La pupillografía es una técnica para registrar y medir las respuestas pupilares. Utiliza una combinación de cámaras de video infrarrojo y software informático para evaluar dinámica y cuantitativamente las reacciones pupilares.
El término “Pupillografía” fue acuñado por Lowenstein y Loewenfeld y se desarrolló como una técnica de video infrarrojo dinámico para registrar las vías eferentes y aferentes del ojo. La introducción de la tecnología electrónica ha mejorado la precisión, consistencia y velocidad en comparación con las mediciones manuales tradicionales, y ahora el término “Pupilometría” también se usa comúnmente.
En el 32º Coloquio Internacional de la Pupila (IPC, Morges, Suiza), expertos se reunieron para establecer la primera edición de estándares internacionales para la recopilación, procesamiento y presentación de datos. En los últimos años, se han comercializado pupilómetros de escritorio y portátiles, y se esperan mejoras adicionales en el rendimiento mediante la combinación con IA.
Los campos de aplicación incluyen oftalmología, neurología, neurociencia, psicología y cronobiología.
Q¿Cuál es la diferencia entre pupillografía y pupilometría?
A
Originalmente, Lowenstein y Loewenfeld nombraron la técnica de video infrarrojo dinámico como “Pupillografía”. Posteriormente, con el desarrollo de la tecnología electrónica, el término “Pupilometría” también se generalizó, y hoy en día ambos se usan a menudo casi como sinónimos.
2. Principales parámetros de medición y hallazgos clínicos
Anisocoria: Diferencia en el tamaño pupilar entre ambos ojos. Aproximadamente el 20% de las personas normales tienen anisocoria fisiológica de ≤1 mm, pero si se acompaña de diferencias en luz/oscuridad o anomalías del reflejo fotomotor, se considera patológica.
Anomalía del reflejo fotomotor: Ausencia, retraso o asimetría del reflejo.
Dificultad para la evaluación objetiva de la agudeza visual: Pacientes no verbales o casos con sospecha de discapacidad visual no orgánica.
Hallazgos que sugieren síndrome de Horner: Combinación de ptosis leve, miosis y anhidrosis facial.
A continuación se presentan los parámetros representativos obtenidos en una sola medición.
Fase de constricción
Latencia (T₁): Tiempo desde el estímulo luminoso hasta el inicio de la constricción. Aproximadamente 200 ms con estímulos suficientemente brillantes.
Velocidad de constricción (VC): Rapidez de la constricción. La alteración de la entrada visual produce prolongación de T₁ y disminución de VC.
Amplitud máxima de constricción (D₃): Diámetro en la constricción máxima. Disminuye en la alteración de la entrada visual.
Relación de constricción (CR): Cantidad de constricción / diámetro basal. Disminuye en la alteración de la entrada visual.
Fase de dilatación
Velocidad de dilatación (VD): Rapidez de la dilatación pupilar tras la eliminación de la luz. Refleja la función del sistema nervioso simpático.
Tiempo de retardo de la midriasis (T₅): Tiempo hasta el inicio de la midriasis. La prolongación marcada de T₅ es característica del síndrome de Horner.
PIPR (Respuesta Pupilar Post-iluminación): Miosis sostenida después de un estímulo de alta intensidad y longitud de onda corta. Refleja la activación de ipRGC y melanopsina.
La pupila nunca está completamente quieta; oscila continuamente alrededor de ±0.5 mm (hippus pupilar). La fase de constricción refleja principalmente la función parasimpática, mientras que la fase de dilatación refleja principalmente la función simpática.
Fotorreceptores retinianos → células ganglionares de la retina → nervio óptico → quiasma óptico → tracto óptico → se ramifica desde la vía visual justo antes del cuerpo geniculado lateral → área pretectal → núcleo de Edinger-Westphal (EW) ipsilateral y núcleo EW contralateral a través de la comisura posterior.
En humanos, la proporción de fibras cruzadas y no cruzadas es aproximadamente 1:1, por lo que los reflejos luminosos directo y consensual son casi iguales en intensidad.
