Effect of Decentration on the Optical Performance in Multifocal Intraocular Lenses

Abstract

Célok: A decentráció hatásának értékelése a multifokális intraokuláris lencsék (IOL) optikai teljesítményére szemmodell segítségével. Módszerek: Ebben a vizsgálatban 4 típusú multifokális IOL-t (ReSTOR SA60D3, Alcon; TECNIS Multifocal ZM900, AMO; ReZoom, AMO; SFX-MV1, Hoya) vizsgáltak. Az értékelések a közeli és távoli modulációs átviteli függvény (MTF) mérésén és a vizualizált tényleges közeli képeken (újság) alapultak, szemmodellek segítségével, az IOL-nak a középponttól 0, 0,25, 0,5, 0,75 és 1,0 mm-re vízszintesen eltolva. Eredmények: A diffraktív ReSTOR esetében a közeli MTF a decentralizáció növekedésével csökkent. Az 1,0 mm-es decentralizációnál a közeli képeket (újságkarakterek) már nehéz volt megkülönböztetni. A diffraktív ZM900 esetében a közeli és távoli MTF fokozatosan csökkent a decentralizáció növekedésével. A refraktív ReZoom és SFX-MV1 esetében a 0-1,0 mm-es decentrációtól kezdve szinte semmilyen változást nem tapasztaltunk a közeli MTF-ben. A távoli MTF azonban a ReZoom esetében 1,0 mm-es, az SFX-MV1 esetében pedig 0,75 mm-es decentrációtól kezdve egyértelműen csökkent. Következtetés: Az MTF-eket és a közeli képeket a multifokális IOL-ok kialakításától függően különböző mértékben befolyásolják; klinikailag releváns hatások 0,75 mm-es decentralizációig nem várhatók.

© 2012 S. Karger AG, Basel

Bevezetés

Az elmúlt években figyelemre méltó fejlődés ment végbe az intraokuláris lencsék (IOL) terén. Az új lencsék javítják a látás minőségét; aszférikus szerkezetű kontrasztjavítás , asztigmatizmus korrekció és multifokális IOL-ok is megjelentek.

Ezek közül a multifokális IOL-ok egyre elterjedtebbek, mivel kiválóan alkalmasak a közeli látásra. A multifokális IOL-ok között vannak refraktív és diffraktív típusok, amelyek mindegyike jellegzetes szerkezettel rendelkezik, és számos jó klinikai eredményről számoltak be velük kapcsolatban . A multifokális IOL-ok összetettebb optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a monofokális IOL-ok. Az IOL optikai komponensében a rövidlátó és a távollátó zónák, amelyek különböző diffraktív struktúrával és fénytöréssel rendelkeznek, koncentrikus körökben helyezkednek el.

Következésképpen, ha egy multifokális IOL-t elmozdítanak a középpontjából, akkor aggályos, hogy elveszíti az optikai tulajdonságok megfelelő elérésének képességét, és ezáltal csökken a látásfunkció. Ezért egy multifokális IOL behelyezésekor nagyobb figyelmet fordítanak pl. az elülső kapszulotómia méretére vagy alakjára, mint egy monofokális IOL behelyezésekor, és nyilvánvalóan nem helyeznek be multifokális IOL-t olyan esetekben, amikor decentralizáció várható, mint például a Zinn törékeny zonulája esetén.

A multifokális IOL-ok decentralizációjának tanulmányozására Negishi és munkatársai optikai szimulációt végeztek az Array (AMO) refraktív IOL-lal, amely a ReZoom (AMO) korábbi modellje volt. Értékelték a monofokális IOL és az Array, amely egy refraktív multifokális IOL, legfeljebb 1,0 mm-es decentralizációjának hatásait. A hatásokat a Landolt-gyűrű láthatósága szerint értékelték szemmodellek segítségével. Bár 1,0 mm-es decentralizációnál kontrasztcsökkenést figyeltünk meg, a Landolt-gyűrűket meg lehetett különböztetni, és nem volt jelentős csökkenés a látásfunkcióban. Klinikai esetekről szóló beszámolókban Hayashi és munkatársai megállapították, hogy ha az Array-t 0,7 mm-t meghaladó decentralizáció mellett használták, a távoli látás romlott, de a decentralizáció és a közeli látás között nem volt összefüggés. Mivel azonban nincsenek jelentések a jelenleg használt multifokális IOL-ok decentralizációjának hatásairól, nagyon fontosnak tartjuk e hatások vizsgálatát.

