Effet du décentrage sur la performance optique des lentilles intraoculaires multifocales

Abstract

Abjectifs : évaluer l’influence du décentrage sur la performance optique des lentilles intraoculaires (LIO) multifocales en utilisant des modèles oculaires. Méthodes : Cette étude a évalué 4 types de LIO multifocales (ReSTOR SA60D3, Alcon ; TECNIS Multifocal ZM900, AMO ; ReZoom, AMO ; SFX-MV1, Hoya). Les évaluations étaient basées sur des mesures de la fonction de transfert de modulation (MTF) de près et de loin et sur la visualisation d’images de près réelles (journal) à l’aide de modèles oculaires avec l’IOL déplacée horizontalement à 0, 0,25, 0,5, 0,75 et 1,0 mm du centre. Résultats : Pour le ReSTOR diffractif, la MTF de près diminue avec l’augmentation du décentrage. Les images proches (caractères de journaux) sont devenues difficiles à distinguer à un décentrement de 1,0 mm. Pour la lentille diffractive ZM900, les MTF de près et de loin diminuent progressivement avec l’augmentation du décentrement. Pour les lunettes réfractives ReZoom et SFX-MV1, nous n’avons observé pratiquement aucun changement dans la MTF proche pour un décentrement de 0-1,0 mm. Cependant, la MTF lointaine a clairement diminué à partir d’un décentrement de 1,0 mm pour ReZoom et de 0,75 mm pour SFX-MV1. Conclusion : Les MTF et les images de près sont affectées dans une mesure différente selon la conception des LIO multifocales ; des effets cliniquement pertinents ne sont pas à prévoir jusqu’à un décentrage de 0,75 mm.

© 2012 S. Karger AG, Bâle

Introduction

Ces dernières années, les lentilles intraoculaires (LIO) ont connu un développement remarquable. De nouvelles lentilles améliorent la qualité de la vision ; l’amélioration du contraste par la structure asphérique, la correction de l’astigmatisme et les LIO multifocales ont également été introduites.

Parmi celles-ci, les LIO multifocales deviennent de plus en plus courantes car elles excellent à permettre la vision de près. Les LIO multifocales comprennent des types réfractifs et diffractifs, chacun ayant une structure caractéristique, et de nombreux bons résultats cliniques ont été rapportés pour eux . Les LIO multifocales ont des propriétés optiques plus complexes que les LIO monofocales. Dans le composant optique d’une LIO, les zones de myopie et d’hypermétropie, qui ont des structures diffractives et une réfraction différentes, se trouvent dans des cercles concentriques.

En conséquence, lorsqu’une LIO multifocale est déplacée de son centre, on craint qu’elle ne perde sa capacité à obtenir des propriétés optiques adéquates, et donc qu’elle diminue la fonction visuelle. Par conséquent, lorsqu’une LIO multifocale est insérée, une plus grande attention est accordée par exemple à la taille ou à la forme de la capsulotomie antérieure que lorsqu’une LIO monofocale est insérée, et évidemment les LIO multifocales ne sont pas insérées dans les cas où un décentrage est attendu, comme dans les cas d’une zonule de Zinn fragile.

Pour étudier le décentrage des LIO multifocales, Negishi et al. ont effectué une simulation optique avec Array (AMO), une LIO réfractive qui était un modèle antérieur de ReZoom (AMO). Ils ont évalué les effets d’un décentrage allant jusqu’à 1,0 mm d’un LIO monofocal et d’Array, qui est un LIO multifocal réfractif. Ils ont évalué les effets en fonction de la visibilité d’un anneau de Landolt en utilisant des modèles oculaires. Bien que l’on ait observé une diminution du contraste à un décentrage de 1,0 mm, il était possible de distinguer les anneaux de Landolt, et il n’y a pas eu de diminution majeure de la fonction visuelle. Dans des rapports de cas cliniques, Hayashi et al. ont déterminé que lorsque Array était utilisé à un décentrement supérieur à 0,7 mm, la vision de loin se détériorait, mais qu’il n’y avait pas de corrélation entre le décentrement et la vision de près. Cependant, comme il n’existe aucun rapport sur les effets du décentrement sur les LIO multifocales actuellement utilisées, nous pensons qu’il est très important d’étudier ces effets.

