Effect of Decentration on the Optical Performance in Multifocal Intraocular Lenses

Abstract

Obiective: Pentru a evalua influența decentrarea asupra performanței optice a lentilelor intraoculare multifocale (IOL) folosind modele oculare. Metode: Acest studiu a evaluat 4 tipuri de IOL multifocale (ReSTOR SA60D3, Alcon; TECNIS Multifocal ZM900, AMO; ReZoom, AMO; SFX-MV1, Hoya). Evaluările s-au bazat pe măsurători ale funcției de transfer de modulație de aproape și de departe (MTF) și au vizualizat imagini reale de aproape (ziar) folosind modele de ochi cu LIO deplasate orizontal la 0, 0,25, 0,5, 0,75 și 1,0 mm de la centru. Rezultate: Pentru ReSTOR difractiv, MTF de aproape a scăzut odată cu creșterea decentrajului. Imaginile apropiate (caractere de ziar) au devenit greu de distins la o decentrare de 1,0 mm. În cazul aparatului difractiv ZM900, MTF-urile de aproape și de departe au scăzut treptat odată cu creșterea decentrajului. Pentru ReZoom refractiv și SFX-MV1, nu am observat aproape nicio schimbare în MTF-ul de aproape de la o decentrare de 0-1,0 mm. Cu toate acestea, MTF-ul îndepărtat a scăzut în mod clar începând de la o decentrare de 1,0 mm pentru ReZoom și de 0,75 mm pentru SFX-MV1. Concluzie: MTF-urile și imaginile de aproape sunt afectate într-o măsură diferită în funcție de designul LIO multifocale; nu sunt de așteptat efecte relevante din punct de vedere clinic până la o decentrare de 0,75 mm.

© 2012 S. Karger AG, Basel

Introducere

În ultimii ani, a avut loc o dezvoltare remarcabilă a lentilelor intraoculare (LIO). Noile lentile îmbunătățesc calitatea vederii; au fost introduse, de asemenea, îmbunătățirea contrastului prin structura asferică , corecția astigmatismului și LIO multifocale.

Printre acestea, LIO multifocale devin din ce în ce mai frecvente, deoarece excelează în a permite vederea de aproape. LIO multifocale includ tipuri refractive și difractive, fiecare având o structură caracteristică, și au fost raportate multe rezultate clinice bune pentru acestea . LIO-urile multifocale au proprietăți optice mai complexe decât LIO-urile monofocale. În componenta optică a unei LIO, zonele de miopie și de hipermetropie, care au structuri de difracție și refracție diferite, se află în cercuri concentrice.

În consecință, atunci când o LIO multifocală este deplasată de la centrul său, există îngrijorarea că aceasta își va pierde capacitatea de a realiza în mod adecvat proprietățile optice și, prin urmare, va scădea funcția vizuală. Prin urmare, atunci când se introduce o LIO multifocală, se acordă mai multă atenție, de exemplu, mărimii sau formei capsulotomiei anterioare decât atunci când se introduce o LIO monofocală și, în mod evident, LIO multifocale nu sunt introduse în cazurile în care se așteaptă o decentrare, cum ar fi în cazul unei zonule fragile de Zinn.

Pentru a studia decentrarea LIO multifocale, Negishi et al. au realizat o simulare optică cu Array (AMO), o LIO refractivă care a fost un model anterior al ReZoom (AMO). Aceștia au evaluat efectele unei decentrări de până la 1,0 mm a unei IOL monofocale și a lui Array, care este o IOL multifocală refractivă. Ei au evaluat efectele în funcție de vizibilitatea unui inel Landolt folosind modele de ochi. Deși am observat o scădere a contrastului la o decentrare de 1,0 mm, a fost posibil să se distingă inelele Landolt și nu a existat o scădere majoră a funcției vizuale. În rapoartele unor cazuri clinice, Hayashi et al. au stabilit că, atunci când Array a fost utilizat la o decentrare mai mare de 0,7 mm, viziunea de la distanță s-a deteriorat, dar că nu a existat nicio corelație între decentrare și vederea de aproape. Cu toate acestea, deoarece nu există rapoarte despre efectele decentrajului asupra LIO multifocale utilizate în prezent, considerăm că este foarte important să investigăm aceste efecte.