Núcleo EW → nervio oculomotor → seno cavernoso → fisura orbitaria superior → órbita → rama inferior del nervio oculomotor → sinapsis en ganglio ciliar → nervios ciliares cortos → dentro del globo ocular.
El 95% de las fibras parasimpáticas del núcleo EW se proyectan al músculo ciliar (acomodación) y el 5% al esfínter pupilar. Esta proporción está relacionada con el mecanismo de disociación luz-cerca.
Las células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles (ipRGC) contienen melanopsina y forman la principal vía aferente para el reflejo pupilar a la luz. La estimulación con luz azul fuerte de longitud de onda corta (alrededor de 470 nm) induce una miosis lenta y sostenida (PIPR).
Respuesta mediada por melanopsina: Latencia larga y velocidad de contracción lenta. Se mantiene durante y después del estímulo.
Respuesta mediada por conos: Latencia corta y velocidad de contracción rápida. Vuelve rápidamente a la línea base.
La función de la melanopsina permanece relativamente estable durante toda la vida, disminuyendo después de los 80 años, pero más lentamente que los cambios relacionados con la edad en bastones y conos.
Reflejo fotomotor: La respuesta pupilar más básica
Reflejo de near (cerca): Tríada de convergencia, acomodación y miosis. Ocurre como un movimiento asociado binocular bajo control supranuclear
Fenómeno de escape: Con estimulación lumínica relativamente débil, la pupila comienza a dilatarse incluso bajo luz sostenida. En casos de deterioro de la entrada visual debido a enfermedades de la retina o del nervio óptico, se observa el fenómeno de escape incluso con estimulación lumínica brillante
Q¿La pupila cambia con estímulos distintos a la luz?
A
Sí, cambia. La tensión mental, el sobresalto y los estímulos dolorosos causan dilatación a través del sistema nervioso simpático, mientras que la fatiga y la somnolencia inducen miosis a través del sistema nervioso central. Emocionalmente, el miedo se asocia con dilatación y la comodidad con miosis. Los fármacos (cafeína, nicotina, antihistamínicos) también afectan el diámetro pupilar.
Realizar en un entorno con poca luz ambiental para minimizar las influencias externas sobre el diámetro pupilar. El paciente se sienta frente a un dispositivo dedicado, con la cámara y ambos ojos alineados. Después de registrar el diámetro pupilar basal, se presentan varios estímulos (luz, patrones visuales) para registrar las respuestas pupilares.
Considerando la variación diurna, las mediciones deben iniciarse y finalizarse entre las 10:00 a. m. y las 2:00 p. m. (evitar dentro de 1 hora después del almuerzo). En los dispositivos de tipo cerrado, el diámetro pupilar es mayor que en los de tipo abierto, y la visión monocular produce un diámetro pupilar aproximadamente 1.0 mm mayor en condiciones de luz y aproximadamente 0.2 mm mayor en condiciones de oscuridad en comparación con la visión binocular. Por lo tanto, la estandarización de las condiciones es esencial.
Principales dispositivos de medición (instrumentos utilizados en Japón)
FP-10000 II (TMI): Binocular abierto, medición monocular. Considera el índice de refracción corneal. Excelente portabilidad y permite ajustar arbitrariamente la posición del objetivo. Puede ser difícil alinear la posición anteroposterior en ojos hundidos.
Procyon P3000 (Haag-Streit): Mide la visión lejana óptica a tres niveles de iluminación (0.04, 0.4, 4.0 lux). Calcula automáticamente el promedio y el rango de fluctuación a partir de hasta 32 fotogramas consecutivos. Elimina la influencia de la iluminación ambiental mediante un sellado con esponja facial. Permite la medición binocular abierta simultánea.
Tipo de inspección visual (Haab pupilómetro, Colvard pupilómetro, etc.): Evaluación aproximada en mm. Se teme la influencia de la reacción de convergencia y factores psicológicos debido a la proximidad del examinador.
