Luminancia de Fondo y Rendimiento Visual

Los procedimientos de estandarización permiten reducir el posible sesgo debido a la variabilidad entre centros. El uso de la misma prueba en las mismas condiciones en todo el mundo garantiza una menor variabilidad en los resultados reportados en estudios clínicos. La Luminancia de fondo puede ser una fuente de error. En este artículo, revisamos por qué usar un iPad podría reducir la variabilidad en estudios clínicos.

¿Qué Luminancia de fondo es aceptada y recomendada?

La Normativa ISO 10938:2016¹ establece que la agudeza visual debe ser medida con una luminancia de fondo entre 80 cd/m² y 320 cd/m², considerando el valor recomendado de 200 cd/m². Podríamos decir, que las cartas de optotipos alrededor del mundo podrían variar teóricamente en 240 cd/m², sin embargo la evidencia nos dice que a pesar de utilizar cabinas retroiluminadas comercializadas con el test estandarizado ETDRS, se pueden encontrar fluctuaciones en la práctica clínica que podrían ir desde las 270 cd/m² a las 418 cd/m², mucho más que las 165 cd/m² a 202 cd/m² encontradas entre diferentes iPad medidos en un mismo porcentaje de brillo de pantalla.² 

¿Qué impacto puede tener la luminancia de fondo en investigación clínica?

En la medida de la agudeza visual de sujetos normales, la luminancia de fondo no tiene un impacto clínicamente relevante. Sabemos que doblando la luminancia entre un rango de 40 cd/m² a 600 cd/m² tan solo se produce la mejora de una letra (en un test de 5 letras por línea).³ Sin embargo, en procedimientos multifocales, la luminancia de fondo podría tener un mayor impacto en los resultados. Brezna et al encontraron en la comparación del rendimiento visual con diseños bifocales y trifocales de lentes intraoculares (con luminancias desde 0.14 cd/m² a 55 cd/m²) que la Agudeza Visual y la Sensibilidad al Contraste mejoraban linealmente con el incremento de la luminancia de fondo hasta alcanzar cierto nivel de saturación para una luminancia de 55 cd/m².⁴ Desafortunadamente, los autores no exploraron valores de luminancia por encima de las 55 cd/m².

Durante el proceso de validación del Multifocal Lens Analyzer 1.0 exploramos este hecho midiendo de forma monocular dos muestras de pacientes operados con la misma lente intraocular multifocal. La Muestra 1 se midió con un brillo de pantalla del 50% (alrededor de 116 cd/m², medido con Spyder3Elite) y fue comparado con la Muestra 2 que se midió con un brillo de pantalla del 85% (alrededor de 250 cd/m²). En la figura inferior (izquierda) que muestra la curva de desenfoque de agudeza visual con el intervalo de confianza al 95% donde se puede observar que no existieron diferencias significativas casi en todo el rango de medida. Sin embargo, para las Curvas de Desenfoque de Sensibilidad al Contraste (derecha) las diferencias fueron mayores. Esto significa que utilizando el Multifocal Lens Analyzer con un 70% de brillo sin una calibración previa del iPad difícilmente se van a encontrar diferencias en las curvas de desenfoque entre diferentes modelos de iPad ya que se ha reportado que las diferencias en luminancia de fondo raramente son mayores a +/- 15 cd/m², mucho menor a la diferencia >125 cd/m² de la siguiente figura.

¿Qué ocurre con el consenso globan en el desarrollo de estudios clínicos?

Desafortunadamente, el consenso global para Estudios Clínicos establece que la luminance de fondo debe ser de 85cd/m² (+/- 5 cd/m²),⁵ y el estándar ANSI Z80.35-2018 describe un rango de 85cd/m² a 110 cd/m².⁷ Desconozco el por qué se seleccionó este valor como estándar en el pasado proveniente de los Estados Unidos ya que presenta las siguientes desventajas:

• Esta en el extremo inferior del rango establecido por la Normativa ISO que va desde 80 cd/m²  a 300 cd/m²,¹ por lo tanto tan solo dispones de una tolerancia de 5 cd/m² ya que la medida de la agudeza visual en condiciones fotópicas no se debe llevar a cabo por debajo de las 80 cd/m².
• En algunos países, como en el Reino Unido, se requiere un valor mínimo de 120 cd/m² y en Alemania de 300 cd/m².⁶
• A pesar de que la para una luminancia de 200 cd/m² (brillo del iPad alrededor del 70 %) podemos decir que no necesitas medir de forma previa la luminancia de fondo de tu pantalla, si deseas seguir el estándar de 85 cd/m² recomendamos utilizar cualquiera de los dos sistemas de calibración que proponemos (PICO u otros colorímetros).

Recomendamos medir el test de optotipos que utiliza en su clínica de forma habitual para saber qué luminancia de fondo está utilizando. Finalmente, es muy importante saber que puedes encontrar algunas diferencias entre colorímetros, por ejemplo, hemos encontrado que el antiguo Spyder3Elite infraestima la luminancia en comparación con el nuevo SpyderXElite. Le recomendamos por tanto utilizar el SpyderXElite (Modo de Medida General) o el PICO con la App PicoDisplay la cual ha sido calibrada en base al SpyderXElite.

 

¿Cuáles son los ajustes recomendados para los diferentes niveles de luminancia si no se puede realizar una calibración?

El último conjunto de calibraciones que realizamos para establecer la calibración promedio se realizó en diciembre de 2020 promediando 15 iPads de varias generaciones, desde el iPad Air de 2ª generación hasta el iPad de 7ª generación obteniendo los siguientes parámetros recomendados:

• Para una luminancia de fondo de 85 cd/m2:
  • Brillo: 42% Gamma: R: 2,19 G: 2,21 B: 2,24
• Para una luminancia de fondo de 200 cd/m2:
  • Brillo: 75% Gamma: R: 2,18 G: 2,19 B: 2,20
• Para una luminancia de fondo de 300 cd/m2:
  • Brillo: 91% Gamma: R: 2,18 G: 2,20 B: 2,19

Referencias

1. ISO 10938:2016. Ophthalmic optics. Chart displays for visual acuity measurement. Printed, projected and electronic.
2. Livingstone IA, Tarbert CM, Giardini ME, Bastawrous A, Middleton D, Hamilton R. Photometric compliance of tablet screens and retro-Illuminated acuity charts as visual acuity measurement devices. PLoS One. 2016;11(3):e0150676.
3. Sheedy JE, Bailey IL, Raasch TW. Visual acuity and chart luminance. Am J Optom Physiol Opt. 1984;61(9):595-600.
4. Brezna W, Lux K, Dragostinoff N, et al. Psychophysical Vision Simulation of Diffractive Bifocal and Trifocal Intraocular Lenses. Transl Vis Sci Technol. 2016;5(5):13.
5. MacRae S, Holladay JT, Glasser A, et al. Special Report: American Academy of Ophthalmology Task Force Consensus Statement for Extended Depth of Focus Intraocular Lenses. Ophthalmology. 2017;124(1):139-141.
6. Consilium Ophthalmologicum Universale. Visual acuity measurement standard. Visual Functions Committee, International Council of Ophthalmology, 1984.
7. ANSI Z80.35-2018. Extended depth of focus intraocular lenses for presbyopia. 2018; 29: 318–22.