Результаты аберрометрии интраокулярных линз моделей SN60AT и SN60WF

14 серпня 2013
3584
Спеціальності :
Резюме

В исследовании выполнено сравнение аберрационных карт искусственной оптической системы с различными типами интраокулярных линз: сферической SN60AT и асферической SN60WF. Аберрометрия выполнена на аберрометре TRACEY VFA. Полученные данные подверглись статистическому анализу с помощью распределений Стьюдента и Фишера. Оценка качества оптической системы проведена на основании критерия Марешаля. Установлено, что в зоне зрачка с диаметром 3 мм RMS (Root Mean Square — среднеквадратичное отклонение) волнового фронта обоих типов линз практически удовлетворяет условию Марешаля. В зоне зрачка 5 мм у интраокулярных линз (модель SN60WF) значения RMS уже заметно выходят за предел, установленный Марешалем.

Введение

Катарактальные хирурги четко понимают, что интраокулярная линза (ИОЛ), имплантированная в глаз больного, становится неотъемлемой частью его оптической системы. В связи с этим на хирурге лежит большая ответственность при выборе оптимальной ИОЛ (Алиев А.-Г.Д., Исмаилов М.И., 2000; Чиж І.Г. та співавт., 2009; 2013; Владимиров Д.В., Сергиенко Н.М., 2010). Возможности современных аберрометров позволяют оценить качество оптики интраокулярных линз и спро­гнозировать их вклад в общие аберрации глаза. Имплантация большого количества асферических ИОЛ стала причиной нашего исследования.

Цель исследования — выявление статистически значимых отличий в спектрах аберрационных мод двух сравниваемых моделей интраокулярных линз SN60AT и SN60WF.

Интраокулярная линза SN60AT не имеет асферизации оптических поверхностей.

Интраокулярная линза SN60WF имеет асферизацию одной из поверхностей, которая, по данным компании производителя, способствует уменьшению ее сферической аберрации при работе внутри глаза пациента.

Объекты и методы исследования

Применена аберрометрия физической модели оптической системы глаза с присутствующей в ней ИОЛ (рис.1, 2) при помощи офтальмологического аберрометра TRACEY-VFA, серийно производимого компанией «Tracey Technologies» в США (рис. 3).

Рис. 1
 Упрощенная схема и конструкция модели глаза: 1 — линза, имитирующая роговицу; 2 — ИОЛ; 3 — вода, имитирующая прозрачные среды глаза; 4 — светорассеивающая и деполяризующая свет пленка, имитирующая сетчатку
Упрощенная схема и конструкция модели глаза: 1 — линза, имитирующая роговицу; 2 — ИОЛ; 3 — вода, имитирующая прозрачные среды глаза; 4 — светорассеивающая и деполяризующая свет пленка, имитирующая сетчатку
Рис. 2
 Модель оптической системы глаза: 1 — диск для поворота ИОЛ вокруг вертикальной оси OY; 2 — вращающийся фланец для устранения децентрации ИОЛ вдоль вертикальной оси; 3
Модель оптической системы глаза: 1 — диск для поворота ИОЛ вокруг вертикальной оси OY; 2 — вращающийся фланец для устранения децентрации ИОЛ вдоль вертикальной оси; 3/, 3// — ручки для устранения децентрации ИОЛ вдоль горизонтальной оси OX; 4 — шкала для контроля перемещения ИОЛ вдоль горизонтальной оси; 5 — фланец со шкалой для контролируемого смещения имитатора сетчатки вдоль оптической оси линзы, имитирующей роговицу глаза
Рис. 3
 Аберрометр с установленной моделью глаза
Аберрометр с установленной моделью глаза

Центрирование ИОЛ относительно оптической оси линзы-роговицы осуществляется при помощи деталей 1,2,3/,3//. Вращение фланца 5 позволяет регулировать величину дефокуса, который имитирует аметропию глаза.

Методика проведения исследований:

1. Первоначально выполняется аберрометрия модели глаза без ИОЛ. Для этого модель без ИОЛ помещается на аберрометр и центрируется относительно оптической оси аберрометра по зеркальным изображениям центровочных инфракрасных светодиодов, полученным от передней поверхности имитатора «роговицы». Аберрометрия модели выполняется не менее 10 раз.

2. В модель глаза помещается исследуемая ИОЛ, которая центрируется по положениям изображений центровочных светодиодов в отраженном от поверхностей ИОЛ свете. Зеркальные изображения светодиодов, полученные от поверхностей линзы-роговицы и от поверхностей ИОЛ, должны быть центрированы относительно оптической оси аберрометра, то есть размещаться относительно этой оси симметрично. Аберрометрия модели с ИОЛ также осуществляется не менее 10 раз.

3. Данные аберрометрии заносятся в таблицу Excel.

4. Вычисляются средние арифметические и стандартные отклонения по группам из 10 измерений амплитуд аберрационных мод модели с ИОЛ и модели без ИОЛ.

