Tiago Miguel Silva Machado
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Tiago Miguel Silva Machado
A influência da iluminação colorida na visão binocular
Trabalho efetuado sob a orientação da: Professora Doutora Sandra Maria Braga Franco e do Professor Doutor João Manuel Maciel Linhares
Dissertação de Mestrado Mestrado em Optometria Avançada
ii
DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS
Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas
as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e
direitos conexos.
Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo
indicada.
Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em
condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do
RepositóriUM da Universidade do Minho.
Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
iii
Agradecimentos
Venho por este meio agradecer, primeiramente, aos meus pais que sempre me apoiaram
em todas as etapas da minha vida. Quero também agradecer aos meus amigos e namorada por
toda a paciência e apoio que me deram ao longo desta etapa.
Em seguida, quero agradecer á minha orientadora Sandra Franco, por toda a sua
disponibilidade desde o primeiro momento e por partilhar todo o seu conhecimento comigo em
prol deste trabalho e de forma aumentar o meu próprio conhecimento. Também gostaria, de
agradecer ao meu coorientador João Linhares, pela toda a sua ajuda no domínio da visão das
cores.
Gostaria de agradecer ao Laboratório de Óptica da Visão e Instrumentação Oftálmica, ao
Laboratório da Cor e ao Departamento de Física por todo material cedido para a realização deste
trabalho e a todas a pessoas que fizeram parte deste estudo. Por fim, a todos o meus colegas de
laboratório, em especial á minha colega Jessica Gomes por toda o seu apoio na escrita e realização
deste trabalho.
DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE
Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e
confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou
falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração.
Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do
Minho.
v
Resumo
A luz tem influência em vários pontos do nosso dia a dia. Cada vez mais estamos expostos
a inúmeras variações de iluminação, tanto no ambiente que nos rodeia como durante utilização
de dispositivos digitais. É sabido que esta provoca sintomatologia quando é inadequada para a
tarefa que estamos a realizar. Assim sendo, este estudo tem como objetivo examinar se a cor da
iluminação provoca ou não alterações a nível da visão binocular.
Para tal, a recolha de dados consistiu em duas fases. Numa primeira fase, foi realizado
um exame optométrico completo a 37 sujeitos, onde apenas foram incluídos aqueles com AVVL
com correção ≥ 1,0, refração entre -2.00D e +2.00 D, sem astigmatismo, sem disfunções
acomodativas e da visão binocular e visão das cores normal. Assim, selecionaram-se 24 sujeitos
com idades entre os 19 e os 30 anos (22,3 ± 3,03 anos), onde 79,2% eram do sexo feminino.
Realizou-se a medição de forias, reservas fusionais positivas e negativas, e disparidade de fixação
com diferentes cores de iluminação de forma randomizada (branco, verde e vermelho).
Verificou-se a existência de alterações significativas nos valores das forias e das reservas
fusionais. Para os valores das forias foi detetado uma alteração de 2 entre as iluminações verde
e branca (p = 0,021) e entre as iluminações verde e vermelha (p = 0,007). Para as reservas
fusionais foram detetadas alterações estatisticamente significativas para os valores das rotura e
recuperação da reserva fusional negativa e para a recuperação da reserva fusional positiva.
As diferenças encontradas para o valor da foria podem ser explicadas pela aberração
cromática longitudinal, onde o valor da exoforia com a iluminação verde era maior. A baixa
repetibilidade do método foi considerada como o principal fator para as diferenças encontradas
para os valores das reservas fusionais. Já para a disparidade de fixação não se obteve qualquer
diferença estatisticamente significativa.
Binocular.
vi
Abstract
Light influences various points in our daily lives. We are increasingly exposed to various
lighting conditions, both in our surroundings and during the use of digital devices. It is known that
some symptomatology is associated with tasks performed under inappropriate illumination
conditions. Therefore, this study aims at evaluate the effect of the color of the illumination on
binocular vision.
Data was collected in two phases. First, a complete optometric examination was performed
on 37 subjects. Those with corrected distance visual acuity ≥1.0, refraction between -2.00D and +
2.00D, no astigmatism, without any accommodative and binocular vision dysfunctions and normal
color vision were selected. Therefore, 24 subjects aged between 19 and 30 years old (22.3 ± 3.03
years old) were selected, where 79.2% were female. Phorias, positive and negative vergence and
fixation disparities were then assessed with different randomized lights with different colors (white,
green and red).
Statistically significant changes were found only for the values of the phoria and fusional
vergences. For the phoria it was found difference of 2 between the green and white
illuminant (p = 0.021) and green and red illuminants (p = 0.007). For the fusional vergences
changes were found for the break and recovery values of negative fusional vergence and for the
recovery of positive fusional vergence.
The differences found in the phoria values can be explained by the longitudinal chromatic
aberration, where the value of exophoria with green illuminant was higher. The low reproducibility
of the method was assumed as the main factor for differences shown in the fusional vergence
values. There were no statistically significant differences detected for fixation disparity.
Keywords: Binocular Vision; Fixation Disparity; Fusional Vergence; Illumination; Phoria.
vii
Índice
2.1. Processo Visual ................................................................................................. 2
2.2. Visão binocular ................................................................................................. 6
2.3. Acomodação ..................................................................................................... 9
2.5.2 Sintomas e consequências de uma iluminação inadequada ....................... 15
2.6. Aberração cromática ....................................................................................... 16
Capítulo 3 - Material e Métodos .................................................................................. 21
3.1. Tipo de estudo ................................................................................................ 21
3.2. População estudada ........................................................................................ 21
Fase 1: Determinação da amostra ...................................................................... 22
Fase 2: Medidas de parâmetros de visão binocular com iluminação colorida ....... 23
3.4. Análise estatística ........................................................................................... 26
Capítulo 4 - Resultados ............................................................................................... 27
4.2. Influência da iluminação colorida no valor das forias ........................................ 27
4.3. Influência da iluminação colorida no valor das vergências fusionais ................. 29
4.4. Influência da iluminação colorida na disparidade de fixação ............................. 30
Capítulo 5 - Discussão dos resultados ......................................................................... 32
Capítulo 6 - Conclusões e trabalho futuro .................................................................... 36
Bibliografia ................................................................................................................. 37
Anexos ....................................................................................................................... 43
Figura 1. Representação esquemática da organização da retina (adaptado de Schwartz13).
................................................................................................................................................ 4
Figura 2. Perceção visual e processamento da imagem (adaptado de Garrity25). ............. 5
Figura 3. Endo (verde) e Exo (cor de laranja) disparidade de fixação (adaptado de Goss33).
................................................................................................................................................ 9
Figura 4. Modelo simplificado da relação entre acomodação e convergência (adaptado de
Ciuffreda39). ............................................................................................................................ 12
Figura 5. Espectro eletromagnético indicando a gama que é visível ao olho humano
(adaptado de Goldstein15). ....................................................................................................... 13
Figura 6. Aberração cromática longitudinal (adaptado de Khare60)................................ 17
Figura 7. Valor da aberração cromática longitudinal em função do comprimento de onda.
.............................................................................................................................................. 18
Figura 9. Lâmpada Ledigma. ...................................................................................... 23
Figura 10. Software utilizado pela lâmpada. ................................................................ 24
Figura 11. Gráfico da distribuição espetral da luz branca (B) verde (V) e vermelha (Vm).
.............................................................................................................................................. 24
Figura 12. Representação das condições de medida, para a iluminação verde. ........... 25
Figura 13. Teste de Saladin. ....................................................................................... 25
Figura 14. Gráficos dos valores médios e erro padrão da média obtidos para cada cor de
iluminação. Os valores representam exoforias. ........................................................................ 28
Figura 15. Valor médio das forias e o erro padrão da média para as diferentes iluminações
de acordo com o tipo de foria apresentado pelo sujeito. .......................................................... 29
Figura 16. Valor médio e erro padrão da média da disparidade de fixação para cada cor
de iluminação. ........................................................................................................................ 31
Figura 17. Esquema representativo do estímulo acomodativo obtido com as cores verde e
vermelha. ............................................................................................................................... 33
Tabela 1. Grandezas radiométricas e fotométricas (adaptado de Shevell19) ................... 14
Tabela 2. Valores médios e do desvio padrão obtidos para as reservas fusionais negativas
e positivas para as diferentes iluminações ............................................................................... 30
xi
AV - Acuidade visual
CCT - temperatura corelacionada de cor (do termo em inglês “correlated color
temperature”)
CFL - Lâmpada fluorescente (do termo em inglês “Compact Fluorescent Lamp”)
CIE - Comissão Internacional de Iluminação (do nome original em francês “Commission
Internationale de l'Éclairage"
D - Dioptrias
FLUO - Lâmpada fluorescente em tubo (do termo em inglês “fluorescent tube light”)
K - Kelvin
LED - Díodo emissor de luz (do termo em inglês “light-emitting diode”)
NGL - Núcleo geniculado lateral
RFN - Reserva fusional negativa
RFP - Reserva fusional positiva
VCD - Visual Comfort Probability
VL - Visão de longe
VP - Visão de perto
discovery of something we do not understand.”
