Título

Estudio del esparcimiento de la luz en el ojo humano

Autor

ISMAEL KELLY PEREZ

Colaborador

LUIS RAUL BERRIEL VALDOS (Asesor de tesis)

NEIL CHARLES BRUCE DAVIDSON (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

The human eye is the most important image formation system that we know. The

optics of the eye focuses light down onto the plane of the retina. Because of the

eyes biological basis, it grows, ages and suffers disease. These processes affect the

quality of image formation on the retina. In cataract formation, an increase in the

light scattering produces a degradation of the image. This degradation is due to

the forward scattering of the light. In order to evaluate the optical quality of the

eye, clinicians use a slit lamp. This instrument helps the clinician to examine the

crystalline lens. However, only the back scattering of light is available, and that

results in an indirect measure of the effect of this phenomenon. Our work consists

of simulating with the computer, the scattering in the human eye with cataracts.

The purpose is to analyze the relation between forward and backward scattering.

We made a model of the human optical system in which there is a distribution

of particles inside the crystalline lens. Using the Monte Carlo Method and the

exact ray trace theory, we simulate the photon pathways in the eye. The small

bodies have a refractive index which is different to that of the media and they are

spherical. Scattering of light in these bodies is simulated using Mie theory. We

show the results of our computational model and compare these results with other

ones we obtained with a physical model of a human eye with scattering.

El ojo humano es el sistema formador de imágenes más importante que conocemos.

La función principal de este sistema es captar luz y enviarla a la retina,

para formar una imagen en su superficie. Debido a que el ojo está constituido por

tejidos biológicos, _este crece, envejece y padece enfermedades. Todos estos procesos

afectan la calidad de la imagen que se forma en la retina. Cuando se forman

cataratas, el esparcimiento de la luz aumenta, lo que provoca que la imagen pierda

calidad óptica. Esta degradación de la imagen es debida al esparcimiento de la luz

que se genera en la misma dirección que la luz incidente. Para evaluar la calidad

óptica del ojo, los oftalmólogos recurren a la lámpara de hendidura. Este instrumento

ayuda al especialista a examinar el lente cristalino. Sin embargo, con esta

técnica sólo se analiza el efecto del esparcimiento en sentido opuesto al de la luz incidente,

lo que da como resultado una medida indirecta del efecto de este fenómeno

en la formación de la imagen en la retina. Nuestro trabajo consiste en simular con

la computadora el efecto del esparcimiento en el ojo humano con cataratas. El

propósito es analizar la relación entre el esparcimiento que se dirige hacia adelante

y el que se dirige hacia atrás. Hemos diseñado un modelo computacional del sistema

óptico del ojo en el cual hay una distribución de partículas dentro del lente

cristalino. Haciendo uso del método Monte Carlo y de la teoría de trazo de rayos

exacto, simulamos los recorridos de los fotones en el ojo. Las partículas dentro

del cristalino, muestran un índice de refracción que es diferente al del medio que

las rodea y son esféricas. El esparcimiento de la luz generado por estas partículas

se simula aplicando la teoría de Mie. En este trabajo mostramos los resultados

de nuestro modelo computacional y los comparamos con otros resultados que se

obtuvieron a partir de un modelo físico del ojo humano con esparcimiento.

Editor

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

Fecha de publicación

septiembre de 2011

Tipo de publicación

Tesis de doctorado

Versión de la publicación

Versión aceptada

Formato

application/pdf

Idioma

Español

Audiencia

Estudiantes

Investigadores

Público en general

Sugerencia de citación

Kelly Perez I.

Repositorio Orígen

Repositorio Institucional del INAOE

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