Veränderungen der Tiefenschärfe in Abhängigkeit von der Pupillenweite nach photorefraktiver Keratektomie[1] [2]

Zusammenfassung

Hintergrund Optische Aberrationen nach photorefraktiver Keratektomie (PRK) speziell im Übergangsbereich am Rande der optischen Zone beeinträchtigen die Abbildungsqualität des Auges. Die zu erwartende Sehschärfe sowie Kontrastempfindlichkeit sind somit insbesondere bei weiter Pupille reduziert. Ziel dieser Studie war, die optische Abbildung einer punktförmigen Lichtquelle unter Verwendung computertopographischer Messdaten mit exaktem Raytracing abzuleiten.Patienten und Methoden Aus den Rohhöhendaten des OrbScan Hornhauttopographie-Systems (Orbtec Inc., USA) wurde die refraktive Grenzfläche von Hornhautvorderfläche und -rückfläche berechnet. Die Charakteristika der verbleibenden Grenzflächen wurden dem Augenmodell nach Navarro entnommen. Aus der „point-spread function” (Raytracing) wurde die Fokusebene individuell ermittelt und an 5 parafokalen Ebenen (Δ=0,2 mm) vor und hinter der Fokusebene die Varianz der Punktstreuung für verschiedene Pupillengrößen (zentrierte Pupille mit 2, 3 und 6 mm) berechnet. Es wurde eine selektierte Gruppe von 8 Patienten (11 Augen, 6 linke, 5 rechte) vor und nach photorefraktiver Keratektomie wegen Myopien (n=6) oder myopem Astigmatismus (n=5) untersucht.Ergebnisse Mit zunehmender Pupillenweite (2 auf 6 mm) verringerte sich die Fokuslänge vor dem Eingriff unwesentlich, nach PRK jedoch signifikant (-0,41 ± 0,12 mm, p=0,02). Vor dem Eingriff wies die Varianz der „point-spread-function” keine nennenswerte Abhängigkeit von der Pupillenweite auf (2 mm: 0,046 ± 0,015 mm, 6 mm: 0,055 ± 0,021 mm), während nach dem Eingriff ein signifikanter Einfluss der Pupillenweite nachgewiesen werden konnte (2 mm: 0,049 ± 0,018 mm, 6 mm: 0,096 ± 0,045 mm, p=0,04).Schlußfolgerung Raytracing von topographischen Höhendaten auf der Basis eines Augenmodells mit der Option der Fokusbestimmung bietet die Möglichkeit, die Abbildung des Auges für unterschiedliche Pupillenweiten zu simulieren. Aufgrund der veränderten Oberflächengeometrie der Hornhaut nach PRK nimmt die Punktstreuung und Tiefenschärfe im Fokus speziell bei weiter Pupille zu, was sowohl die erschwerte Refraktionsbestimmung als auch die mesopischen Probleme der Patienten nach dem refraktiven Eingriff erklären kann.

Background Optical aberrations induced by the transition zone of a myopic photorefractive keratectomy (PRK) may degrade the image quality. The subjectively evaluated visual acuity and contrast sensitivity may be reduced significantly especially with mydriasis. The purpose of this study was to calculate the image forming properties of the eye using raytracing techniques of a spot light source based on topographic height data of a scanning slit videokeratoscope.Methods Refractive surfaces were calculated from raw height data sets of the anterior and posterior corneal surface measurements (Orbscan, Orbtec, USA). The characteristics of the residual refractive surfaces were derived from Navarro's eye model. The focal distance was calculated using the exact raytracing calculation. Point spread function was determined at the focal plane and at 5 (Δ=0.2 mm) parafocal planes in front of and behind the focal distance in accordance to the pupil diameter (2, 3 and 6 mm). The algorithm was applied to 11 selected eyes (6 left, 5 right) of 8 patients before and after PRK with myopia (n=6) and myopic astigmatism (n=5).Results Before PRK the focal distance did not decrease significantly with increasing pupil size (2 to 6 mm), but decreased significantly after PRK (-0.41 ± 0.12 mm, p=0.02). Preoperatively, the variance of the point spread function did not differ significantly between a 2 mm (0.046 ± 0.015 mm) and a 6 mm (0.055 ± 0.021 mm) pupil size but was affected significantly by the pupil size postoperatively (2 mm: 0.049 ± 0.018 mm, 6 mm: 0.096 ± 0.045 mm, p= 0.04).Conclusions Raytracing of corneal topography height data based on refined eye models with the option of calculation of the focus has the potential of tracing the optical resolution of the eye as a function of the pupil size. Due to of the altered surface geometry of the cornea after myopic PRK, both the variance of the point-spread function and the depth of focus increase with pupil size. This may be an explanation for impaired subjective refractometry and reduced contrast sensitivity of the patient after conventional keratorefractive surgery.

Schlüsselwörter

Photorefraktive Keratektomie - Raytracing - Hornhauttopographie - Augenmodelle - Fokusverteilung

Key words

Photorefractive keratectomy - raytracing - corneal topography - eye model - focal distribution

01 Manuskript erstmalig eingereicht am 20. 12. 00 und in der vorliegenden Form angenommen am 22. 2. 01.

02 Die Autoren haben kein finanzielles Interesse an der vorgelegten Studie.

Literatur

01 Manuskript erstmalig eingereicht am 20. 12. 00 und in der vorliegenden Form angenommen am 22. 2. 01.

02 Die Autoren haben kein finanzielles Interesse an der vorgelegten Studie.

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