Frank Herbert, 2008
Capítulo 1 - Introdução
A luz tem bastante importância na nossa vida. Permite-nos ver o mundo que nos rodeia,
assim como regula ritmos do nosso corpo (ex: sono) e produtividade no trabalho.1,2 Com o
crescente aumento da variedade de fontes luminosas, sejam os ecrãs de telemóveis,
computadores, e novos tipos de lâmpadas como as LED, estamos sujeitos a inúmeras variações
e condições de iluminação. Por outro lado, tem sido demonstrada a sua influência na velocidade
de leitura, performance visual e conforto visual,3–5 mesmo se a leitura se realizar em dispositivos
digitais como o computador.6 Também foi reportado, que pode alterar a resposta de alguns
mecanismos oculares como a acomodação7,8 e a relação entre esta e convergência ocular (AC/A).9–
11
A influência que a iluminação tem na visão binocular não tem sido muito estudada tendo
sido apenas demonstrado que a vergência fusional positiva se altera com o nível de iluminação de
cor azul.12
Assim sendo, este trabalho tem como objetivo avaliar se a iluminação com cores
específicas provoca alterações significativas ao nível das forias, vergências fusionais e na
disparidade de fixação.
Este trabalho irá ser dividido em 6 capítulos: no capítulo 1 irá ser feito uma breve
introdução ao tema. No capítulo 2 é apresentada uma revisão bibliográfica sobre o tema. Os
materiais e métodos serão descritos, no capítulo 3. No capítulo 4 serão apresentados os resultados
obtidos e, por fim, no capítulo 5 e 6 será feita a discussão e conclusão e desses mesmos resultados
comparando com trabalhos já realizados.
2
2.1. Processo Visual
A luz é essencial para vemos o que nos rodeia. Após esta ser refletida nos objetos, passa
através dos meios (lágrima, humor aquoso e vítreo) e estruturas oculares (córnea e cristalino) que
focam a luz na retina. A retina é composta por dez camadas, sendo estas, de fora para dentro do
globo ocular: o epitélio pigmentar, a camada de cones e bastonetes, a membrana limitante externa,
a camada nuclear externa, a camada plexiforme externa, a camada nuclear interna, a camada
plexiforme interna, a camada de células ganglionares, a camada de fibras nervosas e a membrana
limitante interna.13 A luz atravessa todas estas camadas até chegar aos fotorreceptores onde estes
transformam a luz em sinais elétricos que são enviados para o córtex visual.
Os fotorrecetores situam-se perto do epitélio pigmentar onde este tem como função nutrir e
apoiar a sua renovação. Também, possui a função de absorver os fotões de luz que não são
absorvidos pelos fotorrecetores, diminuindo assim dispersão de luz dentro do globo ocular.14 Os
fotorreceptores têm uma atividade metabólica bastante elevada e, por isso, necessitam de um
grande número de nutrientes situando-se perto da camada de vasos sanguíneos denominada
coroide. São constituídos por dois segmentos, interno e externo, e podem ser de dois tipos, cones
e bastonetes. O segmento externo contém um fotopigmento, a rodopsina nos bastonetes e a
fotopsina nos cones. Quando absorvem um fotão de luz desencadeiam um processo que
transforma a energia desse fotão em um sinal elétrico. Já o segmento interno é constituído por
organelos de células da camada interna, exceto os seus núcleos. A membrana limitante externa
separa os segmentos internos dos fotorrecetores dos seus núcleos que se situam na camada
nuclear externa, através de células que os conectam chamadas de células de Müller.13 Existem
dois tipos de fotorrecetores: os cones que são responsáveis pela visão fotópica (altos níveis de
luminosidade) e os bastonetes pela escotópica (baixos níveis de luminosidade), sendo ambos
intervenientes na visão mesópica (níveis de luminosidade intermédios). Os cones são de 3 tipos:
sensível à luz de comprimento de onda baixo (cones S), médio (cones M) e longo (cones L).13 Os
cones e os bastonetes têm uma sensibilidade espetral, ou seja, uma sensibilidade máxima à luz
de um determinado comprimento de onda de 560nm e 500nm, respetivamente. O número de
3
cones é maior na fóvea e diminui à medida que nos afastamos dela, aumentando o número de
bastonetes.15
Na camada plexiforme externa encontram-se as ligações entre os fotorrecetores e as células
horizontais e bipolares. Na camada seguinte, a nuclear interna, encontram-se os corpos celulares
das células horizontais, bipolares e amácrinas.13
As células horizontais são responsáveis pela junção de informação por mais do que um
fotorrecetor. Existem dois tipos de células horizontais chamadas de H1 e H2. As células H1
recebem informação principalmente de cones tipo M e L e as H2 dos cones tipo S.13 As células
bipolares são responsáveis pela transmissão da informação dos fotorrecetores e das células
horizontais. Estas são de três tipos: midget, diffuse e S-cone. As primeiras recebem informação de
apenas um cone tipo M ou L,16 as diffuse de vários cones M e L17 e as S-cone apenas dos cones
tipo S.18 As células amácrinas têm como principal função conectar as células bipolares com as
células ganglionares.19
Na camada seguinte, a plexiforme interna, ocorrem as sinapses entre as células bipolares,
amácrinas e ganglionares. As células ganglionares situam-se na camada de células ganglionares.
Estas podem ser de três tipos: midget, parasol e small bistratified cells. As chamadas células
midget fazem contacto com uma célula bipolar midget, ou seja, a informação de apenas um cone
passa através dela. Já as células parasol levam a informação de células bipolares diffuse, ou seja,
levam a informação de vários cones tipo M e L. A informação dos cones tipo S são transmitidas
através das células bipolares S-cone, que se ligam às small bistratified cells. As células midget,
situam-se principalmente na fóvea e possuem uma alta resolução espacial, enquanto que as
células parasol situam-se mais na periferia e como recebem a informação de vários cones não
possuem tanta resolução espacial.13 Existe ainda um terceiro fotopigmento chamado de
melanopsina que se situa nas células ganglionares e que embora reagindo à luz, não contribui
para a visão mas sim para regular o nosso sistema biológico.20–22 Este tipo de fotorrecetor tem o
seu próprio caminho para locais do cérebro chamado núcleo supraquiasmático (NSQ) (situado no
hipotálamo e regulador do nosso ritmo biológico) e para a glândula pineal.21,23 Este fotorreceptor
possui uma sensibilidade espetral diferente dos cones e dos bastonetes sendo mais sensível a luz
com comprimentos de onda mais curtos, ou seja, mais na zona do azul (482nm).24
Para último, a camada de fibras nervosas é constituída pelos axónios das células
ganglionares que levam a informação da retina. Congregam-se no disco ótico para, posteriormente,
4
irem para o cérebro através do nervo ótico (segundo par craniano). Nesta área não temos qualquer
fotorrecetor e é chamado de ponto cego. A restante membrana, chamada de limitante interna,
tem a função de separar a retina do humor vítreo.13 Um resumo da constituição de cada camada
está presente na Figura 1.
Figura 1. Representação esquemática da organização da retina (adaptado de Schwartz13).