Dispositivos de medición del reflejo pupilar a la luz
Iriscorder Dual C-10641 (Hamamatsu Photonics): Dispositivo de imagen CCD de estado sólido. Tipo gafas para medición binocular simultánea. Permite seleccionar arbitrariamente la intensidad de luz (10, 100, 250 cd/m²), el tiempo de medición (1–60 segundos) y el estímulo luminoso (azul 470 nm, rojo 635 nm). Puede analizar 11 parámetros en una sola medición.
ET-200 (Neo Opt): LED multicolor (azul 466 nm, verde 537 nm, rojo 636 nm) comparación de tres colores. La cubierta de las gafas es desmontable y también se puede usar para registrar movimientos oculares.
NPi-100 (IMI): Medición en menos de 3 segundos por ojo, peso 350 g. Permite una evaluación cuantitativa simple junto a la cama. Es deseable su uso como reemplazo de la linterna de bolsillo.
RAPDx (Komen Medical): Especializado en la evaluación objetiva del RAPD (defecto pupilar aferente relativo). El sitio de estimulación luminosa se puede seleccionar entre cinco tipos: campo completo, mácula, periferia, superonasal e inferonasal. Calcula la puntuación de amplitud y la puntuación de latencia.
Se utilizan algoritmos de segmentación para rastrear el tamaño de la pupila. El método más simple de Transformada de Hough es efectivo cuando la pupila es circular, pero la precisión es insuficiente para desalineaciones o formas anormales. El uso de modelos de reconocimiento de patrones de alta precisión permite la detección precisa de pupilas con formas anormales.
En el método de bucle cerrado, el diámetro pupilar afecta la cantidad de luz de irradiación, por lo que se debe prestar atención a las diferencias en el diámetro pupilar inicial entre los ojos izquierdo y derecho.
Si se mezclan parpadeos, vuelva a medir incluyendo la adaptación a la oscuridad (también considerando los efectos de la fatiga y la somnolencia).
En la medición de la respuesta de convergencia, la aducción provoca una subestimación del diámetro pupilar de aproximadamente 0,2 mm.
La luz verde se ve afectada por el desplazamiento de Purkinje. La luz roja provoca selectivamente el reflejo pupilar a la luz originado en los fotorreceptores, mientras que la luz azul provoca selectivamente el originado en las células ganglionares de la retina (ipRGC).
Q¿Cuál es la diferencia con la prueba de la linterna?
A
La pupilografía permite una medición precisa mediante un registro estandarizado, lo que permite la evaluación cuantitativa de parámetros adicionales como la latencia, la amplitud de constricción y la velocidad de dilatación que no pueden evaluarse con una linterna. También permite la documentación de los resultados, la comparación longitudinal y la eliminación del sesgo del examinador.
En comparación con la prueba de la linterna oscilante convencional, es posible realizar mediciones estandarizadas, cuantitativas y reproducibles. El RAPD aparece en una amplia gama de retinopatías, neuropatías ópticas, lesiones del tracto óptico y lesiones pretectales.
El procedimiento de la prueba de la linterna oscilante consiste en estimular alternativamente el ojo izquierdo y derecho con luz durante aproximadamente 2 segundos en una habitación con poca luz. En la lesión del nervio óptico unilateral, ambos ojos se contraen cuando se estimula el ojo sano, pero la contracción disminuye cuando la luz se traslada al ojo afectado (observado como un “cambio dilatador”). El RAPD no se vuelve positivo en condiciones como cataratas (opacidad de medios), disfunción visual bilateral o lesiones posteriores al quiasma óptico.
En pacientes con traumatismo craneal, puede ser el único signo de lesión traumática del nervio óptico, y es útil para evaluar pacientes traumatizados en estado de coma.
Medición del retraso de la dilatación en el síndrome de Horner
El retraso de la dilatación es una demora en la relajación y dilatación pupilar después de la retirada de la luz. En el síndrome de Horner, la dilatación tarda hasta 15-20 segundos (normal: aproximadamente 5 segundos). La prolongación marcada de T₅ es un hallazgo característico. En el síndrome de Horner bilateral (donde la anisocoria relativa no es clara), la medición del retraso de la dilatación puede ser el único método de diagnóstico fiable.
