Abbagliamento e fotofobia: valutazioni e soluzioni

di N. Pescosolido, N. Fantozzi*, R. Rosa*  Università degli Studi “La Sapienza” - Roma - Dipartimento di Scienze dell’Invecchiamento, Dipartimento di Scienze Oftalmologiche*

 Abbagliamento e fotofobia sono discomfort che sembrano essere quasi sinonimi mentre sono eventi difformi e sono stati inclusi nella stessa trattazione in quanto le soluzioni, se escludiamo quelle inerenti le cause scatenanti, sono in parte sovrapponibili.

ABBAGLIAMENTO

E’ un evento che riduce la sensibilità al contrasto e si può definire come luce che non contribuisce all’immagine della retina, ma che svolge un’azione contraria al comfort visivo. Per la Comunità Internazionale per l’illuminazione (CIE) si tratta di una condizione della visione in cui si perde il comfort o vi è una perdita della visione dei dettaglio degli oggetti a causa di una ripartizione sfavorevole della luminanza o di un contrasto eccessivo.

Da ciò segue che la sua eliminazione può migliorare la funzione visiva del paziente. L'abbagliamento può dar luogo a due eventi che è importante identificare e separare soprattutto perché i provvedimenti da prendere per il loro trattamento e la loro riduzione sono molto diversi a seconda dei casi:

• disagio: in questo caso le condizioni di luminosità presenti nell’ambiente possono provocare fastidio nell’osservatore e possono ridurre il rendimento effettivo e l’efficacia di un’attività visiva, ma non interferisce con la risoluzione visiva o con l’identificazione di stimoli visivi;
• invalidità: in questo caso le condizioni di luminosità dell’ambiente possono ridurre la risoluzione e la capacità di identificazione degli stimoli visivi per “un effetto velo” e cioè diffusione o diffondanza della luce all’interno dell’occhio.

La teoria classica della diffusione della luce afferma che il campo elettrico della radiazione incidente fa oscillare gli elettroni delle molecole attraversate: così una parte dell’energia luminosa è comunicata agli elettroni. Quando particelle cariche come gli elettroni oscillano, emettono luce diffusa in ogni direzione, salvo quella dell’oscillazione. Poiché la direzione di oscillazione è perpendicolare a quella d’incidenza, parte della luce prosegue il suo tragitto in avanti (Fig. 1). La diffusione o scattering o diffondanza corrisponde ad 1/ë4 (legge di Rayleigh) da cui la luce blu, che ha una lunghezza d’onda 1,68 minore del rosso, ha la maggiore diffondanza. Considerando 1,684 potremo dire che la luce blu ha una diffusione circa 8 volte maggiore di quella del rosso (es. colore del cielo) di modo che il fascio diventa sempre più rosso. Le particelle più grandi, di 0,1µm, diffondono la luce secondo un meccanismo complesso: l’effetto Mie (fisico tedesco Gustav Mie, inizio XIX sec.). La diffusione della luce ad opera delle particelle più grandi è invece una forma di diffrazione, la luce che colpisce la particella è riemersa soprattutto in un cono stretto e diretto in avanti (Fig. 2). Il cono corrispondente alla luce rossa è più largo di quello della luce blu, di modo che il fascio centrale diventa sempre più blu ma le lunghezze d’onda più brevi sono sempre diffuse maggiormente di quelle lunghe (Fig. 3). Da quanto esposto si comprende come si possa intervenire con filtri blu selettivi (Fig. 3), in quanto la diffusione della luce blu riduce più delle altre il contrasto. E perché non per il violetto? Sicuramente perché la componente violetta della luce solare è minore della componente blu ed inoltre il nostro occhio è più sensibile al blu che al violetto.

E’ probabilmente per questo motivo che, pazienti che soffrono di una riduzione della sensibilità al contrasto, dovuto a problemi di diffusione inerenti il sistema visivo, sono più a loro agio con luci incandescenti che con luci fluorescenti. Le lampade incandescenti, comprese le lampade alogene, sono costituite prevalentemente di onde lunghe (arancio e rosso), mentre le lampade fluorescenti hanno maggiormente lunghezze d’onda corte (viola e blu). Infatti, in alcuni casi semplicemente aggiungendo un elemento incandescente ad uno fluorescente, il comfort di questi pazienti aumenta considerevolmente.

Probabilmente per la stessa ragione, filtri gialli, posti al di sopra di un testo, sono spesso utili per quei pazienti con problemi di abbagliamento. Allo stesso modo alcuni tipi di lenti risultano utili perché eliminano la trasmissione delle onde corte dallo spettro visivo (quindi filtri) come è evidenziato (ma non sempre ciò è sufficiente) dalla loro colorazione dal marrone al rosso (Rosenberg, 2000).

L’abbagliamento è regolato da alcuni principi, che riportiamo di seguito:

• a parità di intensità luminosa della sorgente, l’abbagliamento prodotto è tanto maggiore quanto minore è la luminanza media dello sfondo,
• a parità di intensità luminosa della sorgente e di luminanza dello sfondo, l’abbagliamento è tanto maggiore quanto maggiori sono le dimensioni della sorgente luminosa,

• a parità di intensità luminosa della sorgente, l’abbagliamento è tanto minore quanto maggiore è l’angolo che la direzione dei raggi abbaglianti formano con la visuale dell’osservatore.

Esiste un angolo critico di 10° tra la fonte luminosa e l’oggetto osservato, al di là del quale essa non indurrà un disturbo significativo. È quindi inversamente proporzionale al quadrato della distanza angolare della sorgente al centro del campo visivo,

• il disagio dato dall’abbagliamento è inversamente proporzionale alla distanza tra l’oggetto e la fonte di abbagliamento.

