato. Se non compare l’ombra diretta significa che ho messo un cilindro di potere corretto e sull’asse esatto. Se invece l’ombra diretta dista dall’asse del cilindro inserito di un angolo di direzione ampiamente maggiore di 45° significa che il nostro cilindro dista di un ampio intervallo dall’asse corretto, un angolo di direzione invece di poco superiore a 45° indica che il cilindro inserito si trova molto vicino all’asse corretto. 17.4.2 Controllo del potere Ma non basta devo rilevare anche il potere dell’astigmatismo che ho corretto per poter conoscere se ho utilizzato una lente cilindrica con potere differente dall’astigmatismo effettivo. L’angolo di rotazione è l’angolo che formo spostando il mio cilindro dall’asse che ho trovato per controllare il potere. Le piccole oscillazioni pendolari del cilindro intorno al meridiano su cui la lente viene collocata, oltre a permettere un costante controllo dell’esattezza dell’asse, consentono ragguagli importanti sull’esattezza del potere di astigmatismo già corretto e della quota che resta da correggere. Una volta inserito un cilindro di potere lievemente inferiore a quello


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presunto, per controllare la situazione, aumento gradualmente il potere del cilindro e ruoto di circa 5° da una parte e dall’altra del meridiano che si suppone esatto e si deve osservare un ombra diretta dalla parte opposta che forma con l’asse del cilindro un angolo di direzione uguale sui due lati. Con quanto si è spiegato precedentemente si riesce a controllare sia l’asse sia il potere dell’astigmatismo in maniera agevole. Basta ricordare queste poche semplici regole: • asse del cilindro: se l’ombra diretta compare da un solo lato, è maggiore da un lato, oppure l’angolo di direzione è disuguale, correggere la posizione spostando il cilindro verso l’ombra diretta o dove è più evidente, o dove l’angolo è maggiore • potere del cilindro: se l’angolo di direzione prodotto dalle piccole oscillazioni è minore di 45° la lente è insufficiente, se invece è uguale a 45° la lente è quasi corretta (aumentare solo di 0,25D alla volta). L’estinzione dell’ombra anche sul meridiano perpendicolare all’asse indica che la lente è corretta! Il vantaggio della schiascopia cilindrica risiede non solo nel determinare esattamente l’asse del cilindro ma anche nel contempo, nel controllo del suo potere. Una volta raggiunto il punto neutro su tutti i meridiani, ho ottenuto il corretto calcolo del difetto refrattivo presente e della sua correzione e per essere certi del risultato raggiunto posso controllarlo nei seguenti modi: • Variando distanza di osservazione Se il cilindro è corretto avvicinandosi ed allontanandosi dal paziente si potranno osservare rispettivamente ombre dirette ed ombre inverse contemporaneamente sui 2 meridiani. Se il cilindro è scorretto le ombre compaiono prima su un meridiano che su quello perpendicolare: Cilindro debole = avvicinandosi l’ombra diretta compare prima sul meridiano del potere, allontanandosi l’ombra inversa compare prima sul meridiano dell’asse Cilindro eccessivo = avvicinandosi l’ombra diretta compare prima sul meridiano dell’asse, allontanandosi l’ombra inversa compare prima sul meridiano del potere • Prova della rotazione Un cilindro che corregge totalmente l’astigmatismo ma che viene collocato su un meridiano inesatto determina la comparsa di un’ombra diretta che forma con l’asse del cilindro l’angolo di direzione corrispondente a 45° + ½ angolo di rotazione. Per effettuare la prova della rotazione è consigliabile usare angoli di rotazione piccoli con cilindri grandi ed angoli di rotazione grandi con cilindri piccoli, si suggerisce di usare angoli di rotazione compresi tra i 5° ed i 20°. La comparsa di un angolo di direzione inferiore a 45° + ½ angolo di rotazione indica che il cilindro è più debole di quello necessario, invece un angolo di direzione superiore a questo valore segnala un cilindro troppo forte. Angolo di rotazione

Angolo di direzione

1.

1.

47,5°

2.

10

2.

50°

3.

20°

3.

55°

ESEMPIO: Voglio controllare se cilindro di +2,00 D a 90°è astigmatismo corretto. Sposto cilindro su meridiano 80° (angolo di rotazione 10°) per cui devo avere l’angolo di direzione = 45+1/2 angolo di rotazione: 45+5= 50. Devo osservare perciò un’ombra diretta sul meridiano posto a 50° rispetto a 80° cioè 130° (80°+50°). Se l’angolo di direzione è < 50° il cilindro è troppo debole, se è > 50° è troppo forte, se invece corrisponde a 50° cilindro è corretto


18. La motilità oculare e la rifrazione

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Capitolo 18 – La motilità oculare e la refrazione A. Piantanida, M. Spera 18.1 Anatomia della motilità oculare

umor acqueo

macula lutea

L’occhio è simile a una sfera e può tendine muscoloretto lente compiere movimenti rotatori atiride ora serrata torno al proprio centro di rotazione, situato 13,5 mm dietro la sufibre zonulari congiuntiva perficie corneale anteriore, e 10,5 umor vitreo cornea mm davanti al polo posteriore. fovea asse ottico La linea che congiunge la fovea con l’oggetto fissato, passando papilla per i punti nodali dell’occhio, è asse ottico ottica guaina definita asse visivo ed è l’asse nerv o ott di maggiore interesse nella praico tica clinica. (Figura 1) corpo ciliare retina Ogni occhio è dotato di sei mulamina cribrosa scoli estrinseci di tipo striato, coroide epitelio pigmentato quattro muscoli retti (superiore, sclera inferiore, mediale e laterale), e due muscoli obliqui (superiore Figura 1. Sezione sagittale dell’occhio umano e inferiore). Tutti i muscoli retti traggono origine da un’unica formazione tendinea posta sul fondo dell’orbita: l’anello tendineo comune di Zinn. Si tratta di un anello imbutiforme che contorna il tratto mediale e superiore del margine del forame ottico e lateralmente si attacca ad una sporgenza della faccia orbitaria della grande ala dello sfenoide. È intimamente unito alla guaina durale del nervo ottico ed alla membrana resistente, formata dall’unione della dura madre con la periorbita (periostio della cavità orbitaria). Il margine anteriore dell’anello, svasato, si prolunga nei tendini di origine dei muscoli retti. I muscoli retti hanno anche altri caratteri in comune. Sono allungati, nastriformi, più stretti in dietro e più larghi in avanti. Scorrendo in prossimità delle pareti dell’orbita, si portano in avanti divergendo fino all’equatore dell’occhio; poi si incurvano sul segmento anteriore di questo e, per mezzo di un tendine lungo, appiattito, sottile, più largo del corpo muscolare, si attaccano alla sclera, a breve distanza dalla cornea. (Figura 2) muscolo obliquo superiore dell’occhio muscolo elevatore della palpebra superiore

troclea o puleggia

muscolo retto superiore dell’occhio muscolo retto mediale dell’occhio anello rendineo comune

nervo ottico

muscolo retto laterale dell’occhio

muscolo retto laterale dell’occhio

muscolo retto inferiore dell’occhio

Figura 2. Sezione laterale cavità orbitaria

muscolo obliquo inferiore dell’occhio


18. La motilità oculare e la rifrazione

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Le inserzioni si distanziano progressivamente dal limbus con un andamento spiraliforme chiamata Spirale di Tillaux:l’inserzione più vicina al limbus è quella del retto mediale (5,5 mm), seguito poi dal retto inferiore (6,5), retto laterale (6,9) e infine la più distante è quella del retto superiore (7,7). (Figura 3) Il muscolo obliquo superiore è il più lungo e sottile dei muscoli oculari. Nasce, per mezzo di un breve tendine, sul contorno mediale del forame ottico, si porta col suo ventre, leggermente appiattito, in avanti, occupando l’angolo supero-mediale dell’orbita. In prossimità della base dell’orbita, si trasforma in un tendine cilindrico che si immette subito in un anello fibrocartilagineo, chiamato troclea, fissato alla fossetta trocleare dell’osso frontale. Il tendine attraversa la troclea, si riflette su di essa e si dirige lateralmente e indietro verso il bulbo oculare, slargandosi a ventaglio man mano che vi si accosta. Termina inserendosi sulla sclera, nella parte supero-laterale dell’emisfero posteriore dell’occhio. La linea di inserzione rimane 4mm dietro l’inserzione del muscolo retto superiore. Il muscolo obliquo inferiore è il più corto fra i muscoli dell’occhio. Nasce dalla parte antero-mediale della parete inferiore dell’orbita, sull’osso mascellare, subito sotto la fossa del sacco lacrimale. Si dirige lateralmente e nello stesso tempo indietro ed in alto, seguendo il contorno inferiore del bulbo. A livello della sua inserzione, è coperto dal muscolo retto laterale, mentre, nel descrivere la sua curva sotto al globo oculare, incrocia obliquamente e dal di sotto il muscolo retto inferiore, tanto che le due guaine aderiscono intimamente. L’innervazione dei muscoli estrinseci dell’occhio è fornita da tre paia di nervi cranici: il nervo oculomotore comune (III), il nervo trocleare o patetico (IV) ed il nervo abducente (VI). Il Nervo oculomotore comune o terzo nervo cranico, è un nervo motore somatico, per l’elevatore della palpebra superiore e tutti i muscoli estrinseci ad esclusione dell’obliquo superiore e del retto laterale, e viscerale, per la muscolatura intrinseca del muscolo ciliare e dello sfintere della pupilla. Attraversata la fessura orbitaria superiore e l’anello di Zinn, il nervo oculomotore penetra nella cavità orbitaria, dove si risolve nei suoi rami terminali: uno superiore (per il retto superiore e l’elevatore della palpebra superiore) ed uno inferiore, quest’ultimo, a sua volta, suddiviso in tre ramoscelli (per il retto mediale, l’inferiore e l’obliquo inferiore). Il Nervo trocleare e il Nervo abducente sono nervi motore somatici puri che innervano rispettivamente il muscolo obliquo superiore e il muscolo retto laterale. (Figura 4) Ciascun muscolo orienta l’occhio in una precisa direzione, conseguente sia all’ango-

muscolo retto superiore

muscolo obliquo superiore

spirale di Tillaux

muscolo retto laterale

muscolo obliquo inferiore

Figura 3. Inserzione muscoli extra-oculari

muscolo retto mediale

muscolo retto inferiore


18. La motilità oculare e la rifrazione

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Figura 4. Innervazione dei muscoli extra-oculari

lazione del muscolo rispetto all’asse anteroposteriore dell’occhio che al suo punto di inserzione. I movimenti oculari presuppongono l’esistenza di un centro di rotazione che può considerarsi corrispondente al centro del bulbo oculare, ed a 3 assi di rotazione chiamati assi di Fick (X, Y e Z) nelle seguenti modalità: – Z o asse orizzontale: una rotazione dell’occhio attorno all’asse Z provoca un’elevazione o una depressione; il polo posteriore dell’occhio ha un movimento in direzione opposta; – X o asse verticale: una rotazione dell’occhio attorno all’asse X provoca un movimento verso l’esterno (abduzione) o verso l’interno (adduzione); – Y o asse antero-posteriore,perpendicolare al piano di Listing (corrisponde all’asse visivo): una rotazione dell’occhio attorno all’asse Y implica un movimento di torsione del bulbo oculare. (Figura 5) L’azione dei muscoli non è identica intorno a tutti gli assi di rotazione. Definiremo quindi primaria, secondaria e terziaria ciascuna delle azioni in rapporto con la sua importanza relativa per quel dato muscolo, come rappresentato in tabella 1. La motilità oculare è un processo estremamente complesso e regolare, governato da quattro leggi fondamen- Figura 5. Assi di Fick


18. La motilità oculare e la rifrazione

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Muscolo

Azione primaria

Azione secondaria

Azione Terziaria

Retto Mediale

Adduzione pura

/

Retto Laterale

Abduzione pura

DEBOLE AZIONE SECONDARIA Guardando in alto: sopraduzione Guardando in basso: infraduzione

Retto Superiore

Elevazione

Incicloduzione

Adduzione

/

Retto Inferiore

Abbassamento

Excicloduzione

Adduzione

Obliquo Superiore (Grande Obliquo)

Incicloduzione

Abbassamento

Abduzione

Obliquo Inferiore (Piccolo Obliquo)

Excicloduzione

Elevazione

Abduzione

Tabella 1. Azione primaria, secondaria e terziaria dei muscoli extraoculari

tali. La prima è la legge di Sherrington (legge dell’innervazione reciproca) e prevede che alla contrazione di un determinato muscolo, corrisponda il rilasciamento proporzionale del suo antagonista omolaterale. L’antagonista è il muscolo che ha un’azione opposta. Le coppie muscolari antagoniste di ciascun occhio sono: • Retto Laterale (RL) – Retto Mediale (RM) • Retto Superiore (RS) – Obliquo Superiore (OS) • Retto Inferiore (RI) – Obliquo Inferiore (OI) • Obliquo Inferiore (OI) – Obliquo Superiore (OS) La seconda, conosciuta come legge di Hering o legge della corrispondenza motoria, stabilisce che all’invio di un impulso nervoso che provoca la contrazione (o rilasciamento) di un muscolo di un occhio, corrisponda un’analoga innervazione del muscolo sinergista controlaterale. Questo vuol dire che gli impulsi motori arrivano ai due occhi in modo identico, sia nel caso inducano una contrazione, sia nel caso inducano un rilassamento. I due muscoli vengono detti sinergisti controlaterali. Possiamo vedere le coppie sinergiste binoculari riportate nella tabella 2. La terza legge è la legge di Donders, la quale prevede che per ogni posizione dell’occhio, e quindi per ogni posizione dell’asse dello sguardo, sia possibile un unico orientamento dei meridiani della retina, in modo che non siano possibili orientamenti casuali dell’occhio intorno all’asse di sguardo. L’ultima legge è conosciuta come legge di Listing, che è una ripresa della legge di Donders. Essa afferma che ogni movimento oculare che sposti il bulbo dalla posizione iniziale deve avvenire secondo i meridiani retinici, senza torsione. Esistono cinque diversi sistemi per il movimenti degli occhi, tre di essi portano la fovea su un bersaglio visivo, mentre gli altri due stabilizzano la posizione degli occhi durante il movimento del capo e del corpo.

RL OD – RM OS: sguardo a dx RM OD – RL OS: sguardo a sx RS OD – OI OS: sguardo in alto a dx OI OD – RS OS: sguardo in alto a sx RI OD – OS OS: sguardo in basso a dx OS OD –RI OS: sguardo in basso a sx OI OD –OS OS: ciclotorsione dx OS OD –OI OS: ciclotorsionesx RM OD –RM OS: convergenza Tabella 2. Azione delle coppie sinergiste


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Del primo gruppo fanno parte: – le saccadi, movimenti oculari rapidi che portano la fovea verso un bersaglio visivo; – i movimenti di inseguimento lento (smooth pursuit) che mantengono sulla fovea l’immagine di uno stimolo in lento spostamento; – i movimenti di vergenza che permettono di mantenere sulla fovea stimoli visivi che si avvicinano o si allontanano. Del secondo gruppo fanno parte: – movimenti vestibolo-oculari, mantengono gli occhi diretti verso un oggetto durante i movimenti del capo. Come risposta alla stimolazione labirintica gli occhi compiono un movimento in direzione opposta a quello della testa; – nistagmo optocinetico, stabilizza la fissazione durante movimenti prolungati del capo e consente di osservare oggetti in movimento continuo. È caratterizzato da una fase rapida, che sposta l’asse visivo verso l’oggetto che si presenta successivamente, e una fase lenta, che lo mantiene sul nuovo oggetto fissato. Esiste infine un sesto sistema di controllo, detto sistema di fissazione, che, a testa ferma, inibisce i movimenti oculari e fa sì che lo sguardo non cambi direzione, in modo da mantenere le immagini di oggetti fermi stabili sulla fovea.

18.2 Duzioni, versioni e vergenze I movimenti monoculari dell’occhio sono chiamati duzioni, quelli realizzati in condizioni binoculari sono invece denominati versioni, movimenti binoculari coniugati, in cui gli assi visivi si muovono nella stessa direzione; oppure vergenze, movimenti binoculari disgiunti, ossia quelli in cui gli occhi si muovono in direzioni opposte, come la convergenza e la divergenza. Lo scopo dei movimenti di vergenza è quello di consentire la fissazione di un bersaglio che si muove sull’asse visivo antero-posteriore, movimenti di convergenza per bersagli che si avvicinano, movimenti di divergenza per bersagli che si allontanano. Gli stimoli ai movimenti di vergenza sono rappresentati dallo sfuocamento e dalla disparità retinica, essi evocano rispettivamente la vergenza accomodativa e la vergenza fusionale. La vergenza accomodativa serve per la focalizzazione di oggetti che si avvicinano ed è caratterizzata da un sinergismo che unisce l’accomodazione, la convergenza e la costrizione pupillare (riflesso per vicino). La vergenza fusionale viene stimolata quando le immagini cadono su punti retinici non corrispondenti1 ed ha lo scopo di correggere i piccoli difetti di allineamento degli occhi al fine di eliminare la diplopia. Da ciò risulta evidente come lo stimolo per la fusione sia sensoriale, perché è costituito dalla stimolazione di punti retinici disparati che sono al di fuori dell’area di Panum; il meccanismo che elimina la diplopia è invece motorio.

1. I punti retinici che hanno un’identica localizzazione spaziale nei due occhi vengono chiamati corrispondenti. A punti retinici corrispondenti, corrisponde nell’ambiente una superficie curva del tutto immaginaria nello spazio chiamato oroptero, il cui centro è rappresentato dall’oggetto fissato. Soltanto i punti che si trovano sul piano dell’oroptero stimolano punti retinici corrispondenti. Vi è però una ristretta area al di qua e al di là dell’oroptero, in cui giacciono i punti-oggetto che, pur stimolando punti retinici lievemente disparati, sono comunque visti singoli: è questa l’area di Panum. Questi punti in merito alla loro lieve disparità sostengono il senso stereoscopico. I punti situati al davanti o al di dietro della superficie dell’oroptero, e quindi dell’area di Panum, causano diplopia.


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18.3 Disallineamento oculare: strabismo È importante rilevare che i movimenti dei due bulbi oculari, al fine di assicurare una normale visione, devono essere solidali e perfettamente sincroni; la mancanza di tale condizione provoca uno strabismo. Lo strabismo, infatti, è una condizione clinica caratterizzata dal mancato allineamento degli assi visivi dei due occhi sull’oggetto fissato. Gli strabismi possono essere suddivisi in 3 raggruppamenti principali: – Strabismi concomitanti: la deviazione non si modifica nelle varie direzioni di sguardo; – Strabismi paralitici: è presente una paralisi o una paresi di uno o più muscoli di un occhio, la deviazione si modifica a seconda della direzione di sguardo; – Sindromi da restrizione: l’esistenza di un ostacolo meccanico che impedisce o riduce l’escursione dell’occhio in una o più direzioni di sguardo. Gli strabismi concomitanti costituiscono la grande maggioranza delle deviazioni oculari che compaiono nell’infanzia A seconda del momento di insorgenza gli strabismi possono essere suddivisi in: – Congeniti, – Acquisiti Lo strabismo può essere classificato anche riferendosi alla deviazione degli assi visivi; in questo caso la suddivisione è la seguente: ESODEVIAZIONE – Strabismo Convergente EXODEVIAZIONE – Strabismo Divergente IPERDEVIAZIONE O IPODEVIAZIONE – Strabismo Verticale Quando lo strabismo è sempre presente (strabismo manifesto) si parla di eteroTROPIA, in questo caso viene a mancare la visione binoculare, un occhio appare deviato, mentre l’altro è allineato con l’oggetto che si sta osservando. Si parla invece di eteroFORIA (strabismo latente) quando la deviazione è mantenuta celata dal meccanismo di fusione e compare solo quando questo viene interrotto (es. durante il cover/cover-uncover test2). In condizioni normali di visione gli assi visivi dei due occhi vengono diretti su uno stesso punto dello spazio e partendo dalle immagini fornite separatamente dai due occhi si forma a livello corticale un’unica immagine. Quando al contrario, le immagini dello stesso oggetto cadono su punti retinici non corrispondenti, lo stesso oggetto è individuato dal nostro sistema visivo come se fossero due immagini differenti da cui ne consegue la presenza di una visione doppia o diplopia. Quando invece su punti retinici corrispondenti cadono immagini di due oggetti differenti dello spazio, essi sono percepiti come sovrapposti determinando la cosiddetta confusione. Nello strabismo congenito, presente fin dai primi mesi di vita, non si ha l’insorgenza di tali fenomeni perché il bambino mette in atto un meccanismo di difesa detto soppressione, ovvero il cervello ha la capacità di eliminare l’immagine proveniente dall’occhio deviato al fine di evitare la diplopia e la confusione. Quando lo strabismo insorge in età adulta invece, come ad esempio dopo scompenso di un’eteroforia, o nel caso di strabismi paralitici, il disallineamento degli assi visivi induce diplopia. In questi casi per annullare la diplopia conseguente a tale disallineamento oculare possiamo utilizzare delle lenti prismatiche che permettono la sovrapposizione delle 2 immagini. L’unità di misura di queste lenti è la diottria 2. Cover test: è uno dei test fondamentali per valutare la presenza di un angolo di strabismo. Il fenomeno che si cerca di evocare è la saccade di rifissazione che l’occhio deviato deve compiere per riprendere la fissazione.


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prismatica (Dp, Δ) che è l’equivalente della deviazione dei raggi luminosi pari ad un centimetro a un metro di distanza dal prisma stesso su una superficie piana: la misura della deviazione può essere espressa quindi in diottrie prismatiche.

18.4 Il prisma Il Prisma è un dispositivo ottico a refrazione, delimitato da facce piane non parallele. Il prisma più tradizionale è quello a base “triangolare”. Un raggio di luce a contatto con il prisma subisce 2 rifrazioni, il raggio incidente entra nella faccia di sinistra, subisce una deviazione per refrazione, esce dalla faccia di destra subendo un’altra refrazione (raggio emergente). La deviazione totale del raggio di luce che passa attraverso il prisma è data dalla somma delle 2 deviazioni parziali δ=i+e–α δ = δ 1 + δ2 dove α è l’angolo al vertice chiamato angolo di rifrangenza. (Figura 6) Partendo da questo risultato si può dimostrare, in approssimazione di Gauss, che esiste una semplice relazione che lega la deviazione prismatica “δ” all’angolo rifrangente “α”. Indicando con l’indice di refrazione del prisma. La relazione è la seguente: δ = α · (n-1) Questa relazione ci informa sul fatto che l’ampiezza angolare della dispersione prodotta da un prisma, è funzione delle caratteristiche ottiche del prisma. I raggi luminosi che attraversano un prisma vengono deviati verso la sua base, la posizione apparente di una sorgente luminosa risulta spostata verso l’apice, di conseguenza anche l’occhio deve ruotare verso l’apice del prisma. I prismi a base temporale sollecitano un movimento di convergenza, mentre quelli a base nasale inducono una divergenza orizzontale, un prisma a base in basso sollecita un movimento dell’occhio dietro il prisma verso l’alto, se il prisma è a base in alto l’occhio ruoterà verso il basso. Nel caso di uno strabismo convergente, con diplopia (omonima), l’immagine dell’occhio deviato cadrà sulla retina nasale, quindi occorre anteporre un prisma a base temporale il quale, portando sulla macula i raggi luminosi, sovrappone le 2 immagini eliminando la diplopia. Quindi un’anomalia di posizione dei bulbi oculari può venire corretta con un prisma

Figura 6. Angolo di deviazione prismatica


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il cui apice si trova nel senso della deviazione oculare. Così strabismi convergenti (esotropia/foria) vengono corretti con prismi ad apice nasale e quindi a base temporale (BT), strabismi divergenti (exotropia/foria) vengono corretti con prismi ad apice temporale e quindi a base nasale (BN), strabismi verticali in cui l’occhio è deviato verso l’alto (ipertropia/foria) verranno corretti con prismi ad apice in alto e quindi a base bassa (BB), e quelli in cui l’occhio è deviato verso il basso (ipotropia/foria) verranno corretti con prismi ad apice in basso e quindi a base in alto (BA). (Figura 7)

Figura 7. Tipi di strabismo e direzione del prisma

18.5 Influenza delle lenti oftalmiche sulla motilità oculare Le lenti oftalmiche negative (per la correzione della miopia) possono essere paragonate a 2 prismi sottili uniti per l’apice, mentre quelle positive (per la correzione dell’ipermetropia) possono essere paragonate a 2 prismi uniti per la base. Alla luce di ciò si può ben comprendere come anche le centrature delle lenti oftalmiche possano influenzare i movimenti oculari. La deviazione di una lente è zero quando il raggio passa per il centro ottico, allontanandosi dal centro ottico, la lente produce un effetto prismatico che determina lo spostamento della posizione apparente di un oggetto e di conseguenza una modificazione della posizione che l’occhio deve assumere per fissarlo. Si dice che le lenti sono decentrate quando gli assi visivi non passano per il centro ottico delle lenti.


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Figura 8. Effetto prismatico delle lenti positive e negative

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Figura 9. Se la distanza tra il centro ottico e il punto Q è di 8 mm e la lente ha un potere P=-4.00 D allora l’effetto prismatico in quel punto è: 0.8X4.00=3.2 Δ base bassa

Quando le lenti positive si trovano decentrate all’esterno rispetto all’asse visivo il loro effetto prismatico è a base temporale e tale da sollecitare la convergenza; quando il decentramento è all’interno l’effetto prismatico è a base nasale e ne deriva una sollecitazione abnorme della divergenza o un minor impegno della convergenza. Le lenti negative decentrate all’esterno realizzano un effetto prismatico a base nasale e quindi un rilasciamento della convergenza o un impegno eccessivo della divergenza, il loro decentramento all’interno determina un effetto prismatico a base temporale e una conseguente sollecitazione della convergenza. (Figura 8) Il decentramento orizzontale delle lenti fa sì che gli occhi, quando guardano un oggetto posto in lontananza, non possano restare paralleli ma debbano assumere una posizione di convergenza o divergenza tale da compensare l’effetto prismatico. Questa posizione è sostenuta dall’attività dei riflessi fusionali. L’effetto prismatico delle lenti prodotto dal decentramento delle lenti può essere utilizzato per il compenso di eteroforie, allo scopo di alleviare il lavoro dei riflessi fusionali che in uno strabismo latente sono sempre “al lavoro” per cercare di mantenere un allineamento degli assi visivi. L’entità dell’effetto prismatico espresso in P.D. (Diottrie Prismatiche) è rappresentato dal rapporto tra lo spostamento del centro ottico, calcolato in centimetri, e il potere diottrico della lente (D) (Figura 9): Legge di Prentice Δ = hcm · FD

18.6 Strabismo e vizi refrattivi Esistono alcune forme di strabismo che traggono grossi vantaggi dall’utilizzo della correzione refrattiva, di queste ci occuperemo in particolare alla luce del significato di questo testo. Una causa frequente di esoforia o tropia è data dalla stretta relazione tra accomodazione e convergenza. Quando viene esercitata una certa quantità di accomodazione, si associa ad essa


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una ben definita quantità di convergenza, detta convergenza accomodativa3. Un’accomodazione eccessiva, richiesta per rendere nitida l’immagine retinica ad una certa distanza di fissazione, dà origine ad una quantità eccessiva di convergenza accomodativa. Questo si verifica solitamente nell’ipermetrope non corretto. Se l’ampiezza fusionale è adeguata a mantenere gli occhi allineati non si va incontro ad una esotropia, ma se i meccanismi di fusione sono compromessi, si può instaurare una deviazione oculare inizialmente intermittente in cui si alternano fasi di binocularità normale a fasi di corrispondenza retinica anomala, che con il tempo può diventare manifesta. Questo è il caso dell’Esotropia da scompenso di esoforia. Nelle fasi di strabizzazione o tropia, il soggetto adulto riferisce diplopia e/o confusione4. Anche il bambino può riferire diplopia, ma se questa è una condizione presente “da sempre”, impara a sopprimere l’immagine proveniente dall’occhio deviato5. I sintomi, oltre alla diplopia, sono principalmente astenopici, caratterizzati da cefalea soprattutto frontale e orbitale, senso di tensione retrobulbare e arrossamento oculare. Il principio del trattamento dell’esotropia da scompenso di esoforia è quello di creare le condizioni che permettano al paziente di godere di una visione binoculare confortevole e funzionalmente completa: – Correggere totalmente il difetto ipermetropico determinato con l’esame della refrazione in ciclopegia – Trattamenti ortottici: riabilitazione delle vergenze fusionali, il cui scopo non è quello di modificare l’angolo di deviazione, ma quello di creare condizioni che renderanno il paziente capace di vivere confortevolmente con l’esoforia/tropia. – Nei bambini evitare, dove è possibile, la correzione prismatica. L’uso di prismi porterà ad aumento dell’esoforia/tropia e di conseguenza un aumento della correzione prismatica. Togliendo i prismi il paziente si troverà con una deviazione costantemente manifesta associata a diplopia, necessitando così di un intervento chirurgico tempestivo per ripristinare una visione binoculare normale. Esotropia accomodativa pura: si manifesta tra i due e i tre anni di vita, ma non frequenti sono quelli che si manifestano nell’adolescenza, e perfino in età adulta. La deviazione è generalmente variabile ed è maggiore nello sguardo per vicino. La variabilità dell’angolo di deviazione dipende dalla quantità di accomodazione esercitata in quel dato momento. L’unica terapia necessaria è data dalla correzione totale del difetto ipermetropico ciclopegico. Tolto l’occhiale il soggetto riprenderà a strabizzare: mai ricorrere alla chirurgia! È consigliabile ripetere la seconda ciclopegia, successiva alla prescrizione dell’occhiale, dopo 6 mesi in modo da permettere la decontrazione del muscolo ciliare e la

3. Convergenza accomodativa: la quantità di convergenza evocata dallo stimolo accomodativo. 4. Confusione: oggetti differenti fanno cadere la propria immagine su aree corrispondenti (sulle due fovee) e pertanto sono visti nella stessa direzione visiva e sovrapposti. La confusione non è riferita spontaneamente dai pazienti. Al contrario la diplopia è un sintomo lamentato frequentemente nel caso di deviazioni oculari improvvise. Nella diplopia oggetti identici fanno cadere la loro immagine su aree retiniche disparate pertanto sono visti in direzioni visive diverse, cioè doppi. 5. Soppressione: meccanismo sensoriale per evitare i disturbi di confusione e diplopia. Il cervello elimina la doppia immagine proveniente dall’occhio deviato e in questo modo si avrà una visione monoculare. Negli strabismi congeniti un cui il paziente impara fin da subito a sopprimere, questa diventa la causa di ambliopia dell’occhio deviato.