Após sair da retina, o nervo ótico vai até ao quiasma ótico onde os axónios correspondentes
à retina nasal se cruzam, ou seja, a informação do campo visual esquerdo é resultado das fibras
nervosas da retina nasal do olho direito e a retina temporal do olho esquerdo, constituindo assim
o trato ótico esquerdo. Para o campo visual direito acontece exatamente o mesmo processo. Em
seguida, cada trato ótico passa pelo núcleo geniculado lateral (NGL). Este é um núcleo talâmico
constituído por 6 camadas. Destas 6 camadas, as 2ª,3ª,5ª recebem informação do olho ipsilateral
e as restantes do olho contralateral. As camadas são constituídas por 3 tipos de células parvo,
magno e konio.13
5
As 1ª e 2ª camadas são constituídas apenas por células magno, responsáveis pela perceção
de movimento, deteção de pequenas diferenças de luminosidade e pela receção da informação
vinda dos bastonetes. Estes tipos de células normalmente ligam-se com as células ganglionares
parasol. As 3ª,4ª,5ª e 6ª camadas são constituídas por células parvo e fazem normalmente ligação
ás células ganglionares midget. Estas células são responsáveis pela receção da informação dos
cones M e L e detalhes finos da forma de um objeto. Entre cada uma destas camadas, temos as
células konio que recebem a informação das células ganglionares bistratified, ou seja, estas células
recebem a informação dos cones S.13
Em seguida, há axónios que saem do NGL e são dirigidos para o córtex estriado, também
denominado de córtex visual primário. Esta estrutura é constituída por dois hemisférios conectados
pelo corpo caloso. Daí a informação é primeiramente analisada em termos de cor e movimento e,
posteriormente, em zona de maior processamento onde essa informação é combinada com a
memória e os outros sentidos.13 Como resultado do conjunto destes processos, desde a luz a ser
refletida de um objeto até ser processada no córtex visual, é possível formar uma imagem do que
nos rodeia (Figura 2).
Figura 2. Perceção visual e processamento da imagem (adaptado de Garrity25).
6
2.2. Visão binocular
Uma visão binocular normal é indispensável para o nosso dia a dia pois permite-nos
realizar inúmeras tarefas tais como observar zonas ou objetos com relevo, ter noção da distância
e velocidade de objetos, etc.26,27 Esta resulta da sobreposição dos campos visuais dos dois olhos
que, ao contrário de muitos animais, nos permite ter perceção de espaço e profundidade.26
Não se conhece bem a forma de desenvolvimento desta capacidade, existindo duas teorias
sobre a mesma. Uma delas foi apresentada por Helmholtz, onde este diz que a visão binocular é
o resultado de um processo de aprendizagem por parte do sistema visual. Já a segunda teoria,
apresentada por Hering, refere, ao contrário de Helmholtz, que a visão binocular é um processo
inato e que não pode ser ensinado.28 Ambas as teorias são aceites até aos dias de hoje, pois, após
muitos trabalhos publicados por defensores de ambas, ninguém foi capaz de demonstrar a
viabilidade de apenas uma.28
A visão binocular pode ser dividida em 3 níveis, de um nível menor para maior de
complexidade, sendo estes a perceção simultânea, a fusão e a estereopsia. Precisamos, portanto,
que ambos os olhos sejam capazes de perceber o estímulo e estejam alinhados para que possa
haver posterior fusão de ambas as imagens e perceção de profundidade (estereopsia).
É sabido, que o ser humano quando nasce não tem a visão foveal completamente
desenvolvida, alcançando esta o seu nível máximo a partir dos 8 anos de idade. Nesta fase, os
movimentos oculares para a fixação de objetos não são precisos e coordenados, apenas chegando
ao nível adulto a partir dos 6 anos de idade. Segundo trabalhos realizados por Worth, a fusão
apenas se desenvolve totalmente aos 6 meses de idade. Já a estereopsia aparece entre os 4
meses e os 6 meses de vida e a convergência e a fixação voluntária a partir do primeiro mês de
vida e atingem o nível de desenvolvimento adulto aos 3 meses de idade. A acomodação, que será
abordada posteriormente, desenvolve-se totalmente aos 4 meses de idade, mas segundo Barber,
o musculo ciliar só se desenvolve totalmente a partir dos 7 anos de idade. Assim sendo podemos
afirmar que a visão binocular alcança o seu desenvolvimento total entre os 4 e 6 meses de idade
e se aperfeiçoa dos 6 aos 8 anos de idade.28
A teoria que melhor explica como o cérebro nos dá apenas uma imagem a partir das duas
imagens da retina é a dual response theory de Wolfe (1986).29 Esta teoria diz que imagens vistas
pelos dois olhos semelhantes em cor, tamanho e brilho e que se formam em pontos
7
correspondentes da retina são fusionadas com estereopsia e sem rivalidade entre a imagem dos
dois olhos. Esta teoria pode apenas ser aplicada a mecanismos com padrões acromáticos.27,29
Resumindo, para haver uma visão binocular normal é indispensável ter os eixos visuais
alinhados, ter uns caminhos óticos e corticais capazes de levar e processar as imagens de modo
a que haja fusão da imagem (fusão sensorial) e a uma boa coordenação ocular, de modo a manter
a imagem passível de ser fusionada posteriormente pelo cérebro (fusão motora). Caso isto não
seja cumprido e haja anomalias a nível da visão binocular, a pessoa pode ter como sintomas mais
comuns dores de cabeça, ver imagem dupla (diplopia), visão desfocada, fadiga ocular, dificuldades
de leitura, tonturas e vertigens.30
2.2.1. Convergência
Quando olhamos para um objeto próximo, os olhos são chamados a executar os chamados
movimentos de vergência ocular, entrando em ação a visão binocular. Estes movimentos têm
como objetivo colocar a imagem do objeto a visualizar dentro de uma área imaginária na qual os
pontos do objeto que lá se encontram estimulam pontos correspondentes na retina, denominando-
se esta área imaginária por horóptero.27 Este processo é essencial para que a fusão aconteça e ser
percecionada apenas uma imagem nítida e bem definida desse objeto.27 Existem inúmeras teorias
sobre o funcionamento dos movimentos de vergência sendo a mais aceite a teoria apresentada
por Maddox em 1893 (citado por Daum K. and McCormack G.27).a Segundo Maddox, os
movimentos de vergência são de quatro tipos: tónicos, proximais, acomodativos e fusionais.31
A vergência tónica é realizada pelo músculo ciliar e músculos extraoculares. A vergência
tónica, além de ser a nossa posição de descanso natural, dá-nos uma base para as restantes
vergências.27
A vergência proximal, tem como base de ativação a perceção/consciência de um estímulo
visual próximo, sendo que este fornece o estímulo necessário para que os olhos junto com a
vergência tónica vão de encontro ao objeto, ou seja, iniciar o movimento de convergência.27
A vergência acomodativa, quantificada pelo AC/A, tem o contributo da acomodação. Esta
relação apresenta, a variação da convergência acomodativa com a acomodação. Este tipo de
a Morgan MW. 1983. The Maddox analysis of vergence. In: Schor CM, Ciuffreda KJ (Eds), Vergence Eye Movements: Basic and Clinical
Aspects, p 19. Boston: Butterworths.
8
vergência reage á imagem desfocada na retina e ajuda ainda mais a alinhar os olhos a convergir
perante um estímulo de visão de perto.27
Por último temos a vergência fusional, que é um tipo de vergência mais flexível e com
maior amplitude de que todas as anteriores e que intervém, caso seja necessário, para colocar os
olhos alinhados com o objeto de modo a garantir a visão binocular.27
2.2.2. Disparidade de fixação
Quando olhamos para um objeto existe, portanto, uma tolerância que permite que um dos olhos
tenha um ligeiro desvio em relação ao normal e, mesmo assim, permita a fusão de imagem sendo
isso denominado de disparidade de fixação. A disparidade de fixação não é mais do que uma
convergência em excessiva ou deficitária dos eixos visuais (Figura 3), sendo o seu valor inferior a
0,25 , dependendo este do tamanho da área fusional de Panum.28 Existem duas teorias, uma
formulada por Olge e outra por Schor (citados por E. Chetty et al.32) b,c que tentam explicar a
existência da disparidade de fixação. Olge refere que este valor é consequência do stress
provocado no sistema visual, ou seja, quanto maior o stress maior o desalinhamento dos olhos.
Este sugere, a prescrição de prismas para tentar anular a disparidade de fixação e assim reduzir
o stress do sistema visual. A segunda teoria formulada por Schor, menciona que a disparidade de
fixação é um desalinhamento propositado do sistema visual para dar estímulo às inervações de
vergência ocular. Segundo esta teoria, o seu valor não necessita ser compensado e o seu valor
varia dependendo das inervações do sistema de vergência de cada individuo.
A disparidade de fixação tem relação com a convergência fusional e o seu valor varia se
for colocada uma lente positiva ou negativa.33 O seu valor não parece sofrer qualquer alteração
com a idade34 e é inversamente proporcional ao tempo de adaptação da foria ao prisma.33,35 O valor
da disparidade de fixação é utilizado por alguns autores, em conjunto com os valores das
vergências fusionais, para diagnosticar desordens da visão binocular.33
b Despotidis N, Petito T. Fixation disparity: clinical implications and utilization. Journal of the American Optometric Association1991
62923-933.
c Schor CM, Ciuffreda KJ. Vergence eye movements: Basic and clinical aspects. Boston: Butterworth 1983 pp 201-202, 467, 472-476.