In generale, le fonti ambientali possono agire (in senso negativo) anche sull’occhio normale e sano, mentre in caso di un significativo abbagliamento invalidante causato da condizioni inerenti il sistema visivo, generalmente non si associa a situazioni in cui l’occhio è normale e in buono stato, come specificheremo meglio più avanti.

L’abbagliamento invalidante si verifica quando è presente un “effetto velo” come già riferito. Nell’ambiente questa situazione può essere causata da un tipo di riflesso chiamato speculare; in realtà le immagini ottenute da fonti luminose derivano da diversi materiali: superfici di vetro dello schermo della televisione, display del computer o lucenti rifiniture di macchine per ufficio, rifiniture di specchio su mobili, quando le fonti luminose sono poste in modo da rendere queste immagini visibili.

Un altro tipo di abbagliamento invalidante si può verificare nell’ambiente quando oggetti come finestre o occhiali, invece di essere trasparenti sono appannati.

Polvere o sporco su certi tipi di superfici possono causare immagini come quelle descritte sopra, cioè speculari. Questo corrisponde all’effetto più familiare che si verifica quando guardiamo in una determinata direzione con degli occhiali sporchi alla presenza di una fonte di luce nel nostro campo visivo.

L’abbagliamento, come già riferito, è presente in soggetti con patologie oculari invalidanti (come l’ipovisione), ed in questi casi vi è un discomfort notevole. L’ipovisione può essere ampiamente definita come un danno visivo non correggibile per mezzo delle comuni correzioni e come una situazione patologica

che interferisce con le nostre capacità di adempiere alle normali attività quotidiane (Mehr, 1975).  Secondo le ultime stime nel mondo i soggetti ipovedenti ammonterebbero a 135 milioni di cui in America 14 milioni e in Italia, fino ad oggi, se ne conterebbero circa 1.6 milioni, viene infatti stimato che circa l’1% della popolazione occidentale soffra di ipovisione (Dowie, 1988). In particolare, i soggetti che soffrono di ipovisione, nella maggior parte dei casi, hanno un’età superiore ai 65 anni (Tielsh et al., 1990), e visto che il numero di individui sopra i 65 anni sarà più del doppio tra il 1995 e il 2030 (National Advisory Eye Council, 1993), il peso dell’ipovisione è destinato ad aumentare drasticamente. Le patologie causa di ipovisione sono svariate, tuttavia, è sicuramente cosa opportuna evidenziare le principali:

• degenerazione maculare legata all’età (DMLE) - 49%,
• cataratta corticale - 16%,
• glaucoma - 11%,
• retinopatia diabetica - 8%,
• miopia patologica - 7%
• retinite pigmentosa - 4%
• altro - 5%

Oltre a queste un ruolo rilevante è occupato dalle  emianopsie, di cui le emianopsie laterali omonime unilaterali sono le più frequenti e le alterazioni della motilità oculare, di cui il nistagmo o le paralisi oculo-motorie sono gli esempi più classici. Oltre a queste, una patologia causa di ipovisione e di conseguenza associata quasi costantemente a fotofobia è l’acromatopsia, nei soggetti acromati il problema della fotofobia è molto sentito perché ne limita notevolmente l’autonomia in ambienti esterni (Fig. 4).

FOTOFOBIA

Per fotofobia si intende una forma di “eccessiva visione”, nella quale il paziente percepisce stimoli luminosi a bassa intensità o normali come eccessivamente luminosi, con discomfort e dolore. La fotofobia è più comunemente associata a patologie del segmento anteriore dell’occhio ma frequentemente accompagna anche irritazioni meningee ed emicranie. Alcuni studi (Walsh e Hoyt, 1969; Safran et al., 1988) hanno riscontrato fotofobia associata a lesioni compressive del sistema visivo anteriore.

In uno studio (Kawasaky e Purvin, 2002) ben cinque pazienti, con lesioni chiasmatiche occupanti spazio, hanno manifestato come sintomo iniziale fotofobia e non mal di testa come invece ci si sarebbe aspettato. Molto spesso però anche disordini dei fotorecettori possono essere coinvolti con la fotofobia. Il meccanismo dell’intolleranza alla luce nei disordini corneali, iriti, meningiti ed emicranie rimangono ancora non chiariti e presumibilmente sono correlati ad una irritazione del sistema trigeminale afferente. Il meccanismo patogenetico della fotofobia in pazienti con lesioni occupanti spazio è ancora meno chiaro. Una spiegazione possibile è quella di considerare il contenuto cistico o ematico dei tumori soprasellari la causa di irritazione meningea, che produrrebbe mal di testa e fotofobia. Ma nei casi di pazienti con lesioni chiasmatiche occupanti spazio senza la presenza di mal di testa la stessa spiegazione non avrebbe senso. Quindi in questi casi la fotofobia si potrebbe spiegare con lo stiramento (da parte della eventuale massa encefalica) delle strutture innervate da terminazioni nervose sensitive alla base del cervello i cui impulsi vengono trasmessi attraverso le fibre trigeminali afferenti e processati centralmente (Kawasaki e Purvine, 2002).