Jusqu’à présent, nous avons évalué les performances des LIO en utilisant des modèles oculaires pour effectuer des simulations optiques avec des LIO multifocales . Dans cette étude, nous avons utilisé des simulations optiques avec des modèles oculaires pour évaluer objectivement les effets du décentrage des LIO multifocales actuellement utilisées. Les évaluations étaient basées sur des images de près réelles visualisées et des mesures de la fonction de transfert de modulation (MTF). La MTF est considérée comme efficace pour évaluer les propriétés optiques. Dans le passé, Kawamorita et Uozato ont également rapporté une évaluation d’une LIO monofocale et d’Array, qui est une LIO multifocale réfractive. L’évaluation que nous avons réalisée n’a pas contredit les résultats cliniques ; par conséquent, nous avons pensé que la MTF était efficace pour évaluer la fonction visuelle.

Méthodes expérimentales

Cette étude a évalué 4 types de LIO multifocales : les diffractives ReSTOR SA60D3 (Alcon) et TECNIS Multifocal ZM900 (AMO), et les réfractives ReZoom (AMO) et SFX-MV1 (Hoya). Les puissances d’addition en vision de près des LIO multifocales étaient de +4,0 dpt pour ReSTOR, +4,0 dpt pour ZM900, +3,5 dpt pour ReZoom et +3,0 dpt pour SFX-MV1 (fig. 1). De plus, les puissances des 4 types d’IOLs étaient uniformes à +20,0 dpt.

Conformément à la réglementation ISO (ISO 11979-2), nous avons utilisé un dispositif automatique de mesure des LIO (Optispheric IOL, fabriqué par Trioptics GmbH) pour mesurer la MTF, qui indique les propriétés optiques des LIO (fig. 2a). Nous avons utilisé une carte de l’armée de l’air américaine comme indice (fig. 2b). Une lentille relais haute performance capte cette image et fait la mise au point sur la puce de la caméra à dispositif à couplage de charge haute résolution. Le profil d’intensité de la cible est balayé électroniquement dans la direction radiale et tangentielle. Les données sont collectées et, grâce aux techniques de transformation de Fourier, la MTF est calculée et affichée en temps réel sur l’écran du PC. Le logiciel calcule et affiche la valeur de la MTF à des fréquences spatiales sélectionnées.

Dans cette expérience, nous avons utilisé une pupille modèle (ouverture) de 3 mm, réglé la LIO dans des modèles d’yeux, puis mesuré les MTF de loin et de près avec la LIO déplacée horizontalement à 0, 0,25, 0,5, 0,75 et 1,0 mm du centre. La vision de loin était à 5 m et la vision de près était à la distance focale optimale (ReSTOR, ZM900 : 30 cm ; ReZoom : 35 cm ; SFX-MV1 : 40 cm) de chaque LIO. Un chercheur expérimenté a effectué toutes les mesures de MTF, a pris plusieurs mesures (au moins deux fois) et a confirmé que des valeurs similaires étaient obtenues.

Pour la simulation de l’image réelle de vision de près, nous avons utilisé des modèles d’yeux que nous avions développés (fig. 3) . La structure du modèle d’œil était constituée d’un modèle de cornée, d’un modèle de pupille (ouverture) et d’un corps principal. Nous avons créé et utilisé une pupille modèle de 3 mm déplacée de 0, 0,5 et 1,0 mm du centre du modèle d’œil, où la LIO a été fixée. Nous avons inséré la pupille modèle avec une LIO fixée dans le corps principal, l’avons remplie d’eau, avons installé une cornée sur sa surface antérieure et avons connecté une caméra à dispositif à couplage de charge (Artray Inc.) à sa surface postérieure. La cornée modèle avait un pouvoir de réfraction de 38,4 dpt et une aberration cornéenne de 0,12 µm. La distance entre l’apex de la cornée et la surface de la LIO était d’environ 6,0 mm, et la distance entre l’apex de la cornée et la surface postérieure du modèle d’œil était de 11,5 mm.

