Il diametro della pupilla dipende dall’errore refrattivo?

È ben noto che sia il sistema Simpatico che Parasimpatico del Sistema Nervoso Autonomo controllano il diametro pupillare nell’uomo.

Ci sono alcuni fattori che possono però influenzare la dinamica pupillare come l’età, il passaggio di visione da lontano a vicino e l’illuminazione retinica [Winn, 1994].

In uno studio iniziale, è stata riportata una diminuzione non lineare della dimensione della pupilla con l’età, [Birren, 1950] che diventa più piccola e reagisce più lentamente alla luce e al buio. In un altro studio, sono stati valutati gli aspetti statici e dinamici della risposta pupillare durante la focalizzazione da lontano a vicino e viceversa; che è stata più strettamente associata all’intervento dell’accomodazione che non al rilassamento della stessa [Kasthurirangan, 2005]. 

Mentre alcune prove sperimentali, dimostravano che le donne e i miopi presentano pupille di dimensioni maggiori [Alexandridis, 1985], studi successivi non hanno confermato differenze significative della dimensione pupillare associata con il sesso, il colore dell’iride e l’errore refrattivo [Winn, 1994] [Netto, 2004].

Winn et al. hanno misurato le pupille di 91 soggetti tra 17 e 83 anni, utilizzando una tecnica di registrazione continua basata su infrarossi in 5 livelli di illuminazione [Winn, 1994]; mentre un altro studio è stato condotto su 96 candidati per la chirurgia refrattiva, dove i 192 occhi sono stati misurati con il pupillometro Procyon PS2000 SA e con il topografo Humphrey Atlas 992 [Netto, 2004]. 

Altri studi più recenti sono stati condotti su un numero più ampio di soggetti e hanno evidenziato che i fattori più influenti della variazione del diametro pupillare, sono l’età e lo stato refrattivo. Inoltre, per identificare i fattori che influenzano il diametro della pupilla adattata a condizioni di illuminazione mesopica nei pazienti candidati alla chirurgia refrattiva, hanno riesaminato le cartelle cliniche di 412 candidati tra il 2006 e il 2008.

Le pupillometrie sono state eseguite in luce mesopica con l’aberrometro COAS a infrarossi [Cakmak, 2010]. Un ulteriore studio di 13.959 occhi di 13.959 candidati alla chirurgia refrattiva sono stati riesaminati e le misure della dimensione pupillare sono state eseguite con il pupillometro manuale Colvard a infrarossi [Linke, 2012]. 

L’argomento è di attualità perché la dimensione pupillare è importante non solo nei candidati alla chirurgia refrattiva ma anche per i portatori delle lenti a contatto; di conseguenza, il tema centrale di uno studio [Guillon, 2016] è stata la dimensione della pupilla, aspetto fondamentale per il comportamento ottimale delle lenti a contatto per la presbiopia. Sono state fotografate le pupille di 304 pazienti dai 18 ai 78 anni a tre livelli di luminanza utilizzando una videocamera a infrarossi e le misure del diametro sono state prese dopo aver trasformato i valori dei pixel in millimetri. 

Questo progetto di tesi intende di occuparsi del legame fra diametro pupillare ed errore refrattivo. L’idea è nata dal fatto che nell’edizione del Luglio 2015 della rivista scientifica “Optometry and Vision Science” dell’Accademia Americana di Optometria sono stati pubblicati i risultati di una ricerca dove l’obbiettivo dello studio era di trovare una correlazione tra il diametro pupillare e l’errore refrattivo e come un ottotipo luminoso, la correzione e l’accomodazione possano influenzare questa relazione [Orr, 2015].

Nello studio hanno partecipato 60 soggetti divisi in 3 diversi gruppi in cui 20 erano emmetropi, 23 miopi e 17 ipermetropi con una fascia di età compresa tra 18 e 35 anni. I soggetti emmetropi hanno partecipato allo studio una volta soltanto, invece i miopi e gli ipermetropi in due condizioni diverse dove nella prima l’errore refrattivo è stato completamente compensato usando delle lenti a contatto giornaliere e nella seconda senza la compensazione dell’ametropia.

