¿Qué es la luz? Espectro visible e invisible

¿Qué es la luz?

• La luz es una onda electromagnética compuesta por un campo eléctrico oscilante y un campo magnético perpendiculares.
• Está formada por partículas llamadas fotones y posee distintas longitudes de onda y frecuencias

Espectro de luz visible e invisible

• La luz ultravioleta, con longitudes de onda de 10-13 a 10-7, no es visible para el ojo humano
• La luz visible, con longitudes de onda de 10-7 a 10-4, es captada por fotorreceptores en la retina y abarca de 400 a 700 nm
• La luz infrarroja, con longitudes de onda de 10-6 a 105, tampoco es visible

Radiación ultravioleta (UV)

• Tiene mayor energía que la luz visible, transforma moléculas en vitamina D, se usa en fototerapia para la ictericia neonatal y aumenta el riesgo de cáncer de piel
• Los rayos UV-A tienen ondas largas de 400-315 nm, los UV-B tienen ondas medias de 315-280 nm y los UV-C tienen ondas cortas de 280-100 nm y se usan como germicidas

Partes del ojo humano

• Las capas del ojo son la esclerótica (tejido fibroso exterior), la coroides (capa media con vasos sanguíneos), y la retina (capa interna con fotorreceptores)
• La córnea es la primera estructura que refracta los rayos de luz
• La cámara anterior contiene humor acuoso El cristalino es una estructura transparente y gelatinosa que se acomoda para ajustar la vista a diferentes distancias, con la ayuda de los ligamentos suspensorios y el músculo ciliar
• La cámara posterior también contiene humor acuoso
• El iris es la parte colorida del ojo, formada por fibras musculares
• La pupila se dilata o contrae para regular la entrada de luz, mediada por la miosis (contracción, sistema parasimpático) y la midriasis (dilatación, sistema simpático)
• El humor vítreo es un líquido gelatinoso entre la retina y el cristalino que da forma al globo ocular
• El músculo ciliar ajusta el cristalino para enfocar objetos cercanos y lejanos
• El nervio óptico (II par craneal) inerva el ojo y está formado por fibras retinianas nasales y temporales

Glaucoma

• Se produce a partir de la obstrucción del paso y la acumulación de los humores líquidos, lo que aumenta la presión del ojo

Vía Visual

• Las fibras retinianas nasales se cruzan en el quiasma óptico (glándula arriba de la hipófisis), mientras que las temporales no se cruzan
• El tracto óptico lleva fibras retinianas nasales del lado contrario y fibras temporales del mismo lado al cuerpo geniculado lateral, desde donde van a la corteza visual, donde se forma la visión
• La fibra retiniana nasal recoge información del campo temporal
• La fibra retiniana temporal recoge información del campo central

Retina

• Es la capa más interna donde están las fibras retinianas y los fotorreceptores
• El disco o papila óptica es donde sale el nervio óptico
• La fóvea es una depresión de 0.4 mm con la mayor concentración de conos y agudeza visual
• La mácula lútea es un área amarilla de 1 mm² alrededor de la fóvea especializada en la visión de colores
• Las células pigmentares son la primera línea de la retina, absorben la luz dispersa y renuevan los fotorreceptores
• Los fotorreceptores, bastones y conos, se comunican con células nerviosas bipolares que captan la luz
• Hay aproximadamente 16 bastones por cada cono, excepto en la fóvea central

Fotorreceptores: Conos y Bastones

• Conos: Sensibles a la luz de alta intensidad, mayor umbral y agudeza visual, operan mejor con luz diurna, participan en la visión de color, presentes en la fóvea, adquisición precoz
• Bastones: Sensibles a la luz de baja intensidad, bajo umbral y agudeza visual, funcionan bien en la oscuridad, no participan en la visión de color, no presentes en la fóvea, adquisición tardía
• Los conos tienen mayor agudeza visual porque un cono hace sinapsis con un nervio, mientras que cada tres bastones comparten una sinapsis

Fóvea Central

• Punto máximo de agudeza visual y sensibilidad al color

Punto Ciego

• No contiene conos ni bastones, ya que es la salida del nervio óptico

Formación de una Imagen

• Se fundamenta en la refracción de rayos por la córnea y el cristalino, la acomodación del cristalino y la acomodación de la pupila
• El músculo ciliar está controlado por señales parasimpáticas del III par craneal