Molto spesso, visto che la fotofobia è più frequentemente associata a malattie dell’occhio come per esempio processi infiammatori, disturbi corneali e degenerazioni retiniche, si rischia di attribuire a tale sintomo un origine psicogena se l’occhio esaminato risulta normale. Visto la possibile origine della fotofobia da eventuali masse occupanti spazio a livello sellare o soprasellare, bisogna sempre considerare anche questa eventualità in quei pazienti che lamentano fotofobia anche se l’acuità visiva, il campo visivo, o gli altri esami del sistema visivo risultano essere normali. La fotofobia psicogena può essere considerata una specifica fobia: una reazione emozionale avversa agli stimoli visivi. Diversamente rispetto a pazienti con patologie organiche, tali soggetti cercano in ogni modo di evitare l’esposizione alla luce, evitando le attività all’aperto, spegnendo tutte le luci, chiudendo le tendine delle finestre ed indossando spessi occhiali scuri. In molti casi l’evento scatenante tali reazioni è la luce particolarmente brillante, in altri casi la causa può essere una immagine vivacemente colorata o un oggetto luminoso che si muove nel campo visivo periferico. Molti di questi soggetti presentano anche sintomi di ansia e crisi di panico. Quindi, se non ci sono segni di malattie organiche questi vanno trattati opportunamente come in tutti gli altri disordini fobici. Comunque, per quello detto fino ad ora è importante sottolineare che una diagnosi di fotofobia di origine fotobica può essere fatta solamente dopo avere escluso l’origine a livello del settore anteriore dell’occhio (processi infiammatori), a livello retinico (disordini recettoriali dei coni) a livello del chiasma ottico e della zona sellare per la presenza di eventuali masse occupanti spazio (Trobe, 2002).

VALUTAZIONE CLINICHE

A parte gli esami clinici per valutare le cause che hanno indotto il discomfort, l’esame clinico dell’abbagliamento è relativamente nuovo e non esistono attualmente programmi d’esame standardizzati.

L’abbagliamento invalidante può essere valutato o con gli esami dell’acuità visiva o con quelli della sensibilità al contrasto, in questi casi una fonte di luce abbagliante viene aggiunta all’esame di base e la prestazione viene confrontata con e senza abbagliamento. Alcuni ricercatori consigliano di utilizzare una fonte di abbagliamento costituita da un campo circostante anulare o esteso, anziché da una piccola macchia di luce, perché quest’ultima potrebbe consentire la formazione di postimmagini se l’osservatore fissa inavvertitamente la fonte di luce invece che il target di fissazione. Gli esami dell’abbagliamento basati sulla sensibilità al contrasto sarebbero teoricamente più sensibili alla luce intraoculare diffusa rispetto agli esami basati sull’acuità visiva. Queste differenze, però, possono essere compensate riducendo il contrasto delle tavole utilizzate per l’acuità visiva o aumentando l’intensità della fonte di luce abbagliante. Si dà ora una descrizione degli strumenti che sono in grado di fornire delle valutazioni sulla sensibilità all’abbagliamento (psicofisici ed oggettivi).

La progettazione di tali strumenti psicofisici è condizionata da sei variabili: tre riguardano l’oggetto di sguardo e sono le dimensioni, il contrasto e l’illuminazione; le altre tre sono in relazione alla sorgente luminosa, esse sono la luminosità, le dimensioni e la distanza angolare dall’oggetto di sguardo. Generalmente questi strumenti sono suddivisi in due gruppi in base ai formati utilizzati. Il primo gruppo impiega ampi campi luminosi, in modo da simulare la visione diurna in presenza di un cielo luminoso o con foschia. Tra questi si ha il Miller Nadler Glare Tester costituito da un proiettore che presenta una C di Landolt corrispondente a 20/400 (0,5/10) mentre la fonte di abbagliamento è rappresentata da una luce presente tutt’intorno allo schermo del proiettore. La sensibilità al contrasto viene determinata prima senza abbagliamento e poi con l’abbagliamento, determinando così la perdita di sensibilità al contrasto dovuta ad un’elevata illuminazione.

Un secondo strumento, sempre di questa classe, è il Brightness Acuity Tester (BAT), esso è costituito da una cupola bianca che presenta un’apertura di 12 mm di diametro attraverso cui il paziente guarda un ottotipo normale o tavole tipo Pelli-Robson (studio per la sensibilità al contrasto). La piccola cupola viene illuminata a tre diversi livelli, consentendo di quantificare il disagio dovuto all’abbagliamento in base alla diminuzione di acuità visiva provocata dalla luminanza della cupola. Nello strumento Ergovision della Essilor vi è un test preposto a ciò e che si inspira al test di Baillart. L’esaminato, dopo essere stato abbagliato per 10”, dovrà riconoscere e contare, ad una luminanza di 1 cd/m² nei primi 5” e di 2 cd/m² nei secondi  successivi, il numero di punti neri contenuti in un disco bianco ed in cui ogni punto è visto sotto un angolo di circa 2’30” che corrisponde ad un’acuità visiva di 5/10. I risultati si annotano, in funzione dell’età, in un’apposita sezione della scheda. L’esame può essere eseguito in visione binoculare e/o monoculare con l’ausilio di un occlusione.

Il secondo gruppo di strumenti impiega, per misurare l’abbagliamento, una singola sorgente luminosa in modo da riprodurre l’abbagliamento provocato da singoli emettori di luce che si incontrano nell’ambiente come i fari delle automobili, le insegne luminose o i raggi luminosi riflessi da superfici speculari. Tra uno strumento e l’altro cambia la localizzazione della sorgente luminosa ed il tipo di oggetti di fissazione. Si può menzionare uno degli strumenti appartenenti a questa classe: Optec1500. In questo strumento l’abbagliamento è realizzato grazie ad una luce centrale avente le dimensioni angolari di un faro di autovettura visto da 18 m. L’oggetto di fissazione è rappresentato da lettere situate intorno alla luce centrale, le quali corrispondono a 3/10, 4/10 e 6/10. Si determina, innanzitutto, l’acuità visiva di base del paziente e poi si misura la perdita di visus indotta dall’abbagliamento. Un altro strumento preposto a questo scopo è il nictomero della Rodenstock ed il Multivision Contrast Tester (MTC 8000) della Vistech ConsultantsInc. con abbagliamento centrale in luce notturna (luce dei fari a 30 metri di distanza) o abbagliamento periferico o radiale con luce diurna (forte luce solare) e quindi con doppia funzione. In merito ai test oggettivi bisogna fare riferimento ai potenziali evocati visivi (PEV) dopo fotostress, una particolare metodica elettrofunzionale per la valutazione dinamica della funzionalità maculare. Inizialmente viene registrato un PEV da pattern transiente in condizioni basali, successivamente si effettua il fotostress utilizzando una lampada a diffusione circolare da 200 Watt posta a 20 cm dall’occhio che viene fissata dal soggetto per 30 secondi ed al termine del fotostress vengono registrati i PEV ogni 20 secondi. Dopo il fotostress si osserva un aumento dei tempi di latenza ed una riduzione dell’ampiezza. Le registrazioni continuano fintanto che il tracciato ottenuto non sia sovrapponibile a quello di base. Il tempo corrispondente è considerato come il tempo di recupero dopo fotostress (TR). Il TR è nei soggetti normali di circa 73 secondi. In particolare in soggetti ipertesi oculari e glaucomatosi è stato osservato dopo fotostress un maggiore incremento del tempo di latenza P100 ed una maggiore riduzione percentuale dell’ampiezza N75-P100 ed un ritardo del TR (95 secondi nei pazienti con ipertensione oculare e 115 secondi nei pazienti glaucomatosi).