En utilisant les caractères du journal comme indice, nous avons étudié les effets réels du décentrement. Pour la méthode de mesure, nous avons focalisé la caméra sur un point situé à 5 m de l’indice. Puis nous avons pris une image à la distance optimale pour chaque LIO entre la caméra et l’index.

Résultats

MTF proche

La figure 4 montre la MTF proche (50 cycles/mm) à chaque décentrement de LIO de 0-1,0 mm. Le tableau 1 indique les valeurs de mesure de la MTF à 50 cycles/mm pour chaque LIO. La MTF proche du ReSTOR diffractif diminue avec l’augmentation du décentrage et diminue le plus à un décentrage de 1,0 mm. La MTF proche de la lentille diffractive ZM900 a légèrement diminué, à partir d’un décentrage d’environ 0,5 mm, mais le changement relatif était faible. Quant à la MTF proche des réfractives ReZoom et SFX-MV1, nous n’avons pas observé une grande diminution de la MTF proche due au décentrage.

Visibilité des caractères de journaux

La figure 5 montre les simulations de visibilité des caractères de journaux lorsque les LIO étaient décentrées de 0, 0,5 et 1,0 mm. Lorsque nous avons utilisé ReSTOR, les caractères sont devenus légèrement plus flous à un décentrage de 0,5 mm qu’à un décentrage de 0 mm. À un décentrage de 1,0 mm, le degré de flou est devenu plus important et les caractères sont devenus difficiles à distinguer. Lorsque nous avons utilisé le ZM900 à des décentrements de 0,5 et 1,0 mm, le contraste des caractères du journal a légèrement diminué, mais pas suffisamment pour affecter la visibilité. Lorsque nous avons utilisé le ReZoom et le SFX-MV1, un décentrement même de 1,0 mm n’avait presque aucun effet sur la visibilité des caractères des journaux.

Far MTF

La figure 6 montre les valeurs de MTF lointaine (50 cycles/mm) pour chaque décentrement de LIO de 0-1,0 mm. Le tableau 2 montre les valeurs de mesure de la MTF à 50 cycles/mm pour chaque IOL.

Lorsque nous avons utilisé ReSTOR, un phénomène inverse s’est produit dans lequel la MTF lointaine augmentait avec l’augmentation du décentrement : la MTF lointaine à 50 cycles/mm était de 0,45 à un décentrement de 0 mm et de 0,52 à un décentrement de 1,0 mm. Pour le ZM900, la MTF lointaine a diminué progressivement avec l’augmentation du décentrement.

Pour le ReZoom, la MTF lointaine a fortement diminué à un décentrement de 1,0 mm. Pour SFX-MV1, la MTF lointaine a fortement diminué à un décentrage de 0,75 mm.

Discussion

Dans cette étude, nous avons utilisé des modèles oculaires pour évaluer objectivement les effets du décentrage des LIO multifocales. Nous avons quantifié les effets du décentrage sur la fonction visuelle en mesurant la MTF, un indicateur des propriétés optiques. De plus, nous avons évalué les images de près par la visibilité des caractères de journaux, car ils sont familiers dans la vie de tous les jours, et nous avons étudié de manière exhaustive l’ampleur de l’effet réel auquel on pouvait s’attendre.