Dirección de la Luz

• La luz sigue la vía: Nervio óptico, célula ganglionar, células amacrinas y bipolares, bastones y conos
• La retina está dividida en epitelio pigmentario, capa nuclear externa (fotorreceptores), capa plexiforme externa (células horizontales), capa nuclear interna (células bipolares), capa plexiforme interna (células amacrinas) y células ganglionares
• La luz viaja de manera lateral, vertical y distal/proximal a través de estas capas

Medios Refringentes del Ojo

• Los medios refringentes son: córnea, cámara anterior y posterior (humor acuoso), cristalino y humor vítreo
• Existe un punto nodal donde los rayos no se refractan
• La imagen se proyecta de manera inversa, de menor tamaño y real

Cristalino

• Es una lente que permite enfocar la mirada de lejos (achicándose) o de cerca (agrandándose) y concentrar la luz
• Su índice de refracción es mayor al del humor acuoso y vítreo
• Actúa como canal iónico, permite el paso de potenciales de acción, y extrae agua del cristalino manteniendo su transparencia gracias a las proteínas MIP26 Enfoque Cercano: El músculo ciliar se contrae, se relaja el ligamento suspensorio, y el cristalino se agranda, aumentando el poder de refracción Enfoque Lejano: El músculo ciliar se relaja, se contrae el ligamento suspensorio, y el cristalino se achata, disminuyendo el poder de refracción

Mecanismo de Enfoque

• Varía el diámetro anteroposterior de la lente a través de la acción del músculo ciliar sobre el ligamento suspensorio unido a la lente.

Mecanismo de Transducción de la Luz

• La luz atraviesa los medios refringentes hasta llegar a los fotorreceptores
• La rodopsina, una proteína, se activa
• La rodopsina se acopla a una proteína G transduccina, que activa la enzima cGMP fosfodiesterasa
• Convierte 5'-GMP en cGMP
• Se activando los canales de Na++ y Ca++ generan un estímulo

Principios de Óptica

• Foco principal: Los rayos paralelos se originan desde el objeto, inciden en la superficie de la córnea y se refractan en un punto detrás del cristalino
• Eje principal: Línea que pasa por el centro de la curvatura del ojo reducido
• Punto nodal: Centro óptico del ojo, donde los rayos pasan sin ser refractados
• Distancia focal principal: Distancia entre la lente y el foco principal al enfocar al infinito

Cálculo del Tamaño de la Imagen

• Ley de triángulos semejantes
• QF: tamaño del objeto, Q'F': tamaño de la imagen, FP: distancia, FN: distancia focal, AP: diámetro anteroposterior, N: punto nodal
• La imagen es reflejada en la retina y el objeto es real

Rayos que se forman en la Refracción

• Rayo incidente: Llega a la superficie separando dos medios, formando el ángulo de incidencia con la normal
• Rayo reflejado: Sale de la superficie, formando el ángulo de reflexión con la normal
• Rayo refractado: Pasa al otro medio, y el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia

Refracción

• Cambio de dirección y velocidad de una onda de luz al pasar de un medio a otro que tienen distintos índices de refracción
• Si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación.
• El índice de refracción se mide con la ley de Snell (n1 sen i = n2 sen r)

Leyes de Refracción

• 1era Ley: El rayo incidente, el refractado y la normal pertenecen al mismo plano
• 2da Ley: Existe una relaciónn1 senθ 1 = n2 senθ 2 entre el ángulo de incidencia y el refractado

Ejemplos en el Campo Médico

• La esofagogastroduodenoscopia se usa para examinar visualmente el sistema digestivo superior con una cámara diminuta en un tubo largo y flexible
• La cistoscopia es una exploración endoscópica con un tubo delgado a través del meato uretral hacia la uretra y vejiga urinaria, con una cámara de video pequeña

Absorción de Energía

• Es absorbida como calor
• Los rayos infrarrojos se utilizan para calentar los tejidos
• Fluorescencia: Absorbe un fotón y se emite otro de menor energía

Porfiria

• Para detectar la porfiria (deficiencia en las enzimas que intervienen en la biosíntesis del grupo hemo de la hemoglobina), se irradia con luz ultravioleta y se observa fluorescencia roja

Defectos de Refracción

• Ojo normal (emétrope): La imagen se enfoca sobre la retina, no requiere lentes y tiene agudeza visual 20/20
• Alteraciones visuales (ametropías): hipermetropía, miopía y astigmatismo

Hipermetropía

• El diámetro anteroposterior del globo ocular es corto, la imagen se forma detrás de la retina, los objetos cercanos se ven borrosos y los lejanos normal
• Se corrige con lentes convexos/convergentes