Al giorno d’oggi purtroppo non si hanno a disposizione dei dati scientifici per preferire un metodo d’esame piuttosto che un altro, lo strumento ideale dovrebbe essere in grado di riprodurre almeno una delle condizioni ambientali reali esposte prima, dovrebbe avere un basso costo, essere di semplice uso e di facile interpretazione sia per il medico che per il paziente, nonché la possibilità di effettuare con il medesimo strumento anche altri esami visivi come la misurazione della sensibilità al contrasto e l’acuità visiva.

Per quanto riguarda la valutazione della fotofobia non si hanno esami psicofisici ed obiettivi che possono quantificare il discomfort ed il dolore indotto, per cui essa è solo soggettiva.

SOLUZIONI

Nell’abbagliamento e fotofobia la luminosità potrebbe essere troppo forte per il sistema adattativo visivo (movimenti pupillari o adattamento retinico) o potrebbe essere idonea per l'adattamento del sistema visivo, ma potrebbero esserci luminosità all’interno del campo visivo che possono essere eccessive rispetto alla luminosità ottimale di una determinata esigenza visiva (eccesso di contrasto). Quando la luminosità totale è eccessiva, la soluzione più semplice è quella di ridurre la luminosità, abbassando l’intensità della luce, quando è possibile farlo, qualora ciò non fosse possibile, utilizzare dei filtri su cui più avanti torneremo. Un altro mezzo da utilizzare e, tra le altre cose, molto utile in caso di cielo molto nuvoloso sono le visiere tese dei cappellini. Inoltre, non si può sfuggire da un cielo nuvoloso scostandosi da esso così come si fa per evitare l’abbagliamento per il sole voltandogli le spalle. Tutte queste sono comunque situazioni in cui la fonte luminosa (il sole, il cielo nuvoloso o sereno, una stanza completamente illuminata) permette la diffusione più o meno uniforme della luce. Quando la fonte del fastidio non è l’eccessiva luminosità o illuminazione complessiva, la causa del fastidio potrebbe essere l’eccessivo contrasto nel campo visivo. Il contrasto è sicuramente un elemento importante ed efficace quando esiste una notevole differenza per esempio tra le lettere scritte su di un foglio e il suo sfondo ed aiuta all’identificazione degli oggetti che ci circondano. Tuttavia, quando sono presenti contrasti ad alta luminosità nell’ambiente esterno o in una stanza chiusa, i fastidi possono essere causati dall’emissione di luce proveniente da specifiche fonti luminose (lampade o finestre non ombreggiate) o da riflessi sui muri (Figg. 5, 6).

Per di più, il grado di fastidio è più importante quando la fonte luminosa è più vicina all’asse visivo, è minore quando è più in periferia. La fonte ambientale dell’abbagliamento deve essere trattata a secondo della causa che la determina; i riflessi speculari provenienti da superfici di oggetti trasparenti possono essere ridotti se i materiali stampati (un libro per esempio) sono posti su superfici opache quando possibile e la fonte luminosa è posta in base alla superficie riflettente in modo da evitare la formazione di queste immagini speculari all’interno del campo visivo. L’uso di lenti polarizzanti può essere talvolta efficace, quando cioè i riflessi provengono da materiali isolanti. Possono essere molto utili anche trattamenti antiriflesso su occhiali o finestre, ma questo tipo di rimedio sembra essere molto efficace solo quando tali superfici sono ben pulite e trasparenti. Negli ambienti diffusamente polverosi risulta molto utile l’uso di detergenti anti - statici per le pulizie, perché permettono il mantenimento di un ambiente pulito più a lungo dopo la iniziale pulizia. Con oggetti come per esempio il monitor di un computer, il semplice movimento dello strumento stesso può permettere di eliminare dal campo visivo eventuali immagini riflesse, associato comunque all’uso di schermi anti - abbagliamento che sono spesso molto efficaci (Figg. 7, 8).

Quando la fonte dell’abbagliamento è dovuta alla luce riflessa intorno al soggetto, che si diffonde in diverse direzioni, le soluzioni possono essere un po’ più complicate. Quando per esempio si lavora seduti ad una scrivania il riflesso del piano di appoggio può non essere diverso dal testo stesso. Come per esempio la luce riflessa dal muro e dal soffitto può non essere diversa da quella immediatamente circostante la scrivania stessa. Una delle situazioni che comunque creano situazioni più fastidiose è l’uso di luci ad alta intensità in stanze scure e buie. L’ambiente immediatamente circostante una scrivania o un qualsiasi tavolo da lavoro dovrebbe avere una luminosità pari al 75-80% di quella del tavolo stesso, mentre l’ambiente circostante in generale dovrebbe avere una luminosità del 40-60% di quella del tavolo stesso. Fin qui si è parlato di quelle situazioni in cui c’è una ridotta efficienza o un aumento dello stress visivo, ma sono comunque situazioni in cui non si interferisce con la visione nel senso di alterare la discriminazione degli stimoli visivi.