Mostanáig az IOL teljesítményét szemmodellek segítségével értékeltük, hogy optikai szimulációkat végezzünk multifokális IOL-okkal . Ebben a tanulmányban szemmodellekkel végzett optikai szimulációkat használtunk a jelenleg használt multifokális IOL-ok decentralizációjának hatásainak objektív értékelésére. Az értékelések vizualizált tényleges közeli képeken és a modulációs átviteli függvény (MTF) mérésein alapultak. Az MTF hatékony eszköznek tekinthető az optikai tulajdonságok értékelésére. Korábban Kawamorita és Uozato is beszámolt egy monofokális IOL és az Array, azaz egy refraktív multifokális IOL értékeléséről. Az általunk végzett értékelés nem mondott ellent a klinikai eredményeknek, ezért úgy gondoltuk, hogy az MTF hatékony a vizuális funkció értékelésében.

Kísérleti módszerek

Ez a vizsgálat 4 típusú multifokális IOL-t értékelt: a diffraktív ReSTOR SA60D3 (Alcon) és TECNIS Multifocal ZM900 (AMO), valamint a refraktív ReZoom (AMO) és SFX-MV1 (Hoya). A multifokális IOL-ok közeli látás-adalékteljesítménye a ReSTOR esetében +4,0 dpt, a ZM900 esetében +4,0 dpt, a ReZoom esetében +3,5 dpt és az SFX-MV1 esetében +3,0 dpt volt (1. ábra). Továbbá a 4 IOL-típus teljesítménye egységesen +20,0 dpt volt.

Az ISO-előírásoknak (ISO 11979-2) megfelelően egy automatikus IOL-mérő készüléket (Optispheric IOL, gyártó: Trioptics GmbH) használtunk az IOL-ok optikai tulajdonságait jelző MTF mérésére (2a. ábra). Indexként az Egyesült Államok légierejének táblázatát használtuk (2b. ábra). Egy nagy teljesítményű relélencse veszi fel ezt a képet, és a nagy felbontású töltéscsatolt eszközzel működő kamerachipre fókuszál. A célpont intenzitásprofilját elektronikusan letapogatjuk mind sugárirányban, mind érintőleges irányban. Az adatokat összegyűjtjük, és Fourier-transzformációs technikák alkalmazásával kiszámítjuk az MTF-et, és valós időben megjelenítjük a PC-monitoron. A szoftver kiszámítja és megjeleníti az MTF-értéket a kiválasztott térbeli frekvenciákon.

Ebben a kísérletben 3 mm-es modellpupillát (apertúrát) használtunk, az IOL-t szemmodellekbe állítottuk, majd megmértük a távoli és közeli MTF-eket az IOL-nak a középponttól vízszintesen 0, 0,25, 0,5, 0,75 és 1,0 mm-re eltolva. A távoli látás 5 m-es, a közeli látás pedig az egyes IOL-ok optimális fókusztávolságán (ReSTOR, ZM900: 30 cm; ReZoom: 35 cm; SFX-MV1: 40 cm) történt. Egy tapasztalt kutató végezte az összes MTF-mérést, több mérést végzett (legalább kétszer), és megerősítette, hogy hasonló értékeket kaptunk.

A tényleges közeli látáskép szimulációjához az általunk kifejlesztett szemmodelleket használtuk (3. ábra) . A szemmodell felépítése egy modell szaruhártyából, egy modell pupillából (apertúra) és egy főtestből állt. Létrehoztunk és használtunk egy 3 mm-es modell pupillát, amely 0, 0,5 és 1,0 mm-re volt eltolva a szemmodell közepétől, ahová az IOL-t beállítottuk. A modell pupillát a rögzített IOL-lal együtt behelyeztük a főtestbe, feltöltöttük vízzel, szaruhártyát telepítettünk az elülső felületére, és a hátsó felületéhez egy töltéscsatolt kamerát (Artray Inc.) csatlakoztattunk. A modell szaruhártya törőereje 38,4 dpt volt, a szaruhártya aberrációja pedig 0,12 µm. A szaruhártya csúcsa és az IOL felszíne közötti távolság körülbelül 6,0 mm volt, a szaruhártya csúcsa és a szemmodell hátsó felülete közötti távolság pedig 11,5 mm.

Az újságkaraktereket indexként használva vizsgáltuk a decentralizáció tényleges hatásait. A mérési módszerhez a kamerát az indextől 5 m-re lévő pontra fókuszáltuk. Ezután képet készítettünk az egyes IOL-ok optimális távolságában a kamera és az index között.