La evaluación de la anisocoria requiere medición en condiciones de luz y oscuridad. La miosis del lado afectado se vuelve más clara en la oscuridad, y la midriasis del lado afectado se vuelve más clara en la luz. Aproximadamente el 20% de las personas normales tienen anisocoria fisiológica (diferencia ≤1 mm, sin diferencia entre luz y oscuridad, reflejo pupilar normal). Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los defectos aferentes (enfermedades del nervio óptico) causan un reflejo pupilar anormal pero, en principio, no causan anisocoria.
Pupila tónica (síndrome de Adie): Disociación luz-cerca. La miosis con pilocarpina diluida (0.05–0.1%) tiene valor diagnóstico.
Disociación luz-cerca: Ausencia del reflejo luminoso pero conservación del reflejo de convergencia. Aparece en lesiones dorsales del mesencéfalo como el síndrome de Parinaud, pupila de Argyll Robertson y síndrome de Adie.
Rigidez pupilar absoluta: Ausencia tanto del reflejo luminoso como del de convergencia. Causada por traumatismo, atrofia del iris por iritis, parálisis del nervio oculomotor, glaucoma agudo primario de ángulo cerrado, atropina, etc.
Indicaciones para Cirugía Refractiva y Lentes Intraoculares
La medición del diámetro pupilar en condiciones de baja iluminación determina el diámetro de ablación óptimo para LASIK y otros procedimientos. Si el diámetro de ablación es menor que el diámetro pupilar con midriasis, existe riesgo de halos nocturnos. También se utiliza para evaluar indicaciones de lentes intraoculares multifocales y cirugía refractiva.
Evaluación Funcional de Enfermedades Retinianas Hereditarias
El PLR permite la evaluación individual de las vías de bastones, conos y melanopsina. En una familia con síndrome de Jalili (mutación CNNM4), se pudo registrar el PLR mediado por conos a pesar de que el electrorretinograma fotópico no era detectable 1). En condiciones escotópicas, los pacientes con CNNM4 mostraron un PLR grande, mientras que en condiciones fotópicas estaba cerca del límite inferior normal o ligeramente reducido 1).
Neuropsiquiatría: La dilatación pupilar se correlaciona con el nivel de alerta y la actividad del locus coeruleus. Puede ser un indicador sensible de enfermedades neurodegenerativas (enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson), disfunción autonómica y abuso de drogas/alcohol. También se utiliza para evaluar estados mentales como somnolencia, esquizofrenia y depresión.
Farmacología: Prueba de efectos autonómicos de fármacos (colinérgicos/adrenérgicos). Se aplica para evaluar efectos basados en el tamaño de la respuesta pupilar y para estudiar la sedación.
Sensibilidad química: Se observa un estado de predominio parasimpático, como reducción del diámetro pupilar inicial (D₁) y disminución de la tasa de miosis (CR).
Síndrome de ojo informático (IT eye): La miosis persiste incluso en visión lejana, y la miosis se induce antes que la convergencia, mostrando disociación de la respuesta de cerca.
Q¿Qué enfermedades puede ayudar a diagnosticar la pupillografía?
A
Los usos típicos incluyen la diferenciación de neuropatía óptica y retinopatía mediante evaluación de RAPD, diagnóstico del síndrome de Horner mediante medición del retraso de la dilatación, y evaluación del síndrome de Adie en combinación con la prueba de instilación de pilocarpina diluida. También se utiliza para la evaluación objetiva de enfermedades neurodegenerativas y trastornos autonómicos.
6. Mecanismos fisiológicos de la respuesta pupilar
El reflejo pupilar a la luz está controlado por la integración de las siguientes tres vías.
