Test de Farnsworth - Munsell

Introducción

Resulta sorprendente que en la práctica optométrica diaria las pruebas de visión del color sean utilizados con escasa frecuencia. En general, son los test de lámina seudoisocromáticas y en particular, el de Ishihara, los únicos utilizados. La mayoría de estos test permite, como mucho, detectar y en ocasiones, clasificar el tipo de alteración cromática, pero no estimar su gravedad o grado.

Es cierto que en el caso de adultos con una alteración de visión de color congénita determinar el tipo y grado de la misma suele ser relevante sólo a la hora de facultar o no al sujeto para realizar determinadas tareas en las que la visión del color es importante. Conocer la existencia del defecto probablemente no alterará de manera significativa la vida del sujeto, que ya se habrá habituado a convivir con su alteración. En niños, sin embargo, la detección precoz de las alteraciones de la visión cromática puede ser determinante a la hora de evitar problemas que que perjudicarían su desarrollo y educación. Debe tenerse cuenta que gran parte de la información contenida en los libros de texto, consulta, lectura, etc... aparece codificada en color, lo que dificulta el aprendizaje, el entretenimiento y, en definitiva, la educación de los niños con alteraciones cromáticas.

Los test de visión del color también pueden jugar un papel importante en la detección precoz de patología (Por ejemplo, la neuritis óptica, el adenoma pituitario, el glaucoma, la diabetes, etc.) que afectan en sus primeras etapas a la visión del color. Para estas tareas de diagnóstico precoz de patología se precisan test muy sensibles que, por una parte, permitan detectar pequeñas desviaciones respecto a la visión del color normal, y por otra permitan discriminar entre distintos grados de alteración de la visión del color, con objeto, por ejemplo, de poder seguir la evolución de un paciente. Los tests de ordenación se prestan particularmente bien a este cometido. Además, los test de ordenación proporcionan bastante información manteniendo una simplicidad relativa en la tarea que debe desempeñar el paciente, comparados con métodos como la anomaloscopía o la medida de umbrales cromáticos, que caracterizan perfectamente al sujeto pero no son viables en la práctica optométrica diaria.

Entre los test de ordenación el más sensible es el Farnsworth - Munsell de 100 tonos (FM100 - H).

Fig. 1 Test de Farnsworth - Munsell de 100 tonos

Fig. 2 Clasificación de alteraciones adquiridas de a visión del color, con ejemplos de patologías más comunes que las llevan asociadas

Pruebas de ordenación

En los test de ordenación la tarea que debe realizar el paciente consiste en disponer un conjunto de muestras coloreadas según un determinado criterio. Por ejemplo, ordenarlas por tonos o por colorido. De esta manera, se evalúa la discriminación cromática del sujeto. Es habitual elegir algunos de los colores de la ordenación a lo largo de las rectas de confusión de los dicrómatas, con objeto de facilitar la clasificación de los sujetos. Dentro de este grupo los test más utilizados son el Farnsworth - Munsell, en sus versionas de 15 (D - 15), 28 tonos (FM 28 - Hue) y de 85 tonos (FM 100 - Hue) y el test desaturado de Lanthony. La prueba resulta más difícil que el test de Ishiharam pero también presenta mayor capacidad diagnóstica.

El test Farnsworth - Munsell de 100 tonos

Descripción

Este test está formado por fichas de color que, vistas bajo Iluminante C (Según la CIE, representan la luz solar), corresponden a un círulo completo de tono en el atlas Munsell, de manera que todas ellas tienen aproximadamente la misma luminosidad y presentan el mismo nivel de croma (Definido como la cantidad de color del estímulo comparado con un blanco iluminado igual).