5. Вычисляется разность средних значений амплитуд каждой аберрационной моды модели с ИОЛ и модели без ИОЛ.

6. Восстановленные по 10 сеансам аберрометрии средние значения амплитуд аберрационных мод модели с ИОЛ и той же модели, но без ИОЛ, не могут быть абсолютно точными оценками. В связи с этим требуется выяснить, не являются ли эти средние значения такими, которые отличаются лишь случайной погрешностью измерений и при этом не являются статистически различными. Другими словами следует ответить на вопрос — действительно ли ИОЛ вносит изменение в аберрационный спектр модели глаза и в величины амплитуд аберрационных мод. Для ответа на такой вопрос были использованы статистические методы проверки гипотез, основанные на распределениях Стьюдента и Фишера. В соответствии с критерием Марешаля искусственная оптическая сис­тема формирует практически безаберрационное изображение, обусловленное лишь действием дифракции света на краях зрачка, когда выполняется условие (Nio Y.K. et al., 2003; Сергиенко Н.М., Тутченко Н.Н., 2006):

где RMS (Root Mean Square) — среднеквадратичное отклонение (СКО) волнового фронта; λ — длина световой волны.

Применительно к глазу вполне можно пользоваться более «мягким» условием (Nio Y.K. et al., 2003):

При желто-зеленом свете λ=0,5 мкм указанное критериальное значение RMS ≤0,055 мкм.

7. Статистически признанное как верное (неслучайное) изменение амплитуды аберрационной моды, появившееся при введении в модель ИОЛ, признается как амплитуда аберрационной моды, принадлежащая самой ИОЛ.

Результаты и их обсуждение

Анализ сферической аберрации ИОЛ

Аберрометрированы две линзы, модель SN60AT, обе — 21,0 дптр, и две линзы модели SN60WF, одна из которых — 21,0 дптр, а вторая — 22,0 дптр.

Аберрометрию выполняли в зоне зрачка с диаметром 3 и 5 мм. Результаты представлены в табл. 1. Из приведенной таблицы видно, что в зоне зрачка с диаметром 3 мм выявленная сферическая аберрация 4-го порядка ИОЛ ничтожно мала, и в трех случаях из четырех различие сферической аберрации модели без ИОЛ и модели с ИОЛ статистически незначимо. Это означает, что в данной зоне установленное различие находится на уровне случайных погрешностей измерений.

Таблица 1
Сравнительный анализ результатов аберрометрии (значения полиномов Цернике для сферической аберрации — 12 порядок)
Объект аберрометрии Амплитуда моды № 12 модели, мкм Амплитуда моды № 12 самой ИОЛ, мкм Выявленное различие (статистически)
Зона аберрометрии 3 мм
Модель без ИОЛ 0,0348
Модель с (1)SN60AT 0,0302 –0,0046 Незначимо
Модель с (2)SN60AT 0,0402 +0,0054 Незначимо
Модель с (1)SN60WF 0,0231 –0,0117 Значимо
Модель с (2)SN60WF 0,0276 –0,0072 Незначимо
Зона аберрометрии 5 мм
Модель без ИОЛ 0,2584
Модель с (1)SN60AT 0,2898 0,0314 Значимо
Модель с (2)SN60AT 0,3159 0,0575 Значимо
Модель с (1)SN60WF 0,2052 –0,0532 Значимо
Модель с (2)SN60WF 0,2356 –0,0228 Значимо

В зоне аберрометрии с диаметром 5 мм наблюдается существенное (на порядок) возрастание сферической аберрации модели без ИОЛ, а также аберрации ИОЛ.

Выявленные различия, то есть выявленная мода сферической аберрации ИОЛ, являются статистически значимыми, поскольку установленные различия средних значений существенно превышают случайные погрешности измерений.

Характерным отличием сферических аберраций моделей ИОЛ является то, что модель SN60AT имеет положительную амплитуду моды, а модель SN60WF — отрицательную. Этот факт можно объяснить асферизацией оптической поверхности в модели SN60WF.

Анализ RMS волновой аберрации ИОЛ

Стандартное отклонение волновой аберрации по зрачку оценивали при условии, что у модели без ИОЛ и у модели с ИОЛ Sph≈0. Это условие контролировалось при аберрометрии и достигалось перемещением имитатора сетчатки вдоль оптической оси модели. При этом малая тороидальность поверхности линзы, имитирующей роговицу, приводила к появлению у модели остаточного первичного астигматизма и значения Cyl≠0. В этом случае условие Sph≈0 достигается при ненулевом значении амплитуды дефокуса — моды № 4. Поэтому значение амплитуды моды № 4 существенно повлияло как на величину «Lower RMS», так и на величины «Total RMS», приведенные в табл. 2.