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correzione del difetto refrattivo residuo eventualmente ancora presente. Un’esotropia accomodativa pura non adeguatamente corretta, o corretta tardivamente, può andare incontro, nel tempo, ad un deterioramento della visione binoculare. In questi soggetti la correzione totale del difetto porta ad una riduzione dell’angolo di strabismo, ma non ad annullarlo. Si parla in questi casi di esotropia parzialmente accomodativa. La correzione totale del difetto ipermetropico è spesso accompagnata dalla chirurgia per eliminare la parte di strabismo che le lenti non riescono a correggere. Nel caso in cui la deviazione oculare è eliminata per lontano con l’uso degli occhiali, e ridotta nella fissazione da vicino, siamo di fronte ad un’esotropia accomodativa con rapporto AC/A6 elevato, lo sforzo accomodativo evoca una risposta in convergenza accomodativa abnormemente elevata. Se la fusione motoria riesce a far fronte all’aumento di convergenza nella fissazione da vicino, ne risulterà un’esoforia più o meno ampia, diversamente avremo un’esotropia parzialmente accomodativa. Nei casi di esotropia accomodativa con elevato rapporto AC/A, è indicato l’uso di lenti bifocali tipo e-line, ovvero con margine rettilineo, in modo che il centro ottico del segmento bifocale si trovi subito sotto al centro ottico del segmento superiore. Lo scopo delle lenti bifocali è quello di bloccare lo stimolo accomodativo (normalmente evocato nella fissazione da vicino), e di conseguenza annullare o ridurre l’abnorme risposta di convergenza. Per il potere delle lenti bifocali, noi preferiamo utilizzare direttamente l’addizione + 3,00 sf (correzione massima) a meno che questa non induca una exodeviazione. A partire dall’età di 10 anni l’addizione della bifocale viene gradualmente ridotta con step di 0.25 o 0.50 D (a seconda della risposta motoria del paziente), noteremo una diminuzione della deviazione oculare al punto che le lenti bifocali possono essere sospese, solitamente nell’adolescenza. Se questo non accade si ricorre alla chirurgia e più precisamente alla faden-operation od alle “recessioni aumentate” (augmented recession). Nel paziente ipermetropico non corretto, con rapporto AC/A basso o nullo, si può sviluppare una exodeviazione. La correzione ottica diminuirà la richiesta di accomodazione e quindi di convergenza con un aumento conseguente dell’exodeviazione Nelle exodeviazioni la refrazione ha una valenza minore rispetto alle forme convergenti. I vizi di refrazione fra gli strabismi divergenti sono distribuiti come nella popolazione normale. I pazienti con exoforia/tropia o exotropia intermittente lamentano molto spesso diplopia, astenopia e soprattutto fotofobia (tendono a chiudere un occhio alla luce intensa). Le exodeviazioni intermittenti sono spesso accompagnate da un sistema di vergenze fusionali molto scarso. Questi soggetti giovano soprattutto dei trattamenti ortottici attui alla riabilitazione delle vergenze. I vizi di refrazione significativi dovrebbero essere corretti nei pazienti con exodeviazioni intermittenti in modo da creare immagini retiniche nitide che aumentino lo stimolo della fusione. Sia le exoforie compensate o scompensate, sia le exotropie intermittenti giovano della correzione totale del difetto visivo miopico. L’effetto prismatico convergente delle

6. Rapporto AC/A: rapporto tra l’accomodazione richiesta per vedere ad una certa distanza e la convergenza necessaria. L’intervallo di normalità è compreso tra 3 e 5.


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lenti e l’eccesso di accomodazione che la correzione totale determina, consentono al paziente di esercitare una convergenza che compensa la deviazione oculare. Tuttavia il ruolo della miopia nell’eziologia delle exodeviazioni è meno pronunciato di quello dell’ipermetropia nelle esodeviazioni. Negli ipermetropi, bisognerebbe prescrivere la correzione più bassa che consenta una buona acutezza visiva. I pazienti con miopia non corretta compiono uno sforzo accomodativo inferiore al normale nella visione per vicino, determinando così una diminuzione della convergenza accomodativa. Questa ipostimolazione costante della convergenza può determinare l’insorgenza di una exodeviazione. Casi di anisometropia importante, afachia unilaterale, ed una compromissione visiva monolaterale dovute a cause organiche sono spesso accompagnate da un’exotropia dell’occhio ambliopico. In questi casi l’unica terapia è la chirurgia. Il paziente exoforico con iniziale presbiopia presenta un problema particolare. La presbiopia e la correzione della stessa produce un aumento della exodeviazione. In questo caso, se il paziente riferisce diplopia, si possono prescrivere dei prismi a base interna per la visione da vicino, ma si deve ricordare di correggere con i prismi solo la metà dell’exodeviazione per stimolare il rilascio della convergenza accomodativa.


PARTE TERZA


19. La Montatura nell’adulto

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Capitolo 19 – La Montatura nell’adulto L. Mele, M. Casini Prima di iniziare un qualsivoglia studio riguardante la “montatura” è opportuno definire l’oggetto della ricerca tenendo ben presente il settore specifico in cui il suo impiego è prevalente: l’ottica oftalmica. Nel parlare comune, la parola occhiale viene usata indifferentemente al posto di montatura, anche se i termini indicano due oggetti ben distinti con usi completamente diversi. Occhiale quindi non è sinonimo di montatura.

19.1 Definizioni Montatura: ha la funzione di supportare davanti all’occhio, in modo stabile nel tempo, una lente oftalmica, un filtro solare, strumenti tecnologici. La montatura è oramai considerata una parte fondamentale dell’aspetto di ogni persona che, indossando questo accessorio, comunica la personalità del portatore durante il suo svolgere la vita di relazione. Occhiale: l’insieme della montatura e di un filtro solare o una lente oftalmica. Occhiale da vista: montatura + lente oftalmica. In questo caso la montatura ha lo scopo di tenere a una precisa distanza, in posizione fissa e predeterminata davanti all’occhio, nel tempo, la lente oftalmica. Occhiale da sole: montatura + filtro solare. In questo caso la montatura serve a tenere stabilmente davanti all’occhio il filtro solare (lente da sole) che svolge una duplice funzione: 1. proteggere l’organo della visione dalle radiazioni nocive (UV, IR) 2. ottimizzare la visione in ambienti di spiccata luminanza 3. utilizzare lenti graduate ed al tempo stesso per la protezione di raggi flessibili. Marcatura CE: marcatura apposta sull’asta della montatura; è lo strumento attraverso il quale il fabbricante comunica al compratore la sicurezza dell’uso del prodotto acquistato. La sicurezza del prodotto è certificata da un istituto terzo che sottopone il prodotto a tutta una serie di prove richieste dalla Normativa di riferimento e specificate dalle Norme attinenti al prodotto in questione.

19.2 Parti fondamentali della Montatura Le parti fondamentali di una montatura sono illustrate nella figura 1. È oramai estremamente difficile classificare e descrivere correttamente ed esaurientemente la loro varietà dato, fra l’altro, il numero illimitato di materiali offerti dalla tecnologia moderna per la loro realizzazione. Ci limiteremo a dare una descrizione generale ma puntuale dei singoli componenti sopra elencati. Il frontale è la parte anteriore della montatura. È composto da due anelli entro i quali

Figura 1. Descrizione delle parti fondamentali di una montatura (Adriana Fiorentini, Occhi e Occhiali, Giunti Barbera, 1967)


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sono inserite le lenti oftalmiche o i filtri solari. Per poter effettuare correttamente questa operazione, gli anelli presentano una scanalatura interna nella quale viene inserito l’orlo della lente molata a forma di cuneo (bisello). A seconda della forma della montatura, due alette situate nel lato interno degli anelli permettono l’appoggio della montatura sul naso. Praticamente la montatura ha un triplice appoggio: sul naso e sulle orecchie. La forma degli Anelli detti anche Cerchi costituisce uno degli aspetti essenziali del progetto formale dell’occhiale. Se l’occhiale è da vista, alcuni vincoli sono imposti dal tipo di lente che si deve montare. Il Ponte o Naso è quella parte del frontale che unisce i due anelli: esso non ha la funzione di supportare la montatura perché questo complete alle placchette. Le Placchette o Nasello o Alette sono i veri appoggi della montatura sul naso. Nelle montature in plastica, spesso esse sono ricavate dai cerchi. L’appoggio sul naso deve essere stabile affinché la montatura non scivoli di lato neppure di pochi millimetri. Per questo motivo le placchette sono inclinate sia rispetto al piano del frontale sia rispetto al piano di simmetria della montatura, perpendicolare al piano del frontale (piano mediano). Nelle montature di metallo o con anelli metallici, le placchette sono rivestite in materiale plastico e sono sostenute da un piccolo braccio di metallo saldato all’anello. Il materiale a contatto con la pelle deve essere anallergico: attualmente le placchette sono realizzate in materiale siliconico. A seconda del modo in cui le placchette sono collegate al cerchio prendono il nome di fisse, semimobili o mobili. Le Aste sono due lunghi rettangoli sagomati in varie maniere e collegate al frontale in modo tale da mantenerlo in posizione fissa davanti agli occhi. Da ciò consegue la formazione di una serie di angoli che influenzano il potere correttivo della lente oftalmica. Hanno il compito di avvolgere l’orecchio in modo anatomico per tenere fisso l’occhiale. La Cerniera è la “minuteria” con cui si unisce l’asta al cerchio. Generalmente sono costituite con un’inclinazione di 0-6 gradi. Questo valore viene definito dal fabbricante. La scelta di questa minuteria condiziona, insieme alla meniscatura, gli angoli della montatura. Permettono inoltre alle aste, quando l’occhiale non è in uso, di piegarsi verso l’interno, riducendo lo spazio occupato dalla montatura. Il corretto sovrapporsi reciproco delle aste nella posizione sopra descritta prende il nome di “battuta” ed è indice di corretto assetto dell’occhiale.

19.3 Sistemi di misura 19.3.1 Frontale La valutazione quantitativa dei parametri di una montatura si esegue con la misura lineare dei vari elementi costituenti l’oggetto in questione. Dalla rilevazione di questi dati si ricava: 1. valutazione della corrispondenza della montatura scelta alle ossa del cranio dell’ametrope; 2. nel caso si debba confezionare un occhiale da vista si può scegliere correttamente i diametro della lente oftalmica da impiegare per ottenere un perfetto centraggio. Nel 1961 l’American Optical Manufacturer Association mise a punto un sistema per la misura dei parametri del frontale denominato “Sistema quadro o Boxing”. Nel 1991 tale sistema venne accettato anche in Inghilterra e recepito nei British Standard col numero 3521 facendo di fatto cessare l’uso del sistema Datum. Attual-


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Figura 2. Tabella riassuntiva del sistema Quadro

mente il sistema è universalmente accettato dai costruttori di montature e di lenti di tutto il mondo e viene visivamente indicato specificatamente sull’asta, dove fisicamente possibile, con un quadratino: Rappresentato il frontale della montatura in modo completo, dopo aver tracciato le opportune tangenti e stabilito il centro geometrico del “quadrato” e disegnato la linea boxing del sistema, la linea che passa per i due centri è parallela alle due tangenti superiore e inferiore, possiamo definite ulteriori parametri: – Calibro è la distanza tra le due tangenti verticali, mentre la distanza tra le tangenti orizzontali si indica come “altezza del calibro”; – Centro geometrico: il punto in cui si intersecano le diagonali del quadrato formato dalle tangenti alle lenti; – Scartamento è la distanza tra due centri geometrici delle due lenti, chiamata anche distanza interpupillare, oppure si considera la somma algebrica della misura del calibro e del ponte. Se facciamo riferimento alla figura 2, si percepisce che il disegno rappresenta il frontale di una montatura “indossata” da un ametrope che si sta osservando. Questo evidenzia che alla sinistra di chi guarda il disegno si trova la lente destra, mentre alla destra sempre per chi osserva, si trova la lente sinistra. Questa considerazione è importante perché alcuni tipi di lenti progressive sono costruite proprio su misura delle necessità visive dei singoli occhi. Per quanto riguarda le lenti astigmatiche c’è la necessità di un sistema di riferimento in modo che si possa orientare in modo univoco l’asse del cilindro. Anche se i sistemi a cui si fa riferimento sono due: il sistema internazionale e il TABO, è oramai universalmente accettato l’uso del TABO. Nel 1973, Paolo Seminara, capovolge una tradizione consolidata di mercato che prevedeva la costruzione di un tipo di montatura con un numero elevato di calibri, riducendo quest’ultimi solo a tre. La conseguenza fu l’irruzione nei campionari di un numero elevato di montature colorate nelle più disparate tonalità con solo tre calibri, semplificando notevolmente la produzione.

19.4 Sistemi di riferimento L’astigmatismo di un occhio è definito quando si conosca il suo valore e la posizione delle sezioni principali fra di loro perpendicolari. Per definire questa posizione ci si serve di un semicerchio graduato. I sistemi che indicano la posizione dello zero sono due.


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La notazione standard è stata introdotta per uso internazionale dalla Optical Society Committee nel 1904. Successivamente una commissione tedesca, Technischer Ausschuss für Brillenoptik, TABO, si espresse favorevolmente a quanto stabilito dalla Commissione nel 1904. Il sistema fu definitivamente adottato nel 1921 dalla British Ophthalmological Society. Il Sistema Internazionale fu proposto nel 1909 durante il Congresso internazionale di Oftalmologia che si teneva a Napoli. Attualmente viene usato sempre meno nella pratica quotidiana. Estremamente importanti infine, per un corretto approntamento di un occhiale da vista sono l’angolo pantoscopico e l’angolo di avvolgimento di una montatura.

19.5 Angolo pantoscopico Si definisce “angolo pantoscopico” quello formato dal piano del frontale e il piano perpendicolare dell’asta (Figura 3). Nel caso in cui la parte bassa del frontale sia inclinata verso l’ametrope, l’inclinazione si dice pantoscopica, mentre se si allontana dal volto del portatore l’in- Figura 3. Rappresentazione grafica dell’angolo pantoscopico clinazione è detta retroscopica (Figura 4). Al fine di ottimizzare la visione, l’asse ottico della lente deve passare attraverso il centro di rotazione dell’occhio. Se così è, l’asse visivo coinciderà con l’asse ottico. Una lente fornisce una visione ottimale se il centro ottico si trova leggermente spostato sotto la pupilla dell’occhio perché generalmente si guarda un pò verso il basso con un piccolo valore di inclinazione naturale. Un piccolo valore di tale angolo permette un’accurata corrispondenza alla struttura anatomica del testa dell’ametrope. Nella realtà il rapporto frontale – asta è stabilito dal costruttore che sceglie il tipo di cerniera, ovvero il tipo di unione frontale – centro. Per quanto riguarda le montature in materiale di sintesi, queste sono costruite generalmente con un’inclinazione di 0 - 6, mentre per gli occhiali in metallo a cerchio chiuso è funzione della posizione del tubetto. Nelle montature tre pezzi è sempre il fabbricante che indica il metodo di montaggio e quindi l’inclinazione delle aste.

Figura 4. Possibili posizione del frontale rispetto al piano dell’asta. Nel secondo caso, il frontale si allontana dal viso dell’ametrope l’angolo è detto “retroscopico”


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Figura 5. Angolo di avvolgimento

“0 - 6” sono i valori di angolo pantoscopico comuni alla maggior parte delle montature presenti sul mercato. L’ottico può intervenire sulla montatura in materiale di sintesi (forzando la cerniera), sugli occhiali montati a giorno, cambiando l’inserimento dei fori. Non può modificare alcunché nelle montature in titanio o acciaio. Le considerazioni sopra riportate ci portano a formulare una semplice regola: durante il montaggio conviene posizionare il centro ottico da 3 a 4 mm. sotto la pupilla. Nel caso in cui l’asse ottico della lente non intersechi il centro di rotazione dell’occhio, l’inclinazione della lente introduce un valore di astigmatismo, variando così l’effetto correttivo della lente. Questo valore di astigmatismo indotto causa due effetti che sono direttamente proporzionali al valore della lente: 1. aumento dell’effetto correttivo della sfera; 2. potere del cilindro indotto, di segno uguale a quello della sfera (+/-) sull’asse a 180.

19.6 Angolo di avvolgimento Si definisce “angolo di avvolgimento” l’angolo che misura la curvatura del frontale della montatura. Esso è funzione del valore della meniscatura (Figura 5). Generalmente non è opportuno superare i 15/18 gradi. Come abbiamo visto per l’angolo pantoscopico anche per l’angolo di avvolgimento la non coincidenza dell’asse visivo con il centro di rotazione dell’occhio, introduce un valore di cilindro indesiderato ma a 90 gradi. 19.6.1 Caratteristiche dall’angolo di avvolgimento 1. indica l’inclinazione del bordo temporale di ogni lente in riferimento alla faccia dell’ametrope 2. assicura che il frontale della montatura scelta segua la curva naturale delle ossa facciali della fronte 3. avvicina la zona periferica della lente più vicino all’occhio e aumenta il campo di visione nella zona per lontano della lente.


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19.7 Montature in materiale di sintesi 19.7.1 Definizioni Le differenze esistenti tra una montatura realizzata in materiale di sintesi e quelle in metallo, sono molte, diverse e presentano caratteristiche di realizzazione ben precise. 19.7.2 Frontale È la parte centrale della montatura: ha il compito di alloggiare le lenti per la correzione del vizio refrattivo o il filtro solare. Esso è composto da due cerchi di varia forma uniti tra di loro da un ponte, mentre la funzione di far poggiare saldamente e comodamente l’occhiale sul naso è affidata alle alette; l’appoggio sulle orecchie è assicurato dalla parte terminale delle aste che forniscono la stabilità della distanza della parte posteriore della lente oftalmica dall’apice corneale.

Figura 6. Parti fondamentali di una montatura in materiale di sintesi: A=asta; B=occhio; C=muso D=ponte; E=frontale; F=cerchio; G=alette

19.7.3 Cerchi Questa parte della montatura è la più soggetta a variazioni di forma essendo condizionata dalle scelte dei designers che nel tempo hanno elaborato una serie infinita di forme stimolati dalla moda. Nonostante ciò la forma degli anelli può essere ricondotta a 4 forme canoniche come si vede nella figura 7. Al fine di tenere saldamente la lente oftalmica o il filtro solare ben fissa a. rotonda; b. pantos; c. perimetrica; d. mefisto. nella posizione voluta, il cerchio ha al suo interno un canalino che assolve perfettamente allo scopo in quanto la lente viene modellata al bordo con una forma uguale e contraria del canalino, bisello, nel quale va perfettamente a inserirsi. Le aste vengono unite al frontale tramite il muso con l’uso di una cerniera, che permette anche alle aste di chiudersi sul retro fornendo un risparmio notevole di spazio quando non in uso. 19.7.4 Ponte Due sono i tipi canonici: ponte a sella e ponte a chiave (Figura 8). – Ponte a sella (A): la superficie di contatto di questa parte della montatura che poggia interamente sul naso assicura il massimo comfort; esteticamente fa sembrare il naso più corto; – Ponte a chiave (B): questa forma classica copre buona parte della base del naso, facendolo sembrare più corto e in evidenza.


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19.7.5 Muso È quella parte della montatura in cui l’asta si unisce al frontale. Cinque sono i modi di unione: 1. muso dritto; 2. muso a battente; 3. muso piegato; 4. muso curvato; 5. muso applicato. Aste Hanno il compito di ancorare il Figura 7. A = ponte a sella; B = ponte a chiave frontale di fronte agli occhi in una precisa posizione che deve rimanere inalterata nel tempo. In figura 3 sono riportate le forme canoniche mentre in figura 9 la morfologia.

19.8 Materiali di sintesi I polimeri sono sostanze ottenute per sintesi di monomeri e caratterizzate da un’elevata struttura macromolecolare che, in determinate condizioni di temperatura e pressione, possono subire variazioni più o meno permanenti di forma. Esse si dividono in termoplastiche, termoindurenti ed elastomeriche (gomme). – Termoplasti: sono materie che sono altamente lavorabili, cioè rammolliscono, sotto l’azione del calore; in questa fase, esse possono essere modellate o formate in oggetti finiti per mezzo di stampi e, per raffreddamento, tornano Figura 8. Forme delle aste più diffuse ad essere rigide. Almeno teoricamente, esse sono reversibili perché il processo può essere ripetuto più volte in base alle loro qualità e dei plastificanti impiegati. – Termoindurenti: i polimeri termoindurenti hanno bassi pesi molecolari a temperatura ambiente, mentre a temperature più alte si formano tra le catene veri e pro- Figura 9. Elementi morfologici dell’asta. G lunghezza pri legami chimici che produco- nominale; H lunghezza totale no un aumento esponenziale dei valori del peso molecolare. Tale processo è detto di reticolazione. A causa delle


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loro caratteristiche fisiche molto diverse i polimeri termoplastici e termoindurenti devono essere lavorati diversamente e vengono impiegati in applicazioni molto diverse. – Elastomeri: sono sostanze di sintesi le cui caratteristiche principali sono una grande elasticità e deformabilità; esse possono essere sia del tipo termoplastico che termoindurente. In generale si può comunque dire che le materie plastiche sono costituite da catene, anche molto lunghe, di molecole base (monomeri) in seguito ad un processo detto di polimerizzazione. Si parla di “omopolimeri” se il monomero di partenza è unico; di “copolimeri” se essi sono ottenuti da due o più monomeri diversi e di “leghe polimeriche” se il materiale ottenuto è il risultato della miscelazione di monomeri che polimerizzano senza però combinarsi chimicamente. Attualmente si calcola che la produzione di montature in materiale di sintesi rappresenti circa il 70% di quella totale. Nitrato di cellulosa, celluloide Il primissimo polimero sintetico fu ottenuto da uno scienziato (Alexander Parkes) che fece reagire la cellulosa pura (il frutto del fiocco di cotone) con l’acido nitrico. Come si sa, la cellulosa è uno dei tanti polimeri presenti in natura; legno, carta e cotone ne contengono percentuali più o meno elevate fino quasi al 100%. La cellulosa è costituita da unità ripetute del monomero di glucosio, uno zucchero. Il nitrato di cellulosa è un termoplastico facile da produrre ma pericoloso da lavorare perché fortemente infiammabile. Vale la pena di ricordare che il nitrato di cellulosa è stato anche utilizzato per realizzare uno dei primi “materiali compositi”: il vetro di sicurezza. Si trattava di un sandwich composto da due strati di vetro con interposto un film di nitrato di cellulosa. Quando il vetro si rompeva, il film di nitrato di cellulosa teneva insieme i vetri e le schegge. Per il settore automobilistico si trattò di una grande scoperta. Acetato (di cellulosa) Per molti versi, questo materiale è stato inventato per sopperire ai difetti presentati dalla celluloide: soprattutto alla sua pericolosa infiammabilità. Si tratta di un termoplastico ottenuto dalla reazione fra la cellulosa e l’acido acetico invece che l’acido nitrico. A partire dalla fine dell’800, tanto con la celluloide che con l’acetato sono stati prodotti gli oggetti più diversi e, fra questi, le montature considerando che, trattandosi di un materiale originariamente trasparente, grazie all’uso di pigmenti e a seguito di lavorazioni particolari, si potevano ottenere succedanei molto simili ai principali materiali naturali in via di estinzione (tartaruga, avorio, corno, ecc.) oltreché, ovviaCaratteristiche

Vantaggi

Ottima adattabilità

Facilità nel registro della montatura e nell’inserimento delle lenti

Lucentezza del materiale e ampie possibilità di combinazioni di colori

Possibilità di ottenere tutti i modelli

Buona resistenza meccanica e chimica

L’occhiale mantiene nel tempo le sue caratteristiche sia di forma che chimico fisiche

Unico materiale plastico ricavato da una fibra vegetale (cotone)

Minimizza il fenomeno di eventuali allergie


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mente, una grande quantità di decori particolarmente originali. Ancora oggi l’acetato di cellulosa, detto familiarmente “acetato”, è il materiale termoplastico più usato nella realizzazione (sostanzialmente per fresatura di lastre) di montature per occhiali. Rhodoid è il nome brevettato di un prodotto commerciale originariamente di proprietà della francese Rhône-Poulenc con il quale oggi viene venduto l’acetato prodotto da un’azienda italiana (la Mazzucchelli che ne ha acquisito il brevetto) in un’infinita varietà di colori e di textures ottenute grazie all’impiego di un’alta tecnologia coniugata con straordinarie utilità artigiane nel formulare i differenti modelli ornamentali e nel produrli. Poliammidi Agli inizi degli anni ’30 i chimici della E.I. DuPoint de Nemour & Company iniziarono una ricerca fondamentale sulle reazioni degli acidi dicarbossilici con la diammina per formare poliammidi. Nel 1934 essi sintetizzarono la prima fibra completamente di sintesi, il nylon 66, così chiamato perché viene sintetizzato da due differenti monomeri ciascuno contenente sei atomi di carbonio.

Questo polimero è il capostipite di tutti quei materiali che in occhialeria vanno sotto il nome di nylon. I più importanti sono SPX, la famiglia del Trogamid CX e Grillamid TR. Va da sè che i polimeri sono coperti da segreto industriale. MXP7 Questo materiale è una miscela di nylon ed è impiegato nel processo di iniezione. È un materiale resistente, leggero, e mantiene la sua forma a meno che non si riscaldi. SPX È una poliammide, polimero che permette di creare un design multifunzionale e conferisce alla montatura comfort notevole. È stato sviluppato da Micheal Selcott e le tre lettere della sigla stanno per S=Silhouette, P=Polymer, X=I vari impieghi dell’azienda. Trogamid CX Trogamid CX è una poliammide microcristallina trasparente che racchiude in sè le caratteristiche chimico fisiche delle poliammidi amorfe insieme ad una elevata resistenza alla rottura e agli agenti chimici, caratteristiche tipiche dei polimeri microcristallini. È inoltre particolarmente resistente all’azione della radiazione UV, possiede un ridotto assorbimento di umidità. Facilità di colorazione.

Trogamid CX gradi Tabella 1. Esempio

ISO 1874 nomenclatura

Monomeri

PAPACM12

Diaminacicloalifatica e acido dodeconedioico


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Si possono infatti ottenere colori molto brillanti e marcatura con il laser. Queste proprietà rendono il polimero adatto alla produzione di montature e lenti. I polimeri della famiglia dei Trogamid sono sintetizzati usando dei polimeri base e dei polimeri che si distinguono per la loro ottima trasparenza e l’alta resistenza agli agenti chimici. Le poliammidi impiegate in occhialeria sono individuate dalla sigla CX seguita da quattro numeri che stanno ad indicare il valore della viscosità della composizione (Tabella 1). In occhialeria si usa la poliammide con la sigla CX7323. È una poliammide trasparente e di media viscosità particolarmente indicata per la produzione di montature da occhiali sia per iniezione e stampaggio, che per estrusione. Generalmente questo particolare polimero può essere colorato facilmente. Questo è un polimero in cui sono stati sostituiti i componenti aromatici con monomeri alifatici per aumentare la stabilità delle poliammidi trasparenti quando sottoposto all’azione dei raggi UV. Esso si ottiene usando per la sintesi monomeri specifici fino a ottenere una poliammide cristallina e trasparente. I cristalli sono però infinitesimi per cui la luce non viene diffusa dal polimero. Le principali caratteristiche di questo polimero sono: 1. Polimero cristallino trasparente 2. Alta trasmissibilità della radiazione ottica 3. Elevata resistenza alla radiazione UV 4. Basso assorbimento di acqua con riferimento a molte poliammidi 5. Alta stabilità dimensionale 6. Alta resistenza agli urti anche a basse temperature 7. Elevata resistenza ai graffi 8. Facile da lavorare. Grilamid TR Con questo nome commerciale si indicano una serie di poliammidi amorfe e trasparenti. Questi prodotti possono essere lavorati usando metodologie termoplastiche e che traggono la loro base su monomeri aromatici e cicloalifatici ottenendo così polimeri che hanno una grande quantità di proprietà. La famiglia di polimeri che va sotto questa sigla appartiene ad un gruppo di omo poliammidi e polimeri amorfi. Rispetto alle poliammidi semi cristalline, a questo polimero si perviene scegliendo

Polimero

Applicazioni

TR 55 LX

Dove si richiedono prodotti trasparenti come montature per occhiali

TR 55 LY

Costruzione di parti per iniezione e stampaggio in cui si richiede particolare durezza e resistenza alle piegature

TR 90 TR 90 LS

Costruzione di montature particolarmente resistenti

TR 90 UV

Particolarmente adatto a prodotti usati all’aria aperta

TR 90 LXS

Prodotti che richiedono una buona resistenza alla piegatura come occhiali da vista

TR 90 NZ

Particolarmente stabile e resistente agli urti. Indicato per gli occhiali protettivi

TR 55/90 LX

Ha elevata stabilità e resistenza nel tempo

Tabella 2


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opportuni monomeri in fase di sintesi, ottenendo così un polimero amorfo che origina un prodotto di elevata trasparenza. Questa famiglia di polimeri ha la peculiarità di combinare le proprietà delle poliammidi semicristalline con quelle dei polimeri amorfi. In occhialeria vengono impiegati i seguenti polimeri di questa famiglia: TR 55 LX, TR 55 LY, TR 90/90 LS, TR 90 LXS, TR 90 NZ. Nella tabella 2 le proprietà di questi polimeri. La famiglia TX 55, ha le proprietà sopra descritte distribuite in modo omogeneo, mentre TR 90, è un composto cicloalifatico. Optyl L’Optyl è un materiale brevettato da Carrera e attualmente prodotto e utilizzato in esclusiva dal Gruppo Safilo. È commercializzato dal 1964. È un materiale plastico termoindurente della famiglia delle resine epossidiche che, oltre ad avere eccezionali qualità fisico-chimiche, garantisce un’ottima finitura della superficie ed una resistenza superiore a quella dei convenzionali materiali termoplastici (acetato, propionato, ecc.). Gli occhiali con questo materiale si producono per iniezione. (Tabella 3) Nato da una speciale combinazione di sostanze, è un materiale plastico termoindurente, leggerissimo ed estremamente confortevole in quanto adattabile a ogni volto. Resistente nel tempo, risulta essere anallergico in quanto privo di plastificanti ed è trattato con uno speciale rivestimento della superficie che permette di non rovinarsi con sudore e prodotti cosmetici. Una caratteristica dell’Optyl è l’“effetto-memoria”. Scaldato a 80-120°C, questo materiale può essere adattato all’anatomia facciale e il successivo raffreddamento comporta che la forma modificata rimanga nel tempo. Riscaldato poi nuovamente fino alla “temperatura di memoria” riprende la sua forma originale. Di conseguenza la forma originale dell’occhiale viene mantenuta in qualsiasi situazione. L’Optyl garantisce un’ottima finitura della superficie ed una resistenza superiore

Caratteristiche

Vantaggi

Peso ridotto (20% in meno rispetto ai materiali Leggerezza e comfort termoplastici) Flessibilità

Comfort, adattabilità alla forma del viso

Resistenza al calore e agli sforzi meccanici

Indeformabilità: la forma originale dell'occhiale viene mantenuta in qualsiasi situazione

Effetto memoria

Scaldato a 80-120°C, l'Optyl può essere adottato all'anatomia facciale e il successivo raffreddamento comporta che la forma modificata rimanga nel tempo. Riscaldato nuovamente fino alla "temperatura di memoria" riprende la sua forma originale

Resistenza alla corrosione

Resistenza al sudore e ai prodotti cosmetici

Non contiene plastificanti

Ipoallergenico e non irritante

Ottenuto attraverso la tecnologia di fusione sotto Design tridimensionale ed effetti di colore unici vuoto Tabella 3


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agli sforzi meccanici rispetto a quella dei normali termoplastici (acetato, propinato, ecc), ottenuto attraverso la tecnologia di ‘colata sotto vuoto’. Le montature sono ottenute per stampaggio in colata a stella o per iniezione. Permette un design tridimensionale con effetti di colori unici, lucidi e finemente sabbiati. Queste caratteristiche lo rendono un prodotto unico ed innovativo. Qualità delle montature in Optyl: • grande resistenza e stabilità • molto elastiche e praticamente indeformabili • resistente agli agenti atmosferici • 1/3 più leggero dell’acetato • resistono ad alte temperature (250° - 300°) Non si possono saldare con solventi, ma solo incollare con collanti di tipo epossidico a due componenti, a caldo. Per il montaggio occorre superare gli 80°, il raffreddamento fissa le eventuali modifiche, ma per un effetto “memory” un nuovo riscaldamento oltre gli 80° fa ritornare la montatura alla forma originale. Poliuretano elastomerico (Kuramiron) È il nome commerciale di un elastomero termoplastico della famiglia dei poliuretani e viene usato insieme alla Grilamid. Viene inserito all’interno della montatura conferendo una maggiore resistenza e una piacevole sensazione sulla pelle. Polimetilmetacrilato, PMMA Questo materiale, presente sul mercato con molti nomi commerciali (come perspex, plexiglass, vedril, ecc.), è chiamato familiarmente metacrilato e la sua introduzione nel mondo dell’ottica è legata specialmente al mondo delle lenti a contatto. Nell’occhialeria viene usato per la sua resistenza e per la possibilità di ricevere decorazioni. Megol La grande famiglia dei Megol rappresenta il perfetto connubio tra l’elasticità, la morbidezza e l’aspetto degli elastomeri e l’economicità di trasformazione dei materiali termoplastici. La matrice dominante di questi compounds elastomerici è l’SEBS (Stirene - Etilene - Butilene - Stirene). L’assenza di doppi legami nella struttura polimerica dell’SEBS è l’origine delle ottime resistenze all’invecchiamento dei compounds che ne derivano. La versatilità formulativa di questo polimero permette di realizzare prodotti di una gamma molto estesa di durezze, adatti a molteplici applicazioni in vari settori. Morbida gomma anallergica usata per aste e naselli; offre un elevato grado di elasticità per il massimo comfort. I megol rappresentano un’ottima combinazione tra elasticità, morbidezza e aspetto delle gomme e l’economicità di trasformazione dei materiali termoplastici. La sua versatilità formulativa permette di realizzare prodotti di una gamma molto estesa di durezze, adatti a molteplici applicazioni. Idonei per stampaggio ad iniezione ed estrusione, sono disponibili anche in gradi atossici e/o conformi al contatto alimentare. La matrice dominante di questi compounds elastomerici è rappresentata dai copolimeri termoplastici a blocchi appartenenti a diverse famiglie polimeriche. Tipicamente i Megol appartengono alla classe dei copolimeri a blocchi di natura stirenica (SEBS, SEPS), che presentano midblock idrogenati.


