Un simulador murciano aspira a revolucionar la optometría

En el seno de la Universidad de Murcia nació la 'spin-off' Voptica, creada para abrir una nueva era en los resultados quirúrgicos oftálmicos personalizados. Tanto fue así que a raíz de las investigaciones llevadas a cabo en el Laboratorio de Óptica, pusieron en marcha VAO, el único dispositivo de simulación visual basado en óptica adaptativa del mundo que permite medir la calidad óptica del ojo, simular todo tipo de defectos refractivos tanto de bajo como de alto orden, así como su corrección, y la simulación de lentes intraoculares o diferentes condiciones de visión ambientales, entre otras.

Las capacidades del VAO podrían sustituir a varios instrumentos actualmente en uso en todas las clínicas oftalmológicas y gran parte de los gabinetes de optometría y tiendas de óptica, como son los forópteros, autorrefractómetros o aberrómetros. Sin embargo, su condición de sistema monocular está demostrando ser un importante inconveniente para su implantación final en el mercado, ya que hay pacientes con patologías más complejas para los que no existe solución con este sistema actual, al no permitir el estudio de funciones binoculares de la visión.

En este contexto, y con el objetivo de mejorar este producto para ofrecer una mejor atención a los pacientes, se inicia el proyecto 'Investigación y desarrollo de un simulador de óptica adaptativa (VAO) binocular', con el que un equipo de profesionales de la 'spin-off' y del laboratorio pretenden desarrollar un hito en los procedimientos de examen y diagnóstico visual. «La idea es crear un dispositivo que pueda usarse en centros de investigación y clínicas gracias a sus capacidades únicas de simulación», adelanta Santiago Sager la Ganga, estudiante de doctorado en Ciencias de la Visión en el Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia (LOUM), en colaboración con la empresa Voptica

La versión binocular, única en el mundo capaz de simular la visión en 3D en diferentes condiciones ambientales y de vida diaria, sería capaz de producir correcciones personalizadas en tiempo real, a la vez que medir una inmensa variedad de funciones visuales. El uso de óptica adaptativa permite introducir todas estas funcionalidades comunes en diversos instrumentos en una opción única e innovadora, añadiendo una mayor personalización para cada paciente y convirtiendo al VAO Binocular en un instrumento capaz de revolucionar el mundo de la oftalmología y optometría a nivel internacional.

«Poder simular diferentes perfiles ópticos permite encontrar la mejor corrección posible para este grupo de personas, y permite entender mejor la relación entre la calidad óptica del ojo y otros componentes de la visión como el procesamiento neuronal que da en última instancia el resultado final de percepción visual», indica Sager. Además, su capacidad permite simular soluciones ópticas difíciles de probar sin protocolos medicamente invasivos, con son las lentes intraoculares que se implantan tras la cirugía de cataratas para remplazar el cristalino. Aunque es una las cirugías más comunes, la elección de estas lentes es compleja, porque en gran parte depende de las necesidades y preferencias del paciente, siendo diferente para alguien que necesita conducir por grandes periodos de tiempo frente a alguien cuya actividad principal es leer o trabajar en el ordenador. Los doctores realizan la elección de lente intraocular basada en las características de estas y su propia experiencia, pero no tienen forma de comprobar previo a la cirugía cuál es el resultado estimado de estas lentes. Este nuevo simulador sería el único instrumento capaz de simular las lentes intraoculares, y por tanto proporcionar mejor capacidad de una elección más personalizada previa a la cirugía.

«El objetivo es crear un dispositivo que mejore el VAO actual con mejoras de funcionalidad que permita estudiar la visión de formas que hasta ahora no han sido exploradas por la ausencia de instrumentación con estas capacidades. Esto incluye ser un innovador instrumento para investigación fundamental en las ciencias de la visión y un instrumento único de personalización de soluciones ópticas en clínicas oftalmológicas», añade el investigador.

El VAO binocular que está desarrollando el grupo de investigación incluye, además de la binocularidad, dos mejoras integrales para su funcionamiento. La primera es la adición de una lente optoelectrónica para aumentar el rango de medida y corrección del sistema. Esto hace que sea particularmente útil para sujetos con gran cantidad de aberraciones, es decir, una mala calidad óptica ocular, y permitiría diseñar soluciones ópticas para un sector de la población que no posee una forma sencilla de mejorar la calidad de su visión.

La otra es la inclusión de un sistema de control angular para introducir convergencia y simular de forma más realista la posición de objetos cercanos. Esto, además de permitir simulaciones más realistas, permite estudiar el efecto de complejos perfiles ópticos al modificar el ángulo de la visión y la distancia de la pantalla. La importancia de esto nace principalmente de los dispositivos de realidad aumentada y realidad virtual, donde esta discrepancia entre ángulo y distancia es la que genera malestar y mareos en cierto sector de la población. La influencia de estos perfiles ópticos es un campo relativamente inexplorado a pesar de la relevancia del campo de la realidad aumentada debido a la falta de instrumentación, algo que se solucionaría con el desarrollo del VAO binocular.