Al contrario, l’abbagliamento invalidante, e alcune volte anche la fotofobia, riduce la discriminazione visiva e rende perciò più difficoltosa la capacità di “vedere” un oggetto. In questi casi, oltre quanto sopra esposto, un ruolo rilevante è occupato quindi dai filtri, i quali sono in grado di selezionare ben definite lunghezze d’onda, proteggendo così l’occhio dagli effetti nocivi di alcune radiazioni, migliorando, soprattutto, in certe situazioni, anche le performance visive.

 I filtri utilizzati nella clinica oftalmica sono quindi mezzi trasparenti in grado di trasmettere ben definite lunghezze d’onda (Fig. 9) per proteggere l’occhio dagli effetti nocivi di radiazioni a breve lunghezza, in particolare la luce blu, migliorando, se scelti in modo opportuno, anche la performance visiva, in quanto riducono la diffondanza. L’uso dei filtri ha, in sintesi, specifici obiettivi:

-          alleviare la sintomatologia visiva associata ad alcune patologie oculari (degenerazione maculare legata all’età, retinite pigmentosa, cataratta, retinopatia diabetica, distrofia dei coni o albinismo oculo-cutaneo, …): fotofobia, abbagliamento e perdita della sensibilità al contrasto.

Infatti, questi strumenti ottici, filtrando la radiazione a corta lunghezza d’onda, hanno la capacità di ridurre la fluorescenza e l’ammontare di radiazione visibile che penetra nell’occhio, abbassando così la luminanza retinica con decremento del rumore di fondo e quindi con effetti positivi sulla percezione del contrasto (Mellerio, 1971; Lerman et al., 1981; Pescosolido, 1990).

-          potere preventivo su alcune patologie oculari. Per quanto riguarda il primo obiettivo dei filtri, il miglioramento della funzione visiva, esso è legato fondamentalmente ad un aumento della funzione della sensibilità al contrasto per una riduzionedella diffondanza e dell’abbagliamento, di cui abbiamo già discusso, ma non meno importante è l’effetto dei filtri sull’autofluorescenza del cristallinoed il miglioramento della aberrazione cromatica.

Autofluorescenza del cristallino

E’ stato ipotizzato che i filtri possano ridurre la fluorescenza del cristallino (Miller, 1974), dato che il loro spettro di trasmittanza elimina le lunghezze d’onda attivanti questo fenomeno. Esperimenti hanno infatti evidenziato come la fluorescenza sia dovuta a proteine che contengono un cromoforo in grado di attivarsi per lunghezze d’onda di 340-360 nm e 420-435 nm (Lerman, 1973). Tale effetto aumenta con l’età, ma è presente sin dal primo anno di vita (Fig. 10). Ovviamente per ridurre tale fenomeno è necessario scegliere mezzi che siano in grado di filtrare le lunghezze d’onda attivanti, il che ci porta ancora verso la scelta di sistemi che siano in grado di tagliare la zona delle corte lunghezze d’onda del visibile.

Aberrazione cromatica

A causa della dispersione dei mezzi diottrici il nostro occhio è, al pari di altri sistemi ottici, affetto da aberrazione cromatica. In pratica, un fascio di luce bianco viene scomposto nelle varie lunghezze d’onda e non tutte possono giungere a fuoco sulla retina. Generalmente le radiazioni di minore lunghezza d’onda verranno a cadere prima della retina, mentre quella di maggiore lunghezza d’onda andranno a fuoco dopo la retina. Selezionare solo alcune lunghezze d’onda permette di ridurre le problematiche dell’aberrazione cromatica, questo viene talvolta considerato come uno dei motivi per cui si ha un miglioramento soggettivodel comfort visivo (Leat et al., 1990).

Per quel che riguarda l’effetto preventivo dei filtri su alcune patologie oculari si è riscontrato che la riduzione o l’eliminazione della componente a corta lunghezza d’onda dello spettro luminoso per le radiazioni che colpiscono l’occhio, potrebbe avere l’effetto di ritardare e/o prevenire quelle malattie oculari per cui è stata individuata, come componente patogenetica, l’esposizione a questo tipo di energia fotonica (Pescosolido e Lupelli, 1994). E’ ormai noto che le radiazioni UV e in parte anche la radiazione violetta e blu possano provocare danni al sistema visivo. Molti studi tendono ad inserire tra le problematiche connesse alle radiazioni patologie assai diverse tra loro come la cataratta, la degenerazione maculare legata all’età, la fotocheratite e lo pterigio (Young, 1992). Che vi sia un legame tra queste patologie e le radiazioni elettromagnetiche UV e visibili è stato confermato da moltissimi studi sperimentali che hanno evidenziato come le popolazioni più esposte al sole siano quelle che soffrono maggiormente delle patologie sopra citate.