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Esistono tuttavia versioni del prodotto che si basano su blocchi polimeri di altra natura. L’idrogenazione conferisce alla struttura del materiale l’assenza dei doppi legami e questa è l’origine delle ottime prestazioni dei compounds, quali l’eccellente resistenza alla luce UV e all’invecchiamento. Particolarmente adatti al sovrastampaggio ed all’estrusione presentano al substrato rigido apprezzate proprietà di soft-touch ed un pregevole aspetto estetico gommoso.

19.9 Metodi di costruzione di una montatura in materiale di sintesi La costruzione di una montatura in materiale di sintesi prevede l’impiego dei seguenti processi: 1. Processo di Pantografatura a. Produzione di lastre con processo a blocco b. Produzione di lastre col processo di estrusione o profilazione c. Costruzione della montatura per pantografatura delle lastre 2. Processo di stampaggio per iniezione 1.a Produzione di lastre con processo a blocco Gran parte degli occhiali realizzati in materiale di sintesi (polimeri) ha come elemento base la pianta del Cotone. Il percorso per cui da questo componente base si possa ottenere il componente per costruire le montature, ovvero il materiale fra i più usati nell’industria dell’occhialeria, in gergo indicato come “cello” (acetato di cellulosa), è il seguente: – Fase 1: la lavorazione inizia selezionando polpe di legno adatto o dei batuffoli (linters) di cotone. Dopo aver sottoposto questi componenti al processo di sbiancatura e successive purificazioni per filtrazione (il processo è simile a quello di produzione della carta) si ottiene la cellulosa pura sotto forma di fine polvere bianca. – Fase 2: acetilazione; la polvere di cellulosa così ottenuta viene fatta reagire con l’anidride acetica. Si ottiene così l’acetato di cellulosa. – Fase 3: inizio del processo così detto “a blocco” che porterà alla realizzazione di lastre colorate di straordinaria bellezza colorate “su misura”, ovvero su indicazione del committente, vedi figura 13. Processo a blocco: 1. Si omogeneizza la polvere con appositi solventi e plastificanti fino ad ottenere una massa omogenea e plasmabile 2. Acquisizione della materia prima proveniente da polpa di legno selezionata o da balle di batuffoli di cotone che sono costituiti da cellulosa quasi pura 3. Sbiancatura e purificazione per filtrazione analogamente ai processi per produrre la carta; alla fine di questa operazione si ottiene una polvere bianca 4. La pasta viene lasciata incolore o viene colorata (con pigmenti di vario tipo - sintetici, vegetali, minerali - in funzione del disegno da realizzare) Figura 10. Tipico foglio di cotone


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Figura 11. Alcune fasi della lavorazione delle lastre col processo a blocco

su calandre e successivamente compattata in presse riscaldate 5. In questo modo si ottengono blocchi di acetato monocolore dello spessore desiderato 6. Monoblocchi di colori diversi, vengono tagliati e ricomposti 7. Singoli fogli o frammenti di essi combinati tra di loro vengono pressati entro un nuovo stampo in modo da ottenere un blocco con un nuovo disegno la cui massa è organizzata secondo la ricetta cromatica voluta 8. Se occorre, per ottenere un decoro particolarmente complesso, il blocco così ottenuto viene nuovamente tagliato in lastre o frammenti e il processo continua fino a quando si ottiene un blocco con il disegno voluto (generalmente i passaggi non superano i cinque) 9. Il blocco viene tagliato in lastre sottili di spessore costante 10. Si procede all’essiccazione per eliminazione dei solventi: questa fase è molto delicata e richiede un controllo accurato della loro evaporazione. Per ottenere lastre adatte alla costruzione di montature il tempo di essiccamento varia dalle due alle quattro settimane ed è funzione dello spessore della lastra. Una cattiva essiccazione delle lastre potrebbe determinare la formazione di bolle o di crepe nella lastra stessa e la tendenza a imbarcarsi. Il processo descritto consente di ottenere effetti cromatici e tridimensionali sorprendenti, non riscontrabili con altre tecniche. 1.b Produzione di lastre col processo di estrusione o profilazione L’estrusione è un processo di produzione industriale di trasformazione della plastica che consente di produrre pezzi a sezione costante. L’estrusione consiste essenzial-


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Figura 12. Processo di produzione a blocco

mente nel forzare per compressione il materiale allo stato pastoso a passare attraverso una sagoma che riproduce la forma esterna del pezzo che si vuole ottenere. Nel caso delle materie plastiche il materiale viene introdotto sotto forma di granuli o polvere; con il calore prodotto dall’attrito con le pareti dell’estrusore o con resistenze elettriche si ottiene la fusione. Nel caso di una montatura, si ottiene una lastra uniforme del colore voluto, colore uniforme. Ottenuta il tipo di lastra desiderato si passa alla costruzione. 1.c Costruzione della montatura per pantografatura delle lastre La realizzazione delle montature da lastra in acetato o di altro materiale prevede una serie di passaggi che richiedono tecnologie estremamente sofisticate e necessitano di una mano d’opera particolarmente qualificata. Lo schema generale è riportato nella figura 12. Fase 1: il primo passaggio consiste nel taglio della lastra scelta in rettangoli corrispondenti alle dimensioni del frontale e delle aste della montatura. Il rettangolo da cui si ricava il frontale si chiama “mattonella”. Fase 2: si procede quindi alla fase di curvatura della lastra. Fase 3: dopo le fasi di piegatura si passa alla realizzazione della geometria del modello mediante la fresatura della mattonella in due fasi principali. La prima consiste nella fresatura della parte interna del frontale e del canalino (bisello) che alloggerirà la lente. La seconda prevede la lavorazione della parte esterna del frontale e dei musi. Entrambe le fasi utilizzano esclusivamente macchine a controllo numerico Fase 4: una volta realizzata la geometria del modello, sul frontale viene inserita la cerniera che permette la successiva unione con l’asta; l’inserimento avviene in corrispondenza delle “sede cerniera” dopo che il materiale è stato riscaldato localmente mediante l’utilizzo degli ultrasuoni.


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Fase 5: i listelli ricavati dalle aste vengono inviati all’animatura, operazione che prevede l’inserimento di una struttura metallica (anima) al loro interno. Questo processo prevede due momenti: a. riscaldamento dell’asta grazie al passaggio di corrente al suo interno. La corrente viene applicata tramite elettrodi disposti sopra e sotto il listello b. inserimento della lamina Fase 6: Quando escono dalle frese, i componenti della montatura presentano degli spigoli vivi che devono essere raccordati. Quando previsto, è necessario preparare la superficie dei componenti per il trattamento di verniciatura o di brillantatura. La rifinitura della superficie si ottiene con la “burattatura” Fase 7: Affinché l’occhiale avvolga correttamente la testa di chi lo indossa occorre la meniscatura che è l’appropriata curvatura del frontale. Questo entra in un forno ad aria calda, e una volta riscaldato, viene inserito in uno stampo che gli conferisce la giu- Figura 13. sta forma Fase 8: Una volta assemblati i pezzi si passa all’abbellimento ovvero alla decorazione delle aste secondo quanto stabilito dal progetto Fase 9: Terminati tutti i processi il prodotto finito viene testato e serigrafato. 2. Processo di stampaggio per iniezione Questo processo si fonda sull’utilizzo di stampi che “producono” componenti semilavorati: questi si ottengono introducendo granuli di materiale plastico in un pressa che, a elevata pressione e alla temperatura richiesta dal polimero fluidifica e riempie le cavità dello stampo grazie al processo di iniezione; estratti dallo stampo ancora caldi, i componenti assumono la necessaria rigidità in seguito a raffreddamento. I materiali impiegati in questo processo sono principalmente il Grilamid e l’Optyl. Attualmente si sperimentano anche bio materiali come legno liquido ed oli vegetali particolari.


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19.10 Montature in metallo Rispetto alle montature realizzate con materiale di sintesi, le montature in metallo sono più complesse nella loro realizzazione e di conseguenza anche più costose per l‘utente finale.

19.11 Classificazione Anche in questo caso la tipologia e le forme messe in commercio sono praticamente infinite; qui di seguito si tenta una classificazione che, pur non avendo carattere esaustivo, cerca, con l’ausilio delle norme ISO di dare una sistemazione alla suddetta tipologia. È da tenere presente che tale classificazione nasce dall’esame dei modelli presenti sul mercato e dopo aver sottoposto ad analisi il linguaggio comune in cui spesso si confonde la tecnica di montaggio con il tipo di montatura. Montature in metallo propriamente dette: montature in cui gli anelli del frontale racchiudono in modo completo o incompleto la lente o il filtro. I sistemi di bloccaggio della lente alla montatura sono peculiari alle singole aziende produttrici. Elemento qualificante di questa famiglia di montature nel caso siano “a occhio o cerchio chiuso” è il tubetto. Es: la dizione “montatura in nilor” usata nel linguaggio comune, si esplicita nel seguente modo: “montatura in metallo in cui il modo di bloccare la lente nei”cerchi” usa una tecnica particolare, chiamata nylor dal filo di nylon che viene usato e dalla ditta che per prima lo ha introdotto. Montature in cello-metallo: quando una delle componenti fondamentali della montatura, frontale o aste, è in materiale di sintesi. Occhiale “tre pezzi”: ultimamente al posto del frontale, come elemento portante delle aste, è stata adottata la lente stessa, dando luogo a un particolare di occhiale/ montatura.

19.12 Parti fondamentali della montatura in metallo In figura 14 sono riportate le principali parti di un occhiale in metallo mentre nella figura 15 si riporta un “esploso” dello stesso. Tubetto È quella parte della montatura in metallo che serve a rendere stabile la chiusura del cerchio, dopo che si è inserito la lente sagomata correttamente. L’unione del tubetto al cerchio avviene per saldatura. Viste le temperature con cui si esegue tale processo, il tubetto si può leggermente deformare. Per il suo corretto funzionamento si deve ripassare il filetto interno con una maschiatrice. Se questa operazione non viene eseguita correttamente, l’utensile crea una doppia filettatura la cui conseguenza è l’usura del filetto, della vite e del tubetto, danneggiando le filettature. Una volta che la vite si è spanata, si blocca, impedendo l’apertura del cerchio oppure può fuoriuscire. Altro inconveniente che si può originare è che dopo che il tubetto è stato saldato al cerchio, si deve eseguire una fresatura a “V” per permettere l’apertura del cerchio stesso. È a questo punto che si deve introdurre la lente e la vite di chiusura. Se la fre-


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Figura 14. Parti fondamentali della montatura in metallo. 1 Frontale; 2 Terminale dellâ&#x20AC;&#x2122;asta; 3 Zona di regolazione placchetta; 4 Nasello a sella o anatomico; 5 Canalino o bisello; 6 Asta; 7 Cerniera, 8 Musetto; 9 Naso o ponte; 10 Cerchio; 11 Sagoma del cerchio; 12 Vite

Figura 15. Componenti di un occhiale in metallo. 1 Lenti di presentazione. 2 Lenti solari. 3 Porta placchetta. 4 Placchette. 5 Naso flessibile nichel titanio. 6. Naso coniato. 7 Frontale coniato. 8 Frontale fresato da lastra in metallo. 9 Frontale fototranciato. 10 Frontale tranciato laser. 11 Cerchi. 12 cerniera flex. 13 Cerniera. 14 Tubetto chiudi cerchio. 15 Vite 16 Muso monoblocco. 17 Componente mim. 18 Componente da microfusione. 19 Abbellitore in acetato. 20 Asta da filo sagomato CNC. 21 Asta a Riccio. 22 Asta tagliata Laser. 23 Asta fototranciata. 24 Asta Coniata. 25 Asta ricavata flex. 26 Asta flessibile nichel titanio. 27 Asta tornita CNC. 28 Terminale in acetato. 29 Terminale iniettato


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satura non è stata eseguita a regola d’arte, nell’interno del tubetto si creerà un doppio asse che dopo che si è avvitata la lente, fa sì che questa possa rompersi. Da quanto detto in modo succinto si evince come negli occhiali in metallo in cui è presente questo elemento esso sia, se non correttamente realizzato e montato, fonte di problemi per l’ottico. Placchette Le placchette hanno la funzione di fare poggiare l’occhiale sul naso. La caratteristica fondamentale di una placchetta è quella di essere confortevole e di distribuire sulla sua superficie in modo uniforme il peso dell’occhiale. Non deve provocare sulla radice del naso quelle fossette rosse che creano tanto disturbo all’ametrope; deve anche impedire all’occhiale di scivolare, una volta indossato, ovvero non deve alterarne l’assetto. Importante è anche la forma dell’attacco della placchetta, oltre alla caratteristica di poter essere “modellato” ovvero adattato correttamente sul naso dell’ametrope. Deve essere l’artefice del comfort. È la rigidezza del collegamento tra porta placchetta e placchetta a rendere possibile un esatto funzionamento della base d’appoggio del nasello, e di conseguenza, la massima ottimizzazione delle sue caratteristiche.

Figura 16. I principali tipi di placchetta con i tipici attacchi: 1. bottone (Button); 2. pressione (Click); 3. baionetta (Plug in); 4. vite (Screw)

I metalli e le leghe Figura 17. A. Esempio di placchetta e attacco a pressione. Prima di descrivere sinteticamen- È particolarmente importante curare questo particolare montatura perché si condiziona il comfort e l’uso te i principali metalli usati in oc- della dell’occhiale da parte dell’ametrope. B. Ultimamente chialeria è opportuno ricordare è invalso l’uso di personalizzare le placchete. Qui se ne che, con il termine “lega metalli- riporta un esempio oltre alla schematizzazione delle ca” si intende una miscela solida dimensioni (mono o polifasica) composta da due o più elementi di cui uno, il principale, è metallico come, ad esempio, nell’acciaio, nella ghisa o nell’ottone. I componenti della lega sono indivisibili e non sono visibili singolarmente.


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L’alluminio e le sue leghe Attualmente trova sempre maggiore impiego in occhialeria grazie a tutta una serie di brevetti messi a punto dall’industria italiana che hanno brillantemente superato tutti quegli ostacoli tecnici che in passato ne hanno ostacolato l’impego. Leghe metalliche ferrose Tra le leghe ferrose costituite sostanzialmente dal “metallo” ferro e dal “non metallo” carbonio, quelle contenenti dallo 0,06 al 2,06% di carbonio sono dette “acciai” e si caratterizzano per esprimere un’elevata resistenza a trazione e compressione, buona resilienza, discreta colorabilità, ottima lavorabilità alle macchine utensili, ottima plasticità e ottima saldabilità. Le proprietà di un acciaio dipendono peraltro da molti fattori quali la percentuale di altri elementi e i trattamenti termici subiti. Molti tipi di acciaio sono progettati e prodotti per uno scopo preciso (frontali, viti, ecc.). Acciaio inossidabile Si tratta di una famiglia di leghe costituite principalmente di ferro, nickel, cromo, carbonio e altre sostanze in varie proporzioni: il nickel e il cromo rendono queste leghe particolarmente inattaccabili dagli agenti chimici comuni. Gli occhiali in acciaio inossidabile sono leggeri, hanno una lunga durata; questa lega, infatti, si usa per fabbricare montature ultra sottili a causa della sua eccellente resistenza alla trazione. Grazie al peso ridotto, alla loro resistenza e versatilità di progettazione, i profili in acciaio inossidabile sono particolarmente adatti alla costruzione di montature. Le montature in acciaio non sono particolarmente costose e, pertanto, un prodotto anche di qualità eccellente spesso non manifesta un prezzo eccessivo. Alcune leghe di acciaio impiegate in occhialeria sono: − AISI 316 L: usata per i cerchi degli occhiali; − ANSI 302: usata per componenti sottili ed elastici come molle, aste, ecc.; − acciaio armonico: contenente silicio e manganese questa lega è malleabile e flessibile e facilita l’inserimento dei ClipOn RX. Leghe di rame e di altri metalli Per la realizzazione di occhiali in metallo si utilizzano anche altre leghe particolari, quali l’alpacca, il monel, il rame/ berillio; grazie a certe loro caratteristiche specifiche, queste leghe risultano particolarmente adatte alla produzione di montature o componenti per montature. Il cobalto Usato generalmente come componente di leghe metalliche, si usa in montature di alta qualità alle quali conferisce una estrema leggerezza, durabilità, flessibilità e sottigliezza. Si può anche rivestire con una grande quantità di colori ma è molto caro e quindi di uso limitato. Il titanio e le sue leghe Il titanio è un elemento piuttosto abbondante sul nostro pianeta: per quantità occupa il nono posto, di fatto costituisce il 6% della crosta terrestre. Questo metallo evidenzia caratteristiche prestazionali assai simili all’acciaio ma pesa il 40% in meno; il titanio mantiene le sue caratteristiche alle temperature più


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Leghe

Caratteristiche

Vantaggi

Alpacca o argentone rame: 62% zinco: 20% nickel: 13%

Robusta ed elastica, consente finiture superficiali brillanti

Evidenzia durevolezza e affidabilità. Si usa per i blocchi di chiusura delle cerniere e per i frontali

Rame Berillio rame: 98% berillio: 2%

Resiste alla corrosione; presenta buone caratteristiche metalliche

Consente di ottenere componenti molto decorati con spessori molto variabili

Bronzo rame: 83,5% stagno: 6,5%

Indicata per il processo di microfusione

Consente di ottenere aste flessibili. Impiegato in alternativa al Blanca Z

Bronzi speciali rame: 83% stagno: 6% nickel: 11%

Materiale elastico e finitura superficiale brillante; non contiene nickel

Consente spessori contenuti; mostra flessibilità. Viene utilizzato nella fabbricazione di aste

Bronzo al fosforo bronzo: 95% fosforo: 5%

Materiale con caratteristiche meccaniche elevate ottenute attraverso un processo termico di indurimento (tempra)

Ideale per le aste

Blanca Z rame, nickel, zinco, stagno

È una lega estremamente flessibile

Adatta a realizzare ponti, aste, placche per cerniera e porta naselli

Cuproberillio rame: 77% berillio: 23%

Lega amagnetica. Si usa per parti con caratteristiche di grande elasticità; resistenti a sollecitazioni frequenti

Adatto a realizzare cerchi, ponti, aste e placche per cerniere

Kynetium magnesio, silicio, titanio

Caratteristiche meccaniche molto elevate

Trilam

Lega nota per applicazioni aerospaziali che evidenzia una sofisticata miscela di leggerezza (Mg), forza (Ti) ed elasticità (Si)

L’aggiustamento dell’assetto è reso difficile dalla memoria di forma

Nickel-Argento

Estremamente leggero, manifesta notevole memoria di forma

È più fragile di altri metalli ed è meno adatto ai telai sottili (oggi così diffusi)

Leghe di rame e di altri metalli

estreme. Resistente alla corrosione, esso è anallergico e biocompatibile in quanto presenta una porosità superficiale analoga a quella dei tessuti umani (rispetto ai quali, peraltro, risulta fisiologicamente inerte). In considerazione del fatto che il 10% della popolazione mondiale è allergica al nickel accusando asma, sinusiti, eruzioni cutanee, eczemi e dermatiti, le montature in titanio, non contenendo nickel, sono indicate per coloro che soffrono di allergie cutanee. Per questo stesso motivo le leghe di titanio sono utilizzate nelle componenti protesiche di anca, ginocchio e impianti dentali. Grazie alle suddette caratteristiche si calcola che il 30% degli occhiali prodotti al mondo sia in titanio; si stima che nei prossimi anni, questa quota tenderà a crescere in tutti i mercati.


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Leghe

Caratteristiche

Vantaggi

Pure Titanium 99,2% titanio + elementi aggiuntivi come ossigeno, carbone e ossido di ferro 1987

Pesa la metà del Monel e presenta una malleabilità due volte superiore alla sua. Facile da lavorare

Leggero Resistente alla corrosione Ipoallergenico Duraturo Biocompatibile

Beta Titanio 1991 (high tech titanio) 75% titanio 25% alluminio e vanadio

Lega leggera molto flessibile; resistente agli sforzi e alla corrosione

Stessi benefici del Pure Titanium: flessibile e leggero; può essere lucidato più finemente del Pure Titanium

Z-Titanio 2008 titanio + zirconio Non contiene vanadio, ferro, rame, zinco o nickel

Lega ad alta resistenza ed elevata elasticità. Completamente sicura per ogni tipo di pelle: leggera

Nessun rischio per il corpo umano: leggero, flessibile e facile da adattare

Excellence Titanio 2009 Non contiene nickel

Lega che evidenzia alta flessibilità; completamente sicura per ogni tipo di pelle; leggera. Manifesta una speciale memoria di forma

Altamente flessibile; anallergico e leggero; elevata plasmabilità

Flexon 7 Lega a base di titanio

Possiede una elevata memoria di forma

Gli occhiali sono molto robusti, durevoli e più leggeri dei tradizionali occhiali in metallo

Titanium Ti-227 Lega a base di titanio

È una lega circa il 50% più leggera dei normali metalli per occhiali. Un terzo più resistente dell’acciaio

Ipoallergenico; ideale per l’impiego in occhialeria

Il titanio e le sue leghe

Le sue caratteristiche corrispondono perfettamente alle esigenze dei produttori e dei portatori di montature; in condizioni di uso normale, il titanio resiste alla rottura più di qualsiasi altro materiale. Oltre a ciò, gli occhiali in titanio sono resistenti alla corrosione, al sudore e all’acqua del mare mentre i tradizionali occhiali in metallo sono soggetti all’ossidazione che si verifica nel tempo per il contatto con l’aria aperta e per la presenza di umidità. La formulazione di sempre nuove leghe a base di titanio apre interessanti scenari nello sviluppo di nuovi prodotti legati al mondo dell’occhialeria. Il costo delle montature in titanio è superiore a quello delle montature realizzate con altri materiali e ciò è dovuto a diversi fattori: − elevato costo della materia prima: pur essendo così diffuso sulla terra esso è disponibile solo in basse concentrazioni, per cui occorre molta energia per produrlo; − costo elevato e più rapida usura delle attrezzature utilizzate per la lavorazione; − utilizzo di procedure particolari per la saldatura; − necessità di un elevato livello di specializzazione degli operai; − utilizzo di tecniche complesse per la finitura, la coloritura e l’applicazione delle guarnizioni. Cromatura e altri trattamenti superficiali Il cromo è un elemento di eccezionale durezza e di colore bianco. Normalmente viene depositato per via galvanica su uno strato di nickel puro quale protezione contro la corrosione.


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Per ottenere una cromatura “nera” vengono depositati cromo metallico ed ossido di cromo VI in un rapporto preciso. Nel trattamento di montature metalliche, altri elementi impiegati sono il palladio, il rutenio, ecc. Dopo l’elettrodeposizione, il metallo viene protetto da una verniciatura trasparente.

19.13 Metodo di costruzione di una Montatura in titanio Fase 1 - Taglio ad acqua della lamiera per la realizzazione del frontale In questa fase vengono tagliati, uno ad uno, gli sbozzi dei frontali. Partendo da una singola lastra di puro Titanio con spessore 2 mm, viene eseguito il taglio per ogni singolo pezzo tramite una macchina a controllo numerico dotata di taglio ad acqua. Il getto ad altissima pressione, permette di tagliare velocemente e senza stress termico la lamiera di puro Titanio con sufficiente precisione. Fase 2 - Fresatura dei frontali Ogni frontale dal taglio ad acqua passa alla fresatura di precisione. Ciascun pezzo viene caricato su un apposito telaio che permette alla fresa a controllo numerico di lavorare con precisione centesimale. In questa fase vengono creati: - bordo esterno - abbassamenti nella zona naso e musetti - canalino per l’inserimento della lente - eventuali incisioni e forature. Fase 3 - Burattatura dei frontali La burattatura è una fase molto importante e, in questo caso viene eseguita con buratto circolare vibrante. I frontali in metallo, immersi in un conglomerato di materiali ceramici ed acqua, vengono fatti ruotare e vibrare, consumandone così la superficie. La burattatura serve per conseguire vari obiettivi meccanici ed estetici: – eliminare completamente bave e limature di Titanio dovute al processo di fresatura – eliminare pericolosi bordi taglienti – smussare gli spigoli per una miglior tenuta dell’eventuale vernice – rendere più piacevole alla vista ed al tatto il frontale. Fase 4 - Tranciatura della lamiera per la realizzazione delle aste La sottile lamiera di beta-titanio, spessa solamente 0,5 mm, tramite un ferro di trancia, viene letteralmente tagliata con la sagoma dell’asta desiderata. È un processo cruento e veloce che necessita, contrariamente alle operazioni precedenti, di una attrezzatura specifica per ogni tipo di asta. Uno stampo di trancia genera infatti una sagoma specifica, per cambiare sagoma è necessaria una nuova attrezzatura. Fase 5 - Tranciatura foro sull’asta Sempre tramite tranciatura viene ricavato un ulteriore foro nel corpo dell’asta. Mentre nel passaggio precedente si sono ricavati i bordi esterni, in questo caso la tranciatura serve per ricavare un foro dentro il perimetro dell’asta. Le forature possono avere funzioni sia estetiche che meccaniche e funzionali, in questo caso la foratura ha una sola funzione estetica e rappresenta parte del logo dell’azienda produttrice.