L’esperimento è stato fatto guardando un ottotipo di 6/12 Snellen attraverso un sistema ottico Badal di +5 D dove la luminosità è stata alterata utilizzando dei filtri a densità neutra all’interno di un proiettore, mentre il diametro pupillare e lo stato accomodativo sono stati registrati ripetutamente con il fotorefrattometro Plus Optix. Gli ottotipi sono stati presentati con diversi livelli di luminanza presentati a: 10, 100, 200, 400, 1000, 2000, e 4100 cd/m2. In sintesi, i ricercatori hanno concluso che il diametro pupillare non era influenzato dall’errore refrattivo, né dalla correzione refrattiva, né dall’accomodazione ma solo dal riflesso fotomotore.

In seguito, Guillon et al. hanno risposto con una lettera all’editore dell’articolo precedente, sostenendo che la loro conclusione, cioè che “l’errore refrattivo non ha influenza sul diametro pupillare”, fosse sbagliata. Per sostenere la loro affermazione, hanno riesaminato i dati di Orr et al. su tre livelli di luminanza e solo su due gruppi quello dei soggetti miopi e ipermetropi scartando gli emmetropi, giungendo così ad un errore significativamente maggiore.

Confermando che l’assenza di una differenza significativa nella pupilla tra miopi e ipermetropi era da attribuire ad un campione di soggetti numericamente insufficiente [Guillon, 2015]. Dunque, l’obiettivo di questo lavoro è capire se il diametro pupillare degli ipermetropi risulta mediamente inferiore perché le misure sono state eseguite senza correzione e quindi con accomodazione esercitata per compensare l’ametropia, oppure se effettivamente la pupilla degli occhi ipermetropi è più piccola di quella dei miopi anche una volta corretta l’ametropia. 

Scopo 

Misurare la dimensione pupillare di soggetti giovani, miopi e ipermetropi, e confrontare poi i risultati con altri emersi da precedenti studi presenti in letteratura. 

Metodi

È stato misurato il diametro pupillare di 10 soggetti miopi, fra 20 e 27 anni (media 23,3 ± 2,3 anni) e 12 ipermetropi, fra 20 e 31 anni (media 23,8 ± 3,3 anni). Le immagini delle pupille sono state acquisite con il pupillografo a infrarossi, integrato nel Sirius (CSO); la misura è stata eseguita prima senza correzione e poi correggendo l’equivalente sferico con lenti a contatto giornaliere. Le pupillometrie sono state eseguite in condizione di luce scotopica (0,04 Lux), mesopica (4 Lux) e fotopica (40 Lux). 

Dai dati raccolti emerge che senza correzione esiste una differenza statisticamente significativa fra miopi e ipermetropi per tutti i livelli di luminanza (p<0,001), mentre non c’è una differenza statisticamente e clinicamente significativa con correzione per pupilla fotopica (p=0,08) e mesopica (p=0,45). Il diametro pupillare dei miopi è leggermente maggiore senza correzione rispetto alle misure eseguite con correzione, ma la differenza è statisticamente significativa solo per la pupilla scotopica (p<0,001).

Il diametro pupillare degli ipermetropi è più piccolo senza correzione rispetto alle misure eseguite con correzione e questa differenza è clinicamente e statisticamente significativa per tutti e tre i livelli di luminanza (p<0,001). 

Conclusioni 

L’analisi dei dati supporta l’ipotesi che negli ipermetropi si misuri generalmente un diametro pupillare ridotto poiché, quando la misura è eseguita senza correzione, viene richiamata accomodazione per compensare l’ametropia, con conseguente miosi. Lo studio conferma che l’elemento più significativo che influisce sul diametro pupillare, a parità di età e di luminanza, sia l’accomodazione, non l’ametropia di per sé.

La nostra esperienza, per quanto condotta su un numero limitato di occhi, ha dimostrato che per confrontare il diametro pupillare di soggetti con diverse ametropie, è necessario che la misura venga eseguita dopo aver corretto il difetto refrattivo con lenti a contatto.