Până în prezent, am evaluat performanța LIO prin utilizarea modelelor oculare pentru a efectua simulări optice cu LIO multifocale . În acest studiu, am folosit simulări optice cu modele oculare pentru a evalua în mod obiectiv efectele decentrarea LIO-urilor multifocale utilizate în prezent. Evaluările s-au bazat pe imagini reale vizualizate de aproape și pe măsurători ale funcției de transfer de modulație (MTF). MTF este considerată eficientă pentru evaluarea proprietăților optice. În trecut, de asemenea, Kawamorita și Uozato au raportat o evaluare a unei LIO monofocale și a lui Array, care este o LIO multifocală refractivă. Evaluarea pe care am efectuat-o noi nu a contrazis rezultatele clinice; prin urmare, am considerat că MTF a fost eficientă în evaluarea funcției vizuale.

Metode experimentale

Acest studiu a evaluat 4 tipuri de LIO multifocale: LIO difractive ReSTOR SA60D3 (Alcon) și TECNIS Multifocal ZM900 (AMO), și LIO refractive ReZoom (AMO) și SFX-MV1 (Hoya). Puterile suplimentare pentru vederea de aproape ale LIO multifocale au fost de +4,0 dpt pentru ReSTOR, +4,0 dpt pentru ZM900, +3,5 dpt pentru ReZoom și +3,0 dpt pentru SFX-MV1 (fig. 1). În plus, puterile celor 4 tipuri de LIO au fost uniforme la +20,0 dpt.

În conformitate cu reglementările ISO (ISO 11979-2), am utilizat un dispozitiv automat de măsurare a LIO (Optispheric IOL, fabricat de Trioptics GmbH) pentru a măsura MTF, care indică proprietățile optice ale LIO-urilor (fig. 2a). Am folosit o diagramă a Forțelor Aeriene ale Statelor Unite ca indice (fig. 2b). O lentilă releu de înaltă performanță preia această imagine și o focalizează pe cipul camerei cu dispozitiv de cuplare a sarcinilor de înaltă rezoluție. Profilul de intensitate al țintei este scanat electronic atât în direcția radială, cât și în cea tangențială. Datele sunt colectate și, prin utilizarea tehnicilor de transformare Fourier, se calculează MTF și se afișează pe monitorul PC-ului în timp real. Software-ul calculează și afișează valoarea MTF la frecvențele spațiale selectate.

În acest experiment, am folosit un model de pupilă (deschidere) de 3 mm, am setat IOL în modele de ochi și apoi am măsurat MTF-urile de departe și de aproape cu IOL-ul deplasat orizontal la 0, 0,25, 0,5, 0,75 și 1,0 mm de la centru. Vederea la distanță a fost la 5 m, iar vederea de aproape a fost la distanța focală optimă (ReSTOR, ZM900: 30 cm; ReZoom: 35 cm; SFX-MV1: 40 cm) a fiecărei IOL. Un cercetător cu experiență a efectuat toate măsurătorile MTF, a efectuat mai multe măsurători (cel puțin de două ori) și a confirmat că au fost obținute valori similare.

Pentru simularea imaginii reale a vederii de aproape, am folosit modele de ochi pe care le-am dezvoltat (fig. 3) . Structura modelului de ochi a constat dintr-un model de cornee, un model de pupilă (apertură) și un corp principal. Am creat și utilizat un model de pupilă de 3 mm deplasat la 0, 0,5 și 1,0 mm de la centrul modelului de ochi, unde a fost fixată IOL. Am introdus pupila model cu un IOL atașat în corpul principal, am umplut-o cu apă, am instalat o cornee pe suprafața sa anterioară și am conectat o cameră cu dispozitiv cu cuplaj de sarcină (Artray Inc.) la suprafața sa posterioară. Corneea model avea o putere de refracție de 38,4 dpt și o aberație corneală de 0,12 µm. Distanța de la vârful corneei la suprafața IOL a fost de aproximativ 6,0 mm, iar distanța de la vârful corneei la suprafața posterioară a modelului de ochi a fost de 11,5 mm.

