Biofísica de la visión

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Biofísica de la visión

  1. 1. PRINCIPIOS DE ÓPTICA APLICADA AL SISTEMA DE VISIÓN HUMANO Dr José Young
  2. 2. LUZ: es una ondaelectromagnética. Compuesta porun campo eléctrico oscilante y unomagnético, también oscilante,mutuamente perpendiculares
  3. 3. Fotón:cada una delas partículasqueconstituyen laluzLuz visible:400 a 700 nmfotometríaópticaLumen
  4. 4. Luz no visible
  5. 5. Radiación ultravioleta• mayor energía que la luz visible• transformación de algunas moléculas en vitamina (Vit D)• Fototerapia: – terapéutica de elección y la más difundida para el tratamiento de la ictericia neonatal.• aumenta el riesgo de cáncer de piel• UV-A = onda larga (400-315nm)• UV-B = media (315-280)• UV-C= corta (280-100; germicida)
  6. 6. Fototerapia: fotoisomerización de BR
  7. 7. La luz UV con longitudesde onda menores que 280nm es germicida
  8. 8. Cáncer de piel• Es la forma de cáncer más común en los Estados Unidos• Los dos tipos más comunes son el cáncer de células basales y el cáncer de células escamosas• La dosis de eritema media (DEM) es la cantidad de radiación que se necesita para que se produzca enrojecimiento en la piel de una personaFototipo de piel Color de la piel no Sensibilidad a la Descripción expuesta radiación I Blanca Muy sensible Siempre se quema con facilidad, nunca se broncea. II Blanca Muy Sensible Siempre se quema con facilidad. Se broncea mínimamente y con dificultad III Blanca Sensible Se quema mínimamente. Se broncea de manera gradual y uniforme, (café claro). IV Café Clara Moderadamente sensible Se quema mínimamente. Siempre se broncea bien. (café moderado). V Café Mínimamente sensible Rara vez se quema. Se broncea intensamente (café oscuro). VI Café oscuro o negro Insensible o Nunca se quema. Se broncea mínimamente sensible intensamente (café oscuro o negro).
  9. 9. ¿Cómo afectan los rayos UV a la piel humana?• Uno de los efectos más evidentes de la radiación UV-B (media) es la quemadura del sol, conocida como eritema• Pueden dañar el material genético de las células y causar cáncer (formación de dímeros de timidina). • Para las personas de piel clara, la exposición a elevados niveles de UV-B a lo largo de la vida, aumenta el peligro de cáncer cutáneo sin melanoma. • Los investigadores han sugerido que este tipo de cáncer podría aumentar en 2% cada vez que 1% el ozono estratosférico
  10. 10. MelanomaA. de AsimetríaB. de Borde, porque la mayoría de los melanomas iniciales tienen bordes irregulares y festoneadosC. de Color, que en el caso de los melanomas no es homogéneoD.de Diámetro (si es >6 mm)E. de Evolución. ‘
  11. 11. Rayos X• Son producidos por la desaceleración de electrones producidos en el cátodo (generalmente un filamento de tungsteno) al chocar con un metal – En un tubo con gas que contiene un cátodo de aluminio que acelera partículas hacia el ánodo donde está la placa o blanco• Interactúan con el material biológico: son absorbidos, son transmitidos y generan iones• Atraviesan cuerpos opacos e imprimen películas fotográficas• La radiación X es de uso amplio en Medicina – estudios de huesos y de articulaciones – para diagnosticar problemas en tejido blando
  12. 12. Principios de óptica el ángulo de reflexión “r” es igual al ángulo de incidencia “i” medidos• Rayos de luz respecto a la perpendicular a la• Incidente; Reflejado; Refractado superficie
  13. 13. • Refracción• índice de refracción n: razón de la velocidad de la luz en el vacío c a la Transmisión de rayos de luz en la fibra óptica. velocidad de la luz en el medio v• la Ley de Snell: n1 sen i = n2 sen r• pipas de luz o fibras ópticas• Endoscopio• Citoscopio
  14. 14. Cistoscopia
  15. 15. Absorción de energía• La energía de la luz absorbida se manifiesta como calor• En medicina la luz infrarroja se usa para calentar tejidos• Fluorescencia: cuando se absorbe un fotón, es emitido otro fotón pero de menor energía • detección de la porfiria (deficiencia en las enzimas que intervienen en la biosíntesis del grupo hemo) ésta se presenta como una fluorescencia roja cuando se irradian los dientes con luz uv.
  16. 16. Lentes+ -
  17. 17. Desviación de la luz por las lentes.A. La lente convergente (+) concentra los rayos de luz.B. La lente divergente (-) separa los rayos de luz.
  18. 18. Dioptría D=1/F Es la unidad que expresa con valores positivos (convergente) o negativos (divergente) el poder de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros. una lente cuya longitud focal sea de +1 metro, tendrá una potencia de 1 dioptría y una lente de +2 dioptrías es una lente convergente de distancia focal igual a 0,5 metros