9
Este pode ser medido através de testes como o teste de Mallet-Hamblin,28 o disparómetro,
cartas de Woolf, cartas de Wesson, American Optical vectografic chart 36 e o teste de Saladin.37,38
Figura 3. Endo (verde) e Exo (cor de laranja) disparidade de fixação (adaptado de Goss33).
2.3. Acomodação
O componente refrativo responsável pela acomodação é o cristalino. Este encontra-se,
na sua posição de maior relaxamento quando olhamos para longe. Quando olhamos para perto,
o músculo ciliar contrai aumentando a tensão nas fibras da zónula de Zinn resultando numa
diminuição do raio de curvatura e um aumento de potência dióptrica do cristalino. Este processo
é chamado de acomodação e foi descrito pela primeira vez por Helmholtz em 1855.39
Tal como Maddox dividiu a vergência em 4 componentes, Heath40 propôs em 1956 uma
divisão semelhante para a acomodação dividindo-a em acomodação tónica, proximal,
convergência e reflexa.
A acomodação tónica é feita através do musculo ciliar, sendo este componente da
acomodação descrito como a acomodação presente na ausência de estimulo, como é por
exemplo, o caso de estarmos em condições escotópicas.41 Esta pode chegar até e em média a
1,00D em adultos, sendo o seu intervalo segundo Post et al.42 entre 0,00D e 2,00D.
A acomodação proximal ocorre quando existe a consciência de um objeto em visão
próxima.43 Esta é estimulada quando um objeto está situado a menos de 3m do observador.44
10
A acomodação convergência é um componente da acomodação induzida pela atuação
da vergência (citado por Szostek41).d Esta é tipicamente medida através do rácio desta com a
convergência chamada de CA/C e possui um valor típico de 0,40D/6 para os jovens adultos.45
Por fim, temos a chamada acomodação reflexa que é a mais importante e de maior
amplitude de todos os componentes descritos.46 É definida como a resposta automática da
acomodação à imagem desfocada da retina onde esta atua de modo a tornar essa imagem
nítida e bem definida na retina.39
2.4. Tríade Proximal
Quando olhamos para um objeto próximo, vários mecanismos ocorrem simultaneamente
de modo a permitir a visão simples e nítida do mesmo. Esses mecanismos são três, podendo ser
nomeados pela ordem de acontecimento de acomodação, convergência, que já foram previamente
descritos, e diâmetro pupilar. O nome dado ao conjunto destes três mecanismos é tríade
proximal.47
A pupila e por sua vez o diâmetro pupilar, é controlada por dois tipos de músculos: o
músculo dilatador radial, que faz dilatar a pupila (midríase) e o anelar que faz contrair (miose) e
que são controlados pelos sistemas simpático e parassimpático, respetivamente. Estes dois
músculos estão ligados ao músculo ciliar o que faz com que a pupila tenha uma relação com a
acomodação e com os movimentos de vergência ocular e assim participe na visão de perto.48 A
pupila tem como função o controlo de entrada da quantidade de luz no olho, alterar a profundidade
de foco e o seu diâmetro controla as aberrações oculares.39
Não existe um consenso sobre o que desencadeia a contração pupilar quando observamos
um objeto em visão próxima, mas quem a estimula é a retina. Existem diferentes hipóteses na
literatura; uma afirma que quando olhamos para um objeto em visão próxima esta ação é
exclusivamente da vergência ocular; outra alega que é apenas da acomodação; já uma terceira
refere que esta é controlada apenas pela parte motora de ambos; e por fim, uma hipótese mais
recente formulada por Myers et al.47 propõem que a componente motora da vergência ocular e a
parte sensorial da acomodação controlam a parte motora da pupila.
d MILLODOT, M. & LABY, D. M. 2002. Dictionary of ophthalmology, Butterworth Heinemann.
11
A tríade proximal pode ser resumida como a acomodação que responde então à imagem
desfocada da retina e acomoda para a tornar nítida, os olhos convergem para trazer essa imagem
para a fóvea e a pupila contrai. A relação entre a acomodação e os movimentos de vergência
ocular podem então ser ilustrados neste modelo simplificado de Hung et al.46 (adaptado de
Ciuffreda39) (Figura 4).
Nesta figura, podemos ver que um objeto quando é percebido ativa a vergência e
acomodação proximal. Após ter consciência do objeto no nosso campo de visão, entra em ação a
acomodação reflexa que responde então a essa imagem na retina e a vergência fusional que ajuda
a alinhar os olhos na posição correta para haver condições para as imagens se fundirem. Como
resultado de ambos os mecanismos serem ativados, ainda temos a interação entre ambas na
forma da vergência acomodativa e acomodação convergência. Por fim, somando todas estas
contribuições à acomodação e à vergência tónica já existente ocorre, então, a resposta motora de
ambos os sistemas fazendo atuar assim os músculos extraoculares no caso da vergência e o
musculo ciliar e o cristalino na acomodação. Estes mecanismos ainda são regulados por um
feedback negativo em que a resposta motora cria um efeito contrário ao estimulo que faz com que
este reduza.39 Como o mecanismo da contração pupilar na visão próxima não é bem conhecido
não está inserido no modelo.
12
Figura 4. Modelo simplificado da relação entre acomodação e convergência (adaptado de Ciuffreda39).
13
2.5. Iluminação
Para visualizarmos o mundo que nos rodeia precisamos de luz. A nossa visão começa
quando a luz vinda de uma fonte luminosa reflete no objeto e atravessa todos os meios oculares
(lágrima, córnea, humor aquoso, cristalino, humor vítreo) até chegar à retina. A luz chega à retina
e estimulam os fotorreceptores, desencadeando vários processos nestes. Esta normalmente é
descrita em comprimentos de onda expressos em nanómetros (nm), onde cada fotão possui uma
determinada energia associada a um determinado comprimento de onda. O conjunto destas
energias está contida no chamado espetro eletromagnético, sendo que só somos capazes de ver
com apenas uma parte chamada de luz visível. A luz visível é uma gama do espetro
eletromagnético situada entre os 400 e os 700 nm (Figura 5).15
Figura 5. Espectro eletromagnético indicando a gama que é visível ao olho humano (adaptado de Goldstein15).
2.5.1 Radiometria e Fotometria
A luz pode ser descrita em quatro medidas diferentes: actinometria, radiometria,
fotometria e colorimetria. A actinometria mede a iluminação em quantidade de fotões e a
radiometria mede a iluminação em unidades de energia. A fotometria entra em consideração com
a eficiência visual. Por fim, a colorimetria descreve valores de um estímulo luminoso radiométrico
convertendo-os em três valores que nos dão o seu efeito nos três tipos de cones.19 As duas
primeiras medidas caracterizam a luz independentemente das características do sistema visual
humano, já a colorimetria e a fotometria caracterizam-na tendo em conta as características do
14
sistema visual humano.19 As medidas usualmente mais utilizadas para caracterizar uma fonte
luminosa são a radiometria e a fotometria.13 Estas, podem ser transformadas e interligadas para
nos dar valores relevantes, como no caso deste trabalho o valor da iluminância (lx). A Tabela 1
apresenta um resumo destas duas medidas:
Tabela 1. Grandezas radiométricas e fotométricas (adaptado de Shevell19)
Para a iluminação natural ou artificial. normalmente a sua cor é determinada de forma
diferente. Esta é determinada através da temperatura de cor, ou seja, é o valor da temperatura,
em graus Kelvin (K), de um corpo negro quando emite a mesma cor que a fonte luminosa. Mas,
tem sido provado que esta é uma fonte de erro pois, a cor de uma fonte luminosa nunca é igual à
emitida por um corpo negro. Assim sendo, o conceito de temperatura correlacionada de cor (CCT)
surgiu, onde a temperatura de cor de uma fonte de luz é determinada através da média dos valores
das temperaturas três valores das cores primárias (vermelho, verde, azul) obtidas através da
comparação entre as luminosidades relativas de cada cor primária com as do corpo negro.49
Radiometria Fotometria
joules (J)
Fluxo Radiante (Pe)
J.s-1 = watts (W)
Fluxo Luminoso (Pv)
lumens (lm)
Quantidade de luz por unidade de tempo e unidade de ângulo sólido
Intensidade Radiante (Ie)
lm.sr -1
= candelas (cd)
Quantidade de luz por unidade de tempo e unidade de área
Irradiância (Ee)
W.m -2
Iluminância (Ev)
lm.m -2
= lux (lx)
Quantidade de luz por unidade de tempo e unidade de área e ângulo
sólido
2.5.2 Sintomas e consequências de uma iluminação inadequada
O nível de iluminação recomendado para cada tarefa visual está tabelado por entidades
europeias onde, por exemplo, é aconselhado num escritório um mínimo de 500 lx para ler,
processar dados, escrever e digitar no computador.50 Se o nível de iluminação for inadequado, para
realizar uma determinada tarefa esta pode causar dores de cabeça, astenopia ocular, visão
desfocada, irritação ocular e fotofobia5 além de baixar a produtividade.2 Um estudo feito por Sheedy
et al.51 revelou que sintomas de secura, ardor e irritação ocular são causados por iluminação
intermitente ou excessivamente brilhante. Estes sintomas estão associados normalmente com a
combinação entre anomalias visuais individuais e ergonomia visual deficiente, como pode ser o
caso de uma inadequada iluminação.52 Existe também uma escala da CIE (Commission
Internationale de l'Éclairage), criada em 1995, que é usada para avaliar o nível de desconforto
produzido por encandeamento de uma fonte de luz interior chamado sistema URG. Esta escala vai
de 10 a 30 sendo que valores mais altos indicam um maior nível de desconforto. Existe também,
outro sistema que serve para prever a probabilidade de uma pessoa não sentir desconforto devido
ao encandeamento, chamado Visual Comfort Probability (VCP). Este varia de 0 a 100 sendo que
o valor mais alto indica que todas as pessoas estão confortáveis com a fonte de luz.53
Outros estudos também foram realizados para avaliar a performance visual e de leitura.