Utilizând caracterele din ziar ca indice, am studiat efectele reale ale decentrajului. Pentru metoda de măsurare, am focalizat camera pe un punct aflat la 5 m de index. Apoi am luat o imagine la distanța optimă pentru fiecare LIO de la cameră la index.

Rezultate

MMTF apropiat

Figura 4 prezintă MTF apropiat (50 cicluri/mm) la fiecare decentrare a LIO de 0-1,0 mm. Tabelul 1 prezintă valorile măsurătorilor MTF la 50 de cicluri/mm pentru fiecare IOL. MTF-ul apropiat al ReSTOR difractiv a scăzut odată cu creșterea decentrajului și a scăzut cel mai mult la un decentraj de 1,0 mm. MTF-ul apropiat al LIO difractiv ZM900 a scăzut ușor, începând de la o decentrare de aproximativ 0,5 mm, dar modificarea relativă a fost mică. În ceea ce privește MTF-ul apropiat al LIO refractiv ReZoom și SFX-MV1, nu am observat o scădere prea mare a MTF-ului apropiat din cauza decentrării.

Vizibilitatea caracterelor din ziare

Figura 5 prezintă simulările vizibilității caracterelor din ziare atunci când LIO-urile au fost decentrate la 0, 0,5 și 1,0 mm. Atunci când am utilizat ReSTOR, caracterele au devenit ușor mai neclare la o decentrare de 0,5 mm decât la o decentrare de 0 mm. La o decentrare de 1,0 mm, gradul de neclaritate a devenit mai mare și caracterele au devenit greu de distins. Atunci când am utilizat ZM900 la decentrări de 0,5 și 1,0 mm, contrastul caracterelor din ziare a scăzut ușor, dar nu suficient pentru a afecta vizibilitatea. Când am folosit ReZoom și SFX-MV1, o decentrare chiar și de 1,0 mm nu a avut aproape niciun efect asupra vizibilității caracterelor din ziare.

FMT îndepărtată

Figura 6 prezintă valorile MTF îndepărtate (50 de cicluri/mm) pentru fiecare decentrare a IOL de 0-1,0 mm. Tabelul 2 prezintă valorile măsurătorilor MTF la 50 de cicluri/mm pentru fiecare IOL.

Când am folosit ReSTOR, a avut loc un fenomen invers, în care MTF-ul îndepărtat a crescut odată cu creșterea decentrajului: MTF-ul îndepărtat la 50 de cicluri/mm a fost de 0,45 la un decentraj de 0 mm și de 0,52 la un decentraj de 1,0 mm. Pentru ZM900, MTF-ul îndepărtat a scăzut treptat odată cu creșterea decentrajului.

Pentru ReZoom, MTF-ul îndepărtat a scăzut foarte mult la un decentraj de 1,0 mm. Pentru SFX-MV1, MTF-ul îndepărtat a scăzut foarte mult la o decentrare de 0,75 mm.

Discuție

În acest studiu, am folosit modele de ochi pentru a evalua în mod obiectiv efectele decentrării IOL multifocale. Am cuantificat efectele decentrajului asupra funcției vizuale prin măsurarea MTF, un indicator al proprietăților optice. În plus, am evaluat imaginile de aproape prin vizibilitatea caracterelor din ziare, deoarece acestea sunt familiare în viața de zi cu zi, și am investigat în mod cuprinzător cât de mult ar putea fi așteptat un efect real.

