LUCE E FILTRI FOTOSELETTIVI

Spesso l’illuminazione e la qualità della luce vengono sottovalutati nell’approccio di un paziente con un difetto visivo. Nella maggioranza dei casi questo aspetto finisce per non influenzare un risultato correttivo finale.
Nell’ipovisione invece, una buona qualità e quantità di luce può determinare il successo o l’insuccesso nell’uso di un determinato ausilio.

E’ stato dimostrato che l’acuità visiva aumenta con l’incremento della luminanza, anche se è necessario tenere conto che un tale approccio non considera problematiche quali l’abbagliamento.
Per i soggetti ipovedenti, la suddetta relazione è molto diversa a seconda dei vari tipi di patologia.
Generalmente la luminosità complessiva necessaria ai soggetti ipovedenti è maggiore di quella richiesta a soggetti normali (500-1000 Lux).

Alcuni autori sostengono che indipendentemente dalla patologia, l’acuità visiva per vicino dei soggetti ipovedenti trova un miglioramento a 600 Lux: oltre questo valore tale miglioramento è da verificare.
Le eccezioni a questa linea base sono patologie quali l’acromatopsia (5-50Lux), albinismo e aniridia.
Oltre alla quantità di luce, riveste importanza la qualità della stessa.
Per prima cosa bisogna tenere in considerazione che la radiazione visibile è solo una piccola parte dello spettro elettromagnetico.


spettro elettromagnetico.

Dal grafico dello spettro elettromagnetico è evidente che l’occhio è sensibile alle radiazioni elettromagnetiche di lunghezza d’onda compresa tra i 400 e i 750nm.
Il processo visivo inizia con la stimolazione dei recettori da parte della radiazione.
Nei recettori l’elemento sensibile è costituito da particolari sostanze fotosensibili che sotto l’effetto della radiazione modificano la propria struttura chimica innescando il processo di percezione luminosa. Una di queste sostanze è la rodopsina.
La rodopsina è contenuta nei bastoncelli e risulta essere, tra le sostanze fotosensibili nei recettori, la più sensibile. Questo significa che ai valori di soglia assoluta sono i bastoncelli che per primi entrano in funzione e danno inizio alla sensazione visiva.
La retina bastoncellare è quindi la più sensibile: è quella che consente la visione a bassi livelli di luminanza; a livelli superiori anche i coni iniziano a funzionare consentendo al sistema di raggiungere le capacità che caratterizzano la visione diurna.

Sotto questo punto di vista possiamo individuare tre fasce in cui sono presenti caratteristiche e prestazioni visive diverse:

Visione scotopica 10-6 a 10-3 nit
Visione mesopica 10-3 a 10 nit
Visione fotopica 10 a 4×104 nit

Vi è la necessità assoluta che il sistema visivo risulti adattato alle condizioni di luminanza nelle quali dovrà operare.
Per adattamento si indica il processo che permette al sistema di adattare il proprio meccanismo di funzionamento alle condizioni di luminanza dell’ambiente in cui deve operare al fine di ottenere il miglior risultato possibile.
I tempi medi rilevati indicano che per adattarsi ad un ambiente fotopico il sistema impiega circa 5 minuti mentre invece, per adattarsi ad uno scotopico, il tempo è più lungo di 6 volte.

Quando si esegue una misurazione della vista, soprattutto per soggetti ipovedenti, è indispensabile che il soggetto sia adattato ai valori di luminanza propri dell’ambiente in cui si troverà usando l’ausilio.
Fuori dall’intervallo delle radiazioni visibili, vi sono nello spettro elettromagnetico alcune radiazioni che non producono un effetto visivo, ma arrivano ugualmente all’occhio e sono assorbite dai mezzi oculari.
In particolare l’ultravioletto (UV) è una radiazione con lunghezza d’onda più corta del visibile, di conseguenza dotata di maggiore carica energetica.
La radiazione ultravioletta, presente in quasi tutte le sorgenti luminose, può essere pericolosa per i sistemi oculari e può provocare un peggioramento delle patologie provocanti l’ipovisione dei soggetti.
Una radiazione può provocare effetti solo sui mezzi che sono in grado di assorbirla.
In funzione degli effetti biologici, si può dividere la radiazione UV in tre fasce: UV-A, UV-B, UV-C.