In funzione degli effetti biologici si è soliti dividere la radiazione ultravioletta in tre fasce: UV-A, UV-B, UV-C (Fig. 11). La radiazione UV-C è quella più energetica e potrebbe essere dannosa per il nostro occhio, ma fortunatamente viene quasi interamente bloccata dall’atmosfera. Infatti, la radiazione UV-C viene assorbita dalle molecole di O2 ivi presenti, che si scindono in due atomi di ossigeno che possono ricombinarsi con altre molecole O2 dando luogo all’ozono O3. La radiazione UV-B viene assorbita quasi per intero dalla cornea. E’ per questo motivo che la radiazione UV-B si può rendere colpevole di cheratiti e congiuntiviti (Fig. 12) (Pescosolido e Fondi, 1994). La radiazione UV-A invece, pur essendo la meno energetica tra le tre, viene assorbita in gran parte dal cristallino (Fig. 12). Per questo motivo tale radiazione può rendersi colpevole di quello che viene chiamato “stress fotoossidativo”, che provoca cataratte (Pescosolido e Fondi, 1994). La radiazione blu, è stata invece additata come probabile responsabile della degenerazione maculare legata all’età (Pescosolido e Fondi, 1994). Per altro l’effetto detto “blue light hazard”, ha condotto alla necessità di una filtratura delle radiazioni blu dello spettro. Si tratta ovviamente di una feltratura che deve essere compiuta in maniera intelligente, dato che la radiazione blu, che appartiene pur sempre allo spettro del visibile, non deve essere eliminata completamente, pena un affaticamento visivo e un’alterazione nella visione dei colori. Vista e compresa la loro funzione di filtraggio sulle radiazioni a corta lunghezza d’onda, un filtro sbagliato potrebbe ridurre la luce visibile che arriva sulla retina, provocando una midriasi e non tagliando l’ultravioletto, risultando, paradossalmente, più pericoloso rispetto all’assenza di qualsiasi protezione. Infatti, la pupilla ha una sensibilità il cui massimo risulta essere più spostato verso le corte lunghezze d’onda (530 nm) rispetto alla sensibilità fotopica dell’occhio umano (555 nm). Per questo motivo un filtro che taglia le radiazioni corte lascia la pupilla più dilatata, permettendo di conseguenza il passaggio di più radiazioni. Se tale effetto è più importante rispetto all’azione di filtraggio si ha un’esposizione rischiosa alla radiazione UV.

E’ assai importante quindi una scelta attenta del filtro che deve infatti seguire sempre una visita scrupolosa. Sembra che il modo corrente per determinare quali filtri saranno di beneficio per un particolare paziente è quello di condurre una prova in un ambiente chiuso, con diversi tipi di filtri. Vengono successivamente valutate le variazioni dell’acuità visiva o della sensibilità al contrasto e viene richiesta una opinione soggettiva del paziente per quel che riguarda l’abbagliamento e la fotofobia. Tutto ciò è in genere seguito da una prova in ambienti aperti dopo la quale vengono richieste, ancora una volta le opinioni soggettive del paziente.

-Filtri ed acuità visiva

Nel 1984 Lynch e Brilliant hanno dimostrato un miglioramento dell’acuità visiva in 16 soggetti affetti da retinite pigmentosa. Tale miglioramento si è riscontrato su 24 occhi in totale. Tupper e collaboratori (1985) hanno riscontrato che i filtri possono migliorare l’acuità visiva nel soggetto ipovedente. Il test è stato condotto con e senza una fonte di abbagliamento. Nelle situazioni di non abbagliamento, i soggetti con cataratta nucleare o corticale o entrambe hanno manifestato un miglioramento medio dell’acuità visiva del 15% con l’uso di filtri CPF che migliorava fino al 40% quando ad essi veniva aggiunto un trattamento superficiale con acetato (rosso scuro), con una apertura centrale di 6.5mm.

Nelle situazioni di abbagliamento, i soggetti con cataratta corticale, nucleare, cortico-nucleare e sottocapsulare posteriore hanno dimostrato un miglioramento medio dell’acuità visiva del 70% con l’uso dei filtri CPF 550 ed un miglioramento medio del 95% se a questi veniva associato il trattamento di superficie di cui sopra. Leat e collaboratori (1990) hanno concluso dai loro studi che, i soggetti con un problema al segmento anteriore dell’occhio o una componente patologica preretinica, hanno maggiore beneficio dall’uso di filtri che agiscono sulle corte lunghezze d’onda, probabilmente a causa di una riduzione della enorme diffusione di queste lunghezze d’onda all’interno dell’occhio. Rosenblum e collaboratori (2000) hanno suggerito che l’acuità visiva migliorava con i filtri nell’afachia per riduzione dell’aberrazione cromatica; nella distrofia maculare congenita per una riduzione della fotofobia e per quelli con albinismo per riduzione della diffusione della luce all’interno dell’occhio. Quindi, le principali conclusioni dello studio riportato riguardano un effetto sicuramente positivo dei filtri sulla funzione visiva in specifiche patologie, il che, chiaramente, mette in evidenza l’importanza di scegliere filtri specifici e differenziati per i diversi tipi di patologie oculari. A questi risultati positivi se ne sono aggiunti anche di negativi. Bailey et al. (1978) hanno studiato l’acuità di lettura monoculare in soggetti con cataratta vera e simulata con l’uso di diversi tipi di filtri. I soggetti con cataratta reale, in genere, hanno manifestano una lieve riduzione dell’acuità di lettura con i vari tipi di filtri; il gruppo con cataratta simulata ha mostrato una riduzione, statisticamente significativa, dell’acuità di lettura con tutti i tipi di filtri utilizzati. Silver e Lyness (1985) hanno evidenziato un aspetto importante che è quello di riscontrare che, nonostante l’assenza di miglioramenti psico-fisici, possono essere presenti miglioramenti soggettivi. Barron e Waiss (1987), Bremer et al. (1987), Cohen e Waiss (1991), nel 1992 Gawande et al. hanno dimostrato su soggetti ipovedenti che l’uso dei filtri non sempre induceva un miglioramento dell’acuità visiva sui soggetti ipovedenti esaminati.