Eredmények

Near MTF

A 4. ábra a közeli MTF-et (50 ciklus/mm) mutatja az egyes IOL-ok 0-1,0 mm-es decentralizációjánál. Az 1. táblázat az 50 ciklus/mm-es MTF mérési értékeket mutatja az egyes IOL-ok esetében. A diffraktív ReSTOR közeli MTF-je a decentralizáció növekedésével csökkent, és az 1,0 mm-es decentralizációnál csökkent a legnagyobb mértékben. A diffraktív ZM900 közeli MTF-je enyhén csökkent, körülbelül 0,5 mm-es decentrációtól kezdődően, de a relatív változás kicsi volt. Ami a refraktív ReZoom és az SFX-MV1 közeli MTF-jét illeti, nem tapasztaltunk nagymértékű csökkenést a közeli MTF-ben a decentralizáció miatt.

Újságkarakterek láthatósága

Az 5. ábra az újságkarakterek láthatóságának szimulációit mutatja, amikor az IOL-okat 0, 0,5 és 1,0 mm-re decentrálták. Amikor a ReSTOR-t használtuk, a karakterek 0,5 mm-es decentralizáció esetén kissé homályosabbak lettek, mint 0 mm-es decentralizáció esetén. Az 1,0 mm-es decentralizációnál az elmosódás mértéke nagyobb lett, és a karaktereket nehéz volt megkülönböztetni. Amikor a ZM900-at 0,5 és 1,0 mm-es decentrációknál használtuk, az újságkarakterek kontrasztja kissé csökkent, de nem annyira, hogy az befolyásolta volna a láthatóságot. Amikor ReZoomot és SFX-MV1-et használtunk, még az 1,0 mm-es decentráció is szinte semmilyen hatással nem volt az újságkarakterek láthatóságára.

Távoli MTF

A 6. ábra a távoli MTF-értékeket (50 ciklus/mm) mutatja az egyes 0-1,0 mm-es IOL-dekcentrációkhoz. A 2. táblázat az MTF mérési értékeket mutatja 50 ciklus/mm-nél az egyes IOL-okhoz.

A ReSTOR alkalmazásakor fordított jelenség lépett fel, amikor a távoli MTF a decentralizáció növekedésével nőtt: a távoli MTF 50 ciklus/mm-nél 0,45 volt 0 mm-es decentralizációnál és 0,52 1,0 mm-es decentralizációnál. A ZM900 esetében a távoli MTF fokozatosan csökkent a decentralizáció növekedésével.

A ReZoom esetében a távoli MTF jelentősen csökkent 1,0 mm-es decentralizációnál. Az SFX-MV1 esetében a távoli MTF nagymértékben csökkent 0,75 mm-es decentralizációnál.

Diszkusszió

Ebben a tanulmányban szemmodelleket használtunk a multifokális IOL decentralizáció hatásainak objektív értékelésére. A decentralizációnak a látásfunkcióra gyakorolt hatását az optikai tulajdonságokat jelző MTF mérésével számszerűsítettük. Továbbá a közeli képeket az újságkarakterek láthatóságával értékeltük, mivel ezek a mindennapi életben ismerősek, és átfogóan megvizsgáltuk, hogy mekkora tényleges hatás várható.

A diffraktív ReSTOR esetében a közeli MTF inkább csökkent, de a távoli MTF inkább javult a decentralizáció növekedésével. Különösen az újságok karakterei váltak nehezen megkülönböztethetővé 1,0 mm-es decentralizációnál. A ReSTOR diffraktív szerkezetű a középponttól 3,6 mm-es sugárig, a perifériája pedig monofokális szerkezetű a távoli látáshoz. A ReSTOR-t továbbá úgy tervezték, hogy a diffraktív rész közepén lévő diffrakciós rács vonalai a periféria felé csökkennek, hogy a fényt a távoli látás érdekében fókuszálják (apodizált szerkezet). Következésképpen, amikor decentralizáció jön létre, a diffrakciós területnek a középponthoz közeli kis része (a közeli látáshoz elsődleges terület) kerül felhasználásra (7. ábra). Ahogy a decentralizáció egyre nagyobb lesz, a periféria monofokális területének nagyobb részét használják. Mivel a monofokális terület a távoli látásra szolgál, a távoli MTF nő, és mivel ennek megfelelően csökken a diffraktív terület használata a közeli látáshoz, a közeli MTF csökken. Ezért úgy gondoltuk, hogy a közeli látást könnyen befolyásolja ennek az IOL-nak a decentralizálása. A diffraktív ZM900 esetében a közeli és távoli MTF fokozatosan csökkent a decentralizáció növekedésével. Az újságkarakterek szimulációjánál a kontraszt kissé csökkent, de nem annyira, hogy befolyásolta volna a karakterek megkülönböztetésének képességét. A ZM900 esetében az optikai rész teljes felülete diffrakciós struktúrával rendelkezik, amely a beeső fényt egyenlően két fókuszpontra osztja, egy távoli és egy közeli látáshoz. Ezért ebben a szimulációban a közeli látásra volt a legkisebb hatással a decentralizáció (7. ábra). Továbbá a decentralizáció hatása a távoli és a közeli látásra általában azonos volt, és 0,75 mm-es decentralizációtól kezdődően a távoli és a közeli MTF enyhe csökkenését figyeltük meg. Úgy gondoltuk, hogy az egyik tényező, amely ezt a csökkenést okozta, az optikai rész megnövekedett perifériás látása miatti aberráció növekedése lehetett . Mivel azonban a ZM900 aszférikus szerkezettel rendelkezik, az eredmény megváltozhat, ha a pupilla átmérője nagyobb, mint a kísérletben használt 3 mm; ezért úgy gondoljuk, hogy óvatosságra lehet szükség.