Um estudo feito por Male et al.3 que consistia em colocar as pessoas a ler sob diferentes tipos de
lâmpadas mas com uma intensidade de luz constante reportou que existe uma escassa associação
entre o tipo de lâmpada e a velocidade de leitura, porém encontraram uma associação entre o
tipo de iluminação e a performance visual. Ainda demonstraram que os indivíduos do sexo
masculino preferem lâmpadas fluorescentes (CFL) e os do sexo feminino de lâmpadas
fluorescentes em tubo (FLUO). Estes dois tipos de lâmpadas davam a cada um melhor conforto
visual e performance de leitura, ao contrário das lâmpadas LEDs e tungstênio. Um outro estudo
do mesmo autor, mostrou nos que a performance de leitura é influenciada pela distribuição
espetral da lâmpada sendo que para a lâmpada de tungstênio um impacto significativo na
convergência pode explicar o impacto na performance de leitura e tarefas em visão próxima.54
Também foi reportado haver uma relação significativa entre a intensidade da luz e o conforto visual
sendo que, para tarefas de leitura, o valor da iluminância de 500lx foi considerado o mais
confortável a nível visual.55 Este resultado anterior é corroborado por Lin et al.4 sendo que estes
também referem que a luz de cor branca e um texto com letras azuis em fundo cinza geram uma
melhor performance visual. Referem também, que a intensidade da iluminação influência mais as
16
tarefas visuais mais curtas enquanto que a cor do texto tem maior influência em tarefas mais
longas. Um estudo realizado por Wang et al.56 mostrou haver uma relação entre a iluminância, a
temperatura correlacionada de cor (CCT) e o tipo de fonte de luz com a ocorrência de alguns
sintomas, tais como dor ocular, olhos cansados, secura ocular e sugerem que a luz LED com um
azul mais intenso é melhor na supressão destes sintomas em relação à luz fluorescente. Wang et
al.57, num outro estudo, mostraram não haver relação entre o conforto visual e o nível de
iluminância. Outro estudo,58 mostrou que a acomodação e as aberrações de 4ª e 12ª ordem
sofriam menores alterações com uma intensidade de luz de 550 lx e para um ângulo maior de
incidência da luz. Também mostraram haver alterações no diâmetro pupilar com variação da luz
ambiente, mas que estes valores não eram significativos com o tipo de lâmpada ou iluminância,
sugerindo assim que o nervo parassimpático que controla a pupila é diferente do que controla a
acomodação. Concluíram também que a distribuição espacial da luz tem maior influência nos
parâmetros oculares quando comparado com a qualidade da luz.
Um estudo realizado sobre a influência da luminância do ecrã e iluminância do ambiente
na fadiga e estimulação visual durante a realização de uma tarefa de leitura digital, mostrou haver
um aumento da estimulação visual e, consequente, aumento da performance visual e
concentração com o aumento de ambos os fatores. Por outro lado, a fadiga aumenta com elevados
níveis de luminância do ecrã. Ainda reportaram que velocidade de leitura, velocidade de sacádicos,
microssacádicos e diâmetro pupilar são mais sensíveis a mudanças da luminância do ecrã; o
tempo de reação e movimentos sacádicos regressivos mais sensíveis à iluminância ambiental.6
2.6. Aberração cromática
O globo ocular tal como qualquer sistema ótico, possui aberrações a ele associadas.
Aberração não é mais do que a distorção da imagem de um objeto formada por um sistema ótico
em relação às condições ideais. Estas aberrações são causadas pelos raios de luz que, quando
atravessam os dioptros oculares, não convergem todos para o ponto imagem ideal.59 Estas causam
uma perda da qualidade da imagem e podem ser de dois tipos: monocromáticas e cromáticas.59
Existem 5 principais tipos (aberração esférica, coma, astigmatismo, distorção e curvatura de
campo) 59 mas não serão abordadas neste trabalho. Já as aberrações cromáticas, ao contrário das
anteriores, são causadas por luz com mais do que um comprimento de onda, que ao passar
através de uma superfície vai criar uma decomposição desta e focar a diferentes distâncias.60
17
Comprimentos onda mais energéticos, ou seja, mais curtos serão mais refratados do que
comprimentos de onda mais longos. Portanto, luz de comprimentos de onda na zona do azul-
violeta vai ter a sua imagem formada antes do que luz com comprimentos de onda mais altos
(vermelho). Assim sendo, este facto demonstra que existe uma relação entre o comprimento de
onda e o índice de refração do meio onde a luz atravessa, sendo esta relação inversamente
proporcional. A aberração cromática pode ser dividida em dois tipos: longitudinal ou transversal.60
A aberração cromática longitudinal ou axial, pode ser definida como a formação de
diferentes focos de diferentes cores em diferentes posições do eixo visual, para um mesmo ponto
objeto. Esta pode ser medida como a distância entre as imagens da cor azul-violeta (A) e vermelha
(V) para objetos próximos e a distância entre os pontos focais das mesmas para objetos no infinito
(Figura 6).60 Possui um valor médio, segundo Howarth et al.61 de 1,82D e, segundo um estudo mais
recente de He et al.62 de 2,13D. Este valor é independente da idade,63 tem influencia no atraso
acomodativo mas não na profundidade de foco64 e parece influenciar mais a qualidade da imagem
que a aberração cromática lateral.62
Figura 6. Aberração cromática longitudinal (adaptado de Khare60).
A aberração cromática longitudinal pode ainda ser calculada através da fórmula:
= 1,74638 − ,
18
onde λ corresponde ao valor do comprimento de onda e Rx é o valor da aberração cromática.65
Feitos os cálculos, conseguimos o valor da aberração cromática longitudinal para cada
comprimento de onda, como podemos verificar pelo gráfico que se segue (Figura 7).
Figura 7. Valor da aberração cromática longitudinal em função do comprimento de onda.
Quando a luz passa pela superfície de uma lente esta além de focar a diferentes distâncias
do eixo visual, também vai formar imagens de diferentes tamanhos sendo isto chamado de
aberração cromática lateral ou transversal. Esta ocorre, porque a magnificação de uma lente
depende da distância focal, ou seja, o tamanho da imagem que se vai formar varia com a distância
onde os raios são focados. Este tipo de aberração vai criar imagens mais pequenas para a luz
azul-violeta (A) e maiores para a luz vermelha (V), sendo o seu valor calculado através da diferença
entre o tamanho destas duas (Figura 8).60 Esta tem um valor de médio de 2,69’arco segundo
Howarth et al.,66 em 1984 e, em estudos mais recentes, de 1,67’arco.62 Este valor é maior para a
retina nasal do que temporal e o seu valor varia em média na horizontal e na vertical cerca de
0,13’arco/grau e 0,23’arco/grau, respetivamente.67
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
A b
er ra
çã o
C ro
m át
ic a
Lo n
gi tu
d in
Figura 8. Aberração cromática transversal (adaptado de Khare60).