-Filtri e sensibilità al contrasto

Van den Berg (1990), su soggetti con retinite pigmentosa, e Zigman (1990, 1992), su soggetti con varie patologie, hanno notato un miglioramento della sensibilità al contrasto con l’uso di filtri colorati a particolari frequenze spaziali. Un notevole miglioramento della sensibilità al contrasto, a seguito dell’utilizzo dei filtri, è stato riportato nel 1990, da Leat e collaboratori in soggetti affetti da patologie preretiniche (cataratta, opacità corneale, coloboma, albinismo) ma non in soggetti affetti da diabete, maculopatie e nistagmo. Nonostante tutto, due studi hanno dimostrato che la sensibilità al contrasto non sempre migliora con  l’uso dei filtri. Risultati negativi sull’effetto dei filtri sulla sensibilità al contrasto sono stati ottenuti da Gawande et al. (1992) quando la sensibilità al contrasto di 7 soggetti ipovedenti è stata valutata con e senza filtri.

-Filtri e visione dei colori

Lynch e Brilliant (1984) hanno notato che la visione dei colori diminuisce con l’uso di alcuni filtri. In pratica, in soggetti normali la visione dei colori con o senza filtri rimane normale, mentre in soggetti con una visione dei colori, già ridotta, peggiora.A conclusioni simili è giunto Van den Berg (1990) in uno studio condotto su soggetti con retinite pigmentosa e con l’uso di filtri di colore rosso. Tuttavia, nello studio condotto da Silver e Lyness (1985) l’uso di filtri di colore rosso forniva ai soggetti notevoli miglioramenti nella visione dei colori, nonostante l’aumentata difficoltà nell’identificazione dei colori, effetto quest’ultimo considerato, a confronto, irrilevante e decrescente con il tempo. Risultati simili sono stati ottenuti da Bremer et al. (1987) in soggetti con distrofia congenita dei coni.

-Filtri e tempo di adattamento al buio

Lynch e Brilliant (1984) e Van den Berg (1990) hanno dimostrato un miglioramento ed un accorciamento del tempo di adattamento al buio. Probabilmente questi risultati sono dovuti alla riduzione dell’illuminazione retinica legata all’uso dei filtri stessi.

-Filtri e campo visivo

Gli studi condotti sul rapporto tra filtri e campo visivo sono divergenti in alcuni casi si sono notati miglioramenti (Bremer et al., 1987), in altri si sono addirittura riscontrati peggioramenti (Van den Berg, 1990).

-Filtri ed esami elettrodiagnostici

I test elettro-diagnostici hanno dimostrato che alcuni filtri sono efficaci nell’eliminazione della saturazione dei bastoncelli (Bremer et al., 1987; Leguire e Suh, 1993). La luce che raggiunge la retina viene ridotta del 50% con i filtri e proprio questo effetto riduce la saturazione dei bastoncelli, per cui c’è un maggiore contributo dei bastoncelli stessi alla risposta al flash luminoso durante l’esame dei potenziali evocati visivi; tale incremento è circa del 100%. I risultati elettro-diagnostici sostengono il miglioramento soggettivo dichiarato nella funzione visiva e la riduzione della fotofobia riportati dai soggetti sottoposti a questo esame. Considerando ancora le possibili soluzioni per eliminare quei problemi di abbagliamento e fotofobia

un ulteriore rimedio potrebbe essere un giusto illuminamento dell’ambiente di lavoro. Questo è possibile mediante l’uso di lampade da lavoro opportune. Tuttavia, specificare i livelli di illuminamento non è semplice, soprattutto perché un unico livello non può essere adatto per tutti i pazienti. Quindi è necessario acquisire informazioni a proposito del soggetto prima di poter stabilire una specifica intensità di luce idonea per tutti i tipi di attività visive. Le lampade da lavoro permettono quella flessibilità che è necessaria per ottenere la migliore condizione richiesta dai pazienti. L’uso di lampade da lavoro è anche un modo economico per aumentare l’illuminamento durante una determinata attività, senza sostanzialmente incrementare il consumo di energia. Questo fatto, associato al modesto prezzo della maggior parte delle lampade da lavoro, è probabile che renda questi mezzi più attraenti ed utilizzabili da parte dei pazienti ipovedenti. Tuttavia, l’adattamento delle lampade da lavoro richiede la considerazione di fattori quali: colore, distribuzione e uniformità della luce, in assenza di un eccessivo abbagliamento e calore (Hill et al., 1998). L’utilità di questi strumenti è stato evidenziata in uno studio che ha avuto luogo al Building Research Establishment (Hill et al., 1998). Le lampade da lavoro utilizzate in questo studio sono state otto. Sei di questi luci sono commercialmente disponibili, e le ultime due sono modelli che offrono un lieve approccio differente a quelli normalmente in commercio (Figg 13, 14 ). Queste lampade sono state classificate in (Wright et al., 2000):