Таблица 2
Сравнительный анализ результатов аберрометрии (значения среднеквадратического отклонения волнового фронта)
Объект аберрометрии Total RMS, мкм Lower RMS, мкм Higher RMS, мкм
Зона аберрометрии 3 мм
Модель без ИОЛ 0,1867 0,1699 0,0773
ИОЛ (1)SN60AT 0,0599 0,0583 0,0139
ИОЛ (2)SN60AT 0,0371 0,0240 0,0283
ИОЛ (1)SN60WF 0,0650 0,0496 0,0420
ИОЛ (2)SN60WF 0,1033 0,0695 0,0765
Зона аберрометрии 5 мм
Модель без ИОЛ 0,6412 0,5030 0,3977
ИОЛ (1)SN60AT 0,1003 0,0616 0,0791
ИОЛ (2)SN60AT 0,0915 0,0527 0,0748
ИОЛ (1)SN60WF 0,1675 0,1173 0,1196
ИОЛ (2)SN60WF 0,3284 0,2395 0,2247

Выводы

Данные (см. табл. 2) свидетельствуют о том, что величина «Higher RMS», не зависящая от дефокуса и первичного астигматизма, существенно отличается у обоих типов линз. ИОЛ с асферизацией имеют заметно большие значения амплитуд мод высших порядков. То же самое наблюдается и у RMS, вычисленных по аберрационным модам низших степенных порядков.

В зоне зрачка с диаметром 3 мм RMS обоих типов линз практически удовлетворяет условию Марешаля. В зоне зрачка 5 мм у ИОЛ (модель SN60WF) значение RMS уже заметно выходят за предел, установленный Марешалем.

Конфликт интересов

Авторы не имеют финансового интереса при проведении данного исследования.

Список использованной литературы

  • Алиев А.-Г.Д., Исмаилов М.И. (2000) Аберрации оптической системы глаза при имплантации искусственного хрусталика. Москва, 141 с.
  • Владимиров Д.В., Сергиенко Н.М. (2010) Сравнение результатов аберрометрии глаз после имплантации сферических и асферических ИОЛ. Материалы ХІІ съезда офтальмологов Украины, 26–28 мая 2010 г., Одесса.
  • Сергиенко Н.М., Тутченко Н.Н. (2006) Измерение глубины фокуса и псевдоаккомодация при артифакии. Офтальмолог. журн., 2: 26–30.
  • Чиж І.Г., Сокуренко В.М., Тимчик Г.С. (2009) Око людини та офтальмологічні прилади: Навчальний посібник. НТУУ «КПІ», Київ, 264 с.
  • Чиж І.Г., Тимчик Г.С., Шиша Т.О. та ін. (2013) Аберометрія оптичної системи ока людини. НТУУ «КПІ», Київ, 292 с.
  • Nio Y.K., Jansonius N.M., Geraghty E. et al. (2003) Effect of intraocular lens implantation on visual acuity, contrast sensitivity, and depth of focus. J. Cataract. Refract. Surg., 29(11): 2073–2081.
>Результати аберометрії інтраокулярних лінз: моделі SN60AT і SN60WF

І.Г. Чиж, Д.В. Владіміров

Резюме. У дослідженні проведено порівняння абераційних карт штучної оптичної системи з різними типами інтраокулярних лінз: сферичної SN60AT і асферичної SN60WF. Аберометрію виконано на аберометрі TRACEY VFA. Отримані дані аналізовано за допомогою розподілів Стьюдента і Фішера. Оцінку якості оптичної системи проведено за критерієм Марешаля. Встановлено, що в зоні зіниці з діаметром 3 мм RMS (Root Mean Square — середньоквадратичне відхилення) обох типів лінз практично задовольняють умову Марешаля, в зоні зіниці 5 мм у інтраокулярних лінз (модель SN60WF) значення RMS вже помітно виходять за межу, встановлену Марешалем.

Ключові слова: аберометрія, інтраокулярна лінза, критерій Марешаля, середньоквадратичне відхилення хвильового фронту, аберації вищих та нищих по­рядків.

>The results of aberrometry of two intraocular lenses: SN60AT & SN60WF

І.G. Chizh, D.V. Vladimirov

Summary. The aberrometry comparison of two intraocular lenses types has been performed. One of the IOL was of spherical type: SN60AT, another — of aspherical: SN60WF. TRACEY VFA aberrometer was used in the study. Obtained results have been processed with Student’s and Fisher’s tests. For evaluation of the quality of the optical system Marechal criterion was used. It has been established that in cases with the pupil diameter 3 mm RMS (Root Mean Square) for both types of lenses almost meets the Marechal’s condition. In cases of the pupil diameter 5 mm RMS value for SN60WF had already noticeably exceed the limit established by Marechal.

Key words: aberrometry, intraocular lense, Marechal criterion, Root Mean Square of wave front, Lower Order Aberrations, Higher Order Aberrations.

Адрес для переписки:
Владимиров Дмитрий Витальевич
03680, Киев,
просп. Космонавта Комарова, 3
Kиевская городская клиническая офтальмологическая больница
«Центр микрохирургии глаза»
E-mail: [email protected]

Получено 20.05.2013