Miopía

• El diámetro anteroposterior del globo ocular es largo, la imagen se forma delante de la retina, los objetos cercanos se ven normal y los lejanos borrosos
• Se corrige con lentes bicóncavos/divergentes

Astigmatismo

• La curvatura de la córnea o cristalino no es uniforme, un eje predomina sobre el otro y no hay un lugar específico donde se enfoca la imagen, resulta en visión borrosa tanto de cerca como de lejos.
• Se corrige con lentes cilíndricos, esféricos, de contacto blandos o rígidos, o cirugías

Test para Corregir las Alteraciones Visuales

• Test para astigmatismo (Círculo Horario), miopía (Cartilla de Snellen) e hipermetropía (Cartilla de Jaeger)

Dioptría

• Unidad que expresa el poder de refracción de una lente, positiva (convergente) o negativa (divergente) e es el inverso de la distancia focal principal expresada en metros (D=1/F)

Campo Visual

• Porción del mundo exterior apreciable con ambos ojos sin mover la cabeza o los globos oculares y se estudia con campimetría.
• Esta técnica se utiliza para controlar el glaucoma, otras enfermedades de la retina y el estudio de lesiones de la vía visual
• La campimetría identifica opacidad ocular debido a lesión en el nervio óptico (ceguera), hemianopsia bitemporal por lesión en el quiasma y hemianopsia homónima por lesión en la cintilla óptica

Punto Ciego

• Área del ojo donde nace el nervio óptico sin conos ni batones

Agudeza Visual

• La capacidad de percibir detalles y contornos, siendo máxima en la fóvea
• Se mide con cartillas de Snell (visión lejana) y Jaeger (visión cercana)
• Agudeza visual normal es 20/20, la extrema 20/15 o 20/10 y la disminuida 20/70 (una persona ve a 20 pies lo que otra ve a 70 pies)

Objetivos de la Agudeza Visual

• Determinar la integridad neurológica y la precisión del enfoque retiniano, evaluar la función macular, comparar la visión con y sin corrección y medir el éxito de tratamientos
• Características de la agudeza visual: Usa optotipos, 11 filas con letras mayúsculas, no mide visión periférica ni contraste, tiene tablas para personas que no saben leer y se realiza monocularmente desde 6 metros/20 pies o 14 pulgadas/35 cm

Cartilla de Amsler

• Evalúa la integridad de la mácula y fóvea
• La degeneración macular genera puntos ciegos. Si es el caso, Se ve una imagen distorsionada

Presbicia (Vista Cansada)

• Disminuye la capacidad de acomodación, el cristalino pierde flexibilidad, el músculo ciliar no se contrae adecuadamente y se corrige con lentes convergentes

Percepción de Colores

• Capacidad de percibir pigmentos fotosensibles (conos)

• Las opsinas (proteínas en conos y bastones) cambian químicamente al ser excitadas por la luz

• Eritropsinas captan la luz roja (560 nm), cloropsinas la luz verde (530 nm) y cianopsinas la luz azul (430 nm)

Test de Ishihara

• Se usa para detectar deficiencia de colores o daltonismo (discromatopsias)

Errores de la Percepcion de Colores

• Protanopia: no ve rojo y verde, deuteranopia: no ve rojo, tritanopia: no ve azul ni amarillo, mientras que los tricómatas ven los tres colores
• Las alteraciones cromáticas pueden ser genéticas (ligadas al cromosoma X) o adquiridas (enfermedades, accidentes)

Audición

• El sonido es una serie de ondas de comprensión y descomprensión emitidas por un dispositivo que hace ruido
• Las ondas se captan por receptores en el órgano de Corti, y el nervio coclear (VIII par craneal) envía señales al cerebro
• El sonido requiere un cuerpo productor (diapasón, voz), un medio transmisor (sólido, líquido o gaseoso) y un medio receptor

Características de las Ondas Sonoras

• Frecuencia: Número de ondas por unidad de tiempo, determina el Tono.
• Amplitud: Magnitud, determina Intensidad
• Fase de Inicio: expresa la línea basal donde se origina la onda,
• Unidad para medir el sonido es el bel (logaritmo de la amplitud del sonido estándar), umbral en 0 dB y sonidos perjudiciales a partir de 120 dB, es decir, el sonido no se propaga en el vacío
• La audición requiere un estímulo, excitación de los órganos del oído y sensación (capacidad de distinguir sonidos por tono, altura, intensidad, timbre, volumen, duración o densidad)

Sonido vs Ruido

• Sonido: Sensación agradable formada por composición de una frecuencia fundamental y armónicos simples.
• Ruido: Mezcla compleja de sonidos con frecuencias diferentes, produciendo una sensación desagradable.