• Regolabile al tungsteno (AT): è la più conosciuta, questa particolare luce ha una altezza massima di 110 cm, il corpo della lampadina 60W in tungsteno è contenuta in un recesso di diametro di 20 cm per evitare surriscaldamenti (Fig. 13a).
• Regolabile fluorescente: è simile alla precedente, ma leggermente più piccola con un raggio d’azio ne di 92 cm, la fonte luminosa è compatta e fluorescente(PL-S 11W/840), con lunghezza di 20 cm, essa produce una luce bianca molto simile alla luce del giorno (Fig. 13b).
• Collo di cigno: è più bassa delle altre, con una lampadina di 60W al tungsteno, è costituita da un supporto verticale di 40cm, di cui gli ultimi 15 cm sono flessibili (Fig. 13c).
• Alogena al tungsteno: questa lampada usa una piccola lampadina alogena di tungsteno di 50W, l’asta è rifinita con il cromo, a differenza di tutte le altre lampade, la luce ha due possibilità di livelli, l’asta è alta 60cm di cui gli ultimi 15 cm sono flessibili (Fig. 13d).
• Lampada montata sul soffitto: due riflettori luminosi di 60W montati a 190cm dalla scrivania, possono essere mossi a destra e a sinistra grazie ad una guida montata sul soffitto al di sopra del tavolo da lavoro e possono anche essere mossi indipendentemente l’uno dall’altro.
• Lampada da hobby: è munita di una lente di 12 cm di diametro che ingrandisce 1.75X, intorno a questa lente c’è un tubo circolare luminoso fluorescente (FC22D) con una potenza di 22W, la luce ha un raggio d’azione di 100 cm (Fig. 14a).
• Uplighter: essa ha due fonti fluorescenti, una va verso l’alto, illumina il soffitto e produce una luce diffusa generale al di sopra dell’area di lavoro, questa illuminazione è però molto più bassa rispetto a quella prodotta dalla fonte luminosa posta più in basso, qust’ultima è posta 115 cm al di sopra del piano di lavoro, ed è montata in modo da evitare qualsiasi tipo di abbagliamento (Fig. 14b).
• Fonte angolare di illuminamento: è stata disegnata in modo da essere montata sul bordo di una scrivania e in modo che la luce sia diretta al di sopra del tavolo da lavoro dando una illuminazione uniforme senza abbagliamento, è posta all’altezza di 78 cm dalla scrivania, la fonte luminosa è un tubo fluorescente di 18W/83 (Fig. 14c).

Le principali conclusioni di questo studio sono state:

• Delle varie lampade testate, le strutture regolabili fluorescente ed al tungsteno sono state considerate le più accettabili grazie allo loro facilità di utilizzo. La lampada più difficile da utilizzare è risultata quella che prevedeva una fonte angolare di illuminamento, i soggetti erano principalmente insoddisfatti per come questa veniva fissata al tavolo da lavoro. La lampada da hobby è risultata essere scomoda da posizionare, avendo tra l’altro un supporto simile alla lampada angolare. La lampada Uplighter è stata considerata abbastanza difficile da usare perché essa è montata sul pavimento e di conseguenza la luce non può essere direzionata così facilmente come si può fare con le altre lampade più tradizionalmente montate sulla scrivania. La lampada più piccolina, la lampada a collo di cigno è stato detto essere troppo poco flessibile per essere regolata, presenta cioè un limitato raggio di movimento. La lampada montata sul soffitto è risultata troppo difficoltosa da montare, ma nonostante questo è risultata anche accettabile da usare da circa l’80% dei soggetti esaminati.
• Le lampade più corte forniscono una ridotta illuminazione generale, rispetto alle altre lampade, e questo fatto è meno confortevole per i pazienti esaminati. Le lampade che producono una illuminazione generale maggiore sono prevalentemente la Uplighter, seguita da quella montata sul soffitto. Nonostante tutto queste due lampade, essendo montate a notevole distanza dal piano del tavolo, forniscono una illuminazione del piano di lavoro inferiore ai 600 lux, un valore considerato comunque troppo basso rispetto all’ideale.
• La lampada più bassa, quella detta a collo di cigno, è stato detto essere quella che causava maggiori problemi di abbagliamento, nonostante molti soggetti si sono anche lamentati dell’abbagliamento prodotto dalla lampada alogena al tungsteno. Il sistema di illuminazione che ha causato minori problemi di abbagliamento è stata l’illuminazione generale dell’ufficio, della stanza e quindi l’uso di quelle lampade che producevano anche la migliore illuminazione generale e cioè la lampada Uplighter e quella montata sul soffitto.
• I soggetti esaminati non sono rimasti soddisfatti delle lampade troppo grandi ed ingombranti, come la lampada Upligther e la lampada con illuminazione angolare. Non sono state apprezzate neanche le lampade troppo piccole in particolare la lampada a collo di cigno presumibilmente perché la possibilità di movimento della fonte luminosa era eccessivamente limitata.
• Le lampadine al tungsteno e le lampadine alogene al tungsteno hanno causato le maggiori lamentale soprattutto per quel che riguarda il calore, soprattutto per quei soggetti costretti ad avvicinarsi molto alla fonte luminosa per sfruttare al meglio l’illuminazione.
• I soggetti che hanno espresso una preferenza per il colore della luce prodotta dalla lampada, hanno preferito la luce fluorescente fornita da un particolare tipo di tubo luminoso (PL-S 11W/840), rispetto alla luce incandescente.
• L’illuminazione generale di un ufficio con una intensità di luce di 300 lux, è stata considerata troppo tenue. Le lampade considerate producono una illuminazione del piano di lavoro inferiore ai 600 lux e questo valore è considerato troppo basso. In media, i soggetti esaminati preferiscono l’illuminazione delle loro scrivanie ad una intensità di  2400 lux. Questa intensità però deve essere moderata a causa del calore prodotto dalla fonte luminosa. Se la lampada fosse abbastanza larga da essere distante dal foglio di carta presente sulla scrivania e dalla testa del soggetto stesso, quindi se la fonte di calore fosse abbastanza lontana dal soggetto, allora si potrebbe stabilire un equilibrio idoneo tra incremento dell’intensità dell’ illuminamento e riduzione del calore prodotto.

In conclusione, i soggetti esaminati preferiscono una “fresca oscurità” e una fonte luminosa montata su un perno sufficientemente flessibile. Le lampade non devono occupare troppo spazio sul piano di lavoro, ma devono essere abbastanza larghe da poter emanare la luce in più di una direzione. Se la fonte luminosa è troppo lontana dal piano di lavoro allora l’illuminazione non può essere incrementata facilmente; se la fonte è invece troppo piccola e concentrata allora la non uniforme diffusione della luce e l’abbagliamento potrebbero diventare seri problemi.

Cosa dire alla fine, la problematica è notevole, le valutazioni sono insufficienti e le soluzioni non ottimali. Quindi necessità di ulteriori studi per addivenire ad una soluzione per questo discomfort.

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