  19. 19. Formación de la imagen yAnatomía básica
  20. 20. Formación de la imagen y distancia focal
  21. 21. Formación de la imagen • Concepto de foco: es el punto donde convergen los rayos de luz originados desde un punto en el objeto observado • Distancia focal: es la distancia entre el centro óptico de la lente y el foco cuando se enfoca hacia el infinito. • Cálculo del tamaño de la imagen: ley de triángulos semejantes usando el modelo de ojo reducido
  22. 22. Árbol 1,8 m Distancia = 5m N Diámetro AP del ojo 2,3 cm F’N N= 0,6 cm AP FN AP-N Q’F’ F’N Q’F’ = (QF)Imagen imagen-N = FP+N = QF FNObjeto Objeto+N F’N 2,3cm-0,6cm (180cm) Q’F’ = (QF) Q’F’ = FN 500cm+0,6cm Q’F’ = 1,7 (180cm) = 0,611 cm N= punto nodal 500,6
  23. 23. Sistema óptico del ojo humano humor vítreo humor acuoso
  24. 24. • Estructura transparente• Tres capas1. Epitelio corneal2. Estroma3. Endotelio• 44 dioptrías• Cataratas
  25. 25. During phacoemulsification — the mostcommon type of cataract surgery — therapidly vibrating tip of the ultrasound probebreaks up the cataract, which your surgeonthen suctions out (top). After removing thecataract, your surgeon inserts the lensimplant into the empty capsule where thenatural lens used to be (bottom).
  26. 26. 44 D
  27. 27. Cristalino• El índice de refracción del cristalino depende de las proteínas que lo forman, por eso su poder de refracción es mayor que el de los líquidos que lo limitan. – La proteína MIP26 (“major intrinsic protein”) del cristalino funciona como un canal iónico, que permite que las fibras del cristalino funcionen como un sincitio (gap junction) iónico y eléctrico – MIP26 extrae agua del cristalino y mantiene la transparencia. – Con la técnica de patch clamp se han identificado cerca de 9-11 canales de potasio, hay varios canales no selectivos de cationes• Es una lente que permite enfocar los objetos y concentrar la luz.
  28. 28. Mecanismo de enfoqueMecanismo de acomodación: variación del diámetro antero-posterior de la lente por medio de acción del músculo ciliar sobre elligamento suspensorio que está unido a la lente
  29. 29. Retina: capa más interna del globo ocular y donde se localizan los receptores.
  30. 30. Conos (5-8mm)• Visión fotópica• A colores• Mayor umbral• Pigmentos fotosensibles • RodopsinaBastones (2-5mm)• Visión escotópica• Menor umbral: sensible a 5 fotones• Vm= -30mV (canal de Na+ parcial/ abierto)
  31. 31. Conversión de energíalumínica en potencialesde acción:1. Reacción de la rodopsina2. Transducina (Prot G)3. PDE:  cGMP
  32. 32. Ca2+ Ca2+ oscuridadMecanismo de transducción de la luz
  33. 33. Receptor CELULA HORIZONTALCELULA BIPOLAR CELULA GANGLIONAR NERVIO OPTICO
  34. 34. EVALUACIÓN DEL SISTEMAVISUAL
  35. 35. CAMPIMETRIA
  36. 36. • Es la capacidad de discriminar detalles finos de un objeto – Objetivos de determinar la agudeza visual » Determinar la integridad neurológica de los componentes del sistema visual » Determinar la precisión del enfoque retiniano » Evalúa la función de la mácula » Al comparar la AV sin corrección con la AV con corrección se determina la necesidad de prescribir la corrección » También se puede utilizar para medir el éxito de un tratamiento correctivo
  37. 37. Medición de la agudezavisual en la clínica• Cartilla o tabla de Snellen – Cada línea de letras (optotipos) tiene una fracción que señala el valor de la agudeza visual que tiene el sujeto que puede leer la línea de letras• Normal: 20/20• 20/200 o sea que ve menos = 10% de visión, es miope
  38. 38. Test para astigmatismo Verifique si alguna o algunas de las líneas se ve borrosa o más clara http://www.opeluce.tecnoplace.co m/test/testagudeza.php#
  39. 39. • El ojo humano es capaz de percibir colores. Esta propiedad se debe a la presencia de pigmentos fotosensibles en los conos.• Las opsinas se encuentran tanto en conos como en bastones y sufren una serie de cambios químicos cuando son excitadas por la luz.• Los conos son sensibles a los colores azul, verde y rojo. – Eritropsina - luz roja de 560 nm – Cloropsina – luz verde de 530 nm – Cianopsina – luz azul de 430 nm (Los bastones tienen rodopsina)
  40. 40. Estos tres tipos deconos dan lugar a la visión tricromática que poseen la mayoría de los humanos
  41. 41. Rodopsina activa Vit A Pigmento carotenoide
  42. 42. TEST DE ISHIHARA

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