Pentru ReSTOR difractiv, MTF-ul de aproape a avut tendința de a scădea, dar MTF-ul de departe a avut tendința de a se îmbunătăți odată cu creșterea decentrajului. În special, caracterele de ziar au devenit greu de distins la o decentrare de 1,0 mm. ReSTOR are o structură difractivă de la centru până la o rază de 3,6 mm, iar periferia sa are o structură monofocală pentru vederea de la distanță. În plus, ReSTOR este, de asemenea, proiectat astfel încât regulile rețelei de difracție din centrul porțiunii difractive să scadă spre periferia sa pentru a focaliza lumina pentru vederea la distanță (structură apodizată). În consecință, atunci când se produce o decentrare, se utilizează o mică porțiune din zona de difracție din apropierea centrului (zona principală pentru vederea de aproape) (fig. 7). Pe măsură ce decentrarea devine mai mare, se utilizează o proporție mai mare din zona monofocală de la periferie. Deoarece zona monofocală este destinată vederii de departe, MTF-ul de departe crește și, deoarece utilizarea zonei de difracție pentru vederea de aproape scade în consecință, MTF-ul de aproape scade. Prin urmare, am considerat că vederea de aproape a fost ușor afectată de decentrarea acestei IOL. Pentru ZM900 difractiv, MTF-urile de aproape și de departe au scăzut treptat odată cu creșterea decentrarea. În simularea caracterelor de ziar, contrastul a scăzut ușor, dar nu suficient pentru a afecta capacitatea de a distinge caracterele. Pentru ZM900, întreaga suprafață a porțiunii optice are o structură de difracție care împarte lumina incidentă în mod egal în două puncte focale, unul pentru vederea de departe și unul pentru vederea de aproape. Prin urmare, în această simulare, vederea de aproape a fost cel mai puțin afectată de decentrare (fig. 7). Mai mult, efectele decentrajului asupra vederii de departe și de aproape au avut tendința de a fi aceleași, iar noi am observat o ușoară scădere a MTF-ului de departe și de aproape începând de la un decentraj de 0,75 mm. Ne-am gândit că un factor care a cauzat această scădere ar fi putut fi o creștere a aberației din cauza creșterii vederii periferice a porțiunii optice . Cu toate acestea, deoarece ZM900 are o structură asferică, rezultatul se poate schimba dacă diametrul pupilei este mai mare decât cel de 3 mm utilizat în acest experiment; prin urmare, considerăm că ar putea fi necesară prudența.

Deși nu au fost incluse în prezentul studiu, există alte două modele de LIO multifocale difractive: ReSTOR SN6AD1 (Alcon) și TECNIS Multifocal ZMB00 (AMO). ReSTOR SN6AD1, care are practic același design ca și modelele anterioare, este asferică și are o putere de adăugare de +3,0 dpt. Se crede că diametrul pupilei afectează performanța, dar se așteaptă ca MTF să fie mult mai mic din cauza deflecției. TECNIS Multifocal ZMB00 este o lentilă acrilică dintr-o singură bucată, cu o structură optică identică cu cea a modelului ZM900. Astfel, este probabil ca influența deflexiei să fie aceeași ca și în cazul ZM900. Aceste LIO-uri vor necesita cercetări suplimentare în viitor.

Pentru ReZoom refractiv și SFX-MV1, chiar și atunci când decentrarea a fost de 1,0 mm, MTF-ul apropiat nu s-a schimbat prea mult și nu a existat aproape nicio schimbare în vizibilitatea caracterelor din ziare. Cu toate acestea, MTF-ul îndepărtat a scăzut în mod clar începând cu o decentrare de 1,0 mm pentru ReZoom și de 0,75 mm pentru SFX-MV1. Pentru ReZoom difractiv și SFX-MV1, s-a înregistrat o scădere a suprafeței zonei utilizate pentru viziunea de la distanță în centrul pupilei și s-a înregistrat o creștere a suprafeței zonei 2 utilizate pentru viziunea de aproape și a celei din zona 3 utilizate pentru viziunea de la distanță (fig. 7). Proporțiile din diametrul pupilei ocupate de zonele pentru vederea de la distanță și pentru vederea de aproape nu au fost foarte diferite. Prin urmare, efectul de decentrare asupra vederii de aproape poate fi considerat scăzut. Cu toate acestea, atunci când decentrarea a devenit la fel de mare ca 0,75 și 1.0 mm, este posibil ca MTF-ul de departe să fi scăzut, deoarece locația zonei pentru vederea de aproape era aproape de centrul pupilei. Mai mult, deși nu a fost examinat în acest studiu, atunci când limitele zonelor pentru vederea de departe și pentru vederea de aproape sunt situate în centrul pupilei, este foarte probabil ca strălucirea să crească și, prin urmare, ar putea fi necesară prudența.