Fig. 3 Diagrama CIE1931 xy

Si representamos estos colores en el diagrama CIE1931 xy (Fig. 3) vemos que  quedan situados sobre una elipse. Si ahora rodeamos esta elipse por las correspondientes rectas de confusión de protanopes, deuteranopes y tritanopes (Tangentes a la elipse), ocurre que cada tipo de dicrómata confundirá los colores próximos a los puntos de tangencia de dichas rectas con la elipse y tendrá dificultades para realizar la ordenación de fichas que se le pide. Si un paciente no es dicrómata pero ha perdido discriminación cromática en alguna región del diagrama de color, ordenará incorrectamente las fichas coloreadas pertenecientes a la misma. La región de pérdida de discriminación nos dice el tipo de alteración que sufre el sujeto y el número de errores cometidos indica su grado o intensidad. Los ejes de máxima pérdida de discriminación están definidos por las fichas 17 y 64 para observadores protán, 15 y 58 para deután y 5 y 45.5 para tritán. Este test permite distinguir claramente entre las dos clases de alteraciones rojo - verde gracias a que las rectas de confusión protán y deután elegidas son suficientemente diferentes. Por otra parte, la capacidad de detectas y clasificar alteraciones adquiridas de la visión del color afectan a la discriminación azul - amarillo.

Las fichas se organizan en cuatro cajas de 21 o 22 piezas cada una, de la cuales la primera y la última son fijas y se utilizan únicamente como referencia para el sujeto. En la primera caja el tono de las fichas varía del rosa al amarillo, en la segunda del amarillo al azul verdoso, en la tercera del azul verdoso al azul y en la cuarta del azul al rosa, pasando por el púrpura.

Todas las fichas, excepto las fijas, están numeradas en la parte posterior. En la versión más reciente del test la base de las cajas es transparente para que dicha numeración sea fácilmente visible.

Administración

Antes de comenzar vamos a explicar detalladamente a la persona, en que consiste el test y nos cercioraremos de que lo comprenda. Debido a la relativa complejidad de la tarea, no es recomendable el uso de este test con niños de edad inferior a los 9 años. Si sospechamos que el paciente presenta alguna alteración cromática, evitaremos empezar el test con las cajas que contengan los ejes de pérdida de discriminación protán, deután o tritán. De esta manera facilitamos la comprensión de la tarea. Empezar por la caja dos en este caso suele ser conveniente.

Es aconsejable administrar el test monocularmente si se sospecha la presencia de una alteración adquirida de la visión del color, ya que estas alteraciones pueden no afectar a ambos ojos o no hacerlo en igual modo. Se va a presentar al paciente cada una de las cajas, a una distancia de 50 cm e iluminadas con iluminante C, con las piezas desordenadas en la tapa superior. El paciente deberá ordenar las piezas por color entre las dos fichas de la parte inferior de la caja. Para ello dispondrá de todo el tiempo que necesite, ya que la precisión de la respuesta es más importante que la velocidad. A un sujeto normal suele bastarle dos minutos por bandeja, mientras que los sujetos con alteraciones en la visión del color necesitarán más tiempo.

Al completar el test cerramos la caja y la invertimos para leer los números situados bajo las muestras de color. Como los resultados del FM 100 - H mejoran con el aprendizaje, suele ser recomendable realizar al menos dos test para clasificar al sujeto con precisión. En todo el proceso de debe manipular las fichas con cuidado de no tocar la parte coloreada y, al finalizar, cerraremos cada caja para evitar que el polvo altere el aspecto de las fichas.

El tipo de iluminación es importante. Las fichas deberían verse bajo iluminante C, con un nivel de iluminación no infrior a 270 lux (Según el manual de Farnsworth) o, en su defecto, con un simulador (Como una cabina de observación MacBeth), o con luz de día, debiendo evitarse, en general, la luz fluorescente. Un cambio de color del iluminante conllevará una variación del color de los estímulos, lo que puede acarrear dos tipos distintos de consecuencias.

Fig. 4 En esta figura, la distancia perceptual entre dos fichas consecutivas puede disminuir, de manera que observadores perfectamente normales las confundiría, o aumentar, de manera que los observadores con alteraciones leves pasarían desapercibidos. La cromaticidad de las fichas del test FM 100 - H bajo distintos iluminantes estándar, representada en un plano de claridad constante del espacio SVF (Seim y Valber, 1987). Este espacio es bastante uniforme, por lo cual la distancia en el diagrama entre dos piezas es una buena estimación de su distancia perceptual. Obsérvese que los locus de deforman con el cambio de iluminante, variando las distancias perceptuales entre las distintas fichas.