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Fase 6 - Taglio a filo dell’asta per ricavare il “pettine” di piega terminale Per far si che l’occhiale possa adattarsi al volto di ogni individuo è necessario che l’asta possa piegarsi in varie posizioni dietro l’orecchio. Per ottenere questo risultato, tramite una fresa a filo, si ricava sulla parte terminale dell’asta un “pettine” che ha la funzione di indebolire e rendere deformabile manualmente il metallo. In questo modo la forma del terminale può essere modificata secondo le necessità di ogni persona. La fresatura in questo caso viene eseguita in modo molto lento e preciso ma su centinaia di pezzi contemporaneamente. Fase 7 - Burattatura delle aste Come i frontali anche le aste finite vengono burattate per eliminare bave e bordi taglienti utilizzando sempre il buratto vibrante a materiali ceramici e acqua. Fase 8 - Controlli di qualità e dimensionali Ogni lavorazione industriale non è esente da errori ed imperfezioni che possono verificarsi durante le varie fasi di lavoro. I controlli di qualità intermedi durante la lavorazione sono pertanto fondamentali per evitare che avanzino, nel flusso produttivo, elementi di scarto. In questo caso quindi, prima delle operazioni successive di saldatura, frontali ed aste vengono sottoposti ad un controllo visivo e dimensionale tramite strumenti di misura per: - verificare la corretta calibratura dei fori che accoglieranno le lenti - verificare se ci sono stati errori o problemi durante le operazioni di taglio/fresatura/ tranciatura - verificare la presenza di imperfezioni superficiali del metallo. Fase 9 - Decapaggio Per preparare il metallo ad una corretta saldatura è necessario eliminare, tramite un’operazione di decapaggio, lo strato di ossido superficiale che naturalmente si forma sui componenti esposti all’aria. Lo strato di ossido è invisibile e interessa solo uno spessore di pochi micron del metallo. Questa operazione viene eseguita velocemente immergendo tutti i componenti metallici per breve tempo in un cocktail di acidi corrosivi che asportano il velo di ossido superficiale. Fase 10 - Saldatura del chiudi-cerchio sul frontale Una volta decapati, i componenti, possono essere saldati con maggior successo. La saldatura del Titanio è una fase molto difficile e critica del procedimento industriale e viene eseguita a temperature molto elevate portando i componenti vicino al punto di fusione. Il tutto viene compiuto inoltre in una atmosfera satura di Argon, un gas inerte che inibisce la propensione del metallo a legarsi velocemente con l’ossigeno e l’idrogeno presenti nell’atmosfera. In questa fase vengono saldati i due chiudicerchio sulla parte interna del frontale, ovvero quei componenti, uno a destra e uno a sinistra, che successivamente permetteranno all’ottico di aprire i cerchi metallici per inserirvi le lenti. La saldatura è compiuta quando i due componenti si fondono tra loro con l’aiuto di una minima quantità di materiale d’apporto. Fase 11 - Saldatura della cerniera femmina sul frontale Sempre sul lato posteriore del frontale ma nella zona dei musetti vengono saldate le


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due cerniere femmina che, successivamente, fungeranno da collegamento e cardini per le aste. Le cerniere, come i chiudi-cerchio, sono elementi di minuteria metallica preparate ad hoc separatamente. Fase 12 - Intestatura dei musetti Per evitare errori di allineamento tra l’asse di rotazione delle cerniere e i piani di battuta tra aste e musi si procede alla cosiddetta intestatura: il lato di battuta dei due musi viene rettificato tramite una fresa a disco rotante prendendo come riferimento unicamente all’asse di rotazione della cerniera precedentemente saldata. In questo modo la precisione è assicurata e gli errori scongiurati. Fase 13 - Lavaggio Tra una fase e l’altra spesso si rende necessario il lavaggio dei semilavorati per evitare sporcizia e contaminazioni tra le varie fasi e attrezzature. Il lavaggio viene eseguito ad immersione utilizzando appositi prodotti sgrassanti diluiti in acqua, resi ulteriormente efficaci dall’utilizzo di vasche ad ultrasuoni. Il processo si conclude con l’asciugatura tramite aria calda in appositi forni. Fase 14 - Sbavatura dell’intestatura Dopo il taglio ogni musetto viene controllato e sbavato a mano per eliminare ogni possibile residuo del taglio. Fase 15 - Controllo della qualità dimensionale. A campione, tramite calibro, viene controllato il posizionamento esatto della cerniera rispetto alla battuta. Fase 16 - Meniscatura del cerchio La meniscatura viene eseguita su ognuno dei due cerchi componenti il frontale ed è necessaria per permettere alla montatura di accogliere le lenti. Ogni lente è ricavata da una porzione di sfera chiamata “base”, anche l’occhiale quindi deve essere conformato secondo questa “base” per poterla accogliere. Ogni diversa sagoma implica quindi un diverso stampo di piega formato da un punzone centrale, sagomato come la lente, e una calotta e contro-calotta sferica aventi il raggio adatto alla base desiderata. Fase 17 - Divisione del cerchio e chiudi-cerchio Tramite una fresa a disco rotante con lo spessore di soli 0.3 mm si pratica contemporaneamente, in modo molto preciso, il taglio dei cerchi e chiudi-cerchi in corrispondenza della metà di questi ultimi. Questa operazione renderà possibile all’ottico il facile inserimento della lente all’interno del cerchio. Durante l’operazione viene inserito un liquido refrigerante per diminuire al massimo la temperatura generata dal fortissimo attrito tra fresa e Titanio ed evitare così danni alle attrezzature e problemi di qualità sul prodotto. Fase 18 - Lavaggio Fase 19 - Avvitatura dei chiudi-cerchio Dopo la divisione tramite una vite vengono chiusi i due chiudi-cerchi. La vite, al bisogno, potrà essere allentata per aprirli.


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Fase 20 - Piegatura dei musi Con precisione i musi vengono piegati con una piegatrice pneumatica. L’operazione è molto delicata poiché, anche un piccolo errore, potrebbe compromettere la precisione dell’angolo pantoscopico e l’angolo di chiusura delle aste. Fase 21 - Saldatura dei porta alette Con la tecnica di saldatura già conosciuta in precedenza vengono saldati i porta alette nella zona centrale del frontale. La loro funzione sarà quella di accogliere, in fase di finitura, i cuscinetti plastici protettivi atti all’appoggio dell’occhiale sul naso. Fase 22 - Saldatura della cerniera maschio sull’asta Come sul frontale, sul lato anteriore di ciascuna asta vengono saldate le due cerniere maschio. Fase 23 - Intestatura delle aste Come per i due musetti del frontale anche sulle aste, per evitare errori di allineamento tra l’asse di rotazione delle cerniere e i piani di battuta si procede all’intestatura: il lato di battuta di ciascuna asta viene rettificato tramite una fresa a disco rotante prendendo come riferimento l’asse di rotazione della cerniera. Fase 24 - Lavaggio Fase 25 - Rondelle anti grippaggio Su ogni cerniera maschio presente sulle aste si inseriscono due rondelle anti grippaggio. Servono per agevolare il movimento della cerniera ed impedire il contatto tra Titanio e Titanio che, a causa del forte attrito, impedirebbe alla cerniera di funzionare correttamente. Fase 26 - Assemblaggio Tramite viti nelle cerniere il frontale viene definitivamente fissato alle due aste. Fase 27 - Raccordature con ruota gommata L’occhiale così assemblato presenterà delle piccole imperfezioni dovute ai naturali errori delle lavorazioni e ai possibili contrasti che avvengono durante le molte movimentazione delle fasi precedenti. Tramite ruota gommata vengono raccordate ed eliminati tutte le imperfezioni. Fase 28 - Pulitura con ruota in tessuto Tramite pulitura con ruota in tessuto viene ulteriormente affinato il risultato ottenuto con la ruota in gomma. Fase 29 - Lavaggio Fase 30 - Burattatura di levigatura Tramite un buratto di tipo rotativo-satellitare, riempito con materiale vegetale e paste abrasive, l’occhiale finito viene ulteriormente levigato per uniformare in modo totale le superfici. Il processo può durare anche molte ore a seconda del grado di levigatura che si vuole conferire al prodotto.


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Fase 31 - Lavaggio Fase 32 - Controllo di qualità pre-finitura Dopo l’omogeneizzazione della superficie dovuta alla burattatura di finitura è particolarmente facile individuare ulteriori piccole imperfezioni. Viene eseguito pertanto un controllo di qualità totale sulla montatura prima della verniciatura. Eventuali imperfezioni verranno corrette definitivamente. Fase 33 - Sabbiatura Per preparare le montature alla verniciatura viene eseguita una fine sabbiatura con materiale vetroso. Questa operazione conferisce al metallo la ruvidezza necessaria affinché la vernice possa meglio aderire alla superficie. Fase 34 - Pulizia e lavaggio Ogni residuo di sabbia vetrosa viene accuratamente eliminato tramite aria compressa e successivi lavaggi. In questo caso è fondamentale pulire e sgrassare a fondo le montature visto che la fase successiva sarà la verniciatura. Fase 35 - Posizionamento su telai Le operazioni di verniciatura iniziano con il posizionare ogni singolo pezzo su degli appositi telai per evitare il contatto diretto con le mani e agevolare le operazioni di movimentazione durante la verniciatura. Fase 36 - Verniciatura primo passaggio Pezzo per pezzo, singolarmente, ogni occhiale riceve il primo velo di vernice. A seconda del modello e del risultato finale che si vuole ottenere potrebbe anche rimanere l’unico. Fase 37 - Cottura In un apposito forno le montature stazionano il tempo necessario affinché la vernice sia completamente asciutta e stabilizzata. Fase 38 - Verniciatura secondo passaggio Anche in questo caso, pezzo per pezzo, singolarmente, ogni occhiale riceverà il secondo velo di vernice. Fase 39 - Precottura Il secondo velo di vernice in parte dovrà essere asportato per ottenere il risultato estetico voluto. In questa fase quindi la vernice viene semplicemente asciugata in modo che l’occhiale possa essere toccato e movimentato ma senza raggiunge la cottura completa. Fase 40 - Pulitura della vernice Il pigmento in eccesso verrà eliminato manualmente in modo delicato e preciso lasciando il prodotto finale con bordi netti e ben delineati. Fase 41 - Cottura definitiva Una volta eseguita la pulitura il prodotto viene cotto definitivamente per conferire alla vernice il grado di resistenza e durezza finale.


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Fase 42 - Controllo di qualità superficiale Ogni singolo pezzo viene sottoposto ad un attento e scrupoloso controllo delle superfici: - verifica presenza imperfezioni geometriche del colore - verifica presenza di impurità nel velo di vernice superficiale - verifica della corrispondenza della tonalità cromatiche - verifica della funzionalità generale - verifica della componentistica. Fase 43 - Laseratura decori e personalizzazioni Se il modello lo prevede vengono eseguiti eventuali decori e personalizzazioni sull’esterno della montatura tramite raggio laser. Per ottenere il disegno la vernice superficiale viene asportata lasciando scoperta la superficie sottostante. Fase 44 - Laseratura delle diciture interne Sulla parte interna delle aste vengono incise tutte le indicazioni tecniche obbligatorie e non come, ad esempio, il logo aziendale, il logo CE e le dimensioni caratteristiche della montatura necessarie all’ottico. Fase 45 - Terminale per l’appoggio sull’orecchio Per evitare il contatto diretto dell’orecchio con il metallo dell’asta, viene inserito sulla parte posteriore di quest’ultima un terminale. È realizzato generalmente in materiale plastico e, nel caso particolare della fotografia, viene realizzato con una guaina in gomma termoretraibile. Per evitare il contatto diretto del naso con il metallo dei porta alette, vengono inserite su questi ultimi un paio di alette in materiale plastico. Fase 46 - Taglio lenti Ogni montatura da vista è dotata di lenti di presentazione riportanti, di solito, il logo aziendale ed altre informazioni ritenute importanti per la commercializzazione. Esse vengono tagliate con apposite macchine taglia lenti che, partendo da un menisco di forma circolare, fresano la giusta sagoma. Le lenti utilizzate avranno come base sferica la stessa della meniscatura dell’occhiale. Fase 47 - Montaggio lenti Le lenti vengono montate sull’occhiale aprendone leggermente o completamente i cerchi agendo sulle viti dei chiudi-cerchi. Fase 48 - Piegatura dei terminali Con un’apposita piegatrice ai terminali delle aste viene data una curvatura standard. Essa potrà essere eventualmente modificata dall’ottico in base alle esigenze del cliente. Fase 49 – Registratura Con l’utilizzo delle mani e qualche strumento di piega e ritenzione, l’occhiale viene sottoposto alla “registratura”, una serie di verifiche e calibrature atte a perfezionarne la calzata, ovvero l’ergonomia e la comodità per l’utilizzatore. Durante le fasi di registratura di norma si verificano anche una serie di parametri tecnici e dimensionali come l’angolo pantoscopico e il raggio di curvatura.


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Fase 50 - Personalizzazioni È possibile personalizzare il prodotto per il cliente finale incidendo ad esempio, su un’asta o dietro il ponte del naso, un disegno o un logo particolari o magari semplicemente un nome, come nel caso visualizzato nell’immagine.

19.14 La montatura per lenti progressive La montatura per lenti progressive rappresenta la situazione in cui la montatura ha una influenza decisiva sulla interazione tra lente oftalmica e visione dell’ametrope. Considerazioni preliminari Si deve considerare che la parte utile per la visione nelle lenti progressive è un corridoio verticale, chiamato convenzionalmente canale, definito da due parametri principali: – la lunghezza del “canale” (alto-basso) che è variabile in funzione di altri parametri, quali; – l’altezza della montatura


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– la progressione più o meno rapida che si vuole dare al passaggio dalla correzione per lontano a quella per vicino. – la larghezza del “canale” (destra-sinistra) che è a sua volta determinata da altri elementi tecnici: – il potere diottrico della lente e la base di progettazione della lente – si introduce in tal modo un’altra variabile: se la superficie “progressiva” sia ricavata all’interno o all’esterno della lente e se la lente sia positiva o negativa – l’addizione per la visione da vicino. La scelta della montatura più adatta per il montaggio di lenti progressive, è funzione dei seguenti elementi: 1. la Correzione (sfera, cilindro, asse) e l’Addizione necessarie alla giusta compensazione del difetto visivo; 2. la Grandezza (calibro e ponte), la Forma dell’occhiale ed il Materiale di cui è fatta la montatura 3. l’Inclinazione del frontale (angolo pantoscopico) 4. la Distanza apice corneale - superficie posteriore della lente 5. le necessità dell’ametrope (l’uso cioè che ne dovrà fare ed in quali condizioni) 6. l’aspetto estetico. 1. La Correzione (sfera, cilindro, asse) e l’Addizione necessarie alla giusta compensazione del difetto visivo I parametri strettamente tecnici relativi alla progettazione ed alla realizzazione della lente, ne condizionano pesantemente l’uso, ma vi è un altro parametro che interviene sulla “larghezza” del “canale”, l’Astigmatismo (quantità e direzione). Un forte astigmatismo ed un asse obliquo condizioneranno pesantemente la larghezza del canale. Anche l’addizione finirà per introdurre un altro parametro di valutazione: la variazione dell’effetto correttivo del cilindro nella parte per vicino. 2. La Grandezza (calibro e ponte) la Forma ed il materiale della montatura Le dimensioni della montatura sono un altro elemento di valutazione di cui tener conto. Dimensioni errate (specialmente troppo grandi) affascinano spesso gli ametropi, ma questo finisce per generare una quantità di problemi nella realizzazione delle lenti stesse. Anche il materiale di cui è fatta la montatura potrà essere di aiuto o di ostacolo: la montatura in materiale di sintesi aiuta “a mascherare” possibili spessori.

Figura 18. Montatura per Lenti Progressive


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3. La posizione (inclinazione) del frontale (angolo pantoscopico) Si tratta di considerazioni fattibili solo ponendo sul viso dell’ametrope la montatura scelta. In particolar modo si verifica la posizione dell’occhio rispetto al centro della montatura facendo particolare attenzione alla posizione della pupilla nelle due posizioni principali: visione per lontano e visione per vicino. Ciò per valutare la lunghezza del canale. Per la larghezza (vincolati come siamo dal potere della lente) sarà necessario “insegnare” all’ametrope l’uso corretto di questo tipo di occhiale. 4. La distanza apice corneale nella superficie posteriore della lente. Altro elemento molto importante è la valutazione della distanza apice-corneale nella superficie posteriore della lente, parametro che andrà correlato correttamente con l’inclinazione del frontale e la lunghezza delle aste. 5. L’uso prevalente dell’occhiale progressivo ed in quali condizioni Le necessità e l’uso specifico che l’ametrope dovrà fare di questo occhiale avranno il loro peso sulle scelte dell’Ottico. Gli occhiali progressivi troveranno il loro impiego elettivo per chi lavora ad un computer o faccia un lavoro di ufficio. 6. L’aspetto estetico Anche questo è un aspetto da non sottovalutare; oggi ci sono montature in commercio che coniugano felicemente aspetto tecnico ed aspetto estetico. Spesso accade che questo non avvenga ad un prezzo “molto economico”, ed ancora più spesso accade che montature “troppo economiche” non siano adatte per ottenere una buona riuscita per un occhiale progressivo. Sarà compito del professionista trovare la via giusta.


20. Le lenti oftalmiche

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Capitolo 20 – Le lenti oftalmiche L. Mele, G. Gesmundo 20.1 La costruzione delle lenti Le tecniche di produzione delle lenti sono svariate, e differenti, a seconda del materiale utilizzato. Di seguito si farà riferimento, in modo molto sintetico, ai materiali di maggior utilizzo quali il materiale organico e il vetro minerale. 20.1.1 Materiali organici Le tecniche produttive sono diverse. Per tutti i prodotti il punto di partenza è la polimerizzazione del materiale che presenta sostanziali differenze a seconda del monomero utilizzato. CR-39: il monomero allo stato liquido viene inserito all’interno di uno stampo in vetro temperato liscio e levigato. Contestualmente vengono immessi dei catalizzatori che, portati ad una temperatura compresa tra i 40° ed 80°, si legano al monomero polimerizzandolo e rendendolo particolarmente duro. Il ciclo termina con l’apertura dello stampo da cui verrà estratta la lente perfettamente trasparente e levigata. Policarbonato: il monomero allo stato granulare viene riscaldato ad alte temperature. Quando raggiunge uno stato gelatinoso, viene inserito all’interno di stampi metallici dove, sottoposto ad alta pressione si raffredderà, solidificandosi nella lente finita. 20.1.2 Vetro minerale Tali lenti vengono realizzate con la tecnica dello stampaggio. Il punto di partenza è costituito dal vetro fuso raffinato in forni rivestiti di platino, additivato con anidride arseniosa o nitrato sodico. La miscela viene iniettata in vasche dove sarà polimerizzata con altre sostanze (da cui il termine vetro minerale). La matrice vetrosa, così ottenuta, viene inserita in stampi dove verrà pressata e raffreddata al fine di produrre dei bottoni pronti per essere foggiati (sbozzatura) con metodiche diverse a seconda della purezza richiesta, quali lucidatura, sgrossatura e smerigliatura.

20.2 Materiali costitutivi delle lenti oftalmiche La scelta del materiale adatto ad una lente costituisce un momento cardine della realizzazione di un occhiale da vista. Spesso il paziente, maggiormente attento alla ricerca della montatura che si addica alla sua personalità, presta scarsa attenzione al tipo ed alla qualità della lente da applicare, rischiando di inficiare la qualità della visione e, di conseguenza, il grado di soddisfazione dell’occhiale prodotto. È pertanto compito dello specialista della visione indirizzare il paziente nella scelta della lente maggiormente adatta alle sue esigenze. Esistono numerosi materiali di produzione per lenti oftalmiche, ciascuno con proprietà differenti e specifiche per la singola circostanza di prescrizione. Per garantire la piena comprensione delle differenze dei singoli materiali costituenti i mezzi diottrici dell’occhiale, occorre soffermarsi sulle principali caratteristiche che ne permettono il raffronto, dunque la refrazione, la dispersione e la trasparenza.


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20.2.1 La refrazione La caratteristica fondamentale di un mezzo ottico è l’indice di refrazione. Esso consta di un valore numerico che indica quanto efficientemente un materiale rifrange la luce, valore che dipende da quanto velocemente la luce attraversa il materiale in esame. In particolare, l’indice di refrazione n esprime il rapporto tra la velocità c della luce nel vuoto e la velocità v della luce nel mezzo considerato, ovvero:

Nei materiali la velocità della luce è sempre minore che nel vuoto ed è influenzata dai seguenti fattori: • natura del mezzo • temperatura (soprattutto per sostanze liquide e gassose) • pressione (sostanze gassose) • lunghezza d’onda della radiazione (la lunghezza d’onda minore è più lenta della luce di lunghezza d’onda maggiore). Normalmente i valori dell’indice di refrazione vengono dati per una temperatura di 20 °C e una pressione di 1 atm (760 torr = 101,325 kPa). L’indice di refrazione viene riferito al valore delle singole lunghezze d’onda della luce, pertanto all’indice n viene affiancata un’ulteriore lettera, in riferimento alla lunghezza d’onda. Vengono dunque utilizzate normalmente: • ne che, nell’ambito dello spettro della luce solare, si riferisce alla riga verde alla lunghezza d’onda λ= 546,07 nm; • nC’ che si riferisce alla riga rossa alla lunghezza d’onda λ= 643,85 nm; • nF’ che si riferisce alla riga blu alla lunghezza d’onda λ= 479,99 nm. L’indice di refrazione n e riferito alla riga verde si dice indice di refrazione principale. L’utilizzo di un materiale ad alto indice di refrazione permette di ottenere, a parità di potere, lenti di ridotto spessore. Tale dato non deve però trarre in inganno, in quanto l’uso di materiali ad alto indice di refrazione può comportare il peggioramento di altre caratteristiche. 20.2.2 La dispersione Ponendo su un grafico l’indice di refrazione n di una sostanza in funzione della lunghezza d’onda, si potrà osservare come tale indice diminuisca con l’aumentare della lunghezza d’onda λ (Figura 1). In ottica la dispersione è un fenomeno fisico che causa la separazione di un’onda (nel nostro caso la luminosa) in componenti spettrali con diverse lunghezze d’onda, a causa della dipendenza della velocità dell’onda dalla lunghezza d’onda nel mezzo attraversato. Più semplicemente la dispersione è la grandezza che indica quanto i raggi di luce di diversi colori vengono dispersi nel passaggio attraverso un mezzo ottico. Prendendo in esame un raggio di luce bianca, risultante dunque dalla composizione di tutti i colori spettrali, incidente su un prisma a sezione triangolare, nelle due rifrazioni subite dai raggi luminosi nell’attraversare il prisma i diversi colori verranno deviati in misura differente, emergendo dalla faccia opposta del prisma separati uno dall’altro, con diversi angoli di refrazione (Figura 2). È possibile distinguere le seguenti grandezze: – dispersione principale, ossia la differenza fra gli indici di refrazione nF’ e nC’ per la luce blu (λ = 479,99 nm) e la luce rossa (λ = 643,85 nm);


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Figura 1. Rapporto tra refrazione e lunghezza dâ&#x20AC;&#x2122;onda in riferimento a differenti materiali.

Figura 2. Deviazione spettrale dei differenti colori in relazione alla dispersione del materiale.

â&#x20AC;&#x201C; dispersione parziale, la differenza fra gli indici di refrazione per altre lunghezze dâ&#x20AC;&#x2122;onda; â&#x20AC;&#x201C; dispersione parziale relativa, rapporto tra una dispersione parziale e la dispersione principale; â&#x20AC;&#x201C; numero di Abbe o costringenza, che indica il rapporto di dispersione cromatica di un materiale trasparente alle lunghezze dâ&#x20AC;&#x2122;onda del visibile. Esso viene espresso come:

â&#x20AC;&#x201C; Il numero di Abbe, riferito al materiale che costituisce una lente, rappresenta un indice oggettivo di quanto la lente disperde le diverse lunghezze dâ&#x20AC;&#x2122;onda della luce, ossia di come la luce passa attraverso di essa. Materiali con basso numero di Abbe presentano alta dispersione, condizione che può causare aberrazione cromatica (fastidioso errore ottico lamentato dal paziente come la presenza di aloni colorati intorno agli oggetti, soprattutto le luci). Tale errore, se presente, è piĂš evidente quando si guarda attraverso la periferia delle lenti, meno guardando attraverso la zona ottica. Il numero di Abbe, in riferimento alle lenti oftalmiche, va da un massimo di 59 ad un minimo di 30; minore è il numero di Abbe di un materiale, maggiore sarĂ la sua dispersione, con maggior probabilitĂ  di provocare lâ&#x20AC;&#x2122;aberrazione cromatica. 20.2.3 La trasparenza La trasparenza di un mezzo ottico indica la sua capacitĂ  di lasciarsi attraversare dalla luce. I fenomeni che possono influire sulla quantitĂ  di luce che riesce ad attraversare una lamina di materiale trasparente sono lâ&#x20AC;&#x2122;assorbimento allâ&#x20AC;&#x2122;interno del materiale e le riflessioni su ogni superficie attraversata. Le grandezze fisiche che misurano lâ&#x20AC;&#x2122;assorbimento allâ&#x20AC;&#x2122;interno del materiale sono la trasmittanza e lâ&#x20AC;&#x2122;assorbanza. Il valore della trasmittanza T, per ciascun tipo di materiale e per uno specifico spessore, è dato dal rapporto tra lâ&#x20AC;&#x2122;intensitĂ  della radiazione trasmessa I e lâ&#x20AC;&#x2122;intensitĂ  I0 della radiazione incidente:


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L’assorbanza A, in passato detta densità ottica, è data invece dal logaritmo decimale del reciproco della trasmittanza (Figura 3):

Nel caso andassimo a sovrapporre due strati di materiale trasparente, la trasmittanza risultante sarà data dal prodotto delle trasmittanze dei due strati; l’assorbanza risultante invece sarà data dalla somma delle loro due assorbanze. Quando un fascio di luce incide sulla superficie di separazione di due mezzi, una quota del fascio si riflette, e un’altra penetra nel secondo mezzo. La percentuale di radiazione riflessa dipende dall’angolo d’incidenza; quando il fascio è molto radente, ossia l’angolo di incidenza si avvicina a 90°, aumenta notevolmente la quantità di radiazione riflessa. Il fattore di riflessione ρ, ossia la percentuale della radiazione riflessa dalla superficie di separazione fra due mezzi con indice di refrazione n’ e n”, è espresso da:

Quindi nel caso in cui un materiale con n’=1,5 sia immerso in aria, dunque sia in rapporto con n”=1, si avrà che: ρ = (0,5/2,5)2 = 0,04 = 4% Tale valore aumenta con l’aumentare dell’indice di refrazione del materiale in esame. Siccome di ogni lente dobbiamo prendere in considerazione entrambe le superfici, una di entrata e una di emergenza, e siccome si ha il medesimo tipo di riflessione su entrambe le superfici, la quantità di radiazione riflessa da una lente è pari all’incirca al doppio di quanto indicato sopra. Tali riflessioni possono essere ridotte o addirittura eliminate con opportuni trattamenti, denominati appunto antiriflesso (Figura 4). Illustrate dunque le proprietà caratterizzanti i mezzi ottici, passiamo alla valutazione dei principali materiali utilizzati per la costruzione di lenti oftalmiche, in particolare le lenti in vetro, plastica, organiche e ad alto indice.

Figura 3. Trasmittanza ed assorbanza di radiazione luminosa attraverso un materiale trasparente.

Assorbimento Riflettanza

100%

Trasmittanza

Riflettanza Assorbimento e Trasmittanza

20.2.4 Vetro minerale Da un punto di vista strutturale il vetro è un solido omogeneo e

Figura 4. Rappresentazione delle proprietà fisiche delle lenti oftalmiche.


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trasparente ottenuto dalla fusione ad alta temperatura di biossido di silicio (SiO2) e altre sostanze. La principale peculiarità del vetro è quella di avere una struttura amorfa, non cristallina, contrariamente alle altre sostanze solide, in cui gli atomi sono disposti secondo strutture regolari. Nel vetro invece gli atomi sono disposti disordinatamente, senza nessuna struttura particolare. Lo stato vetroso può pertanto essere considerato come uno stato liquido ad altissima viscosità, tale cioè da assumere l’aspetto e la rigidità propria delle sostanze solide. Comprendiamo dunque come nel vetro la velocità di propagazione delle onde possa essere la stessa in tutte le direzioni, essendo la disposizione atomica disordinata. Al contrario, in un cristallo in una certa direzione la velocità di propagazione può essere diversa che in un’altra, proprio perché la disposizione ordinata degli atomi lascerà esclusivamente delle vie per la propagazione dell’onda (Figura 5). In campo ottico il vetro utilizzato per la costruzione di lenti viene differenziato in vetro crown (vetro ordinario) e vetro flint, con proprietà diverse: il primo (crown) ha indice di refrazione intorno a 1,5 (un valore tipico è ne = 1,523), la sua densità è pari a circa 2,5 g/cm3 e disperde poco la luce avendo numero di Abbe pari a circa 60; il vetro flint invece, ottenuto aggiungendo piombo ai componenti del vetro, ha un indice di refrazione maggiore (fino a circa 1,7), ma presenta anche un aumento della densità, fino a 4 g/cm3, e della dispersione, con numero di Abbe che può arrivare fino a 30. Oltre al piombo, per aumentare l’indice di refrazione viene utilizzato il titanio, ottenendo lenti con indice di refrazione pari a 1,70 e densità di 3,0 g/cm3, valori di refrazione ancora maggiori nel caso di vetri al lantanio. A parità di potere, lo spessore e il peso di queste lenti risulta inferiore a quello di lenti in vetro crown o in vetro flint al piombo. Generalmente il vetro ottico è quasi perfettamente trasparente alle radiazioni visibili, con valori della trasmittanza del 99% per uno spessore di 1 cm, mentre all’ultravioletto le radiazioni subiscono un assorbimento di intensità crescente. Per i vetri flint con indice di refrazione più elevato la banda di assorbimento si avvicina alla radiazione visibile, assorbendo poco nella parte blu-violetta della banda visibile, così da apparire di colore giallastro. In riferimento alla resistenza, il vetro è uno dei materiali meno suscettibili ai graffi ma che potrebbe scalfirsi facilmente, soprattutto nella varietà flint, che per tale motivo non ha trovato larga applicazione in occhialeria. Altro svantaggio la pesantezza della lente, che non può essere costruita con spessori ridotti, e la bassa o nulla possibilità di protezione dai raggi UV.

Figura 5. Differenza strutturale tra cristallo (immagine di sinistra) e vetro (immagine di destra).