Bár a jelen tanulmányban nem szerepeltek, létezik két másik diffraktív multifokális IOL modell: a ReSTOR SN6AD1 (Alcon) és a TECNIS Multifocal ZMB00 (AMO). A ReSTOR SN6AD1, amely alapvetően ugyanaz a kialakítású, mint az előző modellek, aszférikus, és +3,0 dpt. hozzáadóerővel rendelkezik. A pupilla átmérője vélhetően befolyásolja a teljesítményt, de az MTF várhatóan sokkal alacsonyabb lesz az elhajlás miatt. A TECNIS Multifokális ZMB00 egy egy darabból álló akril lencse, amelynek optikai szerkezete megegyezik a ZM900-éval. Így az elhajlás hatása valószínűleg ugyanaz lesz, mint a ZM900 esetében. Ezek az IOL-ok további kutatásokat igényelnek a jövőben.

A refraktív ReZoom és az SFX-MV1 esetében még akkor is, amikor a decentralizáció 1,0 mm volt, a közeli MTF nem változott jelentősen, és szinte semmi változás nem történt az újságkarakterek láthatóságában. A távoli MTF azonban a ReZoom esetében 1,0 mm-es, az SFX-MV1 esetében pedig 0,75 mm-es decentrációtól kezdve egyértelműen csökkent. A diffraktív ReZoom és az SFX-MV1 esetében csökkent a pupilla közepén a távoli látáshoz használt zóna területe, és nőtt a közeli látáshoz használt 2. zóna és a távoli látáshoz használt 3. zóna területe (7. ábra). A pupillaátmérőnek a távoli látásra és a közeli látásra használt zónák által elfoglalt aránya nem sokban különbözött egymástól. Ezért a decentralizáció hatása a közeli látásra csekélynek tekinthető. Amikor azonban a decentralizáció 0,75 és 1.0 mm, a távoli MTF csökkenhetett, mivel a közeli látás zónájának helye a pupilla közepéhez közel volt. Továbbá, bár ebben a tanulmányban nem vizsgálták, ha a távoli látásra és a közeli látásra szolgáló zónák határai a pupilla közepén helyezkednek el, a vakítás nagy valószínűséggel megnő, ezért óvatosságra lehet szükség.

Az eredmények alapján most a következő problémákat vizsgáljuk meg klinikai esetekben. Normális esetben a műtét komplikációk nélkül befejeződik, és amikor az IOL-t behelyezik a zsákba, a decentralizáció körülbelül 0,3 mm-re csökkenhet . Ebben a szimulációban 0,25 mm-es decentralizáció mellett szinte semmilyen változást nem figyeltünk meg a távoli és közeli MTF-ekben az összes multifokális IOL esetében, ezért a körülbelül 0,3 mm-es decentralizációnak nem lehet semmilyen hatása a látásfunkcióra. Ha az elülső tokban szakadás keletkezik, és az IOL-t ebbe helyezik be, a decentralizáció körülbelül 0,5 mm lehet. Mind a refraktív, mind a diffraktív IOL-ok esetében ebben a szimulációban a körülbelül 0,5 mm-es decentralizáció várhatóan nem okoz jelentős romlást az optikai tulajdonságokban; ezért az elülső kapszula miatti decentralizáció mértéke valószínűleg elfogadható tartományon belül van.