Los sujetos deutan, por ejemplo, cometen menos errores con luz incadescente. Por otra parte, si el cambio de iluminante es suficientemente grande, los puntos de tangencia entre el locus de los colores del test y las rectas de confusión de los dicrómatas pueden variar. Por ejemplo, los sujetos protán pueden mostrar un perfil deután con lámparas de tungsteno.

En cuanto al nivel de iluminación, debe tenerse en cuenta que el test Farnsworth - Munsell básicamente mide la capacidad de discriminación cromática de los sujetos, y que ésta disminuye al decrecer el nivel de iluminación.

La distancia de observación también puede determinar los resultados del test. A 50 cm las fichas subtienden un ángulo de 1.5°, para ángulos mayores, sujetos deuteranopes pueden llegar a responder como normales y para ángulos menores, incluso sujetos normales pueden cometer un número elevado de errores.

Puntuación

Las fichas van numeradas por la parte inferior y la secuencia de ordenación se representa en un diagrama radial, con los criterios que desarrollaremos en el siguiente punto, de manera que la confusión entre colores define un eje de ordenación en una dirección determinada que indica el tipo de deficiencia. La amplitud de los picos muestra el grado de severidad, pero no distingue anómalos de defectivos.

Procedimientos de cálculo de la puntuación del paciente

Existen tres procdedimientos aceptados para puntuar los resultados de un paciente. El más antiguo fue propuesto por farnsworth y en él se basan los dos siguientes, elaborados respectivamente por Kinnear y Dain Birch.

Por construcción, la distancia perceptual entre dos fichas consecutivas del test es constante, e igual a la mínima diferencia perceptible (mdp) por un observador. La distancia entre las piezas N y N + 1 sería de 1 mdp, entre N + 1 y N + 2, también de 1 mdp, etc, y en general, entre N1 y N2 tendríamos una distancia perceptual de |N1 - N2| mdps. Esta expresión no se aplica a la ficha 85 y a la ficha contigua de la primera caja, ya que entre las fichas 85 y 1 hay 1 mdp. En consecuencia, si N1 es una ficha de la primera caja y N2 es una de la cuarta o la ficha 85, la distancia entre ambas es de (85 - N2 + N1) mdps.

Con el procedimiento diseñado por Farnsworth, para una ficha determinada calculamos la suma de las distancias perceptuales entre esa ficha y la que le precede y le sigue en la ordenación hecha por el paciente. Por ejemplo, si la secuencia:

4 - 7 - 8 - 3 - 5

Forma parte de la ordenación realizada por cierto sujeto, para cada ficha tendríamos lo siguiente:

Así, a la ficha 7 le corresponde 4 mdps, a la 8, 6 mdps, a la 3, 7 mdps y así sucesivamente y esto sin ninguna referencia a la posición que estas fichas ocupan en la ordenación total. Es decir, estos valores serían los mismos independientemente de que la secuencia de ejemplo la hubiéramos encontrado al principio de la primera caja o al fina de la misma. Esto es, lo importante es que la diferencia perceptual entre la ficha N y las de su entorno sea pequeña, y no que la ficha N aparezca en la posición N.

Consideremos el caso de un sujeto que ordena correctamente las piezas del test. En este caso la suma de mdps de cada ficha es de 2, puesto que cada ficha dista 1 mdp de sus vecinas inmediatas. La puntuación final del test se obtiene restando a la suma calculada en el apartado anterior este valor 2 que constituye la mínima puntuación posible:

Con objeto de facilitar el cálculo de las puntuaciones y su representación gráfica, el test Fm 100 - H incluye unas hojas de resultados, en cuya parte superior aparece la ordenación secuencial de las fichas. El examinador debe tomar nota de la ordenación real del test realizado por el observador, por encima de la numeración impresa en el primer test y por debajo en el segundo. Cuando la ordenación es correcta basta con señalar, por ejemplo mediante una línea, la secuencia bien ordenada. Las puntuaciones obtenidas se representan en el diagrama de coordenadas polares de la hoja de resultados, en el que la coordenada angular representa el número de la ficha y la coordenada radial la puntuación de la misma.