La radiazione UV-C è quella con il più alto contenuto energetico, ma viene quasi interamente bloccata dall’ossigeno presente nell’atmosfera.
L’ozono è la seconda barriera per poter bloccare l’UV-B, colpevole di cheratiti e congiuntiviti (se giunge in quantità superiori al dovuto).
La radiazione UV-A invece, pur essendo la meno energetica delle tre, viene fermata in gran parte dal cristallino. Per questo motivo tale radiazione può rendersi colpevole di quello che viene chiamato stress fotoossidativo, che provoca cataratte di tipo corticale.

Tutti i soggetti, anche quelli dotati di una acuità visiva normale, necessitano di una protezione da queste radiazioni, ma questo è tanto più vero per i soggetti ipovedenti, dato che tutte le alterazioni oculari possono portare un peggioramento delle loro patologie.
La radiazione blu è ritenuta responsabile della progressiva riduzione dell’acuità visiva, tramite processi simili al primo stadio della degenerazione maculare senile.
Essa rischia di creare come una velatura che può ridurre sensibilmente le performance visive, provocando un abbagliamento disabilitante.
La filtratura degli UV appare quindi una componente non trascurabile per tutti i soggetti, soprattutto per gli ipovedenti.
Si ricorda ora brevemente quali sono le caratteristiche delle sorgenti luminose.
L’emissione della luce da parte di un corpo eccitato è dovuta al passaggio di un elettrone ad un livello energetico minore. L’energia si libera sotto forma di radiazioni elettromagnetiche anche nel campo del visibile. A seconda delle forme di eccitamento si riconoscono sorgenti a:

  • Incandescenza in cui il filamento metallico, portato ad incandescenza, emette nel campo dello spettro del visibile, dell’ultravioletto e dell’infrarosso. Ha uno spettro continuo e, quindi, una resa dei colori bassa, ricca in rosso ed in giallo. E’ poco costosa, facilmente reperibile, ma ha una durata relativamente breve ed una elevata dispersione termica; il rendimento elettrico oggi arriva a 20 lumen per watt.
  • Luminescenza a scarica di gas, in cui sono eccitate sostanze allo stato gassoso (mercurio, sodio, neon, ecc..), che emettono luce ricca di giallo e di verde e povera di rosso e blu;
  • Luminescenza a fosforescenza, in cui sostanze cristalline o molecole organiche quali il fosforo, dopo essere state eccitate da radiazioni luminose o da UV, emettono luce visibile con spettro dipendente dalla sostanza utilizzata. Hanno il vantaggio di avere superficie estesa, nonché un’efficacia di lunga durata; il rendimento è triplo rispetto alle lampade ad incandescenza (fino a 60 lumen per watt), ma l’illuminazione molto elevata provoca abbagliamenti indiretti per l’alta luminanza provocata dalla superfici riflettenti. Possono essere scelte in un ampio spettro di bianco.

Si parla così di luce calda,fredda e daylight.

Nel trattamento dei pazienti ipovedenti, visto che esiste la necessità di avvicinare la fonte luminosa al testo e quindi al capo per eliminare le zone d’ombra, si dà la preferenza alle fonti luminose a luminescenza a bassa dispersione termica.

I soggetti normali preferiscono la luce bianca fredda per la lettura perché riduce la componente accomodativa; nelle diverse patologie causanti l’ipovisione si hanno risposte non univoche: non esiste una preferenza sicura per alcun tipo di sorgente luminosa, ed è compito dello specialista cercare e provare la soluzione migliore.

Non vanno inoltre trascurate la resa di colore (il colore di un oggetto non dipende solo dall’oggetto stesso, ma anche dalla sorgente che lo illumina) che è massima nelle sorgenti ad incandescenza, e la efficienza luminosa che invece è massima nelle sorgenti a vapori di sodio con emissione monocromatica.

L’efficienza luminosa rappresenta il rapporto fra il flusso luminoso emesso nello spazio e la potenza che l’alimenta (Lumen/Watt).

Tutta l’energia che viene fornita alla lampada e che non viene trasformata in flusso visuale provoca una diminuzione dell’efficienza luminosa. Bisogna quindi evitare l’emissione di radiazioni nell’ultravioletto e nell’infrarosso.