2.7. Influência da luz na acomodação e convergência
A insuficiência de luz nas nossas tarefas diárias pode acarretar problemas. Dado isto, é
importante pensar que esta pode afetar a nossa visão negativamente, afetando o nosso sistema
acomodativo e de visão binocular.
Estudos realizados por Aggarwala et al.7,68 mostraram que a resposta acomodativa é
bastante influenciada pelo incremento da banda espetral da iluminação, ou seja, o sistema visual
atua de forma mais eficaz quanto maior for o número de comprimentos de onda presentes na luz.
Segundo estes, isto pode ser explicado pelo sistema visual que vai buscar informação sobre o
desfocado da retina à aberração cromática longitudinal para guiar o sistema acomodativo de forma
mais precisa.
Em 2005, Kruger et al.8 demonstraram que na presença de aberração cromática
longitudinal, ocorre uma diminuição da resposta acomodativa e um aumento do atraso
acomodativo provocado pela existência de uma resposta acomodativa mais lenta dos cones S ou
pelo aumento da profundidade de foco resultante da resposta dos cones L e M. Foi também
demonstrado que o atraso acomodativo apresenta diferenças em relação à cor, através da
realização de retinoscopia de MEM utilizando diferentes estímulos.69 Estes reportaram haver um
atraso acomodativo maior para estímulos com letras pretas e fundo verde do que para a cor
vermelha ou azul (p<0,05). Também demonstraram que este também varia significativamente
apenas aumentando o tamanho da letra, em objetos de 2 dimensões, e num estímulo acomodativo
de campo aberto, sugerindo que o olho estava numa posição mais relaxada na presença destes.
20
Utilizando filtros coloridos azul e verde, Amaechi et al.70 reportaram haver uma redução da
amplitude de acomodação binocular. Este estudo vem de acordo com outro realizado por Simmers
et al.71 onde foi demonstrado que a resposta acomodativa é maior sem lentes coloridas, sendo
proposto por este mesmo estudo que o resultado é devido à diferença entre a luminância entre as
duas condições. Ou seja, a lente colorida provoca a dilatação pupilar que consequentemente
provoca o relaxamento da acomodação.70
O ponto próximo de acomodação (PPA), que é definido como o ponto mais próximo a que
conseguimos visualizar um objeto nítido, não parece sofrer alterações significativas com diferentes
distribuições espetrais de luz.54 Um estudo feito por CaI et al.72 revelou que o AC/A, as aberrações
de 6ª e 9ª ordens e o desfocado da retina variava menos para uma fonte de luz com uma
temperatura de cor 5000K do que para 4000K e 6000K. O ponto próximo de convergência (PPC),
parece sofrer alterações significativas para diferentes distribuições espetrais de luz.54
Num estudo realizado por Majumder et al.12 mostrou-se que para diferentes intensidades
de luz azul o valor das reservas fusionais positivas (desfocado, rotura, recuperação), medido com
barra de prismas, sofria alterações significativas apresentando valores maiores em condições de
menor intensidade de luz. Para o AC/A, Alpern et al.9 mostraram que este não sofre variações
significativas com a redução da iluminação apesar de a amplitude de acomodação diminuir e da
vergência tónica aumentar. Isto pode ser explicado, pelo facto de que quando a intensidade de luz
é baixa a acomodação é comandada pelo sistema de vergência e quando chegamos a níveis mais
elevados a resposta acomodativa é maior e a do sistema de vergência ocular mantêm-se.11
Por último, a disparidade de fixação, parece tender para uma exo disparidade quando
lemos em valores de iluminação baixos e inadequados e que esta poderá ter relação com sintomas
oculares como visão desfocada, astenopia,etc.73
21
3.1. Tipo de estudo
Foi realizado um estudo observacional transversal, com o objetivo de estudar a influência
da iluminação colorida nos parâmetros de visão binocular.
O estudo foi realizado no Departamento de Física da Universidade do Minho, onde estava
disponível todo o material necessário para a sua realização.
Este estudo, foi revisto e aprovado pela Subcomissão de Ética para as Ciências da Vida e
da Saúde da Universidade do Minho. Todos os participantes assinaram um consentimento
informado após tomarem o conhecimento do objetivo e de todos os procedimentos e detalhes do
estudo (Anexo 1).
3.2. População estudada
Universidade do Minho que voluntariamente aceitaram participar.
Foram avaliados 37 sujeitos com idades entre os 19 e os 30 anos. Não apresentavam
problemas de saúde ocular nem tinham sido submetidos previamente a qualquer intervenção para
a correção do erro refrativo ou a outra cirurgia ocular.
3.3. Procedimento experimental
O estudo foi realizado em 2 fases distintas: uma primeira fase para selecionar a amostra
e uma segunda fase onde se estudou a influência da iluminação colorida em parâmetros da visão
binocular.
22
Fase 1: Determinação da amostra
Inicialmente, foi realizado um exame visual completo a 37 sujeitos. Esta avaliação
consistiu na realização de um conjunto de exames visuais preliminares, na avaliação objetiva e
subjetiva do erro refrativo e na realização de exames de visão binocular e acomodativos.
Os exames preliminares consistiram na avaliação da acuidade visual utilizando um
optotipo de Snellen, na realização do Cover Test e na avaliação do ponto próximo de convergência
(PPC); todos os exames foram realizados para visão de longe e perto. Também foi feita a avaliação
da visão das cores com o teste de Ishihara.
O erro refrativo foi determinado através da realização dos exames objetivo e subjetivo. A
refração objetiva foi obtida através da retinoscopia estática. Após esta, era realizado o exame
subjetivo para VL partindo do valor neto da retinoscopia. Para análise posterior os valores obtidos
= +
, Equação 2.
Após obtida a refração, foram realizados exames de visão binocular. Estes exames
consistiram na medição das forias e reservas fusionais horizontais para visão de longe e de perto
(40cm). As forias foram medidas utilizando o método de von Graefe, seguidas das reservas
fusionais negativas (RFN) e positivas (RFP) com os prismas de Risley.74 Esta ordem previne a
estimulação da vergência e a diminuição dos valores medidos da rotura e recuperação da reserva
fusional negativa.75,76
Por fim, foram realizados exames acomodativos que consistiram na determinação da
amplitude de acomodação monocular e a flexibilidade acomodativa monocular apenas de visão de
perto (40cm).36 A amplitude de acomodação foi medida pelo método de Sheard, também
conhecido como método das lentes negativas. Em seguida, com o sujeito utilizando o valor do
exame subjetivo na armação de prova, foi medido o atraso acomodativo através da retinoscopia
de MEM e a flexibilidade acomodativa monocular para visão de perto com as lentes +/- 2,00D.
Após a realização desta fase, foram selecionados para a segunda fase aqueles que
cumpriam os critérios de inclusão: acuidade visual para visão de longe com correção maior ou
igual a 1,0, visão das cores normal e sem disfunções acomodativas ou de visão binocular. Foram
23
excluídos sujeitos que apresentassem astigmatismo superior a 1,00D, miopia e hipermetropia
igual ou superior a 2,00D e na presença de qualquer patologia ocular no decorrer do estudo.
Fase 2: Medidas de parâmetros de visão binocular com iluminação colorida
Os participantes que cumpriam os critérios de inclusão foram selecionados para a
segunda fase do estudo. Esta consistiu na avaliação dos parâmetros de visão binocular em
diferentes condições de iluminação obtidas com a lâmpada Ledigma (Ledigma Ltd, Vilnius,
Lithuania) (Figura 9).
Figura 9. Lâmpada Ledigma.
A lâmpada é composta por 10 LEDs individuais e é controlada através de um software que
permite ajustar a intensidade, temperatura correlacionada de cor e comprimento de onda (Figura
10).
24
Figura 10. Software utilizado pela lâmpada.
Para este estudo, utilizou-se luz branca, verde (com um pico de intensidade para um
comprimento de onda de 515 nm) e vermelha (com um pico de intensidade para um comprimento
de onda de 635 nm) (Figura 11).
Figura 11. Gráfico da distribuição espetral da luz branca (B) verde (V) e vermelha (Vm).
Para todas as medidas, a iluminância foi ajustada para 150lx com o auxílio de um
luxímetro (Illuminance Meter T-10A series, Konica Minolta, Japão). Também foi utilizada a mesma
0,00E+00
R ad
iâ n
ci a
(W /m
2 .s
25
distância da lâmpada ao optotipo (75 cm) e do optotipo ao paciente (40 cm) como podemos
observar na Figura 12.