Pe baza acestor rezultate, vom lua în considerare acum următoarele probleme în cazuri clinice. În mod normal, intervenția chirurgicală este finalizată fără complicații, iar atunci când o LIO este introdusă în sac, decentrarea poate scădea la aproximativ 0,3 mm . În această simulare, nu am observat aproape nicio modificare a MTF-urilor de departe și de aproape pentru toate LIO-urile multifocale la o decentrare de 0,25 mm, prin urmare, o decentrare de aproximativ 0,3 mm poate să nu aibă niciun efect asupra funcției vizuale. Dacă apare o ruptură în capsula anterioară și se introduce o LIO în aceasta, decentrarea poate deveni de aproximativ 0,5 mm. Atât pentru LIO refractive, cât și pentru LIO difractive din această simulare, nu este de așteptat ca o decentrare de aproximativ 0,5 mm să provoace o deteriorare prea mare a proprietăților optice; prin urmare, gradul de decentrare datorat capsulei anterioare se încadrează probabil într-un interval acceptabil.

La decentrări de aproximativ 0,75-1,0 mm, deteriorarea proprietăților optice nu apare cu ușurință atunci când se utilizează fixarea în sac. Decentrarea poate apărea ca urmare a fixării în afara sacului, a fixării prin sutură a LIO sau a unei zonule fragile de Zinn. La o decentrare de 1,0 mm, există o diferență între deteriorarea proprietăților optice ale LIO-urilor, iar efectul pe care aceasta îl are asupra funcției vizuale nu poate fi evitat. Prin urmare, de regulă, LIO multifocală ar trebui probabil să fie introdusă în capsulă la urma urmei, iar gradul de decentrare datorat rupturilor din capsula anterioară va fi probabil în limitele unui interval acceptabil. Există mai multe probleme cu acest studiu. În primul rând, acțiunile centrale din ochiul uman, cum ar fi viziunea binoculară, adaptarea și dominanța oculară, nu au fost luate în considerare, deoarece studiul a fost un experiment in vitro care a folosit modele de ochi. Cu modelul de ochi, a fost simulat doar un sistem optic. Prin urmare, imaginile vizuale realizate de ochiul uman și imaginile realizate de modelul de ochi nu sunt neapărat consecvente, iar imaginile vizuale realizate de ochiul uman pot fi mai clare decât imaginile realizate de modelul de ochi. Cu toate acestea, modelul de ochi poate fi considerat util pentru compararea caracteristicilor inerente ale IOL-urilor, deoarece nu are acțiuni centrale. Mai mult, dacă modelul de ochi nu afectează proprietățile optice, pare, de asemenea, puțin probabil ca ochii umani să aibă efecte clinice.

În plus, în acest studiu am investigat efectul asupra decentrajului numai pe axa orizontală. Nu am investigat decentrarea pe axa verticală sau oblică. Cu toate acestea, deoarece LIO-urile din acest studiu au avut o structură de cercuri concentrice de la centru care radiază spre periferie, credem că posibilitatea unor rezultate în mare măsură distorsionate din cauza direcției de decentrare este mică.

În plus, am studiat doar efectele decentrajului și nu am evaluat înclinarea LIO-urilor. Din punct de vedere clinic, decentrarea și înclinarea apar adesea simultan; prin urmare, am dori să continuăm să creăm noi modele experimentale și să studiem aceste fenomene. În acest studiu, am evaluat în mod obiectiv efectele decentrarea IOL-urilor multifocale prin simulări ale MTF-urilor de departe și de aproape, precum și ale imaginilor de aproape folosind două tipuri de modele de ochi. Efectele decentrării au avut caracteristici diferite pentru fiecare LIO multifocală, dar ne așteptăm ca efectul asupra funcției vizuale să fie minim atunci când decentrarea este de 0,75 mm sau mai puțin. Simularea cu ajutorul modelului de ochi pare a fi utilă pentru evaluarea obiectivă a IOL-urilor.

Contactele autorului

Detalii articol / publicație