Potenza nominale ed efficienze luminose di alcune sorgenti
TIPO DI LAMPADA POTENZA NOMINALE EFFICIENZA LUMINOSA
Incandescenza 100 14
Alogeni a bassa tensione 200 16
Alogeni a bassissima tensione 50 19
Luce miscelata 500 28
Vapori di mercurio 250 52
Fluorescenza tubolare 36 65
Alogenuri metallici 150 75
Vapori di sodio a bassa pressione 130 200

L’unico modo per migliorare la qualità della visione eliminando dallo spettro di emissione il violetto ed il blu e, contemporaneamente, di proteggere l’apparato oculare dalle radiazioni ad onde corte UV ad alto carico energetico, è quello di utilizzare delle lenti filtranti.

Per capire rapidamente il comportamento di una lente è necessario avere a disposizione uno spettro di trasmittanza

spettro di trasmittanza.

Se una lente protettiva deve ridurre l’abbagliamento, deve altresì proteggere dalle radiazioni nocive quali l’ultravioletto e nello stesso tempo non deve essere così filtrante da alterare la percezione dei colori; ma nel caso degli ipovedenti la protezione è un fattore così importante che prevale sulla corretta percezione dei colori.

Le lenti possono essere realizzate in diverse colorazioni e con diverse condizioni di filtratura. Nell’ipovisione vengono utilizzati dei filtri sulle tonalità giallo e rosso, che ‘tagliano’ le emissioni fino ai 500-550nm circa, eliminando quindi tutto l’UV e la radiazione blu del visibile, ottenendo anche l’effetto di migliorare il contrasto e quindi di permettere una visione più confortevole.

Le lenti

Le lenti assorbenti possono anche migliorare, oltre al contrasto, la sintomatologia visiva associata alle patologie oculari quali fotofobia ed abbagliamento.

La necessità di protezione e filtraggio cambia a seconda della patologia che ha portato all’ipovisione: è conveniente provare e valutare soggettivamente ogni singolo caso.

protezione e filtraggio

Generalmente questi filtri assorbenti sono anche fotocromatici: essi vengono in aiuto quindi anche ai soggetti che hanno una grande sensibilità alla luce, ma anche un cattivo adattamento al buio.

E’ da notare come filtrare la luce implichi una riduzione della luminosità complessiva della scena. Alcuni esempi:

Filtraggio Riduzione luminosità (%)
380nm -430nm 0.05%
380nm-480nm 2.63%
380-530nm 21%

Sono molte le ditte che producono attualmente lenti dirette ad usi speciali, in grado cioè di tagliare le radiazioni UV e blu, alleviando così la fotofobia, l’abbagliamento, la perdita del contrasto ed il danno fotochimica.

Queste ditte danno già un consiglio sull’utilizzo del filtraggio adatto in relazione alla patologia oculare di cui è affetto il soggetto, ma esso rimane appunto un consiglio: la prova soggettiva rimane sempre indiscutibile.

Tabella indicativa della prova dei filtri
TIPO DI FILTRAGGIO PATOLOGIE
450nm Degenerazione maculare, atrofia ottica
V511nm Degenerazione maculare, atrofia ottica, cataratta incipiente, afachia e pseudo-afachia, glaucoma, retinite pigmentosa
527nm Glaucoma, cataratta, retinopatia diabetica, fotofobia, albinismo, distrofia corneale
550nm Retinite pigmentosa, aniridia

Di tutti filtri fino ad ora discussi, a seconda della ditta che li produce, si possono abbinare i trattamenti quali antiriflesso e polarizzazione con i vantaggi oramai ad essi riconosciuti.

Il fotocromatismo risulta essere comunque la soluzione quasi imprescindibile.



Daniele Corsini foto L’autore: Daniele Corsini è ottico-optometrista e collabora da oltre 15 anni con Viggi Ottici occupandosi delle misurazioni della vista, della prescrizione di lenti Zeiss iScription e progressive. E’ inoltre responsabile della parte ‘LOW VISION’ (ipovisione) specializzandosi nell’utilizzo di sistemi ingrandenti elettronici e telescopici per ipovedenti. Dal 2005 al 2010 è inoltre stato responsabile del centro di chirurgia refrattiva (LASER) presso l’Ospedale Privato Accreditato di Villa Laura, a Bologna.

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