Figura 12. Representação das condições de medida, para a iluminação verde.
Os exames realizados nesta fase foram as forias e reservas fusionais horizontais para visão
de perto e o teste de disparidade de fixação. Os exames foram realizados de acordo com os
procedimentos realizados na primeira fase. A disparidade de fixação horizontal foi medida
utilizando o teste de Saladin (Figura 13). Para a realização deste teste é necessário a utilização de
óculos polarizados e é realizado a uma distância 40 cm.
Figura 13. Teste de Saladin.
26
As medidas foram todas realizadas com o foróptero e com o valor do subjetivo obtido na
primeira fase do estudo. Estas foram realizadas de forma aleatória sob cada uma das condições
de iluminação descritas previamente.
3.4. Análise estatística
A análise estatística foi realizada com o auxílio do Statistical Package for the Social
Sciences (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) versão 25.0.
Para testar a normalidade dos dados foi utilizado o teste de Shapiro-Wilk pela dimensão
reduzida da amostra onde o valor p abaixo de 0,05 (5%) indicava uma distribuição dos dados não
normal.
Posteriormente, para comparar médias, todas as variáveis com distribuição normal foram
analisadas utilizando o teste-t emparelhado e as restantes utilizando o teste de Wilcoxon, onde
para ambos foi considerado um intervalo de confiança de 95% onde um valor de p igual ou inferior
a 0,05 foi considerado estatisticamente significativo.
27
4.1. Caracterização da amostra
Dos 37 sujeitos inicialmente avaliados, apenas 24 cumpriram os critérios de inclusão
referidos no capítulo 3. A sua idade média (± desvio padrão) era de 22,3 ± 3,03 anos e 79,2%
eram do sexo feminino. Apresentaram um equivalente esférico médio de -0,01 ± 0,89 D para o
olho direito e de +0,02 ± 0,85 D para o olho esquerdo, não sendo esta diferença estatisticamente
significativa (p=0,91).
4.2. Influência da iluminação colorida no valor das forias
A foria foi medida para VP e sob diferentes condições de iluminação (luz branca, verde e
vermelha) e os valores obtidos encontram-se na Figura 14. Para a foria medida sob a luz de cor
branca foi encontrada um valor médio de 5,2 ± 5,3 , para a luz verde o valor médio obtido foi
de 7,2 ± 4,7 e para luz vermelha obteve-se um valor de 5,2 ± 5,2 ; estes valores
representam uma exoforia.
Após a análise estatística, verificou-se que estas diferenças são estatisticamente
significativas entre os valores médios obtidos com luz branca quando comparados com os obtidos
com luz verde (p = 0,021) e entre os obtidos com as iluminações verde quando comparados com
os obtidos com iluminação vermelha (p = 0,007). No entanto, a diferença encontrada entre os
valores médios obtidos com as iluminações branca e vermelha não apresenta significância
estatística (p = 1,000).
28
Figura 14. Gráficos dos valores médios e erro padrão da média obtidos para cada cor de iluminação. Os valores representam exoforias.
Avaliou-se ainda, se as diferenças encontradas para os valores das forias eram idênticas
para diferentes estados fóricos. Isto é, se o comportamento é idêntico para sujeitos que
apresentam ortoforia, exoforia ou endoforia. Esta classificação foi feita com base nos valores das
forias obtidos sob iluminação branca por se assemelhar mais com as condições em que foi medida
clinicamente.
Nestas condições dos 24 sujeitos, apenas um sujeito apresentava ortoforia (4,2%), dezoito
exoforia (75%) e cinco endoforia (20,8%). Na Figura 15 podem-se observar os valores médios da
foria para as três iluminações para exoforia e endoforia. A resposta às diferenças não foi igual para
os todos os estados fóricos; os sujeitos com ortoforia eram apenas um, assim sendo não foi
possível aplicar qualquer tratamento estatístico; para a endoforia apresentaram valores
estatisticamente não significativos, ou seja, semelhantes para todos os pares. Já aqueles que
apresentavam exoforia com a luz branca viram a sua exoforia aumentar com a luz verde e diminuir
com a luz vermelha (p = 0,040).
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
29
Figura 15. Valor médio das forias e o erro padrão da média para as diferentes iluminações de acordo com o tipo de foria apresentado pelo sujeito.
4.3. Influência da iluminação colorida no valor das vergências fusionais
Na Tabela 2, podem-se encontrar os resultados obtidos para os valores de desfocado,
rotura e recuperação para as vergências fusionais negativa e positiva. Como se pode verificar, os
valores obtidos variaram conforme a iluminação utilizada durante a sua medida.
Para a vergência fusional negativa, as diferenças encontradas para o valor do desfocado
não apresentaram significância estatística. Já para a rotura, os valores obtidos sob iluminação
verde apresentaram um valor (22,8 ± 4,4 ) superior em 1,5 ao valor obtido com a iluminação
branca (21,3 ± 5,5 ), sendo esta diferença estatisticamente significativa (p = 0,05). Para a
recuperação verificou-se que o valor obtido com a iluminação verde foi mais alto (14,9 ± 5,0 ),
seguindo-se o valor obtido com a iluminação branca (13,3 ± 5,3 ) e o mais baixo obteve-se com
a iluminação vermelha (12,8 ± 5,9 ). As diferenças entre estes valores médios, são
estatisticamente significativas conforme se pode observar na Tabela 2, exceto para as cores branca
e vermelha.
Os valores de desfocado e rotura da vergência fusional positiva não apresentaram
diferenças estatisticamente significativas para as diferentes iluminações utilizadas. O valor da
recuperação obtido com a iluminação branca (16,6 ± 8,2 ) foi estatisticamente superior ao obtido
com a iluminação verde (13,0 ± 9,0 ) (p = 0,002).
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
30
Tabela 2. Valores médios e do desvio padrão obtidos para as reservas fusionais negativas e positivas para as diferentes iluminações
4.4. Influência da iluminação colorida na disparidade de fixação
A disparidade de fixação foi avaliada com o teste de Saladin. Os resultados obtidos
encontram-se representados na Figura 16.
O valor obtido para a iluminação vermelha foi uma endo disparidade de fixação de
0,63 ± 0,96’arco, para a iluminação branca foi de 0,3 ± 1,33’arco e com iluminação verde
0,38 ± 1,30’arco, ambas também endo disparidades de fixação. As diferenças entre estes valores
não apresentaram significância estatística.
Branco Verde Vermelho p
R es
er va
F us
io na
>0,05 >0,05 >0,05
>0,05 >0,05 >0,05
>0,05 = 0,05 >0,05
>0,05 = 0,008 = 0,009
>0,05 >0,05 >0,05
>0,05 = 0,002 >0,05
31
Figura 16. Valor médio e erro padrão da média da disparidade de fixação para cada cor de iluminação.
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Capítulo 5 - Discussão dos resultados
O principal objetivo deste estudo era conhecer o efeito da iluminação colorida na visão
binocular. Como podemos observar, os valores das forias sofreram alterações significativas com
a diferente cor de iluminação (Figura 14 e Figura 15). O valor médio obtido, neste caso da exoforia,
é maior com a iluminação de cor verde quando comparado com os valores obtidos com iluminação
branca e vermelha. A exoforia medida com iluminação verde apresentou um valor de 2 superior
aos valores encontrados com as outras iluminações.
Num estudo publicado recentemente77, concluiu-se que a amplitude de acomodação,
medida nas mesmas condições das deste estudo, era inferior quando avaliada sob a luz vermelha
do que com luz verde. Este resultado pode significar que inicialmente o sujeito já está a acomodar
usando parte da acomodação e que tem menos acomodação disponível quando se mede a
amplitude de acomodação sob luz vermelha comparado com a luz verde. No entanto, também
pode significar que com a iluminação vermelha, os sujeitos têm que acomodar mais para focar o
optotipo pelo que fica menos acomodação disponível para a determinação da amplitude de
acomodação.
Quando olhamos para um objeto próximo além da convergência e da contração da pupila,
a acomodação também atua. Assim sendo, a alteração da potência dióptrica do olho e,
consequentemente, ponto focal para os diferentes comprimentos de onda provocada pela
aberração cromática longitudinal, também altera. O gráfico presente na Figura 7 permite-nos
verificar que o valor da aberração cromática é aproximadamente zero dioptrias para os 580 nm.