Para caracterizar o diagnosticar al observador, a partir de las puntuaciones obtenidas se calcula el error total, así como los centros de gravedad de las regiones de mayor pérdida de discriminación. El error total se define como la suma de las puntuaciones de cada ficha (Fig. 5). Este parámetro debe interpretarse con cuidado; evidentemente, no es lo mismo una puntuación de 150 con errores generalizados, que la misma puntuación debida a errores concentraos en una región particular. En cuanto al centro de gravedad o eje de una región de pérdida de discriminación se define como aquella ficha que divide dicha región en dos zonas en las que la suma de los errores es aproximadamente igual. En el aparatado de descripción del test FM 100 - H ya se ha indicado las fichas que definen los diferentes ejes de pérdida de discriminación para protanopes, deuteranopes y tritanopes, según Dain y Birtch.

Fig. 5 Límites de la normalidad del test FM 100 - H, administrado binocularmente, Kinnear demostró que la distribución de errores del test no era normal, aunque la de la raíz cuadrada del error sí lo era, por lo que se aconseja este último parámetro para caracterizar a los sujetos. Nótese el aumento notable de error con el envejecimiento; este efecto se debe en parte al amarrillento del cristalino, que hace aparecer un eje tritán

La variante de este método propuesta por Kinnear, se basa en que los sujetos ordenarán las piezas al zar en aquellas regiones en las que no tenga discriminación de tono. Por tanto, si realiza el test un cierto núero de veces, no siempre ordenará las fichas de la misma forma. Por ejemplo, si un sujeto confunde las piezas que van de las 60 a la 70 al realizar el test en ocasiones sucesivas puede darnos ordenaciones como las siguientes:

Calculemos en las tres distribuciones el error correspondiente, por ejemplo, a la ficha 64. En la primera ordenación, la ficha ocuparía el lugar correcto con lo que su puntuación sería de cero; en la segunda y la tercera, sin embargo, tendríamos puntuaciones de (68 - 64) + (64 - 60) - 2 = 8 - 2 = 6 y (66 - 64) + (64 - 63) - 2 = 3 - 2 = 1, respectivamente. Es decir, la puntuación de la ficha 64 puede cambiar de forma drástica, desde un error mínimo a errores bastantes graves. En estas condiciones, cabe preguntarse hasta que punto es importante caracterizar la pieza 64, o cualquier otra de las que el observador confunde, con una puntuación concreta. Kinnear, sugiere que lo importante no es la puntuación individual de las piezas, sino la región en la que el sujeto empieza a perder discriminación del color. Por tanto, propone que se calculen los errores a partir de las mdps, tal y como propone Farnsworth, pero que el valor del error se atribuya no a la ficha, sino a la posición que ocupa la ficha en la ordenación, ya que esto es más fácil de representar. Es decir, con este método, los errores calculados se representan en el diagrama en polares secuencialmente.

Veamos un ejemplo. Supongamos que cierto sujeto realiza la ordenación siguiente en la primera caja:

Por ejemplo, con el procedimiento de Farnsworth, la ficha 14 tendría una puntuación de 5; con el procedimiento de Kinnear, en el puesto 14 del diagrama representaríamos un error de 3, el correspondiente a la ficha 16.

¿Qué consecuencias tiene utilizar un método de representación u otro? Al introducir el método ya hemos comentado que en las zonas de baja discriminación cromática, el procedimiento de asignación del error a una ficha dada es realmente arbitrario, con lo cual tan aceptable es a priori el método propuesto por Farnsworth como el propuesto por Kinnear. Ambos método coinciden tanto en el caso de una secuencia correcta como en el de una simple transposición de dos fichas. La situación cambia cuando los errores son más complejos. En general, puede afirmarse que con el procedimiento de Farnsworth las zonas de pérdida elevada de discriminación tienen numerosos picos, mientras que con procedimiento de Kinnear los perfiles se suavizan (Fig. 6). Sin embargo, el error total es obviamente el mismo y los límites de las regiones de pérdidas de discriminación de defectos protán, deután y tritán apenas varían, mientras que la ficha central de dichas regiones puede llegar a desplazarse como mucho una o dos piezas (Fig. 7).