Ser capaces de poner en marcha esta innovación es algo que únicamente pueden unos pocos laboratorios a nivel mundial, por su complejidad, precisión y necesidad de conocimiento y experiencia. Eso ha hecho que el único simulador de óptica adaptativa comercial existente lo vende Voptica, ya que los profesores del laboratorio de óptica han aprovechado sus más de 30 años de experiencia en este sector para trasladar sus conocimientos en investigación a la industria

Desarrollar una versión binocular añade un grado de complejidad mucho mayor que simplemente duplicar elementos. «Nosotros hemos decidido mantener el mismo número de elementos ópticos para reducir el tamaño y coste del dispositivo, haciendo que el alineamiento del sistema se vuelva mucho más complejo y preciso. La única excepción a esto es el uso de dos pantallas de estímulos para mostrar imágenes diferentes a cada ojo, y la inclusión de un sistema periscópico para separarlas de nuevo para cada ojo del sujeto», indica Sager.

La investigación la han desarrollado en dos fases asociadas al desarrollo de dos prototipos, ya completados. El primero pretende añadir la mejora de corrección y las dos pantallas junto con el periscopio que aportan la binocularidad. Este a su vez se divide en las fases de diseño óptico para determinar los componentes necesarios, la de diseño mecánico para diseñar y fabricar (ya sea mecanizadas o en impresión 3D) aquellas piezas que no estén comercialmente disponibles, la de diseño electrónico y de 'software' para integrar todas las funcionalidades, y por último la fase de validación de funcionamiento del dispositivo. Este instrumento ya se está usando en India.

El segundo prototipo sigue el mismo proceso, pero con la ventaja del conocimiento adquirido tras el desarrollo del primero. En este caso el diseño óptico se centra en hacer más compacto todo el instrumento, y en añadir los motores capaces de controlar automáticamente el ángulo de mirada en el periscopio. «En este momento ya hemos pasado la fase de validación del instrumento y nos encontramos en la fase de medida para realizar investigación en ciencias de la visión imposible previa al desarrollo de este instrumento», señala el investigador.

Un instrumento como el VAO Binocular fácilmente accesible en las clínicas podría asegurar un mejor resultado tras cirugías de cataratas, mejorando la calidad de vida de los pacientes. Además, permitiría estudiar en mayor detalle la naturaleza y el efecto de ciertas patologías oculares, y potencialmente desarrollar soluciones actualmente inexistentes que proporcionen a los pacientes la capacidad de realizar tareas del día a día de forma independiente.

En el campo de la óptica supone un avance al ser el primer instrumento con estas funcionalidades, tanto en entorno de laboratorio como comercial, ya que permitiría el estudio de la viabilidad de ciertos perfiles ópticos como complemento o mejora de otros instrumentos como puedan ser dispositivos de realidad aumentada, o el desarrollo de nuevos tipos de lentes intraoculares.

Esperan que en unos meses puedan tener todos los resultados y conseguir la adaptación a un producto comercial, además de obtener la certificación. «Desde Voptica ya tenemos experiencia en este campo gracias al desarrollo del VAO como producto comercial, y esperamos que el uso del VAO binocular sea cómodo y sencillo por parte de los oftalmólogos y optometristas», asegura.

En el futuro cercano, su meta es seguir investigando sobre conceptos fundamentales de ciencias de la visión usando las nuevas funcionalidades que permiten estos prototipos de VAO Binocular. En futuro medio, desarrollar versiones comerciales que permitan a centros de investigación y clínicas realizar estudios similares a gran escala, mejorando la calidad de vida de gran número de pacientes. «A futuro lejano esperamos seguir innovando con nuevos instrumentos que permitan entender mejor la visión humana gracias a nuevas funcionalidades que no existen a día de hoy», concluye.

Santiago Sager La Ganga, estudiante de doctorado en Ciencias de la Visión en el Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia (LOUM) desarrolla este proyecto - a nivel de diseño y desarrollo del dispositivo- en colaboración con la empresa Voptica, 'spin-off' de la Universidad. La idea principal nace del profesor Pablo Artal, que lleva al frente del laboratorio y de Voptica desde sus inicios. Debido a la cantidad de aspectos que involucra, ingenieros mecánicos, electrónicos y de software han contribuido desde Voptica para hacerlo posible. Cabe destacar la financiación de la Fundación Séneca, que les ha permitido continuar con el proyecto y contar con un desarrollador principal a cargo del mismo. Además, Santiago Sager conseguirá su doctorado gracias a esa iniciativa, siendo además el responsable de que este VAO Binocular deje de ser una tarea pendiente para convertirse en una realidad.

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