Órganos de Audición

• Oído externo: pabellón auricular y canal auditivo externo
• Oído medio: membrana timpánica, cadena de huesecillos (martillo, yunque, estribo) y trompa de Eustaquio
• Oído interno: cóclea o caracol

Trompa de Eustaquio

• Normalmente cerrada, se abre al masticar y deglutir, manteniendo igual presión en ambos lados del tímpano

Transmisión de la Vibración

• El martillo empuja el tímpano y se articula con el yunque
• El yunque transmite el movimiento al estribo
• El estribo transmite el movimiento del yunque a la ventana oval

Funciones de cada área del oido

• Oído externo: protege al oído medio e interno, atenúa altas frecuencias y modifica la dirección del sonido
• Oído medio: transforma las ondas sonoras en vibraciones y las transmite al oído interno
• Oído interno: el líquido (endolinfa) estimula al nervio en las células de Corti

Vía Auditiva

• Tiene tres estaciones de relevo: primera neurona en el ganglio espiral, segunda en los núcleos cocleares dorsales y ventrales, y tercera en el cuerpo geniculado medial.
• La onda sonora viaja por el oído externo y medio; Estimulando a los receptores de la audición
• Llega al ganglio espiral y luego al núcleo coclear dorsal y ventral
• Pasa al lado contrario a través de las Fibras del Trapezoide, complejo olivar (área en donde se localizan los sonidos)
• Asciende hacia el lemnisco lateral y luego al tubérculo cuadrigémino Inferior y luego,
• Llega al cuerpo geniculado medial, en donde vuelven a hacer sinapsis
• Se forman radiaciones acústicas hasta la corteza auditiva, en el área 41-42 de Brodmann
• El complejo olivar superior recibe información de ambos oídos para localizar el sonido, diferenciando el tiempo (oliva superior medial) y la intensidad (oliva superior lateral)

Resumen del proceso de audición

• oido externo, oido medio, oido interno, órgano de Corti (receptores)
• ganglio espiral, nucleo coclear dorsal y ventral, fibras del trapezoide,complejo olivar
• lemnisco lateral, tubérculo, cuadrigémino inferior, cuerpo geniculado medial, corteza auditiva: Área 41-42 de brodmann

Evaluación del Sistema Auditivo

• La pérdida auditiva se llama sordera (hipoacusia) o presbiacusia, es decir la disminución de la capacidad auditiva causada por la edad

Tipos de Sordera

• Sordera de conducción: Transmisión defectuosa en el conducto auditivo (cerumen, engrosamiento de la membrana timpánica, destrucción de huesecillos)
• Sordera de percepción nerviosa: Daño o lesión de los receptores de la audición hasta cualquier punto de la vía auditiva (ruidos excesivos, antibióticos aminoglucósidos)
• Pruebas de audición: diapasón
• Prueba de Weber: no es específica
• Base del diapasón vibrante se coloca en el vértice del cráneo
• Conducción ósea: Se oye igual en ambos lados si Weber no lateriza
• Suena fuerte en el oído enfermo si Weber lateriza
• Prueba el Rinne
• Base del diapasón vibrante se coloca en la apófisis mastoides hasta que ya no se y sostiene en el aire cerca del oído, es para analizar conducción ósea y aérea
• Conducción ósea y aérea: Se oye vibración en el aire.
• Prueba de Schwabach: es subjetiva, la conducción ósea del paciente se compara con la del sujeto normal Conducción ósea: Los dos escuchan la vibración al mismo tiempo Audiometría: Evalúa la agudeza auditiva y la intensidad del umbral con tonos e intensidades controladas en cada oído por conducción aérea y ósea Potenciales evocados: Utiliza un osciloscopio para registrar la vía auditiva desde el nervio hasta la corteza auditiva, amplificando y sumando pulsos recurrentes para registrar las ondas de cada estructura

Valoración del Umbral Auditivo

• Conducción por vía ósea =valora el umbral auditivo conducido por el cráneo; Conducción por vía aérea =mide el umbral auditivo al estimular con tonos el conducto auditivo externo
• en la vía aérea el sonido se esparce, mientras que en la ósea se esparcen vibraciones y es menos captada
• Las personas mayores tienen un umbral de sonido menor porque sus células excitadas van muriendo