A 0,75-1,0 mm körüli decentralizáció esetén az optikai tulajdonságok romlása nem könnyen következik be, ha in-the-bag rögzítést alkalmaznak. Decentráció előfordulhat a out-of-the-bag rögzítés, az IOL varratos rögzítése vagy a Zinn törékeny zonulája következtében. Az 1,0 mm-es decentralizációnál különbség van az IOL-ok optikai tulajdonságainak romlása között, és ennek a látásfunkcióra gyakorolt hatása nem kerülhető el. Ezért általában a multifokális IOL-t valószínűleg utólag kell behelyezni a kapszulába, és az elülső kapszula szakadásából adódó decentralizáció mértéke valószínűleg elfogadható tartományban lesz. Ezzel a vizsgálattal több probléma is van. Először is, az emberi szem olyan központi hatásait, mint a binokuláris látás, az adaptáció és a szem dominanciája nem vették figyelembe, mivel a vizsgálat in vitro kísérlet volt szemmodellek felhasználásával. A szemmodellel csak egy optikai rendszert szimuláltak. Ezért az emberi szem által készített vizuális képek és a szemmodell által készített képek nem feltétlenül egyeznek meg, és az emberi szem által készített vizuális képek élesebbek lehetnek, mint a szemmodell által készített képek. A szemmodell azonban hasznosnak tekinthető az IOL-ok inherens jellemzőinek összehasonlítására, mivel nem rendelkezik központi műveletekkel. Továbbá, ha a szemmodell nem befolyásolja az optikai tulajdonságokat, akkor az emberi szem klinikai hatása sem tűnik valószínűnek.

Ebben a tanulmányban a decentralizációra gyakorolt hatást csak a vízszintes tengelyen vizsgáltuk. Nem vizsgáltuk a decentralizációt a függőleges vagy ferde tengelyen. Mivel azonban a vizsgálatban szereplő IOL-ok a középponttól a periféria felé sugárirányban koncentrikus körökből álló szerkezetűek voltak, úgy véljük, hogy a decentralizáció iránya miatt nagymértékben torzított eredmények lehetősége kicsi.

Mellett csak a decentralizáció hatását vizsgáltuk, és nem értékeltük az IOL-ok dőlését. Klinikai szempontból a decentralizáció és a dőlés gyakran egyszerre fordul elő, ezért szeretnénk továbbra is új kísérleti modelleket létrehozni és tanulmányozni ezeket a jelenségeket. Ebben a tanulmányban objektív módon értékeltük a multifokális IOL-ok decentralizációjának hatásait a távoli és közeli MTF-ek, valamint a közeli képek szimulációjával, kétféle szemmodell segítségével. A decentralizáció hatásai az egyes multifokális IOL-ok esetében eltérő jellemzőkkel rendelkeztek, de arra számítunk, hogy a látásfunkcióra gyakorolt hatás minimális, ha a decentralizáció 0,75 mm vagy annál kisebb. A szemmodellel végzett szimuláció hasznosnak tűnik az IOL-ok objektív értékeléséhez.

Author Contacts

Cikk / publikáció adatai

Open Access License / Drug Dosage / Disclaimer

Open Access License: Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, amely a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported licenc (CC BY-NC) (www.karger.com/OA-license) feltételei szerint engedélyezett, és csak a cikk online változatára vonatkozik. A terjesztés csak nem kereskedelmi célokra engedélyezett.
A gyógyszerek adagolása: A szerzők és a kiadó minden erőfeszítést megtettek annak érdekében, hogy a szövegben szereplő gyógyszerválasztás és adagolás megfeleljen a megjelenés időpontjában érvényes ajánlásoknak és gyakorlatnak. Tekintettel azonban a folyamatos kutatásokra, a hatósági előírások változásaira, valamint a gyógyszerterápiával és a gyógyszerreakciókkal kapcsolatos információk folyamatos áramlására, az olvasót arra kérik, hogy ellenőrizze az egyes gyógyszerek betegtájékoztatóját az indikációk és az adagolás esetleges változásai, valamint a hozzáadott figyelmeztetések és óvintézkedések tekintetében. Ez különösen fontos, ha az ajánlott szer új és/vagy ritkán alkalmazott gyógyszer.
Kizáró nyilatkozat: A jelen kiadványban szereplő kijelentések, vélemények és adatok kizárólag az egyes szerzők és közreműködők, nem pedig a kiadók és a szerkesztő(k) sajátjai. A reklámok és/vagy termékreferenciák megjelenése a kiadványban nem jelent garanciát, jóváhagyást vagy jóváhagyást a reklámozott termékekre vagy szolgáltatásokra, illetve azok hatékonyságára, minőségére vagy biztonságosságára vonatkozóan. A kiadó és a szerkesztő(k) nem vállalnak felelősséget a tartalomban vagy a hirdetésekben hivatkozott ötletekből, módszerekből, utasításokból vagy termékekből eredő személyi vagy vagyoni károkért.