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Nuevas aplicaciones clínicas para óptica adaptativa en imágenes retinianas
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En los próximos años, los médicos clínicos deberán tener a su alcance una variedad de configuraciones de óptica adaptativa que permitirán la detección temprana de la retinopatía, lo que podría conducir eventualmente a la intervención temprana y a mejores resultados.
La óptica adaptativa (adaptive optics, AO) permite la observación de cambios sutiles en la retina en un mayor grado de lo que puede observarse con las imágenes convencionales, según el Dr. David R. Williams, director del Centro de Ciencias de la Visión de la Universidad de Rochester, en Nueva York.
“Se pueden ver las pérdidas de fotorreceptores únicos en la retina. Por lo tanto, es posible realizar un seguimiento del progreso de la retinopatía o de la eficacia de la terapia de un modo mucho más efectivo y en períodos más cortos,” comentó Williams.
Corrección de aberraciones
En 1997, Williams fue el primero en demostrar técnicas de AO para la corrección de aberraciones de mayor grado. En 2012, fue reconocido con el premio Champalimaud Vision Research por su trabajo pionero en AO y sus contribuciones al campo a lo largo de su carrera.
“Sus técnicas neutralizan la gran cantidad de aberraciones complejas que distorsionan los rayos de luz que transitan las estructuras oculares en el recorrido de ida a la iluminación de la retina y el recorrido de vuelta al equipo que graba la apariencia de la retina,” comentó el Dr. Alfred Sommer, MHS, de Champalimaud Foundation, acerca de Williams durante la conferencia de entrega de premios de la Association for Research and Vision in Ophthalmology Champalimaud en 2013.
Una de las principales limitaciones en el desarrollo de las terapias para el ojo es la insensibilidad de las mediciones de la función retiniana, según Williams.
“La agudeza visual, por ejemplo, es notablemente deficiente en la detección de la progresión de ciertas enfermedades, como el glaucoma,” mencionó. “Con el glaucoma, se puede tener una agudeza visual normal pero con una devastación de la retina.”
Al mencionar a un paciente con agudeza visual normal, pero con una pérdida de fotorreceptores del 30%, Williams dijo “la medición clínica convencional del rendimiento visual no debería mostrar nada, pero con la AO se puede ver que este paciente ha perdido una gran cantidad de fotorreceptores.”
Dentro de los próximos años, habrá mejores instrumentos de AO disponibles en el mercado, dijo Williams.
Imágenes combinadas
“Una de las características maravillosas de la AO es su compatibilidad con prácticamente cualquier otra modalidad,” comentó Williams. “Por ejemplo, Canon está desarrollando un sistema de AO que también está equipado con imágenes confocales: un oftalmoscopio de barrido láser. Durante años, gracias al trabajo del Dr. Austin Roorda, en la Universidad de Houston, hemos utilizado esta combinación de tecnologías en el laboratorio para un mejor rendimiento general.”
Del mismo modo, dispositivos en desarrollo que combinan la AO con la tomografía de coherencia óptica (optical coherence tomography, OCT) proporcionan una resolución axial que es “comparable a los mejores sistemas de OCT más las ventajas adicionales de la resolución transversal de la AO,” dijo Williams. Mientras que la OCT puede alcanzar una resolución en el orden de 3 µm de profundidad en sentido axial en la retina, la AO toma las otras dos dimensiones espaciales (x e y) para una resolución de 2-µm para ambas dimensiones, mencionó Williams.
“Tal como demostró el Dr. Donald T. Miller, de la Universidad de Indiana, junto con otros, al combinar la AO con la OCT, se logra una resolución de 3-µm o menos en las tres dimensiones espaciales de la retina, permitiendo de este modo la reconstrucción volumétrica de la retina a una escala microscópica,” comentó Williams.
El Dr. Stephen A. Burns, también de la Universidad de Indiana, demostró las ventajas de combinar la AO con las imágenes de campo oscuro, según Williams.
“Esto proporcionará mejores métodos para visualizar el flujo sanguíneo, por ejemplo,” mencionó.
Williams y su colega, la Dra. Jennifer J. Hunter, están desarrollando imágenes de fluorescencia, de uno y dos fotones, en combinación con la AO.
“Estamos en medio de una revolución respecto de nuestra capacidad para controlar la actividad en células únicas usando marcadores fluorescentes,” dijo. “Finalmente, podremos insertar estas sondas fluorescentes en la célula de la retina que deseemos. Podremos controlar la salud y la actividad de procesos bioquímicos específicos en aquellas células utilizando estos fluoróforos.”
Las imágenes de dos fotones, que permiten examinar el comportamiento de las moléculas que fluorescen en la región espectral ultravioleta, son inaccesibles con las imágenes de fluorescencia normales o las imágenes retinianas normales de cualquier tipo, según Williams.
“Esto abre una nueva variedad de compuestos en el ojo que podemos controlar,” mencionó.
De todas las tecnologías de imágenes pendientes, la que más entusiasma a Williams es la de las imágenes de fluorescencia, porque permite el estudio tanto de la estructura como de la función en los ojos enfermos, comentó Williams.
“Sin embargo, nos llevará un tiempo. Aún no contamos con aprobación para usar estos fluoróforos en el ojo humano,” mencionó.
La ingeniería genética es solo un método para introducir compuestos fluorescentes en células. Según Williams, él y su colega, el Dr. William H. Merigan, están utilizando actualmente técnicas de fluorescencia para controlar la actividad eléctrica de células en primates no humanos.
“Esto brinda la oportunidad de identificar las partes de la retina que están sanas y las partes que no lo están,” mencionó Williams. “Creo que con el tiempo descubriremos cómo hacerlo de forma segura en humanos.”
El desafío de ingeniería para los fabricantes es asegurar que todos estos sistemas de AO sean operaciones listas para ser usadas que faciliten el uso clínico. Williams cree que los pacientes adoptarán la nueva tecnología.
“Hoy en día se requiere de una larga sesión para obtener un buen conjunto de imágenes, pero creo que encontraremos formas de acortar ese período,” dijo. – por Bob Kronemyer
- Referencias:
- 2013 ARVO/Champalimaud Award Lecture [video]. http://www.prolibraries.com/player/?embed=62da8ad6ce5c97c558c55ff0b2430238#
- Williams DR. Vision Res. 2011;doi:10.1016/j.visres.2011.05.002.
- Información de contacto del Dr. David R. Williams: 317 Lattimore Hall, University of Rochester, Rochester, NY 14627, EE.UU.; +1-585-276-6070; correo electrónico: david@cvs.rochester.edu.
Divulgación: Williams ha recibido una compensación financiera como consultor y/o investigador por parte de Canon, Polgenix, Pfizer y Welch Allyn.