Fig. 6 Comparación de resultados con el método de Farnsworth y el de Kinnear para una misma ordenación; el método de Kinnear proporciona una figura más suavizada que el de Farnsworth

Fig. 7 Resultados del test FM 100 - H de un sujeto catalogado como deuteranómalo con el anomaloscopio DAVICO. A la derecha, los resultados obtenidos con el método de Farnsworth muestran tres regiones

Por último, el método propuesto por Dain y Birch está pensado para determinar si existe algún eje de pérdida de discriminación significativamente mayor en un sujeto que presenta pobre discriminación en todo el círculo de color. En este caso, el error de cada pieza se calcula como el cociente entre el promedio de los errores de las diez piezas que la preceden y las diez que siguen y el error promedio de todas las piezas. Los resultados suelen representarse en un diagrama lineal, con el número de la ficha en el eje de abcisas y en ordenadas el error calculado con este procedimiento. A partir de la figura es fácil determinar las zonas donde el error es significativamente mayor que el promedio. Esta manera de trabajar resulta especialmente útil en el caso de deficiencias adquiridas de la visión del color, en las que un eje de pérdida de discriminación se suele superponer a una pérdida de discriminación global (Fig. 8).

Fig. 8 Resultados del test FM 100 - H correspondiente a un sujeto diabético. Las dos gráficas de la parte inferior muestran los resultados en ejes lineales. Con el método Farnsworth (b) sólo se aprecia pérdida generalizada de sensibilidad, con errores aleatorios; el suavizado producido por el promediado de Dain y Birch (c) permite ver una dirección de mayor pérdida de discriminación en las fichas 5 y 45, que definen un eje tritán.

Equivocaciones comunes en la puntuación del test

Sorprendentemente, un error bastante extendido consiste en calcular la puntuación de cada pieza, no como la distancia perceptual (En mdps) entre la pieza y sus vecinas inmediatas, sino como la distancia entre la posición que ocupa la pieza y la que debería ocupar. Con este criterio, una pieza tendrá puntuación cero si ocupa el orden adecuado en la secuencia de ordenación, independientemente de que la relación con las fichas de su entorno sea la adecuada. Por ejemplo, retomando una de las figuras anteriores, sería

Dos cosas son aparentes en el ejemplo: Por una parte, que este procedimiento da igual resultado que el de Farnsworth cuando las piezas están bien ordenadas y las de su entorno inmediato también, o cuando se produce una transposición de dos piezas (La ficha 9, por ejemplo). En los demás casos la puntuación de cada ficha cambia de manera notable, siendo, en general, menor el calculado por este procedimiento erróneo. Podríamos volver a calibrar el funcionamiento del FM 100 - H con esta manera de puntuar, pero encontraríamos a priori dos tipos de problemas; el primero, la falta de justificación teórica del procedimiento; el segundo, que los valores pequeños de la escala harían que pasasen desapercibidas pérdidas leves de discriminación. Aplicar los procedimientos de diagnóstico estándar, tales como posiciones de los ejes de pérdida de discriminación y error total de la prueba, a un diagrama obtenido con este procedimiento nos llevará a error.

Fig. 9 Comparación entres los métodos estándar de cálculo del error de cada ficha (Línea continua) con la puntuación obtenida como el valor absoluto de la resta entre el número de orden y el número de ficha. Derecha, método de Kinnear. Izquierda, método de Farnsworth

Fig. 10 Gráficas del test FM 100 - H de un sujeto de 23 años, clasificado como protanómalo leve por un anomaloscopio. A la izquierda, los resultados obtenidos con el método de Farnsworth, permiten ver pérdidas de discriminación en la región rojo - verde, con un eje sobre 65; el error total permite clasificar al sujeto como anómalo. A la derecha, resultados al calcular el error como |Número pieza - Número orden|. En este caso, no se observa ninguna región de pérdida especialmente elevada de discriminación, compara con el error medio (Círculo azul) y el error total (60) nos haría clasificar al sujeto como normal si utilizamos los valores estándar.

Bibliografía

1. Web.ua.es. (2018). Citar un sitio web - Cite This For Me. [online] Available at: https://web.ua.es/en/gvc/documentos/docs/fm100.pdf.