Vía
Fotorreceptor
Características
Vía de bastones
Rodopsina
Alta sensibilidad en condiciones de baja luminancia y oscuridad
Vía de conos
Opsina
Condiciones de alta luminancia y fotópicas. Latencia corta y velocidad de constricción rápida
Vía ipRGC
Melanopsina
Latencia larga y velocidad lenta. Persiste después del estímulo (PIPR)
La entrada de conos controla la constricción sostenida a las variaciones de contraste del estímulo, mientras que la entrada de melanopsina establece el diámetro pupilar de adaptación a la luz durante la exposición prolongada a la luz. Esta integración de señales de la retina externa e interna permite un ajuste preciso de la respuesta pupilar.
El control de ganancia de la vía de control pupilar existe a nivel del núcleo de Edinger-Westphal. En cuanto a la entrada cortical, incluso con un infarto isquémico localizado de la corteza insular o del campo ocular frontal, el diámetro pupilar y la velocidad de constricción permanecen dentro de los rangos fisiológicos normales, lo que sugiere que la ausencia de entrada cortical no afecta directamente el diámetro pupilar ni la velocidad de constricción.
Los cambios pupilares inducidos por eventos cognitivos o emocionales son más pequeños que el reflejo luminoso (generalmente menos de 0.5 mm) y se sabe que están estrechamente correlacionados con la actividad del locus coeruleus.
7. Investigación más reciente y perspectivas futuras (informes en etapa de investigación)
Esta técnica tiene como objetivo separar las respuestas de la retina externa (mediada por bastones y conos) y la retina interna (mediada por melanopsina) en una única medición no invasiva. Con la optimización tecnológica, se espera que se convierta en un biomarcador clínico de alta sensibilidad y precisión.
Aplicación a enfermedades hereditarias de la retina (Investigación en el síndrome de Jalili)
Hyde et al. (2022) compararon a tres hermanas con síndrome de Jalili (mutación CNNM4, de 5, 14 y 15 años) con 10 controles normales. Realizaron mediciones de la vía de los bastones después de la adaptación a la oscuridad (465 nm, 1 segundo) y mediciones de la vía de los conos después de la adaptación a la luz (642 nm, 1 segundo, con un campo de supresión de bastones azul de 6 cd/m²). Se utilizó la función de Naka-Rushton para calcular Pmax (respuesta PLR máxima saturada) y s (constante de semisaturación de PLR) 1). Aunque el electrorretinograma adaptado a la luz no era detectable, se pudo registrar la PLR mediada por conos, lo que sugiere que la PLR puede ser una herramienta útil para evaluar la función de los conos 1).
La primera edición del estándar internacional establecido en el 32º Coloquio Internacional de la Pupila incluye recomendaciones sobre el conjunto mínimo de variables necesarias para la recopilación, procesamiento y presentación de datos. Su objetivo es mejorar la comparabilidad entre estudios y se espera que sirva como base para futuras investigaciones clínicas y multicéntricas.
Integración con IA y expansión a biomarcadores de enfermedades neurodegenerativas
Se espera que la integración de la IA y los dispositivos mejore el rendimiento y la cuantificación objetiva. Los temas de investigación clave incluyen la detección y el seguimiento de la progresión de enfermedades neurodegenerativas (enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson), la evaluación objetiva de la actividad del sistema nervioso autónomo en ensayos clínicos y la evaluación de la función de las células ganglionares de la retina melanopsínicas en pacientes con trastornos del sueño y del ritmo circadiano.
Hyde RA, Park JC, Kratunova E, McAnany JJ. Cone pathway dysfunction in Jalili syndrome due to a novel familial variant of CNNM4 revealed by pupillometry and electrophysiologic investigations. Ophthalmic Genet. 2022.
Kelbsch C, Strasser T, Chen Y, Feigl B, Gamlin PD, Kardon R, et al. Standards in Pupillography. Front Neurol. 2019;10:129. PMID: 30853933.
Karlsen RL. [Pupillography]. Tidsskr Nor Laegeforen. 1980;100(5):286. PMID: 7385153.
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