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20.2.5 Vetri organici Con l’espressione “vetri organici” vengono definiti quei mezzi ottici trasparenti realizzati mediante polimeri del carbonio. Hanno visto una diffusione crescente in ottica oftalmica presentando molte proprietà vantaggiose rispetto ai vetri minerali e plastici propriamente detti. Il polimero organico maggiormente impiegato per la realizzazione di lenti ottiche è il policarbonato, materiale termoplastico che presenta la peculiare caratteristica di avere una struttura molecolare completamente amorfa. Ciò rende tale mezzo molto resistente agli urti, 50 volte superiore alla resistenza del CR-39 e circa 250 volte rispetto a quella del vetro crown, ed è per questo motivo il materiale di elezione per gli occhiali dei bambini. Le sue caratteristiche sono le seguenti: – Indice di refrazione n = 1,587 – Densità ρ = 1,20 g/cm3 – Numero di Abbe n = 29. È inoltre un materiale completamente opaco ai raggi UV, con trasmittanza zero a circa 40 nm. Tali caratteristiche rendono una lente in policarbonato, a parità di potere, decisamente più leggera di una lente in CR-39 o in vetro minerale. Le qualità ottiche del policarbonato sono però mediocri, dato che a causa del suo numero di Abbe, il più basso tra quelli dei materiali utilizzati in ottica oftalmica, soffrono di aberrazione cromatica. 20.2.6 CR-39 Il materiale che ha soppiantato quasi completamente il vetro, almeno fino alla fine degli anni ’90, è stato il CR-39. Ancora oggi le lenti in CR-39 sono le maggiormente prodotte, grazie alla loro relativa sicurezza, al basso costo, alla facilità di produzione ed all’alta qualità ottica. Il CR-39 è un polimero sintetico termoindurente appartenente alla classe dei poliesteri (carbonato di dialliglicole). La sigla indica la trentanovesima formula sviluppata nel 1940 nell’ambito del progetto “Columbia Resins”, portato avanti dalla Columbia Chemical (Figura 6). Le sue caratteristiche sono le seguenti: – Indice di refrazione n = 1,498, valore relativamente modesto che comporta, a parità di potere diottrico, uno spessore maggiore della corrispondente lente in vetro minerale; – Densità ρ= 1,32 g/cm3, circa la metà di quello del vetro crown (2,54 g/cm3), che conferisce a tale lente una leggerezza decisamente superiore; – Numero di Abbe n = 57,8. Il CR-39 presenta inoltre una buona protezione UV in quanto taglia completamente la radiazione UV-B al di sotto di 320 nm e buona parte della radiazione UV-A tra 380 nm e 320 nm. Per contro il CR-39 è un materiale più morbido

Figura 6. Struttura chimica del poliallil-diglicol-carbonato o CR-39.


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del vetro, condizione che lo rende maggiormente suscettibile ai graffi, inconveniente a cui si ovvia con opportuni trattamenti antigraffio, il più diffuso dei quali è il coating organico. 20.2.7 Materiali ad alto indice di refrazione Alcuni produttori offrono polimeri con indice di refrazione pari a 1,60, 1,66 o anche 1,70. Della maggior parte di essi non sono note le formule chimiche perché non sono state divulgate dalle aziende produttrici che li contraddistinguono con nomi commerciali. Con questi materiali è possibile realizzare lenti che, a parità di potere, sono meno curve e più sottili di quelle ottenute con materiali a indice di refrazione inferiore, ma non per questo meno pesanti. I materiali ad alto indice di refrazione tendono però ad avere un numero di Abbe inferiore rispetto a lenti realizzate con materiali più convenzionali, e soffrono maggiormente quindi di aberrazione cromatica. Una lente organica con indice di refrazione 1,66, per esempio, ha un numero di Abbe pari a 32 e una densità di 1,35 g/cm3. Un altro problema che si presenta con materiali ad alto indice di refrazione è la maggiore riflettività. Un materiale con indice di refrazione 1,66 riflette il 6,3% della luce incidente su ogni superficie, rispetto al 4,0% del CR-39. Per questo motivo, e anche per la minore curvatura delle superfici, si possono avere con queste lenti riflessi fastidiosi. Tra tali materiali, il Trivex, un prepolimero a base di uretano sviluppato nel 2001 originariamente per l’esercito come armatura visiva, unisce la resistenza meccanica del policarbonato con una grande qualità ottica e una grande leggerezza. Il nome infatti si riferisce alle tre proprietà che lo caratterizzano, ossia ottiche superiori, peso ultraleggero e forza estrema. Le sue caratteristiche sono: – Indice di refrazione 1,53 simile a quello del CR-39 e del vetro crown; – Numero di Abbe 46, sufficientemente elevato da non dare problemi di aberrazione cromatica; – Densità 1,11g/cm3, che lo rendono il materiale più leggero disponibile per la produzione di lenti oftalmiche. Inoltre tale materiale è completamente opaco ai raggi UV (Tabella 1).

Refrazione n

Vetro crown

Vetro flint

CR-39

1,5

1,7

1,49

1,53

1,20 g/cm

1,11 g/cm3

60

30

57,8

29

46

nullo

scarso

UVB-UVA

Totale

Totale

N. Abbe Schermo UV

3

1,58

1,32 g/cm

2,5 g/cm

3

Trivex

3-4 g/cm

Densità

3

Policarbonato

3

Tabella 1. Principali proprietà dei materiali di produzione delle lenti oftalmiche.


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20.3 Geometria delle lenti oftalmiche Le lenti tradizionalmente utilizzate nella costruzione di occhiali presentano una geometria sferica, sono realizzate in modo che una o entrambe le superfici della lente siano idealmente assimilabili ad una sezione di sfera. Tale tipologia di lente ha costituito l’unica possibilità di fabbricazione per molti anni, fino a che le moderne tecnologie di progettazione ottica hanno permesso di costruire lenti con medesimo potere diottrico ma con raggio di curvatura minore, quindi considerevolmente più sottili, soprattutto per le correzioni elevate. Andremo dunque ad analizzare le possibili geometrie di costituzione di lenti oftalmiche, in particolare le lenti sferiche, le lenti asferiche e le lenti toriche. 20.3.1 Lenti sferiche Costituisce il tipo di geometria più comunemente impiegato per la costruzione di lenti. Le sferiche sono in genere lenti semplici, composte perciò da sole due superfici, ciascuna con un suo potere diottrico così definito:

Dove n’ è l’indice di refrazione del mezzo nel quale la luce sta entrando, n l’indice di refrazione del mezzo da cui la luce sta uscendo ed r il raggio di curvatura. Per la costruzione di una lente con un determinato potere diottrico in cui: D1 =(n-1)/r1 e D2=(1-n)/r2, il potere finale della lente risulterà dalla seguente formula: D = D1 + D2. A scopo esemplificativo se si volesse una lente con un potere diottrico D = +8.00 diottrie sferiche (DS) si potrebbe ottenerla in più modi, come ad esempio: 1. D1= +4.00 DS D2= +4.00 DS Dtot = D1+ D2= +8.00 DS lente equiconvessa 2. D1= +6.00 DS D2= +2.00 DS Dtot = D1+ D2= +8.00 DS biconvessa 3. D1= +8.00 DS D2= 0 Dtot = D1+ D2= +8.00 DS piano convessa 4. D1= +10.00 DS D2= -2.00 DS Dtot = D1+ D2= +8.00 DS menisco 5. D1= +12.00 DS D2= -4.00 DS Dtot = D1+ D2= +8.00 DS menisco. La superficie con potere diottrico più basso è definita come curva di base. Quando la curva di base ha D = ± 1.25 DS la lente si dice periscopica. Il medesimo discorso vale per la costruzione di una lente con potere diottrico negativo, le cui combinazioni sarebbero equiconcava, biconcava, pianoconcava, menisco (Figura 7). La combinazione che minimizza le aberrazioni, detta best form, è di solito il menisco, nel qual caso la qualità e lo spessore della lente differisce in relazione all’ampiezza della curva di base. Sia in casi di lenti positive che negative infatti riducendo la curva di base si riducono spessore dal centro, peso e altezza della lente misurata rispetto ad un piano orizzontale, il cosiddetto plateheight. Quest’ultimo parametro è importante per la stabilità della lente sulla montatura, perché minore è l’altezza della lente minore sarà Figura 7. Differenti possibili forme per lenti sferiche.


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il rischio di fuoriuscita dalla montatura. Un altro criterio è quello riguardante le prestazioni ottiche: le curve di base vengono scelte per garantire un ampio campo di vista non influenzato dalle aberrazioni. Infatti l’aberrazione delle lenti che più infastidisce il portatore d’occhiali è rappresentata indubbiamente dall’astigmatismo dei raggi obliqui, ossia la differenza tra il potere tangenziale e il potere sagittale che nasce quando l’occhio gira intorno al suo centro di rotazione. Sono state pertanto create lenti le cui superfici fossero scelte in modo tale da compensare l’astigmatismo tramite neutralizzazione: in pratica la tecnica consiste nell’eliminare l’astigmatismo prodotto dalla superficie anteriore con quello della superficie posteriore. Questa serie di lenti viene chiamata periscopica perché garantisce una buona visione periferica. Trattandosi però di lenti poco adatte ad essere montate su occhiali, si è reso necessario creare lenti oftalmiche con la massima qualità ottica ed il miglior risultato estetico. 20.3.2 Lenti asferiche Una lente asferica è una lente la cui superficie ha un profilo che non è né una porzione di sfera né un cilindro a base circolare, ma presenta una superficie a curvatura variabile che tende ad appiattirsi verso il bordo. Tale complesso profilo asferico può ridurre fino ad eliminare completamente le aberrazioni ottiche rispetto alle lenti semplici, risultando più piccola e leggera, garantendo una distorsione minore dell’occhio dell’utilizzatore e con un conseguente miglioramento estetico (Figura 8). Nella maggior parte del casi le lenti asferiche sono lenti ad alto indice, combinazione che crea una lente notevolmente più sottile e più leggera di lenti convenzionali in vetro o in CR-39. Queste caratteristiche le rendono lenti favorevoli per quasi tutte le prescrizioni, ma la differenza è particolarmente evidente nelle lenti per ipermetropia elevata, normalmente più spesse al centro e più sottili CURVATURE SFERICHE ai loro bordi. Le lenti asferiche positive possono essere realizzate con curve molto più piatte, con evidente riduzione del rigonfiamento centrale della lente, molto meno protrundente dalla montatura, permettendo inoltre al paziente di scegliere la montatura tra una selezione più ampia senza preoccuparsi che le lenti siano troppo spesse. Lenti miopiche invece hanno la forma opposta, più sottili al centro e più spesse ai bordi dunque, anche se il difetto estetico è meno marcato nelle lenti negative, fornisce una sensibile riduzione di spessore del bordo rispetto alle lenti convenzionali per la correzione della miopia. Altra caratteristica importante delle lenti asferiche è rappresentato dalle migliori qualità CURVATURE ASFERICHE ottiche. Nelle lenti convenzionali infatti si osserva una leggera distorsione quando si guarda Figura 8. Differente profilo delle lenti al di fuori della zona ottica centrale, se ad asferiche rispetto alla sferica di ugual esempio lo sguardo è diretto verso la periferia. potere (tratteggio).


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La geometria asferica invece riduce fino anche ad eliminare queste distorsioni, garantendo un campo visivo più ampio e una migliore visione periferica. Creare le complicate curve utilizzate nelle lenti asferiche re n d e q u e s t e l e n t i u n p o ’ più costose rispetto alle lenti convenzionali. Ma gli eccezionali benefici estetici e soprattutto visivi di queste lenti sottili e leggere, le rendeno un buon investimento. 20.3.3 Lenti toriche Figura 9. Sezione di toro. La migliore correzione per i vizi astigmatici si ottiene con lenti toriche, queste lenti sono ricavate da una sezione di toro, garantendo alla lente differenti curvature sui due meridiani (Figura 9). La figura geometrica da cui si parte è il toro, un corpo spaziale risultante dalla rotazione di un cerchio di raggio r intorno ad un asse giacente nello stesso piano del cerchio, ad una distanza R dal centro del cerchio (Figura 10). La differente curvatura nei due meridiani si configura nel meridiano verticale più curvo di quello orizzontale, cui consegue che la luce rifratta dal meridiano verticale andrà a fuoco prima della luce rifratta da quello orizzontale. Nel caso della lente torica il massimo raggio di curvatura, R, corrisponde alla minima potenza di refrazione,

dove n è l’indice di refrazione del materiale della lente, mentre il raggio minimo di curvatura, r, corrispondente alla massima potenza di refrazione,

Figura 10. Rappresentazione geometrica del toro.


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La lente si comporta approssimativamente come una combinazione di una lente sferica con potenza ottica s ed una lente cilindrica con potenza s - S, ossia il relativo potere cilindrico. La particolare geometria delle lenti toriche si riflette nel peculiare meccanismo di applicazione. I raggi luminosi che incidono sull’asse di rotazione del toro vengono rifratti secondo il massimo raggio di curvatura, R, ossia la più piccola potenza di refrazione, S. I raggi che invece impattano e decorrono attraverso l’asse di rivoluzione del toro vengono rifratti secondo il più piccolo raggio di curvatura, r, cioè, il più grande potere di refrazione, s. Ne consegue che ci sono due differenti potenze di refrazione ad orientamenti perpendicolari tra loro che, agli orientamenti intermedi, vedono una graduale variazione del potere di refrazione, compensando così l’aberrazione astigmatica dell’occhio.

20.4 Ottica delle lenti oftalmiche Le lenti oftalmiche sono sistemi atti a compensare i vizi di refrazione quali miopia, ipermetropia, astigmatismo e presbiopia attraverso la divergenza, o vergenza, dei raggi luminosi che le attraversano. Tecnicamente sono costituite da due superfici, una anteriore e una posteriore, ognuna con il proprio potere diottrico. In virtù della loro forma e curvatura possono essere suddivise in: – Positive o convergenti: dove la superficie anteriore è più convessa di quella posteriore. Correggono l’ipermetropia e la presbiopia. – Negative o divergenti: dove la superficie anteriore è meno convessa di quella anteriore. Correggono la miopia. – Toriche o cilindriche: dove una delle superfici presenta una curvatura su un solo meridiano. Correggono l’astigmatismo. – Prismatiche: dove è presente un prisma, sulla superficie anteriore, che ha la capacità di deviare i raggi luminosi verso la sua base. Correggono le deviazioni degli assi visivi, cioè lo strabismo. Strutturalmente sono costituite da due menischi; soltanto in caso di poteri elevati si utilizzano le lenti pianoconvesse e pianoconcave, mentre molto raro è l’utilizzo di lenti biconvesse e biconcave. I parametri principali sono: – il diametro totale – il centro geometrico, punto centrale della lente equidistante dal bordo – il centro ottico, zona attraverso la quale i raggi luminosi non vengono deviati – la zona ottica, parte di lente dotata del potere correttivo indicato. Una stessa lente può presentare diversa forma e curvatura, con conseguente diverso potere diottrico, in diverse zone a seconda delle finalità di utilizzo. In virtù di ciò potremo avere: 20.4.1 Lenti Monofocali Le lenti monofocali hanno un unico potere diottrico e la loro superficie è caratterizzata da un singolo raggio di curvatura. Lenti monofocali personalizzate: il software di gestione del processo produttivo interviene sul diametro della lente ancora in fase di semi-lavorato, consentendo una sensibile diminuzione degli spessori della lente in caso di forti poteri. Si effettua un ricalcolo dei poteri su tutta la superficie della lente al fine di


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eliminare astigmatismi ed aberrazioni residue tipiche delle lenti monofocali industriali. Ciò determina una migliore visione notturna e periferica dovuta alla precisione della superficie e del potere diottrico su tutta la superficie della lente. 20.4.2 Lenti Bifocali Le lenti bifocali hanno due poteri diottrici. La loro superficie è caratterizzata da due porzioni di differente potere: una per la visione remota ed una per la visione prossimale. La zona per la visione remota è posizionata sopra la lunetta ed è ad essa raccordata con un gradino che induce un salto d’immagine e costituisce una visibile e antiestetica linea di demarcazione. L’inconveniente da rilevare, per la natura stessa delle lenti, è quello per cui le distanze intermedie, non essendo contemplate, sono penalizzate nella visione; inoltre, le lenti bifocali introducono il cosiddetto salto d’immagine che si verifica ogniqualvolta la visione attraversa la linea di separazione in virtù sia del cambio repentino di potere e sia del diverso effetto prismatico introdotto dalle due diverse aree della lente. È molto importante determinare il corretto posizionamento della lunetta (segmento) all’interno della montatura. La distanza da rilevare è quella che intercorre fra la rima palpebrale inferiore ed il bordo interno della montatura che è preferibile non sia inferiore ai 18 millimetri. 20.4.3 Lenti da interno o Indoor Le lenti da interno sono progettate per essere utilizzate nella visione a distanze intermedie per consentire l’ efficienza visiva nelle attività a breve e media distanza. Tra la zona superiore (per la visione a distanza) e la zona inferiore (per la visione prossimale) è realizzato un ampio corridoio visivo adatto alla visione nella porzione intermedia dello spazio. La digressione è personalizzata da 0,75 a 1,25 in funzione delle necessità d’uso. Il ricalcolo della curvatura interna permette una visione ottimale alle distanze intermedie e per vicino. Sono indicate per quei soggetti presbiti videoterminalisti che non necessitano di correzione per lontano ma hanno bisogno di qualità visiva nelle attività svolte in spazi ravvicinati, da 30 cm a 2 metri circa. Non hanno bisogno di adattamento e sono confortevoli già dal primo utilizzo. Consentono di aumentare lo spazio di visione nitida da vicino, evitando che piccoli spostamenti del piano di lettura provochino la sfocatura dell’immagine. Personalizzabili, scegliendo l’opportuna altezza e lunghezza del canale di digressione e l’inset ideale, abituano ad una dinamica visiva che renderà più semplice un adattamento futuro del soggetto alle lenti progressive. 20.4.4 Lenti Progressive Le lenti progressive presentano molteplici zone funzionali, in cui la zona per la visione da lontano (oltre i 2-3 metri) è collegata a quella per vicino (30-40 centimetri) da una zona di transizione, detto canale di progressione, grazie alla quale si realizza una variazione del potere diottrico tale da garantire la visione nell’intermedio, cioè dai 3 metri ai 50 cm circa. Geometricamente il profilo superficiale può presentarsi come Hard o Soft. La Geometria Hard permette un’ampia visione da lontano è indicata per le persone che hanno priorità visiva a tale distanza (guida, uso sportivo) e non


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vogliono limitare le zone di visione laterale mentre si muovono nello spazio. La Geometria Soft permette un’ampia visione delle zone prossimali, con ridotti effetti di ondeggiamento dovute alle aberrazioni ed è indicata a soggetti che hanno priorità visiva nell’attività prossimale prolungata e necessitano di un canale ampio per la visione da vicino. La lente progressiva implica alcuni accorgimenti nella scelta della montatura e per il corretto montaggio: la forma della montatura non deve limitare il canale di progressione e particolare attenzione deve essere riposta nella zona nasale dedicata alla zona di lettura. la scelta della montatura deve garantire una corretta distanza apice corneale lente ed una corretta inclinazione. Tali precauzioni garantiscono una visione confortevole per tutte le distanze. Fondamentale la regolazione delle astine sul viso sia in fase di scelta che in fase di consegna. La lente progressiva è un prodotto altamente tecnologico risultato di anni di ricerca e costituisce una soluzione capace di ripristinare una visione senza interruzioni dal punto più vicino all’infinito. La lente progressiva è quindi un prodotto idoneo per tutte le distanze di visione e per qualsiasi contesto sia lavorativo che nel tempo libero utilizzando sempre lo stesso paio di occhiali. 20.4.5 Lenti Oftalmiche Personalizzate: la tecnologia Free Form La recente introduzione nel settore oftalmico di macchine a controllo numerico di rettifica e lucidatura per la lavorazione di geometrie a forma libera ha contribuito ad un nuovo concetto di progettazione e di produzione di lenti oftalmiche. Da qui l’introduzione di lenti oftalmiche di ultima generazione denominate lenti personalizzate, o a geometria interna, realizzate con il supporto della tecnologia Free Form e che costituiscono la migliore soluzione alle problematiche visive individuali. La tecnologia Free Form è basata infatti sull’impiego di software per la modellazione della superficie e lavorazione della superficie posteriore della lente con operazioni di asportazione di truciolo. Il grande vantaggio della tecnologia Free Form, nel rispetto dei parametri ottici prescritti, è quello di portare le aberrazioni pressoché allo zero. Se una lente tradizionale viene costruita con interventi limitati alla sfera o al cilindro, con la tecnologia Free Form queste limitazioni vengono meno in quanto il software di calcolo dei poteri lavora la lente su oltre 40.000 punti distinti concentrandosi esclusivamente sulla superficie interna della lente. La personalizzazione è dovuta al fatto che si considerano parametri oggettivi e soggettivi nella realizzazione della lente che portano un algoritmo a calcolare e selezionare la lente tra oltre 800 milioni di combinazioni. I Parametri oggettivi considerati sono la distanza interpupillare, l’altezza di montaggio, la distanza apice-corneale, l’angolo pantoscopico ed il grado di avvolgimento della montatura. I Parametri soggettivi considerati sono lo stile di vita, le abitudini quotidiane e l’eventuale grado di soddisfazione con le lenti precedenti. La differenza rispetto ad una progressiva tradizionale è basata sul fatto che le lenti realizzate con la tecnologia Free Form presentano il canale di progressione sulla superficie interna, a differenza di quelle tradizionali nelle


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Figura 11. Lenti progressive tradizionali e di Free Form

quali la progressione di potere viene realizzata sulla superficie anteriore. Questa variazione fa sì che la variazione di potere venga più a trovarsi vicino all’apice corneale e ciò riduce le aberrazioni e consente, a parità di materiale e di costruzione, un campo di visione più ampio e puntuale. La tecnologia Free Form infine, permette di realizzare un inset, non solo variabile con l’addizione ma anche in funzione di parametri individuali. L’inset considererà infatti: – le distanze monocuali degli assi visuali – l’angolo di avvolgimento del frontale – l’angolo pantoscopico del frontale in posizione d’uso – la distanza tra apice corneale e lente. L’inset variabile permette quindi la personalizzazione del canale di progressione in funzione delle distanze e delle altezze di centratura. In tal modo si ottimizzano i parametri di progressione in funzione dell’addizione di potere necessaria da vicino, eliminando qualsiasi effetto di ingrandimento. La lavorazione può anche essere atorica in presenza di correzioni cilindriche per l’astigmatismo. Rispetto ad una lente progressiva tradizionale, tutto ciò, permette un rapido adattamento del paziente e una visione ottimale attraverso l’intera superficie della lente con un ampio campo visivo privo di distorsioni ed immagini fantasma (Figura 11).

20.5 I filtri delle lenti oftalmiche Oltre al fondamentale compito di correggere i vizi di refrazione, le lenti assumono un ruolo importantissimo sia nel modulare la sensibilità luminosa, il contrasto e la percezione colorimetrica, oltre che nel proteggere l’occhio dalle radiazioni elettromagnetiche potenzialmente dannose. Particolari tipi di lenti, quindi, hanno la capacità di agire da filtro nei confronti della radiazione solare ovvero di discriminare qualitativamente e quantitativamente le radiazioni elettromagnetiche che le attraversano. La discriminazione quantitativa è strettamente legata alla trasmittanza, ovvero la frazione di radiazione incidente ad una data lunghezza d’onda che attraversa la lente stessa. Viene misurata facendo un rapporto tra l’intensità della radiazione che incide e quella della radiazione che attraversa esprimendola come %.


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Dipende, principalmente, dalla categoria del filtro: in funzione al tipo e allo spessore del materiale di cui è costituito. La discriminazione qualitativa, invece, è strettamente legata allo spettro di radiazioni elettromagnetiche che attraversa la lente stessa, misurata attraverso la spettometria. Dipende, principalmente, dal tipo di filtro: in funzione dalla colorazione e della finitura. Alla luce di quanto esposto, quindi, compito dei filtri delle lenti è quello di modulare l’arrivo della luce alle strutture oculari attraverso il “taglio” di una o più lunghezze d’onda che costituiscono le diverse radiazioni elettromagnetiche. In base alla qualità e alla quantità di radiazione modulata i filtri verranno suddivisi in: – filtri non selettivi: filtri solari e fotocromatici – filtri selettivi a nanomeri controllati – filtri polarizzanti. Quando questi filtri vengono applicati alle lenti si parlerà di lenti filtranti in cui troveremo: – lenti a filtraggio non selettivo – lenti da sole – lenti fotocromatiche – lenti a filtro selettivo – lenti polarizzanti. 20.4.1 Lenti da sole Costituite da filtri solari che sono selettivi solo per i raggi U.V. mentre si lasciano attraversare dalle radiazioni del visibile. Sono di colore grigio o marrone raramente, verde e sono detti, infatti, filtri coloricamente neutri perché si lasciano attraversare allo stesso modo da tutte le radiazioni dello spettro, riducendone l’intensità in egual modo. Rappresentano quindi un valido ausilio nel ridurre l’abbagliamento ma, per contropartita, riducono la percezione cromatica (Figura 12). La loro capacità di bloccare gli U.V. rende merito di elevate proprietà protettive nei confronti delle strutture oculari, seppur con differenze legate alla natura del materiale ed alla colorazione: – Vetro crown n=1,5: bassa protezione U.V. – Resina organica CR-39: alta protezione U.V. – Policarbonato: altissima protezione U.V.

Figura 12. Diversa visione con filtri


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La normativa europea EN 1836:1997 distingue i vari tipi di filtri solari in base alle caratteristiche di trasmittanza nella fascia UV-A e UV-B. 20.4.2 Lenti Fotocromatiche Sono costituite da filtri fotocromatici i quali hanno la caratteristica di modificare la loro colorazione (stato cromatico) a seconda della radiazione elettromagnetica incidente Figura 13. Diversa visione con filtri attraverso un processo chimico reversibile in presenza di calore (Figura 13). I materiali costitutivi, oggi disponibili, delle lenti fotocromatiche sono il vetro minerale e il materiale organico. Lenti fotocromatiche in vetro Sono costituite da vetro borosilicato complessato con una miscela di sali e microcristalli di alogenuro d’argento e/o cloruro d’argento. La radiazione elettromagnetica, incidente sulla lente, determina la dissociazione dell’alogenuro di argento (AgCl) in argento ed alogeno (Ag e Cl). L’atomo d’argento così sottoposto all’energia della radiazione si riduce chimicamente conferendo il tipico colore scuro alla lente. Alla sospensione della irradiazione, sfruttando il calore atmosferico, si osserva la riconversione dell’argento in alogenuro di argento con totale reversibilità del processo che dona, nuovamente, chiarezza alla lente. Nelle lenti di prima generazione il processo veniva attivato dalle radiazioni blu, mentre nelle lenti di seconda generazione, le radiazioni elettromagnetiche in grado di attivare il processo sopra descritto sono le radiazioni ultraviolette (350nm) e il processo di schiarimento avviene quando sottoposte a radiazioni tra il rosso e l’infrarosso (650nm). Nelle lenti in vetro il materiale fotocromatico è distribuito dentro tutta la lente e per tutto il suo spessore determinando che lenti con diverso spessore abbiano delle leggere differenze di oscuramento e velocità di reazione. Questo fenomeno può essere fastidioso qualora si debba montare su un occhiale lenti di gradazione diottrica diversa e quindi di spessore diverso, e sarà tanto più evidente quanto maggiore sarà la differenza fra le due lenti. Il processo di scurimento richiede un tempo di attivazione relativamente lungo, così come risulta lento il processo di schiarimento. Ad ogni buon conto, a completamento del processo di attivazione, si realizzerà un passaggio di trasmittanza dal 95% (stato chiaro) al 33% (stato scuro). Lenti fotocromatiche in materiale organico Il processo fotocromatico dei pigmenti presenti nei materiali organici è ben diverso dal processo dei pigmenti presenti nei materiali in vetro minerale. Attualmente esistono due tipologie di lenti fotocromatiche in materiale organico: Lenti tradizionali: in cui il pigmento fotocromatico viene applicato immergendo la lente in soluzione di Spyropyran, composto organico a base di ISN (indolinospironaf-


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tossazina) ed altri componenti fotoattivi che, a seconda delle percentuali, donano una colorazione marrone o grigia. Tale processo prende il nome di laccatura e la lente, finita, verrà definita lente laccata. Questa procedura permette di ottenere uno strato fotocromatico costante su tutta la superficie, rendendo merito di una colorazione uniforme di tutta la lente. Per contro, è da rilevare la delicatezza del trattamento stesso dato l’esiguo spessore. Altro fattore negativo risiede nel fatto che se la laccatura non avviene a regola d’arte, si osserveranno delle sfumature di colore che doneranno un effetto arcobaleno sulla superficie della lente (effetto camaleonte). Lenti fotocromatiche organiche additivate in pasta: in cui il polimero che costituisce la lente viene complessato “in pasta” con uno o più composti fotocromatici organici appartenenti alla classe delle spirossazine o degli spiropirani. La colorazione potrà essere grigia, marrone o verde. Una recente evoluzione di questo tipo di lenti prevede l’aggiunta di una sospensione colloidale di carbone ossidato, il quale conferisce un’attività di filtraggio della radiazione nettamente maggiore di quella effettuata da una lente organica, di uguale composizione, ma non additivata con la sospensione di carbone ossidato. La presenza delle particelle del carbone esplicano un effetto protettivo, nei confronti delle radiazioni, di maggiore intensità anche a temperature elevate in quanto utilizzano sia l’azione schermante esercitata sia le proprietà cinetiche costanti ad elevate temperature dal carbone stesso. Lenti fotocromatiche organiche ad impregnazione termica: in cui il pigmento di cui sopra non viene complessato in pasta, ma distribuito uniformemente sulla superficie della lente e fatto penetrare in profondità sotto l’azione termo-barometrica esercitata all’interno di una camera. Indipendentemente dal tipo, le lenti fotocromatiche organiche, sono caratterizzate da un tempo di scurimento/schiarimento, più lungo rispetto a quello delle lenti in vetro minerale. Altra differenza consiste nel fatto che una lente di vetro fotocromatico dopo un uso prolungato si scurirà normalmente ma non ritornerà completamente al suo stato chiaro originario; una lente fotocromatica organica, invece, ritornerà normalmente allo stato chiaro, ma, dopo un uso prolungato non tornerà a scurirsi al livello iniziale (fenomeno dell’affaticamento ripetitivo). Al fine di eliminare i sopracitati difetti, le aziende producono continuamente nuovi materiali organici fotocromatici in cui restano costanti i procedimenti di additivazione in pasta ed impregnazione termica, ma vengono introdotti nuovi pigmenti fotocromatici che hanno notevolmente ridotto il tempo di scurimento/schiarimento, la trasmittanza, la stabilità del colore, l’indipendenza termica e la tinta residua. Tali lenti vengono definite lenti fotocromatiche di III generazione. 20.4.3 Lenti a filtro selettivo Dette anche lenti filtranti, lenti a nonomeri controllati o, più impropriamente, filtri medicali, sono l’insieme dei “presidi ottici” atti a modulare l’arrivo della luce sulle strutture oculari attraverso il “taglio” di una o più lunghezze d’onda che costituiscono lo spettro del visibile. Questa tipologia di filtri differisce dalle altre per la caratteristica principale di selezionare le radiazioni del visibile in modo da farsi attraversare solo da lunghezze d’onda medio-alte, >450nm. La capacità di assorbire, in modo selettivo, una o più radiazioni di differente lunghezza d’onda risiede nella loro diversa colorazione (Figura 14). Salvo che per motivi estetici e di moda, queste lenti trovano un razionale di utiliz-


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Figura 14. Diversa colorazione dei filtri.

