Custom optimization of intraocular lens asphericity

Abstract

Purpose: To investigate the optimal amount of ocular spherical aberration (SA) in an intraocular lens (IOL) to maximize optical quality.Methods: In 154 eyes of 94 patients aged 40 to 80 years, implantation of aspheric IOLs was simulated with different amounts of SA to produce residual ocular SA from -0.30 µm to +0.30 µm. Using the VOL-CT program (Sarver & Associates, Carbondale, Illinois), corneal wavefront aberrations up to 6th order were computed from corneal topographic elevation data (Humphrey Atlas, Carl Zeiss Meditec, Inc, Dublin, California). Using the ZernikeTool program (Advanced Medical Optics, Inc, Santa Ana, California), the polychromatic point spread function with Stiles-Crawford effect was calculated for the residual ocular higher-order aberrations (HOAs, 3rd to 6th order, 6-mm pupil), assuming fully corrected 2nd-order aberrations. Five parameters were used to quantify optical image quality, and we determined the residual ocular SA at which the maximal image quality was achieved for each eye. Stepwise multiple regression analysis was performed to assess the predictors for optimal SA of each eye. Results:The optimal SA varied widely among eyes. Most eyes had best image quality with low amounts of negative SA. For modulation transfer function volume up to 15 cycles/degree, the amount of optimal SA could be predicted based on other HOAs of the cornea with coefficient of multiple determination (R 2 ) of 79%. Eight Zernike terms significantly contributed to the optimal SA in this model; the order of importance to optimal SA from most to least was: Z 6 0

Comparison of contrast sensitivity, depth of field and ocular wavefront aberrations in eyes with an IOL with zero versus positive spherical aberration

“…First, because of uncertainties as to biometry, IOL manufacturing specifications, estimated position of the lens, IOL decentration and tilt, postoperative changes in pupil size, changes in the corneal wave related to small incision surgery, and the postoperative refractive error, a postoperative zero SA may not realize the optimal image quality. Studies by Wang and Koch [56] showed that the amount of IOL SA providing the optimal image quality varied widely among patients, taking into account interaction of whole-eye SA with other higher and lower wavefront errors [1], as well as potentially mitigating effects of chromatic aberration [10,41]. They suggested that the selection of a specific aspheric IOL should be customized based upon the full spectrum of corneal higher-order aberrations, and not upon fourth order SA alone.…”

Novidades na cirurgia de catarata: lentes intraoculares asféricas

“…A aberração esférica corneal na média populacional é de 0.27mm positivos; teoricamente em condições de diâmetro pupilar de 6 mm, a LIO Akreos AO (Baush & Lomb) apresenta 0.0mm de aberração esférica residual, ou seja, são livres de aberração; a LIO Tecnis (AMO) possui asfericidade de -0.27mm, tentando compensar totalmente a aberração corneal considerando a média populacional e a LIO Acrysof IQ (Alcon labs) -de 0.20mm, que deixa, se considerada a média populacional, um residual de aberração positiva de 0,07mm (6) . Na indicação de LIOs asféricas alguns fatores individuais (7) devem ser considerados: É notório que alguns pacientes idosos apresentam miose senil, nesses casos em que o diâmetro pupilar é inferior a 4mm, mesmo se houver aberração corneal esférica, os raios luminosos aberrados não passarão pela pupila, assim, nestas condições, o implante de LIOs asféricas seria desnecessário.…”

“…Atualmente se tem estudado as LIOs asféricas, com objetivo de se personalizar a cirurgia de catarata (7) ,obtendose valores de aberração esférica residuais finais em torno de 0.10 mm, com possível melhora na qualidade óptica e acuidade visual. Estudos (8,9) têm sugerido que para pacientes com aberração esférica corneana entre -0.15 e +0.15 poderia ser implantada uma LIO asférica livre de aberração, como a Akreos AO (Baush & Lomb), em pacientes com valores entre +0.16 e +0.33 Acrysof IQ (Alcon labs), e para pacientes com valores acima de +0.33, a LIO Tecnis (AMO).…”

Lentes asféricas: avaliação da indicação clínica e das opções de lentes

“…Atualmente se tem estudado as LIOs asféricas, com objetivo de se personalizar a cirurgia de catarata, obtendo-se valores de aberração esférica residuais finais em torno de 0.10 mm, com possível melhora na qualidade óptica e acuidade visual (41)(42)(43)(44)(45)(46) . Artigo recente (47) sugere que para pacientes com aberração esférica corneana entre -0.15 e +0.15 poderia ser implantada uma LIO asférica livre de aberração, como a Akreos AO (Baush & Lomb), em pacientes com valores entre +0.16 e +0.33 Acrysof IQ (Alcon labs), e para pacientes com valores acima de +0.33, a LIO Tecnis (AMO).…”

“…Embora consideremos que o sistema visual dispõe de um mecanismo compensatório de aberrações ópticas, que é a neuroadaptação, capaz de, em muitos casos, resolver o problema da aberração esférica, bem como de outras deficiências ópticas, por si só, existe a tendência para personalizar a cirurgia de catarata, a fim de se obter resultados visuais ainda melhores (43,48) . No futuro, assim como é feita a biometria para se determinar o valor dióptrico da LIO a ser implantada, a fim de se corrigir os erros refrativos esféricos (aberrações de baixa ordem) e, em certos casos, realizado a topografia para se estimar o astigmatismo corneal (aberração de baixa ordem), objetivando-se compensá-lo com incisões relaxantes limbares ou LIOs tóricas, talvez também possa ser realizado, rotineiramente, o exame de "frente de onda", para se estimar a aberração esférica da córnea, a fim que esta possa ser compensada com determinada LIO asférica.…”