Pour le ReSTOR diffractif, la MTF de près avait tendance à diminuer mais la MTF de loin avait tendance à s’améliorer avec l’augmentation du décentrement. En particulier, les caractères des journaux sont devenus difficiles à distinguer à un décentrement de 1,0 mm. ReSTOR a une structure diffractive de son centre à un rayon de 3,6 mm, et sa périphérie a une structure monofocale pour la vision de loin. En outre, ReSTOR est également conçu de telle sorte que les règles du réseau de diffraction au centre de la partie diffractive diminuent vers sa périphérie afin de focaliser la lumière pour la vision de loin (structure apodisée). Par conséquent, lorsqu’un décentrement est produit, une petite partie de la zone de diffraction proche du centre (la zone privilégiée pour la vision de près) est utilisée (fig. 7). Au fur et à mesure que le décentrement augmente, une plus grande proportion de la zone monofocale de la périphérie est utilisée. Comme la zone monofocale est destinée à la vision de loin, la MTF de loin augmente, et comme l’utilisation de la zone diffractive pour la vision de près diminue en conséquence, la MTF de près diminue. Par conséquent, nous avons pensé que la vision de près était facilement affectée par le décentrage de cette LIO. Pour la lentille diffractive ZM900, les MTF de près et de loin diminuent progressivement avec l’augmentation du décentrement. Dans la simulation de caractères de journaux, le contraste a légèrement diminué, mais pas suffisamment pour affecter la capacité à distinguer les caractères. Pour le ZM900, toute la surface de la partie optique présente une structure de diffraction qui divise la lumière incidente de manière égale en deux points focaux, l’un pour la vision de loin et l’autre pour la vision de près. Par conséquent, dans cette simulation, la vision de près était la moins affectée par le décentrement (fig. 7). De plus, les effets du décentrement sur la vision de loin et de près avaient tendance à être les mêmes, et nous avons observé une légère diminution de la MTF de loin et de près à partir d’un décentrement de 0,75 mm. Nous avons pensé qu’un des facteurs à l’origine de cette diminution pouvait être une augmentation de l’aberration due à une vision périphérique accrue de la partie optique . Cependant, comme le ZM900 a une structure asphérique, le résultat peut changer si le diamètre de la pupille est plus grand que les 3 mm utilisés dans cette expérience ; par conséquent, nous pensons que la prudence peut être nécessaire.

Bien qu’ils n’aient pas été inclus dans la présente étude, il existe deux autres modèles de LIO multifocales diffractives : la ReSTOR SN6AD1 (Alcon) et la TECNIS Multifocal ZMB00 (AMO). Le ReSTOR SN6AD1, qui est fondamentalement de même conception que les modèles précédents, est asphérique et a une puissance d’addition de +3,0 dpt. Le diamètre de la pupille est censé affecter les performances, mais la MTF devrait être beaucoup plus faible en raison de la déviation. La lentille multifocale TECNIS ZMB00 est une lentille acrylique monobloc dont la structure optique est identique à celle de la ZM900. Ainsi, l’influence de la déflexion est probablement la même que pour la ZM900. Ces LIO nécessiteront des recherches supplémentaires à l’avenir.

Pour les réfractives ReZoom et SFX-MV1, même lorsque le décentrement était de 1,0 mm, la MTF proche n’a pas beaucoup changé, et il n’y avait presque aucun changement dans la visibilité des caractères des journaux. Cependant, la MTF lointaine a clairement diminué à partir d’un décentrement de 1,0 mm pour ReZoom et de 0,75 mm pour SFX-MV1. Pour le ReZoom diffractif et le SFX-MV1, on observe une diminution de l’aire de la zone utilisée pour la vision de loin au centre de la pupille, et une augmentation de l’aire de la zone 2 utilisée pour la vision de près et de celle de la zone 3 utilisée pour la vision de loin (fig. 7). Les proportions du diamètre pupillaire occupées par les zones de vision de loin et de vision de près n’étaient pas très différentes. Par conséquent, l’effet du décentrement sur la vision de près peut être considéré comme faible. Cependant, lorsque le décentrement est devenu aussi important que 0,75 et 1.0 mm, la MTF de loin peut avoir diminué puisque l’emplacement de la zone de vision de près était proche du centre de la pupille. En outre, bien que cela n’ait pas été examiné dans cette étude, lorsque les limites des zones pour la vision de loin et la vision de près sont situées au centre de la pupille, l’éblouissement est fortement susceptible d’augmenter, et donc la prudence peut être nécessaire.