Figura 15. Colori dei filtri più utilizzati

450 nm Degenerazione maculare, atrofia del nervo ottico 511 nm Degenerazione maculare, atrofia del nervo ottico, glaucoma, cataratta, retinite pigmentosa 527 nm Glaucoma, cataratta, retinopatia diabetica 550 nm Retinite pigmentosa Figura 16. Possibile utilizzo del filtro in base al colore

zo in quelle condizioni cliniche in cui alterazioni dello strato recettoriale retinico, conseguente a svariate patologie degenerative, alterano la percezione dei colori e le capacità discriminative dello spazio. Sono largamente usate, infatti, nel campo dell’ipovisione. Non esiste una standardizzazione relativa all’utilizzo in base alle singole patologie; tanto che la scelta di uno o altro filtro viene fatta in modo “empirico”, basandosi sulle impressioni soggettive del paziente dopo averli indossati e provati. I colori più usati sono quelli relativi al giallo ed all’ocra (Figura 15, 16). Appare chiaro che in un soggetto normale l’uso di uno o più filtri avrà come risultato un’alterazione del senso cromatico e un aumento dell’abbagliamento con perdita del potere discriminante (Figura 17). Figura 17. Effetto di un filtro giallo a 570 nm.


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20.4.4 Lenti polarizzanti Le radiazioni elettromagnetiche si propagano nello spazio con un moto sinuoidale/ oscillatorio. Questo movimento genera un campo elettromagnetico il quale, a sua volta, si propagherà nello spazio in direzione (vettore) ortogonale rispetto alla direzione dell’onda elettromagnetica. La direzione che assumerà il vettore del campo elettromagnetico viene definita polarizzazione. In base alla direzione del vettore nello spazio si avrà una polarizzazione verticale, una polarizzazione orizzontale e una polarizzazione circolare. Proiettando questi concetti nel campo dell’ottica, appare chiaro che le radiazioni dello spettro del visibile, cioè la luce, se si propagano secondo uno dei vettori di polarizzazione sopra descritti daranno origine ad una luce caratterizzata da un solo tipo di polarizzazione. Si parlerà in questi casi di luce polarizzata. Potremo definire, quindi, la luce polarizzata come quella forma di energia radiante in cui l’oscillazione vettoriale è costante e definita. Nella luce naturale, che è la sovrapposizione di onde luminose emesse in modo casuale da un grande numero di atomi, le direzioni dei vettori, pur sempre perpendicolari alla direzione di propagazione, si distribuiscono in qualunque modo. Si parlerà quindi di luce non polarizzata. Una luce così strutturata penetrerà nell’occhio in modo caotico e stimolerà le strutture recettoriali in modo “anarchico”, determinando l’insorgenza di abbagliamento e interferendo negativamente sulla discriminazione spaziale. Esistono particolari filtri, detti polarizzatori, che contengono al loro interno delle fibre conduttrici allineate tra loro. Quando la luce incide sul filtro, la componente del campo elettrico parallelo alle fibre viene assorbito; mentre quella proveniente in senso trasversale viene rifratta. Detti filtri, quindi, permettono il passaggio soltanto della luce proveniente da una sola direzione, bloccando tutte le altre. In questo modo la luce incidente, non polarizzata, verrà trasformata in luce emergente polarizzata. Quando questi filtri polarizzatori vengono incorporati all’interno delle lenti mediante diversi processi quali laminazione, “drop forming” o fusione a liquido, si otterranno le cosiddette lenti polarizzanti. In virtù dei principi fisici sopraesposti queste lenti permetteranno il passaggio delle radiazioni che oscilleranno in direzione perpendicolare alle fibre e, così, la luce che attraverserà le strutture oculari risulterà polarizzata. In tal modo verrà eliminato il riverbero delle superfici riflettenti quali acqua, neve o asfalto con conseguente riduzione dell’abbagliamento e miglioramento del contrasto (Figura 18, 19). 20.4.5 Lenti a filtro blu Le radiazioni luminose (o luce visibile) sono solo una parte di tutte le radiazioni elettromagnetiche presenti in natura e presentano una lunghezza d’onda compresa tra i 400 nm (ciano) e i 700 nm (rosso). Gli oggetti presenti in natura, che non emettono luce propria, assorbono solo determinate lunghezze d’onda delle radiazioni luminose, riflettendone il resto. Tale meccanismo nel suo complesso definisce il colore degli oggetti stessi. La luce blu rappresenta una particolare forma di radiazione elettromagnetica, dello spettro del visibile, a corta lunghezza d’onda compresa tra i 430 nm e i 475 nm. La maggior parte delle fonti luminose emette luce blu (lampade ad incandescenza, lampade ad arco, lampade fluorescenti, lampade a scarica in gas). Da alcuni anni sono state immessi in commercio sistemi di illuminazione molto sofisticati e altamente efficienti quali i LED caratterizzati, principalmente, da bassi


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Figura 18. Guida senza lenti polarizzanti

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Figura 19. Guida con lenti polarizzanti

consumi, basso voltaggio ed alta efficienza luminosa. L’acronimo LED sta per “Light Emitting Diode”, ovvero “diodo che emette luce”, un dispositivo che sfrutta l’elettroluminescenza cioè le capacità di alcuni materiali semiconduttori di produrre fotoni. I fotoni non sono prodotti dal surriscaldamento di un materiale, come avviene per i neon (dove a scaldarsi è un gas) o per le classiche lampadine a incandescenza (dove è il filamento di tungsteno che raggiunge elevate temperature), bensì dal passaggio di corrente. Il chip semiconduttore contenuto nel sistema LED emette luce quando è attraversato da corrente elettrica. Una bassa tensione elettrica applicata al chip attraverso i conduttori del LED causa l’eccitamento degli elettroni ad un certo livello energetico. Siccome gli elettroni si eccitano e ritornano poi al loro stato originale non eccitato, emettono luce. A seconda della natura del conduttore i LED potranno emettere luce gialla (Fosfuro di Gallio-GAP), luce rossa o infrarossa (Arsenurio di Gallio- AlGaAs), luce verde (Alluminio di Gallio-GaAIP) oppure luce blu (Carburo di Silicio- SiC, con picco a 430 nm o Gallio Azoto- GaN, con picco a 470 nm). I LED sono presenti nei sistemi di illuminazione ambientale, nei monitor PC, nei monitor TV, negli smartphones e nei tablets. Nei LED dei monitor PC, monitor TV, smartphones e tablets ci sarà una miscela di diversi semiconduttori, che daranno i caratteristici aspetti colorati al display; mentre nell’illuminazione ambientale vi è una maggiore preponderanza dei semiconduttori emettenti luce blu. La letteratura scientifica più aggiornata ha messo in evidenza una correlazione tra gli effetti della luce blu e l’occhio. Gli studi evidenziano l’induzione di uno stress ossidativo delle cellule dell’epitelio corneale quando irradiate da luce blu con conseguente alterazione della superficie oculare; tutto ciò è responsabile dell’aggravamento dei sintomi di disconfort oculare (secchezza, pesantezza, prurito e bruciore) già presenti in soggetti esposti all’uso di videoterminale per più di 6/8 ore al dì. Si è messa in evidenza anche una possibile interferenza con l’attività mitocondriale delle cellule ganglionari retiniche dopo esposizione a radiazione blu.


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Altri studi, inoltre, hanno ipotizzato un’interferenza sul ciclo sonno veglia in soggetti esposti alla luce blu. Le risultanze scientifiche danno merito della necessità di una protezione dell’occhio dalla luce blu; principalmente nei confronti di videoterminalisti e di soggetti la cui attività lavorativa si svolge in ambienti confinati, dove sia presente una illuminazione forzata. Tale protezione viene offerta da lenti con filtro blu che incorporano un fotopigmento che, quando irradiato dalla luce blu, si attiva donando una tonalità blu/violetta alla lente; ciò permette la schermatura delle radiazioni e ne impedisce l’interazione con le strutture oculari.

20.5 I trattamenti superficiali Come fin qui emerso, le lenti oftalmiche presentano differenti peculiarità in relazione soprattutto a materiali e geometria, configurandosi quadri variabili di qualità visiva. Ciascuna lente però, presa nella sua naturalità, riuscirebbe a soddisfare solo alcune delle caratteristiche positive per la corretta visione a danno di altre che mancherebbero: una lente in vetro, ad esempio, è caratterizzata da bassa dispersione luminosa (quindi buona qualità visiva) ma elevata densità (quindi alto peso) e bassa resistenza ai graffi, mentre una lente organica presenta bassissima densità (quindi molto leggera) e elevata resistenza ai graffi, ma elevata dispersione luminosa (quindi scarsa qualità visiva). Per sopperire a tali discrepanze, le lenti oftalmiche possono essere dotate di trattamenti speciali finalizzati alla risoluzione degli specifici “difetti” allo scopo di ottenere la lente perfetta. I trattamenti superficiali, che nello specifico caso potrebbero essere considerati essenziali, sono l’antiriflesso, l’indurente e l’idrorepellente. 20.5.1 Trattamento antiriflesso Il trattamento antiriflesso (AR) consiste in una procedura atta all’applicazione di un rivestimento ottico alla superficie di lenti e altri dispositivi ottici per ridurre la riflessione. La necessità di apportare un trattamento tale ad una lente oftalmica scaturisce dal fatto che la radiazione luminosa incidente su di una lente viene riflessa dalla superficie per una quota che non concorre a formare l’immagine finale, che per tale motivo risulta meno luminosa. Tali riflessioni si realizzano sia sulla superficie anteriore che su quella posteriore della lente; la radiazione riflessa dalla superficie anteriore determina la generazione di un bagliore superficiale alla lente che rende dall’esterno meno visibili gli occhi di chi le indossa, quella riflessa dalla posteriore invece penetra nel forame pupillare provocando un decadimento del contrasto e portando alla formazione di immagini fantasma che inficiano fortemente la qualità visiva, soprattutto nella visione notturna e prossimale. Tale disturbo è ancora più manifesto nelle circostanze in cui la sorgente luminosa si pone alle spalle dell’osservatore, nella qual condizione la luce riflette immediatamente nell’occhio del paziente, con importanti disturbi visivi. L’entità di tale difetto dipende dalla riflettanza del mezzo attraversato, derivante a sua volta dall’indice di refrazione del materiale, secondo la regola per cui, nel caso di materiali immersi in aria, maggiore è l’indice di refrazione del mezzo maggiore sarà l’entità della riflettanza. I trattamenti antiriflesso vengono applicati allo scopo di annullare i processi


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di riflessione luminosa aumentando di fatto la trasmittanza della lente. Per comprendere il meccanismo con cui tale trattamento raggiunge questo fine, assimiliamo l’antiriflesso ad un sottile film di materiale posto sulla superficie della lente. Da un punto di vista ottico, la radiazione luminosa dovrà a tal punto attraversare due strati di materiale, dunque vengono a crearsi due tipi differenti di interfacce tra materiali, rispettivamente l’interfaccia aria-film e quella film-lente. Nel momento in cui il raggio luminoso impatta con la prima interfaccia, una quota della radiazione attraversa il tessuto ed una piccola parte viene già riflessa; successivamente la porzione di radiazione rifratta, impattando con la seconda interfaccia, in parte penetrerà la lente ed in parte verrà ulteriormente riflessa. Ci troviamo di fronte a due raggi riflessi che percorrono vie differenti, instaurandosi così una differenza di cammino ottico Δ. Il risultato ottico finale dipenderà dal rapporto tra le due onde riflesse relativamente alla differenza di fase δ: se tale differenza è zero le due onde si sommano generando luce, se la differenza è positiva invece si avrà l’interferenza distruttiva che produrrà complessivamente buio. Tale concetto va corroborato dal rapporto tra le formule delle variabili su indicate, in particolare:

dove nt è l’indice di refrazione e d lo spessore del mezzo, e

da cui

Semplificando l’espressione otteniamo che

Dunque per eliminare la radiazione riflessa, relativamente ad una lunghezza d’onda, è necessario che lo strato di trattamento antiriflesso abbia uno spessore d pari ad un quarto della lunghezza d’onda, ma allo stesso tempo reciprocamente dipendente dall’indice di refrazione del materiale antiriflesso (Figura 20). Il trattamento antiriflesso può essere prodotto in monostrato o multistrato, in relazione al materiale della lente. Il trattamento monostrato, applicato a lenti in vetro, è costituito generalmente da floruro di magnesio, indice di refrazione di 1.38, la cui pellicola viene sottoposta a indurimento dopo la deposizione sulla lente a circa 300°C, diventando dura come lo stesso vetro. Utilizzando fluoruro di magnesio su una lente in vetro crown con indice di refrazione 1.5, la condizione di interferenza distruttiva viene soddisfatta quando lo spessore ottico del film è la quarta parte della principale lunghezza d’onda da eliminare, ovvero 555 nm, a cui l’occhio umano è maggiormente sensibile; dunque lo spessore finale del film sarà di 138.75 nm. Nel caso in cui il trattamento debba essere realizzato su lenti in plastica, il fluoruro di magnesio non aderirebbe alla superficie. Per tale ragione vengono alternati materiali con indici differenti, in particolare si pone a contatto con la lente uno strato di quarzo, con indice di refrazione di 1,46, su cui va


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Il film di rivestimento ha uno spessore pari a un quarto di lughezza d’onda

λ/4 λ/4

rivestimento

substrato

Figura 20. Rappresentazione del principio di interferenza e del rapporto antiriflesso/lente.

posto uno strato di ossido di zinconio, con indice di refrazione di 2,0. Con tale associazione riusciamo ad interferire con la medesima lunghezza d’onda a 555 nm; volendo però ridurre ulteriormente la riflettanza su un numero maggiore di lunghezze d’onda, si ricorre a trattamenti multistrato, in cui ogni componente interferisce con una specifica lunghezza d’onda. Il risultato finale sarà una qualità di immagine migliore, a danno però di una colorazione iridescente conferita alla lente, caratteristica discriminativa di una lente con trattamento antiriflesso. Nel caso però di trattamenti multistrato, causa la sovrapposizione di più materiali differenti, si rendono necessari ulteriori trattamenti specifici per la lente, rappresentati dall’indurente e l’idrorepellente. 20.5.2 Trattamento indurente I vetri minerali utilizzati per la realizzazione di lenti offrono una particolare resistenza ai graffi ed alle abrasioni; le lenti organiche invece sono molto più morbide del vetro, pertanto maggiormente suscettibili a danni. Per tale motivo risulta necessario un trattamento che renda questi materiali maggiormente resistenti, così da poterne sfruttare appieno le vantaggiose proprietà ottiche. Il trattamento indurente viene applicato su lenti organiche allo scopo di aumentare la loro resistenza alle abrasioni e prolungarne la durata nel tempo. Tale trattamento può essere applicato mediante due tecnologie: la verniciatura o la deposizione sottovuoto. La tecnica della verniciatura prevede l’applicazione di una vernice organica, detta lacca, sulla superficie della lente così da creare un sottile strato che, aderendo tenacemente alla lente, ne aumenta la resistenza. Le vernici impiegate si differenziano in tradizionali e speciali. Le tradizionali, prima generazione di indurenti, sono lacche a base di polisilossano, composto organico del silicio; quelle speciali sono delle lacche nanocomposite nella cui struttura sono inse-


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rite piccole particelle minerali, invisibili ad occhio nudo, che conferiscono ulteriore compattezza allo strato e maggior resistenza alla lente. Le tecniche con cui l’indurente può essere applicato alla lente sono la verniciatura ad immersione, in cui la stessa, venendo immersa in una vasca contenente la lacca allo stato liquido, si vernicia contemporaneamente sulle due facce, e a rotazione, in cui la lente viene posta su un supporto rotante e per gocciolamento Figura 2. Applicazione dell’indurente con la tecnica dell’immersione (a sinistra) e della rotazione (a destra). e sfruttando la forza centrifuga l’indurente si dispone omogeneamente su tutta la superficie, benché possa esserne rivestita una soltanto (Figura 21). La tecnica della deposizione sottovuoto prevede invece l’applicazione sulla lente, posta in una camera sottovuoto, di un materiale indurente portato allo stato di sublimazione (per calore o bombardamento) che si deposita sulle superfici della lente generando uno strato di materiale duro antiabrasione di spessore di circa 1,4 µm. Questo tipo di tecnica è sicuramente più costoso rispetto alla verniciatura classica, ma conferisce una rigidità sorprendente alla lente applicando uno strato di materiali sottilissimo, pertanto maggiormente resistente alle sollecitazioni elastiche. 20.5.3 Trattamento idrorepellente Una lente che garantisca una qualità visiva ottimale dovrà, oltre a soddisfare tutti i criteri fin qui enunciati, essere soprattutto pulita. Residui oleosi o idrici infatti possono non soltanto interferire con la propagazione della radiazione luminosa, costituendo di fatto un ulteriore mezzo da attraversare, ma possono inficiare la qualità anche dei trattamenti applicati alle lenti, primo fra tutti l’antiriflesso, causa la riduzione della trasmittanza. A tale problematica si può ovviare applicando alla lente oftalmica un trattamento idrorepellente. Si tratta di un ulteriore strato applicato in genere all’antiriflesso che ha capacità repulsive all’acqua ed alle sostanze oleose, riducendone la deposizione senza alterare la resa dell’antiriflesso stesso. Tale rivestimento agisce in due modi: in primo luogo annulla le irregolarità di superficie della lente organica, riducendo così l’adesività di acqua e olio; in secondo luogo modifica direttamente la forma delle gocce del liquido, andando a modificare le tensioni superficiali. Tutto questo trattamento permette una più facile pulizia della lente, anche con un semplice panno asciutto, e dota la stessa anche di un potere antiappannante. 20.5.4 La tempera È un particolare tipo di trattamento a cui vengono sottoposte le lenti al fine di aumentarne la resistenza rendendole, quindi, infrangibili. Principalmente rivolto alle lenti in vetro minerale, può essere applicato anche alle lenti in policarbonato.


20. Le lenti oftalmiche

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Il processo può essere realizzato attraverso due metodiche: – tempera termica – tempera chimica. La tempera termica: in cui la lente viene sottoposta, per pochi minuti, ad altissima temperatura (circa 600°) per poi essere raffreddata, in modo molto rapido. È una procedura a basso costo e di facile realizzazione. La tempera chimica: in cui la lente viene immersa in una miscela ad alta temperatura di K+ ed altri elettroliti. L’elevata temperatura (circa 400°) permette il legame chimico, e quindi permanente, del K+ alle molecole della pasta polimerica che costituisce la lente donando altissima resistenza, decisamente superiore a quella che si otterrebbe con la tempera termica. È una procedura che richiede strumenti sofisticati e ha un costo elevato.


21. L’occhiale in età pediatrica

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Capitolo 21 – L’occhiale in età pediatrica A. Piantanida 21.1 Caratteristiche generali di una montatura Ogni montatura, sia essa pediatrica o da adulto, si compone principalmente di due parti: la porzione frontale, che serve a contenere le lenti, e le aste laterali che, poggiando sui padiglioni auricolari, consentono alla parte frontale un appoggio stabile sul naso. La porzione frontale è caratterizzata da- Figura 1. Montatura pediatrica: le placchette gli anelli, in cui si collocano le lenti, e dal spesso sono sostituite da un ispessimento della montatura al di sotto del ponte ponte che li unisce, sul quale sono poste due placchette, nelle montature cosiddette “anatomiche” le placchette sono sostituite da un ispessimento della montatura al di sotto del ponte; tale caratteristica viene spesso utilizzata nella montatura pediatrica. Ciascun anello deve contenere una scanalatura per l’inserimento della lente. Le aste, inserite al frontale per mezzo di piccole viti od ad incastro, sono richiudibili nel caso in cui l’occhiale non venga utilizzato. (Figura 1) La scelta di una montatura deve necessariamente tenere in conto i tratti somatici e le caratteristiche del volto della persona che la indossa: soltanto su una montatura appropriata le lenti eserciteranno a pieno il loro effetto garantendo non solo un comfort nell’utilizzo ma anche la migliore qualità di visione possibile. A tal fine, la linea basale dovrebbe collocarsi regolarmente sul piano oculare e il calibro dell’anello essere adeguato alle dimensioni del viso di chi le indossa, così come l’altezza e la larghezza del ponte che hanno una grande responsabilità sulla stabilità dell’occhiale sul naso. A tal proposito, in fase di prescrizione, nei soggetti pediatrici è sempre raccomandabile una montatura con ponte basso, in quanto i bambini possiedono una proiezione ponte-naso negativa o addirittura assente nei neonati che non consente loro di utilizzare correttamente montature differenti, con cui guarderebbero attraverso parti periferiche della lente che non hanno lo stesso potere di quella centrale. Tale proiezione ponte-naso diventa positiva con il passare degli anni fino diventare simile a quella degli adulti verso la prima adolescenza.

21.2 Le montature pediatriche: conformazione, materiali e caratteristiche morfologiche La scelta di una montatura in un soggetto ai primi anni di età è da ritenersi fondamentale da tutti gli specialisti che ruotano intorno al suo benessere visivo, siano essi oculisti, ortottisti e ottici: l’adeguatezza di una montatura è sinonimo di funzionalità delle lenti utilizzate, in quanto la montatura costituisce la struttura portante dell’ausilio ottico e deve pertanto avere precise caratteristiche. Per essere funzionale, essa dovrà essere calibrata sui parametri di sviluppo craniofacciale del bambino: in primo luogo occorre considerare le dimensioni della base della piramide nasale, sostanzialmente piatta in tutti i neonati e che diviene più pronunciata soltanto col passare del tempo, completandosi intorno ai 13 anni di età,


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quando i ragazzi assumono una conformazione del volto simile a quella degli adulti. Allo stesso tempo, il massiccio temporale si estende e si allarga con la crescita, provocando cambiamenti che si ripercuotono frequentemente su una lunghezza insufficiente delle aste o negli anelli della porzioni frontale, divenuti piccoli in fretta. L’oggetto occhiale deve essere concepito con un’architettura strutturale organizzata su tre livelli: il calibro, l’avvolgimento del frontale e le aste. Il principale aspetto connesso al calibro dell’occhiale è la limitazione del campo visivo, che una montatura non dovrebbe mai ridurre eccessivamente. A tale scopo è bene che essa sia direttamente proporzionale al viso del bambino, senza eccedere in grandezza, anche perché è corretto insistere sul presupposto che il centro ottico sia coincidente con l’asse visivo. Pertanto, gli occhi dovrebbero trovarsi ben centrati nei due oculari del frontale e la porzione superiore di quest’ultimo dovrebbe coprire le due arcate sopraciliari, anche in considerazione del fatto che il mondo visivo del bambino è di sovente “dal basso verso l’alto”. Una corretta centratura, che eviti sia gli effetti prismatici sia l’aumento o la diminuzione del potere correttivo delle lenti, viene realizzata anche per mezzo del ponte che poggia sul naso, scaricando su di esso gran parte del peso della montatura. Il ponte in mezzo e la leggerezza dell’occhiale contribuiscono in maniera determinante ad evitare che l’occhiale scivoli sul naso, così come le aste non devono essere troppo lunghe ma la loro curvatura deve iniziare sul punto in cui si delinea la parte alta dell’orecchio seguendone indicativamente i tratti discendenti. Montature con un ponte troppo piccolo stringono sulla piramide nasale del bambino viziandone il corretto sviluppo, mentre aste troppo corte premono l’occhiale contro le ciglia, sporcando le lenti molto più frequentemente. Poiché i bambini sono costantemente in movimento, per la loro comodità e sicurezza converrà utilizzare un cordino in silicone o una fascia elastica che tengano la montatura stabile e ben centrata di fronte agli occhi ed attenersi all’utilizzo di una montatura priva di viti, parti metalliche e saldature che, in caso di rottura, potrebbero provocare gravi traumi oculari. Fino all’età di 5-6 anni e per le attività sportive è pertanto consigliabile prescrivere sempre montature flessibili in gomma, o polimeri sintetici, che non siano da ostacolo nelle comuni pratiche quotidiane né possano causare danni in caso di urti. L’oculista farà la sua parte specificando, nella prescrizione, l’uso di lenti infrangibili. L’ottico dovrà sincerarsi di bisellare le lenti in maniera corretta per inserire il margine delle lenti nell’apposita scanalatura onde evitare la fuoriuscita e la rotazione delle stesse specie nelle elevate ametropie. Il margine della lente infatti non dovrebbe mai sbordare dalla montatura. Il materiale della montatura dovrebbe essere anallergico e delicato per la pelle del bambino, in quanto reazioni che possono presentarsi sulla cute rappresentano un motivo per togliere gli occhiali e farli cadere in disuso. Questo non dovrebbe mai avvenire poiché oltre al loro scopo correttivo, le lenti contribuiscono a sviluppare il sistema visivo durante il periodo di plasticità cerebrale, garantendo la migliore qualità visiva e servendo da supporto fondamentale per avviare trattamenti antiambliopici laddove occorra contrastare una pigrizia oculare. A partire dai 7 fino ai 10 anni ci si potrà orientare verso altri materiali, come la plastica, il nylon o l’acetato. In questa fascia di età è un classico la prescrizione di montature modello “ovalino”, che calzano correttamente sul naso e avvolgono bene il volto del bambino. (Figura 2) Figura 2. Montatura pediatrica modello ovalino


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È giusto che l’estetica faccia la sua parte, in quanto essa rappresenta un buon incentivo all’utilizzo dell’ausilio ottico, pertanto il bambino può scegliere il tipo di montatura che percepisce come propria e più confacente al suo modo di essere, di piacere e piacersi, purché la scelta sia guidata coscienziosamente dai consigli dell’ottico e rispetti i dettami scritti sulla ricetta dall’oculista e dall’ortottista che lo hanno preso in carico. Il bambino che uscirà soddisfatto dal negozio dopo essersi guardato allo specchio e con una qualità visiva migliore rispetto a quella avvertita in precedenza userà, senza alcun dubbio, i suoi occhiali in modo permanente e corretto.

21.3 Le montature in gomma o polimeri biocompatibili Sul finire degli anni ’70 ed all’inizio degli anni ’80 entrarono in commercio delle montature rivolte al solo pubblico pediatrico strutturate in maniera corretta per il volto del bambino: le montature in gomma o meglio in polimeri sintetici morbidi. (Figura 3) Tali montature sono studiate in Figura 3. Montatura in polimero morbido modo da rispettare le caratteristiche anatomiche del volto pediatrico fin dai primi mesi di vita. Il posizionamento del ponte infatti al centro degli anelli del tempiale e la costruzione della montatura con un aspetto a sella, ha consentito di superare il problema dell’assenza della proiezione ponte-naso. (Figura 4) L’utilizzo di un materiale anallergico, infrangibile, leggero Figura 4. Montatura in polimero morbido e privo di parti metalliche ha consentito il superamento della pericolosità dell’occhiale indossato in età pediatrica. Il posizionamento di un foro alla fine delle aste allo scopo di consentire l’inserimento di un cordino di cotone nei primissimi anni di vita o di una fascetta elastica successivamente, consolida le caratteristiche di stabilità che l’occhiale deve avere sul volto del bambino. Negli anni recenti si è sviluppata una gamma di calibri e moFigura 5. Montatura con naselli ispessiti delli tendenti a coprire non solo i primi anni di vita del bambino ma accompagnandolo anche in età più avanzate. L’appoggio della montatura su una glabella nasale piccola o assente è stato studiato, come si diceva, sia posizionando il ponte in mezzo agli anelli, sia più recentemente ispessendo i naselli di appoggio per mantenere il ponte più in alto e venire incontro alle esigenze estetiche della società attuale. (Figura 5) L’utilizzo poi di differenti calibri e modelli consente di utilizzare tale materiale anche in bambini grandicelli per esigenze sportive. Attenzione dovrà essere posta da parte del medico oculista, dell’ortottista e da parte dell’ottico su come vengono montate le lenti in tali montature. I telai in polimero sintetico morbido infatti necessitano di una particolare bisellatura delle lenti cor-


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Figura 6. Bisellatura “a coltello” delle lenti

rettive definita a coltello (Figura 6) al fine di impedire la fuoriuscita accidentale ed in alcuni casi sollecitata volontariamente dal piccolo paziente, delle lenti dal telaio. L’inserimento della lente in maniera corretta nel solco della montatura stessa impedisce inoltre alla lente astigmatica di ruotare su se stessa cambiando di fatto l’asse del cilindro prescritto, cosa che può comportare seri deficit visivi specie nei difetti astigmatici elevati, vanificando anche l’esito delle terapie antiambliopiche.

21.4 Montature per lo sport Un problema comune nella nostra società è l’utilizzo della correzione ottica nell’attività sportiva, in età pediatrica e non. Risulta evidente come le montature in queste situazioni estreme debbano assolvere i compiti di sicurezza e comodità. I materiali infrangibili ed i polimeri morbidi in special modo, assolvono ad entrambi i compiti essendo tali materiali privi di parti metalliche e caratterizzati dall’essere monopezzo. Quest’ultima caratteristica impedisce che le parti assemblate, seppur in plastica, provochino traumatismi. Da considerare come diventi indispensabile l’utilizzo di una fascia elastica che consente di tenere ben centrata ed in sede la montatura stessa. Un altro vantaggio della montatura per sport in materiale gommoso risiede nel fatto che possono essere utilizzate nelle situazioni più disparate: dalle attività ludiche e sportive marine alle attività sportive invernali quali lo sci o l’hokey su ghiaccio. Queste montature infatti possono agevolmente essere indossate sotto il casco per sport. Da sconsigliare invece le montature avvolgenti a mascherina, in quanto presentano diverse problematiche. La prima riguarda la sicurezza, essendo nella maggior parte


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Figura 7. Mascherina per sport senza aste

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Figura 8. Montatura per sport pediatrica in polimero morbido

Figura 9. Montatura per sport pediatrica in polimero morbido

dei casi montature assemblate in più pezzi di materiale rigido (seppur infrangibile); meglio l’utilizzo eventuale di mascherine prive di aste ma solo dotate di fasce elastiche direttamente unite al tempiale (Figura 7) Un altro problema riguarda invece l’effetto prismatico delle lenti specie nelle ametropie elevate e negli astigmatismi essendo queste montate su montature avvolgenti curve. L’aberrazione risultante dalla curvatura della montatura e, di conseguenza, delle lenti determina una distorsione dell’immagine che si forma in quanto non solo cambia il potere della lente al di fuori del centro ottico ma anche il fuoco dei raggi che cadono sulla retina. Va quindi sottolineato ancora una volta come sia necessario non solo utilizzare montature sicure ma che rispettino doverosamente anche le regole di ottica fisica al fine di evitare inconvenienti visivi (diplopia, distorsione delle immagini, effetto prismatico, ecc.) (Figura 8, Figura 9).