Já para os valores 515 nm e 635 nm, correspondentes aos picos de emissão da lâmpada no verde
e no vermelho (Figura 11), o valor da aberração cromática é de aproximadamente - 0,40D e
+0,23D respetivamente. Assim sendo, para um estímulo em visão próxima acomodamos menos
0,40D para a cor verde. No caso da luz vermelha, o estímulo acomodativo é superior em 0,23D,
o que implica um estímulo acomodativo para um objeto a 40 cm de 2,73D (Figura 17).
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Figura 17. Esquema representativo do estímulo acomodativo obtido com as cores verde e vermelha.
Se tivermos em conta uma relação AC/A normal de 5:1 /D,78 uma diferença de 0,40 D
na acomodação provoca uma alteração de 2 na convergência. Uma alteração de 0,23 D na
acomodação, para o mesmo AC/A, irá induzir uma alteração na convergência de 1,15 . Havendo
uma resposta acomodativa menor para a luz verde, pela relação AC/A, a convergência estimulada
também será menor. Este dado explica o aumento da exoforia em VP quando medida com
iluminação verde. Por outro lado, com a luz vermelha a resposta acomodativa é maior, o que
implica um maior estímulo da convergência e uma diminuição do valor da exoforia, o que não se
verificou neste estudo.
Para o método utilizado na medição da foria, Rouse et al.79 mostraram haver uma
repetibilidade intraobservador muito boa (índice de repetibilidade 0,81).
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Portanto, este valor de 2 de diferença entre a luz verde e as restantes duas cores no
valor da foria de visão próxima, pode ser considerado além de estatisticamente significativo,
clinicamente relevante.
Para as reservas fusionais, podemos observar na Tabela 2 que também existem diferenças
estatisticamente significativas entre elas. Quando chegamos ao limite da vergência fusional, a
convergência acomodativa atua e, consequentemente, quando atinge o seu limite temos o valor
da rotura. Este valor é estatisticamente significativo entre a cor branca e verde (p = 0,05) para a
vergência fusional negativa sendo esta diferença de 1,45 .
Após obter o valor da rotura retiramos potência prismática até que o sujeito indique
visualizar uma única imagem nítida, onde este valor é o valor da recuperação. Para os valores da
recuperação, esta recupera primeiro com a cor verde para reserva fusional negativa e o oposto
para a positiva. Para a reserva fusional negativa, apenas não existem diferenças significativas entre
as cores branco e vermelho. Estas diferenças são significativas entre o branco e verde (1,6 ) e
entre as cores verde e vermelho possui uma diferença de 2,1 . Já para a reserva fusional positiva,
apenas existem diferenças estatisticamente significativas entre os valores de recuperação da cor
branca e verde (3,6 ).
A partir do estudo feito por Antona et al.,80 os valores das reservas fusionais de perto
sofrem maior influência da acomodação e da vergência proximal do que em visão de longe
aumentando assim a variabilidade das medidas. De acordo com este estudo, a repetibilidade do
método do método de von Graeffe, para medição do valor da rotura e recuperação das reservas
fusionais negativas é baixa. Similarmente, o valor reportado para a recuperação das reservas
fusionais positivas possui uma repetibilidade bastante baixa. Rouse et al.79 também demonstraram
uma baixa repetibilidade intraobservador deste valor. Com isto, podemos atribuir que estas
diferenças à reprodutibilidade do método, ou seja, apesar de estatisticamente significativo, não
são relevantes do ponto de vista clínico.
Por fim, para os valores da disparidade de fixação não se verificaram diferenças
significativas entre as diferentes cores. Os valores encontrados possuem um desvio padrão muito
elevado e os valores para as três condições de iluminação dão todas endo disparidades. Dado isto,
seria necessário um maior número de sujeitos para obter valores mais exatos.
Um estudo realizado por Frantz et al.,81 mostrou que existem diferenças significativas
medidas com e sem o foróptero para teste de disparidade de fixação. Estas diferenças, segundo
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os autores, são devidas á estimulação da convergência proximal que torna os valores mais endo
do que seria de esperar; também reportaram que no foróptero a medida não é tão natural e este
também reduz a sua visão periférica. Ou seja, os valores medidos podem ter dado mais endo do
que verdadeiramente são.
Também sabemos que a acomodação e vergência ocular estão interligadas, e que quando
uma delas, neste caso a acomodação, sofre uma alteração que vai alterar a resposta das
vergências e consequentemente a medida da disparidade fixação. Foi realizado por Semmlow
et al.e (citado por Chetty et al.32) um estudo onde estes tentaram isolar o efeito da vergência fusional
quando mediam a disparidade de fixação através da utilização de um buraco estenopeico. Estes
reportaram que o valor desta era muito inferior o que demonstrava que grande parte do valor da
disparidade de fixação era conseguido através da interação existente entre a acomodação e a
vergência (AC/A). Dado isto, seria de esperar que a cor da iluminação tivesse impacto significativo
no valor da acomodação e por sua vez no valor disparidade de fixação, o que não se verificou
(Figura 16).
Similarmente, não se pode deixar de referir o possível efeito das lentes polarizadas
utilizadas no teste. Apesar de ser mantida uma iluminância de 150lx no teste, a iluminância que
chega à retina não será igual para todas as iluminações.
É de notar que apesar de haver estudos sobre a iluminação e a visão binocular, não existe
nenhum que estude a ligação da iluminação colorida LED com a visão binocular, ou seja, nenhum
estudo semelhante foi realizado sobre nenhum dos pontos analisados neste trabalho.
e Semmlow JL, Hung G. Accommodation and the fusional components of fixation disparity. Investigative Ophthalmology and Visual
Science1979 181082-1086.
Este trabalho tinha como principal objetivo, verificar a existência de alterações
significativas de parâmetros da visão binocular com iluminação de diferentes cores.
Após recolhidos e analisados os dados verificou-se a existência de alterações significativas
dos valores de foria e reservas fusionais horizontais. Estas alterações mostram a forte ligação entre
a acomodação e visão binocular, sendo a variação da acomodação uma das causas para a
variação de um dos valores estudados. Já a baixa repetibilidade do método utilizado, foi apontada
como uma das principais causas para a as diferenças encontradas para os valores das reservas
fusionais. Para a disparidade de fixação não foram encontradas quaisquer diferenças com a cor
da iluminação. As diferenças encontradas, apesar da maior parte não ser clinicamente relevante,
permitem conhecer e entender melhor a relação da visão binocular com o tipo de iluminação,
alertando-nos que a escolha da iluminação correta é essencial para não causar desconforto e
outros problemas visuais.
Em estudos futuros, seria importante estudar como a luz colorida de diferentes
intensidades e cores influência a visão binocular, se existem alterações também a nível de erro
refrativo e avaliar se este comportamento é igual para sujeitos com disfunções acomodativas e de
visão binocular.
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Bibliografia
1. WJM van Bommel G van B. Lighting for Work: Visual and Biological Effects. 2003.
2. Bommel WJ., Beld G., Ooijen MH. Industrial lighting and productivity. 2002.
3. Male Shiva Ram, Rishi Bhardwaj. Effect of Different Illumination Sources on Reading and
Visual Performance. J Ophthalmic Vis Res. 2018;13(1):44-49.
4. Lin C, Huang K. Effects of Lighting Color , Illumination Intensity , and Text Color on Visual
Performance. Int J Appl Sci Eng. 2014;12(3):193-202.
5. Lancaster WB. Ocular Symptoms of Faulty Illumination. Am J Ophthalmol. 1932;15(9):783-
788.
6. Benedetto S, Carbone A, Drai-Zerbib V, Pedrotti M, Baccino T. Effects of luminance and
illuminance on visual fatigue and arousal during digital reading. Comput Human Behav.
2014;41:112-119.
7. Aggarwala KR, Nowbotsing S, Kruger PB. Accommodation to Monochromatic and White-
Light Targets. Investig Ophthalmol Vis Sci. 1995;36(13):2695-2705.
8. Kruger PB, Rucker FJ, Hu C, Rutman H, Schmidt NW, Roditis V. Accommodation with and
without short wavelength sensitive cones and chromatic aberration. Vision Res.
2005;45(10):1265-1274.
9. Alpern M, Larson BF. Effect of Luminance Quantity on the AC/A. Am J Ophthalmol.
1960;49:1140/54-1149/63.
10. Cai J, Hao W, Guo Y, Du P, Wen R, Yang X. Influence of LED Correlated Color Temperature
on Ocular Physiological Function and Subjective Perception of Discomfort. IEEE Access.
2017;6:25209-25213. doi:.
11. Jiang BC, Gis