Sur la base de ces résultats, nous allons maintenant considérer les problèmes suivants dans des cas cliniques. Normalement, la chirurgie se termine sans complications, et lorsqu’une LIO est insérée dans le sac, le décentrage peut diminuer jusqu’à environ 0,3 mm . Dans cette simulation, nous n’avons observé presque aucun changement dans les MTF de loin et de près pour toutes les LIO multifocales à un décentrage de 0,25 mm, donc un décentrage d’environ 0,3 mm peut ne pas avoir d’effet sur la fonction visuelle. Si une déchirure se développe dans la capsule antérieure et qu’une LIO y est insérée, le décentrage peut atteindre environ 0,5 mm. Pour les LIO réfractives et diffractives de cette simulation, un décentrage d’environ 0,5 mm ne devrait pas entraîner une grande détérioration des propriétés optiques ; par conséquent, le degré de décentrage dû à la capsule antérieure se situe probablement dans une fourchette acceptable.

À des décentrages d’environ 0,75-1,0 mm, la détérioration des propriétés optiques ne se produit pas facilement lorsque la fixation dans le sac est utilisée. La décentration peut se produire à la suite d’une fixation hors du sac, d’une fixation par suture de la LIO ou d’une zonule de Zinn fragile. À un décentrage de 1,0 mm, il y a une différence entre la détérioration des propriétés optiques des LIO, et l’effet que cela a sur la fonction visuelle ne peut être évité. Par conséquent, en règle générale, la LIO multifocale devrait probablement être insérée dans la capsule après tout, et le degré de décentrement dû aux déchirures de la capsule antérieure se situera probablement dans une fourchette acceptable. Cette étude pose plusieurs problèmes. Tout d’abord, les actions centrales de l’œil humain telles que la vision binoculaire, l’adaptation et la dominance oculaire n’ont pas été prises en compte car l’étude était une expérience in vitro utilisant des modèles oculaires. Avec le modèle d’œil, seul un système optique a été simulé. Par conséquent, les images visuelles obtenues par l’œil humain et celles obtenues par le modèle oculaire ne sont pas nécessairement cohérentes, et les images visuelles obtenues par l’œil humain peuvent être plus nettes que celles obtenues par le modèle oculaire. Cependant, le modèle oculaire peut être considéré comme utile pour comparer les caractéristiques inhérentes des LIO car il ne comporte pas d’actions centrales. En outre, si le modèle oculaire n’affecte pas les propriétés optiques, il semble également peu probable que les yeux humains aient des effets cliniques.

En outre, nous avons étudié l’effet sur le décentrage uniquement sur l’axe horizontal dans cette étude. Nous n’avons pas étudié le décentrage sur les axes verticaux ou obliques. Cependant, parce que les LIO dans cette étude avaient une structure de cercles concentriques à partir du centre rayonnant vers la périphérie, nous pensons que la possibilité de résultats largement biaisés en raison de la direction du décentrage est faible.

De plus, nous avons seulement étudié les effets du décentrage et n’avons pas évalué l’inclinaison des LIO. En clinique, le décentrage et l’inclinaison se produisent souvent simultanément ; nous souhaitons donc continuer à créer de nouveaux modèles expérimentaux et à étudier ces phénomènes. Dans cette étude, nous avons évalué objectivement les effets du décentrement des LIO multifocales par des simulations de MTF de loin et de près, et d’images de près en utilisant deux types de modèles oculaires. Les effets du décentrage présentaient des caractéristiques différentes pour chaque LIO multifocale, mais nous pensons que l’effet sur la fonction visuelle est minime lorsque le décentrage est de 0,75 mm ou moins. La simulation à l’aide du modèle oculaire semble être utile pour l’évaluation objective des LIO.

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