21.5 Lenti: potere, distanza, ingrandimento ed effetti derivanti dal loro utilizzo proprio e improprio Quando si sceglie una montatura non si può prescindere dagli effetti che hanno le lenti montate e che si possono riassumere in quattro punti: – Potere – Distanza – Ingrandimento – Centratura Le lenti, soprattutto sferiche ma anche cilindriche, non hanno il medesimo potere sull’intera superficie che le costituisce: guardare attraverso una porzione periferica della lente piuttosto che attraverso il suo centro ottico non è la stessa cosa. Ci si accorge facilmente di questo fenomeno osservando la conformazione di lenti con potere assai elevato: se si osserva una lente negativa si noterà facilmente come tenda ad ispessirsi ai bordi, mentre una lente positiva appare maggiormente bombata al centro. Ne consegue che quanto più alto è il potere della lente tanto più occorre


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far coincidere il centro ottico con l’asse visivo, in caso contrario è facile incorrere in alterazioni del potere e fenomeni di aberrazione. Tali fenomeni sono causa di un’immagine distorta che si forma perché insieme al potere della lente cambia anche il fuoco dei raggi che cadono sulla retina. L’aberrazione sferica è provocata dal fatto che la sfera non è la superficie ideale per realizzare una lente, ma è comunemente usata per semplicità costruttiva: i raggi distanti dall’asse ottico, posti in periferia (raggi marginali), vengono focalizzati ad una distanza differente dalla lente rispetto a quelli più centrali (raggi parassiali). A tal proposito, nei bambini diventa fondamentale fare ricorso a montature con ponte basso per consentire una corretta centratura delle lenti ovvero la perfetta coincidenza dell’asse ottico con l’asse visivo, come sopra menzionato. Un altro problema è rappresentato dalla distanza cui la lente si trova rispetto all’apice corneale. Scrive il prof. G.P. Paliaga nel testo I Vizi di Refrazione: “Quando si corregge un’ametropia con lenti, occhio e lenti correttive realizzano un sistema diottrico composto il cui fuoco principale posteriore cade sulla retina. Il potere del sistema diottrico composto, e l’ingrandimento che esso fornisce di un oggetto, non dipendono soltanto dal potere delle lenti che compongono il sistema ma altresì dalla distanza che intercorre tra i diottri che lo costituiscono. Ne consegue che nella correzione dei vizi di refrazione la distanza che separa la lente dall’occhio ha grande importanza in quanto influenza sia la messa a fuoco delle immagini sulla retina che la loro dimensione”. Nel caso degli occhiali è proprio la cura del dettaglio a fare la differenza, pertanto occorre dedicare la massima attenzione alla distanza tra occhio e lente che, cambiando, modifica anche l’effettivo potere della correzione ottica; e alla sua centratura, onde evitare effetti prismatici ed astigmatismi da incidenza obliqua. La variazione di potere della lente in relazione alla distanza è direttamente proporzionale al potere della lente stessa: quanto più elevato è il numero di diottrie da correggere, tanto maggiori sono le variazioni prodotte dallo spostamento. Una lente positiva aumenta di potere con l’aumentare della distanza dagli occhi, una lente negativa esercita invece un potere più forte se avvicinata alla superficie corneale: questo è il principale motivo per cui i bambini miopi, facendo fatica a vedere quando peggiora il loro difetto, tendono a schiacciare gli occhiali contro la radice del naso. Solitamente, la distanza di una lente dall’occhio cambia nell’ordine di qualche millimetro, pertanto se il difetto da correggere è inferiore a 5 D essa non influisce significativamente sulla variazione del potere. Oltre alla distanza, il potere di una lente cambia l’ingrandimento delle immagini che si osservano: è risaputo che una lente da miope rimpicciolisce l’oggetto fissato, mentre una lente da ipermetrope tende ad ingrandirlo. Quasi mai le ametropie sono esattamente uguali tra i due occhi e, in caso di anisometropie o antimetropie, le lenti prescritte possono essere mal tollerate dal paziente. Sebbene i bambini siano dotati di una plasticità cerebrale che consenta loro di adattarsi con maggiore facilità a correzioni ottiche di differente entità, nell’applicazione di lenti correttive è sempre utile considerare la regola di Knapp, secondo la quale “se il centro ottico della lente viene posto a livello del fuoco principale anteriore dell’occhio, che nelle ametropie puramente assiali si trova a circa 15 mm dall’apice corneale, le dimensioni dell’immagine a fuoco sono uguali a quelle dell’immagine che si forma nell’occhio schematico emmetrope”. Il rispetto di tale postulato consente al prescrittore di evitare fastidiosi effetti da variazione dell’ingrandimento e produrre un’immagine retinica molto simile a quella che si forma in un occhio normale se le lenti degli occhiali vengono correttamente montate ad una distanza di circa 15 mm per correggere un’ametropia assiale, soprattutto unilaterale.


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Figura 10a. Effetto sulla convergenza del decentramento di lenti positive: per fissare l’oggetto O gli occhi sono costretti ad un aumento della convergenza dall’effetto prismatico indotto dal decentramento temporale (A) mentre il decentramento nasale produce l’effetto contrario (B)

Figura 10b. Effetto sulla convergenza del decentramento di lenti negative: per fissare l’oggetto O gli occhi possono effettuare una convergenza inferiore grazie all’effetto prismatico indotto dal decentramento temporale (A) mentre il decentramento nasale produce l’effetto contrario (B)

Da non trascurare, infine, è l’effetto prismatico prodotto dalla porzione periferica delle lenti: poiché gli occhi sono in continuo movimento, essi non guardano sempre attraverso il centro ottico. Non potendo realizzare una centratura delle lenti valida per tutte le posizioni di sguardo e per tutte le distanze, ci si deve limitare a far sì che gli assi visivi passino per i centri ottici almeno nelle due più frequenti modalità d’uso degli occhiali: la visione a distanza e il lavoro per vicino. Per realizzare correttamente la centratura ci si deve basare sulla distanza interpupillare che, nei casi più comuni, si può tranquillamente effettuare per mezzo di un regolo millimetrato, nonostante esistano tanti strumenti in commercio impiegati a tale scopo. In casi particolari, si può fare ricorso al decentramento delle lenti per compensare strabismi latenti che tendono a scompensarsi: quando gli occhi guardano attraverso una parte della lente che è localizzata lateralmente rispetto al centro ottico, l’effetto prismatico, a base temporale o nasale, che ne deriva può giocare un proprio ruolo nel controllo dell’angolo di deviazione.


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Nei bambini che fanno fatica a mantenere un allineamento costante degli assi visivi, dopo aver opportunamente calcolato la distanza interpupillare, si consiglia un decentramento temporale in caso di miopia associata ad esoforia o ipermetropia associata ad exoforia; ed un decentramento nasale in caso di miopia associata ad exoforia e ipermetropia associata ad esoforia onde avere un effetto di rafforzamento sulla convergenza o sulla divergenza a seconda del quesito clinico. (Figura 10) In conclusione, l’effetto prismatico prodotto dal decentramento delle lenti può essere utilizzato nelle eteroforie per arginare le insufficienze di convergenza o facilitare l’attivazione dei riflessi fusionali, mantenendo così un perfetto stato di binocularità.

21.6 Occhiali con lenti bifocali nei bambini: tipologie e indicazioni per l’impiego Esistono alcune forme di strabismo in cui l’uso degli occhiali bifocali consente ai pazienti di mantenere un buon controllo sulla deviazione oculare. Nelle esotropie accomodative pure con rapporto accomodazione/convergenza elevato, l’uso della lente bifocale è resa necessaria e dà come risultati il ripristino della visione binoculare e l’acquisizione della stereopsi. Figura 11. Lenti bifocali tipo Executive Inutile dire che trascurare strabismi del genere innesca, nell’arco di poco tempo, una componente muscolare che si somma a quella refrattiva non lasciando altra scelta che la chirurgia. Nelle esotropie ipoaccomodative il punto prossimo di accomodazione è posto più lontano e l’accomodazione risulta per- Figura 12. Lenti tipo executive angolo per vicino tanto più debole del normale. Per vedere sopra linea e-line bene, il paziente deve accomodare più di quanto farebbe normalmente e questo determina anche una convergenza eccessiva in rapporto alla distanza di osservazione: l’addizione positiva annulla o riduce molto la differenza tra l’angolo di strabismo per lontano e per vicino. Figura 13. Lenti tipo executive: angolo per vicino Per queste forme la lente bifocale rappre- compensato dalla lente bifocale senta la soluzione ideale, ma per avere un effetto risolutivo è molto importante che le lenti siano collocate su una montatura adeguata e abbiano precise caratteristiche di montaggio. Nella prescrizione della bifocale, l’indicazione riguarderà prevalentemente lenti “Executive e-line” meglio se precalibrate, in maniera che il segmento addizionale risulti più sottile. La porzione addizionale deve passare lungo l’orletto pupillare inferiore. Tale lente ha come caratteristica il posizionamento del centro ottico della porzione inferiore, che risulta esattamente al di sotto di quello per lontano in prossimità della linea di separazione dei due segmenti. Questa collocazione consente un controllo dello spasmo accomodativo del piccolo paziente ed evita o riduce la stra-


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bizzazione sia per lontano sia per vicino. (Figura 11, Figura 12, Figura 13) Una delle più recenti innovazioni è rappresentata dalla lente Excelit AS C40, una bifocale specifica per lo strabismo accomodativo con eccesso di convergenza da vicino, e che copre anche ametropie Figura 14. Lenti bifocali tipo Excelite AS maggiori di 6 diottrie. In molti di questi casi, l’accomodazione può continuare ad esercitare un proprio ruolo residuando in un’esoforia: le Excelit, esercitano un effetto prismatico che si deve al decentramento temporale di 2 mm nella porzione che serve a vedere da vicino e riescono con una buona percentuale di successo a migliorare i problemi che affliggono gli occhi del piccolo paziente. L’utilizzo di nuovi materiali ha consentito di ridurre notevolmente lo spessore ed il peso di queste lenti bifocali. Unica accortezza sta nell’utilizzare montature non eccessivamente ampie in modo di consentire l’utilizzo della parte addizionale su tutto il campo della montatura; montature troppo grandi infatti comportano la mancanza di presenza dell’addizione per vicino nelle parti periferiche dell’occhiale, per meri motivi tecnici di costruzione dello sbozzo della lente stessa. (Figura 14) Il montaggio deve sempre considerare, orizzontalmente, il centro ottico da lontano che corrisponde alla distanza interpupillare monoculare per lontano e, verticalmente, l’altezza del limite superiore del segmento addizionale tangente al centro pupillare mentre il bambino guarda dritto davanti. (Figura 15, Figura 16) Un’altra forma di più difficile gestione per strabologi e ortottisti è l’esotropia ipercinetica, in cui l’accomodazione è normale ma la risposta motoria in convergenza è eccessiva: in questi casi l’effetto dell’addizione è nullo o molto scarso ma il numero di falsi positivi nei test che dovrebbero smascherare le forme ipercinetiche è particolarmente elevato. Di fronte a tali situazioni cliniche, la diagnosi deve essere cauta e conviene prescrivere per un periodo di 2-3 mesi dei press-on bifocali di +3,00 tipo Fresnel: in questo lasso di tempo è possibile che molte forme apparentemente ipercinetiche si rivelino come ipoaccomodative. Nel prescrivere una lente bifocale per bambino, l’oculista e l’ortottista potranno scegliere tra due possibili strategie di correzione: l’impiego di un +3,00 sferico bilaterale, che metta totalmente a riposo l’accomodazione e sia ridotto in seguito gradualmente; oppure l’addizione minima capace di annullare l’incomitanza e sollecitare ancora in parte l’accomodazione. Nelle forme di esoforia-tropia non si dovranno prescrivere lenti bifocali al di là Figura 15. Lente excelit AS: angolo per vicino dei 10-11 anni: adottarle dopo questa età sopra linea bifocale scardina l’accomodazione nel soggetto giovanissimo e rende il bambino dipendente da un occhiale per vicino. Il rischio maggiore in cui è possibile incorrere in queste situazioni è quello della diplopia, che potrebbe verificarsi quando il bambino toglie gli occhiali. Assolutamente da proscrivere nei bambiFigura 16. Lente Excelit AS: angolo per vicino ni sono le lenti bifocali con lunetta che, compensato dalla lente bifocale


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seppur caratterizzate da due poteri diottrici differenti, uno per lontano e uno per vicino, non attraversano la parte inferiore dell’orletto pupillare e non sortiscono l’effetto desiderato, ovvero il controllo degli spasmi muscolari o dell’angolo di deviazione oculare scompensato dall’accomodazione. Da sottolineare come il meccanismo di controllo dello spasmo accomodativo per vicino non risiede solo nella semplice addizione sferica del potere ma anche e soprattutto nel posizionamento del centro ottico, che coincide ovviamente per quanto si è detto con il potere totale della lente stessa, senza aberrazioni periferiche dell’immagine od effetti prismatici. Nelle lenti bifocali per lettura il centro ottico risulta nasalizzato per evidenti motivi di comodità della funzione visiva per vicino, ma tale posizionamento contraddice il controllo della deviazione strabica per vicino nelle esotropie con alterato rapporto accomodativo, come descritto sopra.

21.7 Occhiali con lenti da sole e fotocromatiche nel bambino Gli effetti nocivi del sole rappresentano per gli occhi dei bambini un pericolo che può essere tenuto sotto controllo per mezzo di occhiali da sole o lenti fotocromatiche. Non si deve essere indotti a pensare che la giovane età dei soggetti preservi l’organo visivo contro le radiazioni emesse dai raggi ultravioletti che si propagano nell’atmosfera; al contrario, abbassare la guardia in situazioni di rischio come una vacanza al mare o in montagna può causare problemi a breve e a lungo termine. Nella maggior parte dei casi si consiglia l’applicazione di lenti infrangibili e scure, filtranti i raggi UVA e UVB al 100% ma attraversabili dalle radiazioni del visibile e collocate su una montatura in gomma, tale da garantire sicurezza e comfort adeguato. La loro capacità di bloccare gli U.V. rende merito di elevate proprietà protettive nei confronti delle strutture oculari. Non dimentichiamoci, infatti, che il principale motivo per cui queste lenti vengono acquistate è quello di saper discriminare quantitativamente e qualitativamente le radiazioni elettromagnetiche che attraversano la loro superficie, pur facendo permanere il senso del contrasto e la sensibilità luminosa. La riduzione dell’abbagliamento da un lato, riduce anche la percezione cromatica dall’altro. Conviene prescrivere un trattamento fotocromatico sulle lenti che il bambino usa abitualmente, in quanto si evita in questo modo un cambio frequente di montatura

MODELLO Baby

Kids

Junior

LENTE/ PONTE

TOP TO BOTTON

LUNGHEZZA DIAGONALE

LUNGHEZZA ASTE

ETÀ

35-13

26

35

< 6 mesi

37-13

27

37

< 12 mesi

37-14

28

37

100

12-24 mesi

40-14

28

40

100

2-3 anni

43-15

29

43

110

4-5 anni

45-16

30

45

110-115

6-7 anni

47-17

29

48

110-115

8-9 anni

49-17

30

50

110-125

10-11 anni

51-17

31

52

110-125

12-13 anni

Caratteristiche delle montature pediatriche in rapporto all’età


21. L’occhiale in età pediatrica

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nel passaggio da locali interni all’esterno e viceversa. Queste lenti, costituite da filtri fotocromatici, hanno la caratteristica di modificare la loro colorazione a seconda della radiazione elettromagnetica incidente attraverso un processo chimico reversibile in presenza di calore. Lo strato fotocromatico presente su tutta la lente, le renderà una colorazione uniforme quando questa si scurirà alla luce del sole. Per quanto concerne la struttura, le montature da sole pediatriche devono essere resistenti e, al tempo stesso, leggere e maneggevoli, possibilmente senza parti metalliche che possano causare traumi oculari in caso di rottura. È necessario rispettare le regole già espresse nei paragrafi precedenti, vale a dire un ponte basso e un frontale con anelli ben centrati, tale da assicurare un campo visivo ampio e uniforme, con copertura pressoché globale dell’occhio e una lunghezza delle aste che deve essere adeguata al volto, onde evitare che l’occhiale scivoli sul naso o prema contro le tempie. Il materiale deve preservare la pelle del bambino dalle allergie e non deformarsi col calore del sole.

21.8 Conclusioni Quanto scritto in questa breve trattazione sulla prescrizione dell’occhiale in età pediatrica costituisce un supporto per oculisti, ortottisti e ottici riguardante la prescrizione e l’uso di montature e lenti pediatriche ma si caratterizza altresì come un presupposto fondamentale da cui dover partire. Dopo la prescrizione, infatti, si situa la scelta ed infine l’applicazione per la quale risulta determinante la compliance del paziente ed il monitoraggio da parte dei genitori dell’uso che il bambino fa degli occhiali, soprattutto se i vizi di refrazione da correggere sono di lieve entità e possono essere compensati accomodando. Ricordiamo a tal proposito che un occhiale può essere prescritto anche a scopo ortottico e non soltanto visivo e il suo utilizzo, in questi casi, è connesso alla cura di disturbi sensoriali, ossia alla preservazione della binocularità o di una cooperazione, seppur anomala, tra i due occhi per contrastare i meccanismi di soppressione nel bambino in età plastica e di diplopia nel soggetto pediatrico ormai fuori dai confini dell’età plastica. È molto importante che tutte le figure professionali che ruotano attorno al piccolo paziente siano abili nello spiegare sia ai genitori sia al diretto interessato l’importanza dell’utilizzo dell’occhiale, facendo capire innanzi tutto il motivo per il quale l’occhiale viene prescritto e i benefici che se ne possono trarre da un corretto utilizzo. È necessario guardare principalmente alla funzione visiva oggettiva piuttosto che alla soggettività estetica e prescrivere occhiali considerando che, in problematiche complesse come certe forme di strabismo o nelle ambliopie, un occhiale prescritto dopo un’attenta cicloplegia e ben calzato sul volto può fare la differenza aiutando un recupero visivo che altrimenti risulterebbe più difficoltoso o un controllo dell’angolo di deviazione che tenderebbe a scompensarsi. Per questi ed altri motivi, i precetti precedentemente esposti non devono essere considerati come consigli da seguire orientativamente bensì come parametri tesi alla salvaguardia della salute di tutti i bambini che indossino un paio di occhiali. Al contempo, pur facendo capo a punti di riferimento fermi, la ricerca nel campo dell’ottica non dovrà esimersi dallo svolgere un ruolo predominante nelle strategie di mercato ideando, per mezzo di menti e mani esperte, lenti e montature capaci di andare incontro alle esigenze più disparate, allo scopo di rendere più facilmente risolvibile ogni problematica legata ai processi di sviluppo visivo per gli specialisti della visione e per coloro che vi si affidano con convinzione.


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Capitolo 22 – La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica A. Piantanida, I. Muzza La prescrizione e la gestione delle lenti a contatto (L.A.C.) è considerata a torto un ostacolo insormontabile, il medico oculista e l’ortottista preferiscono non occuparsene e demandare all’ottico (professione ausiliaria dell’arte sanitaria) la gestione ed anche la prescrizione. È bene però prima di procedere alla descrizione delle varie tipologie di lenti a contatto, dei materiali e delle varie applicazioni cliniche, conoscere almeno per sommi capi la normativa italiana e la normativa europea, dove è ben descritto come sia il solo personale sanitario abilitato il responsabile della prescrizione applicazione e gestione delle lenti a contatto. Non è più possibile per i medici oculisti e per gli ortottisti assistenti in oftalmologia esimersi dalla conoscenza almeno per sommi capi sia delle caratteristiche sia dei materiali oggi presenti sul mercato, nonché le diverse possibilità applicative che le lenti a contatto hanno nell’ambito dell’oftalmologia pediatrica. La legge italiana deve farsi risalire al R.D. del 1928 e successive modificazioni, all’allegato IX del DLgs 46/97 e successive modificazioni. Le L.A.C sono considerate dal legislatore: “presidio medico chirurgico di classe II A” per cui invasivo e come tale dovrebbe essere gestito solo da personale sanitario abilitato (D.M. Pubblicato su G.U.18/03/03, art.1 comma 3) R.D. 31 maggio 1928, n. 1334. Regolamento per l'esecuzione della legge 23 giugno 1927, n. 1264, sulla disciplina delle arti ausiliarie delle professioni sanitarie. Art. 12. ¾

Gli ottici possono confezionare, apprestare e vendere direttamente al pubblico occhiali e lenti, soltanto su prescrizione del medico, a meno che si tratti di occhiali protettivi o correttivi dei difetti semplici di miopia e presbiopia, esclusa l'ipermetropia, l'astigmatismo e l'afachia.

¾

E' in ogni caso consentito ai suddetti esercenti di fornire direttamente al pubblico e riparare, anche senza prescrizione medica, lenti ed occhiali, quando la persona che ne dà la commissione presenti loro le lenti o le parti delle medesime di cui chiede il ricambio o la riparazione.

¾

E' del pari consentito ai suddetti esercenti di ripetere la vendita al pubblico di lenti od occhiali in base a precedenti prescrizioni mediche che siano conservate dall'esercente stesso, oppure esibite dall'acquirente

¾

Per l’acquirente delle lenti a contatto necessita sempre, prescindendo dal grado di difetto visivo, la prescrizione del medico oculista, ai fini dell’accertamento, tra l’altro, dello stato di recettività della congiuntiva e di particolari condizioni anatomiche corneocongiuntivali.

¾

L’optometrista - non essendo tale figura riconosciuta nel nostro ordinamento – non può svolgere compiti diversi da quelli consentiti all’ottico

Dalla lettura ed analisi delle leggi e normative italiane si evince chiaramente come il medico oculista e l’ortottista assistente in oftalmologia non possono esimersi dalla conoscenza della contattologia, e che solo il personale sanitario abilitato può e deve gestire la prescrizione e le fasi cliniche dell’utilizzo delle L.A.C. Le lenti a contatto sono un ottimo ausilio terapeutico ed ortottico in molte situazioni cliniche che ri-


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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GUIDA AL CORRETTO UTILIZZO DELLE LENTI A CONTATTO AVVERTENZE, PRECAUZIONI E RISCHI COLLEGATI ALL’USO (Come da Decreto Ministeriale pubblicato sulla G.U. n. 64 del 18/03/03, Art. 1 comma 3) ¾ L’applicazione e l’uso delle lenti a contatto possono essere eseguiti solo quando le condizioni anatomo-funzionali dell’occhio del paziente lo consentono. Esistono infatti alcuni fattori di rischio, rilevabili dallo specialista, che possono risultare responsabili di complicanze o dell’insorgenza di fenomeni di intolleranza. ¾ Il medico specialista e l’ottico applicatore della lente sono consapevoli di tali problematiche e solo dopo un accurato esame del soggetto possono consigliare o meno l’uso delle lenti a contatto. ¾ Omissis……………. ¾ Al fine di evitare danni agli occhi è importante verificare l’assenza di controindicazioni dal medico oculista e sottoporsi a controlli periodici. ¾ Omissis…………. ¾ Consultare il medico per le modalità di utilizzo durante le attività sportive.

Direttiva CEE 93/42 Nell’articolo 1 vengono date definizioni utili a facilitare la classificazione dei vari dispositivi medici: ¾ Dispositivo medico: «qualsiasi strumento, apparecchio, impianto, sostanza o altro prodotto, utilizzato da solo o in combinazione, compreso il software informatico impiegato per il corretto funzionamento e destinato dal fabbricante ad essere impiegato nell'uomo a scopo di: 9

diagnosi, prevenzione, controllo, terapia o attenuazione di una malattia;

9 diagnosi, controllo, terapia, attenuazione o compensazione di una ferita o di un handicap; 9

studio, sostituzione o modifica dell'anatomia o di un processo fisiologico;

9

intervento sul concepimento;

9 la cui azione principale voluta nel o sul corpo umano non sia conseguita con mezzi farmacologici né immunologi. ¾ Accessorio: «prodotto destinato [...] ad essere utilizzato con un dispositivo per consentirne l’utilizzazione prevista dal fabbricante».

Tra le definizioni presenti nell'allegato IX: ¾ Dispositivo invasivo: dispositivo che penetra totalmente o parzialmente nel corpo attraverso un orifizio o una superficie corporea. ¾ Orifizio del corpo: qualsiasi apertura naturale del corpo (anche la superficie esterna del bulbo oculare, quindi le lenti a contatto sono un dispositivo invasivo) o artificiale e permanente (come uno stoma). ¾ Dispositivo medico attivo: «DM dipendente, per il suo funzionamento, da una fonte di energia elettrica o di altro tipo di energia, diversa da quella generata direttamente dal corpo umano o dalla gravità e che agisce convertendo tale energia. Un dispositivo medico destinato a trasmettere, senza modificazioni di rilievo, l’energia, le sostanze o altri elementi tra un dispositivo medico attivo e il paziente non è considerato un dispositivo medico attivo» (dall’allegato IX).

guardano sia la riabilitazione visiva sia i disturbi della motilità oculare. È compito ed obbligo morale sia del medico sia dell’ortottista imparare a gestire ed affrontare la contattologia. L’approccio di base alla contattologia richiede solo la conoscenza di


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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pochi concetti semplici: già saper “guardare” una L.A.C. alla lampada a fessura può considerarsi un successo ed un passo avanti. La normativa europea risulta essere più severa di quella italiana e si basa sulla Direttiva CEE 93/42 sui dispositivi medici. La Direttiva CEE 93/42 sui dispositivi medici (abbreviata in DDM 93/42), pubblicata sulla GUCE (Gazzetta Ufficiale Comunità Europea) nel giugno del 1993, è un documento che riporta i criteri generali da utilizzare nella progettazione e realizzazione di alcune categorie di dispositivi medici, vigente negli stati dell’Unione Europea. Gli attori principali che entrano in gioco nell’applicazione di lenti a contatto sono principalmente il medico oculista che diagnostica uno status e lo referta, il contattologo, che dovrebbe identificarsi con una figura sanitaria completa quale l’ortottista assistente in oftalmologia, preposto all’espletamento della pratica applicativa di lenti a contatto ed il costruttore che deve poter fornire sempre tecnologia e soluzioni per le più disparate situazioni di compensazione ottica con lenti a contatto. Il contattologo studia una specifica circostanza applicativa sulla base di una determinata necessità correttiva di un’ametropia semplice, di una situazione patologica che possa influire sullo sviluppo del sistema visivo specie nell’età pediatrica, di un disturbo della motilità oculare, di patologie corneali o postumi di chirurgia refrattiva, mentre il costruttore prevede uno studio di fattibilità di uno specifico progetto-lente, anche fuori da schemi predefiniti standardizzati. È possibile cioè ottenere la costruzione di lenti a contatto personalizzate in base alle differenti esigenze della patologia da gestire. Esistono quattro casi canonici dove ha un senso proporre l’uso delle L.A.C. in età pediatrica ai fini riabilitativi: – Cataratta congenita operata, afachia – Malformazioni congenite (es. aniridia, coloboma irideo, albinismo, nistagmo) – Anisometropia elevata (es. miopia unilaterale elevata) o difetti rifrattivi elevati od irregolari (es cheratocono) – Ambliopia (laddove non è gestibile l’occlusione per mancata compliance o per impossibilità fisica o psicologica del paziente). Non esiste un’età nella quale non si possano indossare le lenti a contatto: è possibile fin dai primi giorni di vita. Nella gestione delle diverse situazioni cliniche cui ci troviamo di fronte risulta fondamentale il ruolo dei genitori che devono contribuire attivamente in tutte le fasi applicative, i bambini infatti hanno un’ottima compliance nei confronti delle lenti a contatto se sono rassicurati dalla figura genitoriale. Ruolo fondamentale è anche quello del personale sanitario sia del medico oculista sia dell’ortottista nell’applicazione delle lenti a contatto. Essi devono saper conoscere i vari materiali, le manovre di igiene, le manovre corrette di manipolazione e gestione delle lenti a contatto, la conoscenza di base delle patologie e delle conseguenze di errato utilizzo e fitting delle lenti a contatto.

22.1 Quando le lenti a contatto nei bambini Nei primi 6/8 mesi di vita la visione si modifica da “bioculare” a binoculare, con la possibilità di vedere gli oggetti come solidi e tridimensionali. In presenza di anisometropie o ametropie elevate l’applicazione di lenti a contatto può risultare l’unico ausilio utile per garantire lo sviluppo binoculare senza creare confusione ed aniseconia. Nei casi di differenze notevoli nella correzione tra i due occhi il recupero della parità


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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visiva, quando la anisometropia è refrattiva, può brillantemente attuarsi con lenti a contatto. Esse sono in grado di minimizzare le differenze d’ingrandimento retinico che possono, in questo tipo di circostanze, attuarsi con lenti oftalmiche. Ciò come abbiamo descritto anche altrove non si attua invece se l’ametropia è di tipo assile. In questi casi infatti è utile ricordare che secondo la regola di Knapp se il centro ottico della lente a tempiale viene posto a livello del fuoco principale anteriore dell’occhio, che nelle ametropie assiali si trova a 15 mm dall’apice corneale, le dimensioni dell’immagine a fuoco sono uguali a quelle dell’immagine che si forma nell’occhio emmetrope, non generando pertanto aniseiconia. Correzioni inadeguate o non correzioni favorirebbero deprivazioni sensoriali e creerebbero uno sviluppo dell’ambliopia. In casi di elevato astigmatismo, le possibilità di compensazione sono efficaci sia con lenti a contatto rigide gas-permeabili sia con lenti a contatto morbide: queste ultime consentono, al contrario di quanto si crede comunemente, correzioni fino a 10 D di cilindro. Ovviamente, quando si parla di compensazione ottica di cilindri così importanti non si parla più di lenti a contatto a ricambio frequente (L.A.C. disposables) ma di prodotti che vanno prescritti su misura in base alle caratteristiche anatomico funzionali del piccolo paziente. Le lenti a contatto aiutano molto anche nei casi di aniridia congenita, albinismo, coloboma irideo: il recupero visivo funzionale può avvenire con grande efficacia con lenti a contatto morbide, poiché estremamente confortevoli. Nel recupero funzionale da ambliopia è possibile produrre annebbiamento con una lente a contatto morbida di potenza diottrica molto elevata, stimolando di conseguenza l’attività dell’occhio pigro. Tale tecnica viene riservata a quei casi dove la compliance risulta deludente o sia impossibile ottenerla per impossibilità fisica o psicologica del piccolo paziente. Laddove non sia possibile gestire la riabilitazione dell’occhio pigro con l’occlusione mediante bendine o con i filtri di Bangerter, l’ambliopia presente può essere gestita con una L.A.C morbida penalizzante od occlusiva esattamente come si fa con l’occlusione classica. Nello strabismo non esistono lenti a contatto specifiche ma nel caso questo disturbo sia collegato ad un difetto refrattivo che influenzi la motilità oculare si può ricorrere all’uso delle lenti a contatto. Ogni qualvolta la correzione a tempiale, specie nelle elevate ametropie, influenzi in maniera negativa la posizione dei bulbi oculari per i noti effetti prismatici delle lenti è consigliabile ricorrere all’utilizzo delle lenti a contatto. Queste ultime infatti non esercitano l’effetto prismatico tipico delle lenti tradizionali, di fatto aiutando a controllare una eventuale aumento della deviazione oculare presente per effetto della correzione del vizio refrattivo. Per essere più chiari l’utilizzo delle lenti a contatto nei pazienti strabici è consigliabile nei pazienti esotropici miopi o che diventano miopi con la crescita, nei pazienti esoforici miopi o che diventano miopi con la crescita in quanto le L.A.C. consentono di evitare l’effetto prismatico convergente delle lenti a tempiale qualora il decentramento temporale delle stesse non sortisca l’effetto sperato. Lo stesso dicasi nei pazienti exotropici ipermetropi o nei pazienti exoforici ipermetropi dove le L.A.C. consentono di evitare o ridurre l’effetto prismatico divergente delle lenti a tempiale qualora il decentramento temporale delle stesse non sortisca l’effetto sperato. Le lenti a contatto risultano anche particolarmente indicate nel caso di nistagmo sia oscillatorio che rotatorio. In questi casi si utilizza una lente morbida poiché solidale ai movimenti del bulbo. Esse permettono di aumentare sensibilmente il numero delle foveazioni (il paziente riferisce di vedere “di più”) ed in parallelo consentono di migliorare la qualità di ciascuna foveazione (il paziente riferisce di vedere “meglio”). Anche una lente a foro stenopeico può risultare estremamente efficace nel migliorare le foveazioni migliorando la capacità di fissazione. Il paziente con nistagmo che utilizzi le lenti a contatto ha l’opportunità di utilizzare molto di più


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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il centro ottico della correzione, con la conseguente diminuzione delle aberrazioni prismatiche e delle distorsioni che caratterizzano l’immagine percepita. È stato dimostrato che esiste una componente propriocettiva (feedback propriocettivi) che influisce sulla regolamentazione dei movimenti oculari migliorando ulteriormente i processi di foveazione. In questi casi specifici un ruolo di fondamentale importanza viene rivestito dalla progettazione personalizzata della LAC, ed in particolare dalla valutazione della sua dinamica. Il controllo della progressione miopica è un termine di recente specializzazione che vede nella lente a contatto un valido partner per contrastarne l’aspetto evolutivo. Il metodo di contrasto alla progressione della miopia è condotto con lenti a contatto morbide tradizionali. Esistono molte teorie non ancora certificate da un numero di studi sufficienti, sull’utilizzo di lenti a contatto multifocali centro-lontano per il controllo della progressione miopica. Lo scopo è di generare una maggior coerenza di fuoco sulla curvatura retinica contenendone, in questo modo, lo shift ipermetropico periferico. Dalla diagnosi patologica o post-chirurgica si passa alla progettazione; questo tipo di approccio potrebbe essere definito “contattologia specialistica”. Il percorso applicativo prevede il recupero visivo attraverso la regolarizzazione del cammino ottico secondo il principio della corneo conformità in ottemperanza ad una coerenza di forma con la topografia corneale, perseguendo il fine di allineare perfettamente una lente a contatto con la cornea, ossia ottenendo un rispetto morfo-metabolico corneale. La contattologia è una disciplina caratterizzata dalla costante ricerca scientifica per poter creare sempre una migliore biocompatibilità e miglior comfort. I materiali impiegati costituiscono l’elemento centrale attorno a cui ruotano gli studi dei ricercatori e sono in continua e rapida evoluzione. In oftalmologia pediatrica la classica patologia dove risulta indispensabile l’utilizzo delle lenti a contatto è l’afachia chirurgica post intervento di cataratta congenita per consentire un buon recupero funzionale visivo. Solitamente vengono impiegate lenti a contatto morbide positive lenticolari a porto esteso o su base giornaliera. Nei casi ove è necessario un porto esteso della lente a contatto viene utilizzato un polimero in silicone hydrogel. È anche possibile ripristinare artificialmente la funzionalità accomodativa con lenti a contatto multifocali nei casi di afachia da cataratta congenita: multifocali a visione simultanea o multifocali a traslazione.

22.2 Le multifocali a visione simultanea Questo tipo di lente a contatto rientra nella categoria delle lenti a contatto morbide grazie alla garanzia di maggior stabilizzazione. Nell’osservazione distale la porzione periferica della lente attua la perfetta messa a fuoco a livello retinico. Contemporaneamente, i raggi luminosi provenienti dall’infinito incidono anche sull’area centrale della lente, preposta per una focalità prossimale; in questo caso il fuoco immagine si forma molto prima della retina ed il segnale dell’immagine è talmente sfuocato, una volta raggiunta la retina, da essere soppresso a livello cerebrale. Nell’osservazione prossimale, la porzione centrale della lente che, come abbiamo detto è preposta a soddisfare la capacità visiva per vicino, focalizza perfettamente sulla retina. Nel contempo i raggi luminosi incidendo sulla periferia della lente incontrano una focale di minore entità producendo un’immagine oltre la retina, salvo incontrare uno sbarramento attuato dal forame pupillare che si chiude grazie alla miosi dovuta al riflesso accomodativo. (Figura 1, Figura 2, Figura 3)


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Figura 1. Struttura delle lenti a contatto a visione simultanea

Visione per lontano

Figura 2. Lenti a contatto a visione simultanea, visione per lontano

Visione per vicino

Figura 3. Lenti a contatto a visione simultanea, visione per vicino

22.3 Multifocali a traslazione Nella visione alternata, il centro della lente è sempre preposto per la visione al punto remoto, in sguardo primario, mentre il passaggio all’area per vicino, ubicata nella periferia della lente, avviene in funzione della traslazione dal basso verso l’alto della stessa conseguentemente alla rotazione del bulbo verso il basso, nell’osservazione al punto prossimo. (Figura 4, Figura 5)


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Visione per lontano

Figura 4. Lenti a contatto a traslazione. Visione per lontano

Visione per vicino

Figura 5. Lenti a contatto a traslazione. Visione per vicino

22.4 I materiali delle lenti a contatto In generale, i materiali adottati in contattologia possono essere suddivisi in duri o rigidi, morbidi o flessibili ed ibridi. Nella contattologia pediatrica i materiali morbidi sono i più indicati e sono distinti in hydrogel (a bassa o media idrofilia) elastomeri o biopolimeri, quali il silicone hydrogel, il glicerolo metalcrilato e la fosforicolina. All’hydrogel vengono spesso aggiunti agenti umettanti con lo scopo di rendere le lenti a contatto biomimetiche in modo che mantengano l’idratazione corneale con l’ammiccamento. Purtroppo però tali lenti a contatto richiamano molta acqua e non controllano il rilascio in ambiente oculare in maniera graduata. Il silicone hydrogel ha permesso alle lenti a contatto non solo la maggior confortevolezza, ma anche la capacità di lasciar passare elevate quantità di ossigeno. Questo contribuisce a ridurre i segni indotti della carenza di ossigeno permettendo un elevato numero di ore di porto. Materiale nato nel 1999, aumenta il DK ossia la permeabilità all’ossigeno, riduce l’idrofobicità del solo silicone, permettendo un adeguato passaggio di fluidi e possiede una buona resistenza alla disidratazione. Tali lenti a contatto attenuano sintomi di secchezza ma aumentano il rischio di erosioni epiteliali arcuate superiori per elasticità del materiale, ora in parte diminuite con nuovi materiali. Da ultimo va ricordato che il silicone hydrogel aumenta i depositi lipidi per idrofobicità, per cui è necessaria un’attenta pulizia per la quale viene impiegato il perossido di idrogeno. Esistono tre grandi categorie di lenti a contatto in silicone hydrogel.


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Il silicone hydrogel di prima generazione: tali lenti a contatto vengono sottoposte ad un trattamento superficiale al plasma. Tale materiale migliora la bagnabilità della lente e la resistenza alla formazione di depositi ed una minor tendenza alla disidratazione. Questa tipologia di lenti a contatto viene percepita maggiormente a causa della ridotta elasticità creando un maggior disconfort. Le lenti a contatto con trattamento al plasma inoltre creano tendenzialmente un accumulo di depositi nell’arco della giornata. Il silicone hydrogel di seconda generazione: le lenti a contatto in questo materiale nascono per migliorare la permeabilità all’ossigeno e garantire un miglior confort. Queste lenti presentano incorporato all’interno un agente a permeabilità permanente (tecnologia Hydraclear) per migliorarne la flessibilità ed il potere lubrificante senza la necessità di un trattamento di superficie. Il silicone hydrogel di terza generazione: queste lenti a contatto non presentano né trattamenti di superficie, né agenti umettanti. Sono materiali naturalmente bagnabili capaci di mantenere la componente acquosa della lente a contatto (tecnologia Aquaform). Il silicone hydrogel lega l’ossigeno presente nelle molecole d’acqua, ed è caratterizzato da catene in silicone più lunghe, con minor impiego di silicone, aumentando con ciò la trasmissibilità all’ossigeno e rendendo la lente più morbida e flessibile. Tali lenti a contatto si caratterizzano per una migliore resistenza alla formazione di depositi ed alla disidratazione. Il silicone viene utilizzato soltanto in situazioni particolari, quali l’afachia chirurgica specie nella primissima infanzia. La lente a contatto più utilizzata nei neonati afachici è la lente Silsoft. È una lente estremamente morbida, ottima per l’uso prolungato, fatta al 100% di polimeri di silicone. Il suo vantaggio risiede soprattutto nell’elevata trasmissibilità di ossigeno, ma l’elevata aderenza all’epitelio corneale impedisce al film lacrimale di sostituire rapidamente e efficacemente quello evaporato attraverso la lente, penetrando soltanto attraverso i bordi della lente a contatto stessa. Tendono a formare depositi lipidici facilmente e possono essere le uniche sicure a porto prolungato. Il glicerolo metacrilato ha la caratteristica di mantenere un buon bilanciamento idrico, si disidrata lentamente nell’utilizzo e si reidrata velocemente durante l’ammiccamento. La fosforicolina è una sostanza biomimetica (principale fosfolipide di membrana degli eritrociti), che rientra nei materiali con “inerzia chimica” simili alla superficie oculare per poter ostacolare la formazione di depositi e consentire un’idratazione costante. Venne incorporata nell’hydrogel nel 1995. Consente un’idrofilia costante ed elevata, una maggiore resistenza alla disidratazione, una minor sensibilità alle variazioni di temperatura, e rende le lenti a contatto più resistenti alla formazione del biofilm batterico. Le proprietà dei materiali utilizzati in contattologia sono fondamentali per una corretta applicazione che rispetti la corneo conformità. Le caratteristiche morfologiche e strutturali delle lenti a contatto infatti devono adattarsi alle caratteristiche dinamiche e fisiologiche dell’occhio. La permeabilità all’ossigeno o DK risulta essere fondamentale per una buona tollerabilità della lente a contatto, poiché la presenza di ossigeno è un fattore indispensabile per il metabolismo corneale. La capacità di trasmettere ossigeno o trasmissibilità viene indicata come valore DK/t, dove D corrisponde al coefficiente di diffusione del gas attraverso il materiale, K è la costante che indica la quantità di ossigeno presente nel materiale stesso, e t indica lo spessore della lente a contatto. La bagnabilità è la capacità di un liquido di ricoprire una superficie solida, è fondamentale per il mantenimento del film lacrimale, condizione necessaria per la compatibilità tra occhio e lente.


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Infine la biocompatibilità è la mancanza assoluta di reazioni avverse da parte dell’organismo verso un materiale. Le lenti a contatto gas permeabili, note anche come lenti semirigide, hanno una durata maggiore rispetto a quelle morbide, ma rivestono un ruolo pressocchè nullo nell’applicazione contattologica pediatrica per motivi sia di disconfort oculare, specie nelle prime applicazioni, sia di maneggevolezza, pur garantendo all’occhio una costante ossigenazione. Grazie a questa caratteristica possono essere indossate per un numero di ore più elevato rispetto alle lenti morbide. I continui sviluppi della contattologia con lenti a contatto semirigide o RGP (Rigide Gas Permeabili), orientati verso nuovi polimeri, geometrie ed innovativi trattamenti di superficie, consentono di esaminare interessanti opportunità per incrementare le performance di queste lenti a contatto. I principali materiali sono il fluoro-silicone acrilato ad elevatissima permeabilità (DK 100, Boston XO), il fluoro-silicone acrilato con matrice polimerica Aercor (DK 18, Boston ES), il fluoro-silicone acrilato ad elevata permeabilità (DK 61, Paragon-fluoroperm 92), ed il fluoro-silicone acrilato a media permeabilità (DK 65, Contamac optimum comfort). Concludendo possiamo affermare che la prescrizione di lenti a contatto in età pediatrica dovrebbe essere utilizzata più diffusamente. Come abbiamo visto esistono situazioni cliniche fin dalla più tenera età che necessitano dell’utilizzo delle lenti a contatto per consentire un corretto sviluppo del sistema visivo del bambino. Ma a partire dalla pre-adolescenza l’utilizzo delle lenti a contatto non deve spaventare, anzi vi sono risvolti positivi nel miglioramento della qualità della vita, oltre ad ottenere una maggiore libertà nelle attività sportive ed outdoor. Le lenti a contatto sono importanti anche sotto il profilo psicologico soprattutto nelle delicate fasi adolescenziali dove l’aspetto almeno estetico di un occhiale può generare un “handicap psicologico”. In un bambino l’adattamento è più rapido di un adulto nei confronti sia di un disconfort fisico sia visivo, apprende molto velocemente la modalità di inserimento e rimozione e le istruzioni impartite. La letteratura scientifica ha dimostrato infatti che il tempo di apprendimento nell’inserimento / rimozione tra bambini e “teenagers”, questi ultimi considerati soggetti più consapevoli, sono pressoché similari.

22.5 L’occhio ed i parametri pediatrici Fondamentale per poter applicare in maniera corretta una lente a contatto in età pediatrica è conoscere le misure delle varie parti del bulbo oculare per poi poter valutare i parametri delle lenti corneali idonee. In età pediatrica la parte di bulbo oculare esposta rispetto a quella dell’adulto è molto minore poiché la rima palpebrale risulta più piccola consentendo una minor esposizione corneale che si riduce ulteriormente in presenza di epicanto marcato o inverso. Tale morfologia della zona palpebrale aumenta le difficoltà di applicazione delle lenti a contatto per un minor spazio disponibile alle manovre di inserzione, in considerazione anche del fatto che le dimensioni del bulbo raggiungono proporzioni molto simili a quelle dell’adulto già tra il secondo ed il terzo anno di vita, creando la necessità di applicare lenti a contatto con parametri simili a quelli dell’adulto. L’incremento della lunghezza assiale del bulbo oculare avviene in modo molto rapido nei primi mesi di vita e prosegue abbastanza velocemente fino ai 2 anni di età. Segue una fase di crescita costante che mano a mano rallenta fino a raggiungere una lunghezza assiale inferiore di circa 1 mm rispetto a quella dell’adulto ai 6 anni di vita. Anche la curvatura corneale ha un incremento costante nell’infanzia fino a raggiungere dimensioni simili a quelle dell’adulto verso i 3 anni (Tabella 1, Tabella 2).


22. La prescrizione delle lenti a contatto in età pediatrica

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Il diametro corneale, parametro utile per l’applicazione delle lenti a contatto parte da una dimensione media di circa 9 mm. alla nascita per poi raggiungere 10,2 mm. all’anno, 11,5 mm. ai due anni e 12 mm. ai tre anni.

ETÀ

VALORI CHERATOMETRICI

Pretermine

da 51,75 D a 63,30 D

Nascita a termine

da 47,59 D a 49,01 D

1 mese

46,98 D

Da 4 a 6 mesi

da 44,00 D a 46,30 D

1 anno

45,56 D

Da 2 a quattro anni

da 42,69 a 43,69 D

Tabella 1. Valori oftalmometrici nei primi anni di vita

Media dei valori di curvatura corneale in età pediatrica ETA’ IN MESI

MEDIA DEI VALORI OFTALMOMETRICI IN MM

1

6,75

3

7,00

6

7,55

12

7,62

24

7,67

36

7,71

48

7,74

Adulto

7,80

Tabella 2. Valori di curvatura corneale nei primi anni in confronto a quella in età adulta


23. La compilazione della ricetta

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Capitolo 23 – La compilazione della ricetta M. Bifani Al termine di tutto il percorso si giunge alla fase della compilazione della ricetta, in cui tutto ciò che si è fatto, annotato e testato, viene messo nero su bianco, trasformando l’incontro con il paziente in un documento ufficiale. La chiarezza e la fluidità con cui tale documento sarà redatto costituiranno la linea guida su cui l’ottico potrà costruire la lente perfetta per il paziente, rappresentando oltretutto, per noi stessi al prossimo controllo, la traccia di ciò che si è evinto alla visita precedente. Nella redazione della ricetta spesso ci avvaliamo di ricettari prestampati in formato A5, minime dimensioni quindi e scarsissima versatilità della registrazione di dati e test effettuati. Dal punto di vista grafico la ricetta dovrà riportare in alto i riferimenti del medico chirurgo oculista, la data della visita, il nome e cognome del paziente nonché la sua età. Nella zona centrale sarà presente una tabella divisa in due settori, una per l’occhio destro ed una per l’occhio sinistro con annessa scala graduata, da 0° a 180°, relativa all’asse del cilindro. In ogni settore la tabella sarà costituita da tre colonne, relative alla lente sferica, alla lente cilindrica ed all’asse del cilindro; nonché da quattro righe relative alla specifica dell’utilizzo per lontano, a permanenza, per vicino

Riferimenti del medico chirurgo oculista


23. La compilazione della ricetta

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e del prisma, quest’ultima non sempre presente. La riga per lontano farà riferimento all’uso di lenti da utilizzare dai 3m fino ai 60 m e dovrà essere contestualmente associata alla registrazione della lente per vicino la quale garantirà una visione dai 30 cm ai 60 cm, riportandone il valore nella riga per vicino. Nel caso in cui non fosse presente presbiopia si provvederà a registrare i dati nella sola riga a permanenza relativa ad un utilizzo omnicomprensivo. Operativamente si riporteranno i valori diottrici della migliore correzione, ottenuta con i diversi test refrattivi, nei singoli campi di riferimento quali sfera, cilindro e asse del cilindro. È molto importante indicare chiaramente, ed in modo leggibile, il segno +/- anteposto al valore diottrico della lente sferica e/o cilindrica così come va posta molta attenzione alla sezione dell’asse della lente cilindrica. Tale valore viene espresso in gradi e deve essere contestualmente confermato attraverso una linea/freccia disegnata sulla scala graduata. Il sistema di posizionamento dell’asse del cilindro viene oggi universalmente definito secondo il sistema TABO (Technischer Ausschuss fur Brillenoptik), che consiste nell’indicare l’angolo in gradi che l’asse della lente cilindrica forma con il meridiano orizzontale nella metà superiore di una circonferenza ideale; questo angolo va da 0° a 180°, collocando, quindi, il valore 0° sul meridiano orizzontale in corrispondenza dell’orecchio sinistro. Praticamente lo 0° sarà posizionato alla destra dell’esaminatore e la registrazione dell’angolo avverrà in senso antiorario. L’universalità del sistema TABO deriva dal fato che tutte le apparecchiature diagnostiche atte a rilevare l’astigmatismo (autorefrattometri, autocheratometri, topografi ecc.) utilizzano tale sistema rendendo merito della inutilizzabilità del vecchio sistema di rilevazione, in uso peraltro solo in Italia, quale il sistema internazionale. Andranno inoltre registrate tutte le informazioni utili all’ottico al fine di confezionare la lente più adatta al paziente indicandone la tipologia. Oltre a ciò dobbiamo ricordare che la nostra ricetta dovrà illustrare all’ottico quale sia non solo la lente da realizzare ma anche l’occhiale. Infatti se un paziente dovesse presentare asimmetrie facciali o atteggiamenti viziati del capo, sarà opportuno indicare che la montatura dovrà essere dotata di maggior duttilità, tale da poter essere meglio modellata su quell’habitus che abbiamo identificato. Altro valore importante da verificare e registrare è la distanza interpupillare, parametro fondamentale, soprattutto nel caso in cui si voglia prevedere l’acquisto di lenti multifocali o progressive. Questo parametro, reperibile con interpulillometro o semplicemente con un righello durante il test di Hirschberg, va sempre calcolato e registrato, nonostante spesso sia l’ottico a provvedere nuovamente al rilevamento di questo importante dato. In ultimo, ma non per questo banale, la storia clinica del paziente, la sua anamnesi, possono dire tanto sul paziente e ulteriormente confermare quelle che sono state le scelte ottiche da noi disposte. In riferimento a quelle che sono le disposizioni normative, c’è da sottolineare che una ricetta medica è un atto pubblico redatto da un esercente servizio di pubblica necessità. Pertanto anche la semplice prescrizione lenti va datata, firmata e timbrata, in modo da rendere identificabile il medico e salvaguardare lui stesso da problemi che possano in qualsiasi momento occorrere. Sarebbe opportuno però che ciascun professionista provvedesse alla redazione di una propria matrice di ricetta, dando il giusto spazio ad ogni esame oggettivo e soggettivo che egli, nella sua pratica ed esperienza clinica, ritenga opportuno eseguire routinariamente su ogni paziente.


Bibliografia

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Bibliografia

– Sivak JG. Through the Lens Clearly: Phylogeny and Development. The ProctorLecture. IOVS 2004; 45: 740-747. doi: 10.1167/IOVS 03-0466. – Gallenga PE, Baiocchi A, Di Crescenzo F, Gallenga CE, Mincarelli C. Il Sistema visivo. In Schiffer R. editor. Biomeccanica Posturale e Biometria Digitalizzata. Publiedit, Cuneo, 2015. ISBN 978-88-95425-05-4. – Toates FM. Accommodationfunction of the human eye. Physiol Rev 1972; 52:828-863. – Wiesel TN, Raviola E. Myopia and eyeenlargementafterneonatallid fusion in monkeys. Nature 1977; 266: 66-68. – Troilo D, Gottlieb MD, Wallman J. Visual deprivationcausesmyopia in chicks with opticnervesection. Curr Eye Res, 1987; 6 : 993-999. – Gillum W. Mechanisms of accommodation in vertebrates. Ophthalmic Semin. 1976; 1: 253-286. – Garzino A. Modificazione del collagene sclerale nella miopia maligna. Rass It Ottal 1956; 25: 241–274. – Peduzzi M. Manuale di Oculistica. McGraw-Hill Italia, Milano, 2a Ed. 2000. – Balacco Gabrieli C. Aetiopathogenesis of degenerative myopia. A hypothesis. Ophthalmologica (Basel) 1982; 185: 199-204. – Contino F. Ottica fisiopatologica, Edizioni Florio, 1983. – Paliaga G.P. I vizi di refrazione, diagnosi e correzione. Minerva Medica ed. 1988. – Paliaga G.P. I vizi di refrazione, diagnosi e correzione. Minerva Medica ed. 2008. – Paliaga G.P. L’esame del visus. Minerva Medica ed. 1991. – Paliaga G.P. Elementi di statistica in oftalmologia Minerva Medica 2006. – Paliaga G.P. Ambliopia. Minerva Medica 2003. – Frosini R., Campa L., Frosini S., Caputo R. Diagnosi e terapia dello strabismo e delle Anomalie Oculari. SEE ed. 1998. – Piantanida A. Manuale pratico di montature pediatriche. Centro Studi Salmoiraghi & Viganò Publicom 2015. – Bonci E. Aggiornamento in contattologia. Fabiano ed. 2011. – Lupelli L., Fletcher R., Rossi A.L. Contattologia. Medical Books 2004 – Campos E.C. Manuale di strabismo. Ghedini ed. 1994. – Von Noorden G, Campos E.C. Binocular vision and ocular motility. Mosby inc. ed. 2002. – AA.VV. Il museo dell’occhiale. Fabbri, Milano, 1990. – De Lotto E. Dallo smeraldo di Nerone agli occhiali del Cadore. Tipografia Tiziano, Pieva di Cadore, 2000. – De Lotto E. Storia e tecnologia degli occhiali. S. Marco, Trescore Terme, 1966. – Frugoni C. Medioevo sul naso. Occhiali, bottoni altre invenzioni, Laterza, Roma-Bari, 2001. – Riccini R. Gli occhiali presi sul serio. Arte, storia, scienza e tecnologie della visione, Silvana Editoriale, Milano, 2002.


Bibliografia

342

– Piantanida A. “Manuale Pratico di Montature Pediatriche”. Centro Studi Salmoiraghi & Viganò, 2015. – Brooks CW, Borish I. Systemfor Ophthalmic Dispensing. The Professional Press Inc., 1979. – Fannin TE, Grosvenor T. Clinica Optics. Butterworth, 1987. – Irving BM. Clinica Refraction. The Professional Press Inc., 1975. – Meister D, Sheedy JE. Introduction to Ophtalmic Optics. Carl Zeiss Vision, 2008. – Stoner ED, Perkins P. Optical Formulas Tutorial. Butterworth-Heinemann, 1977. – Fiorentini A. Occhi e Occhiali. Firenze, Giunti Barbera, 1967. – Rebaudengo D. Un uomo, una città. Torino, Toso, 1971. – AAVV. “Cose da vedere” preziosi oggetti da vista tra il 1770 e il 1850. Roma, De Luca Editori d’Arte, 2002. – AAVV. Cinema e occhiali. Cento anni di storia di un mito. Bologna, Edizioni Diorama, 1996. – AAVV. Occhiali da vedere. Arte, Scienza e Costume attraverso gli occhiali. Firenze, Istituto e Museo di Storia della Scienza/Carl Zeiss Stiftung, 1985 – AAVV. Occhiali e dintorni. Storie straordinarie di invenzioni rivoluzionarie. Le collezioni del Museo dell’Occhiaie di Pieve di Cadore. Canelli, Fabiano Editore, 2011 – AAVV. Occhiali Italiani. Milano, Edizioni Anfao, 1986 – Acerenza F. Gli occhiali. Milano, BE-MA Editrice, 1988 – Bologna G. Sette secoli a cavallo del naso. Milano, Biblioteca Trivulziana Comune di Milano, 1991 – Conforti A. Schiaffino M. Elogio degli occhiali. Milano, Idealibri, 1990 – Del Vecchio, M. Lunga vista. I Cannocchiali del Museo Luxottica. Milano, Luxottica, 1995 – Ilardi V. Occhiali alla corte di Francesco e Galeazzo Maria Sforza. Milano, Metal Lux, 1978 – Pellissetti G. Occhiali & occhiali. Modena, Zanfi Editori, 1990 – Sicurelli R. Occhi e occhiali nella storia dell’arte/Eyes and eyewear in the history of the arts. Milano, E.F.O.P., 2001 – Vassallo F. I domenicani a Pisa. Pisa, Monastero San Domenico, 1995. – BS 3521, Terms relating to Ophthalmic optics and spectacle frames. Part 1 Glossary of terms relating to ophthalmic lenses (partially replaced by BSEN ISO 13666), BSI, London, 1996. – BS 2738 (Part 1), Spectacle lenses. Specification for tolerances on optical properties of mounted spectacle lenses, BSI, London, 1998. – BS EN ISO 13666, Ophthalmic Optics - Spectacle lenses - Vocabulary, BSI, London, 1999. – Bagolini B, Zanasi MR, Strabologia. Diagnosi e terapia dello strabismo e del nistagmo. Verducci Editore, Roma, 2007 – Campos E, Strabismo. Manuale di diagnosi e terapia. Bononia University Press, Bologna, 2003. – Casini M, Patti I, Piantanida A. Manuale Pratico di Montature. Centro Studi Salmoiraghi & Viganò, 2014.


Bibliografia

343

– Dale RT. Motilità oculare e strabismo. USES, 1988. – Frosini R, Campa L, Caputo R. Diagnosi e terapia dello strabismo e delle anomalie oculomotorie. SEE, Firenze, 1998. – Frosini R, Frosini S. Oftalmopediatria. SEE, Firenze, 2006. – Hitzeman SA. & Myers CO. Comparison of the acceptance of progressive addition multifocal vs. a standard multifocal lens design, Journal of the American Optometric Association 1985;56:706-10. – Jalie M. Ophthalmic lenses and dispensing. Butterworth Heinemann, Oxford, 1999. – Leonardi E. Le alterazioni oculo-motorie. Diagnosi e terapia. Società Editrice Universo, Roma, 1999. – Mele L, Iorio MG, Bifani M. Manuale Pratico di Lenti Oftalmiche. Centro Studi Salmoiraghi & Viganò, 2014. – Paliaga GP. I vizi di refrazione. (IV Edizione), Edizioni Minerva Medica, Torino, 2008. – Paliaga GP. L’esame del visus. Edizioni Minerva Medica, Torino, 1991. – Paliaga GP. Ambliopia. Edizioni Minerva Medica, Torino, 2003. – Rossetti A. Lenti e occhiali. Un manuale di ottica oftalmica. Medical Books, Palermo, 2003. – SOI. Gli strabismi e le anomalie della motilità oculare. Edizione SOI, 2012. – Spielmann A, Gli strabismi. Dall’analisi clinica alla sintesi chirurgica. Fogliazza Editore, Milano, 1994. – Sullivan CM, Fowler CW. Analysis of a progressive addition lens population. Ophthalmic & Physiological Optics 1989;9:163-70. – Tasman W, Jaeger EA. Duane’s Clinical Ophthalmology, Lippincott ed., 2002. – von Noorden GK, Campos EC. Binocular Vision and Ocular Motility: theory and management of strabismus. Mosby Inc. St. Louis, Editor in chief: Richard Lampert, 6th Edition, USA, 2002. – Young JM. & Borish IM. Adaptability of a broad spectrum of randomly selected patients to a variable design progressive lens: report of a nationwide clinical trial. Journal of American Optometric Association 1994;65:445-50.


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