Pseudophake und phake torische Linsen zur Korrektur des kornealen Astigmatismus - Theorie und klinische Aspekte

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Implantation von pseudophaken und phaken torischen Kunstlinsen ist in den vergangenen Jahren zunehmend Mittel der Wahl, hohen Hornhautastigmatismus im Rahmen einer Kataraktextraktion bzw. einem refraktiven Eingriff auszugleichen. Ziel dieser Übersichtsarbeit ist es, ein geschlossenes Verfahren zur Berechnung pseudophaker und phaker torischer Kunstlinsen vorzustellen und anhand von Beispielen Schritt für Schritt zu erläutern. Methoden: Wir beschränken uns auf ein zentriertes optisches System im paraxialen Raum (lineare Gaußsche Optik). Zunächst wird ein Modell für das optische System des pseudophaken oder phaken Auges modelliert und die bekannten refraktiven Grenzflächen bzw. Zwischenräume (mit homogenem optischem Medium) mittels 4 × 4 Refraktions- und Translationsmatrizen beschrieben. Anschließend wird das Gesamtsystem durch eine Systemmatrix beschrieben und die fehlenden Elemente (Brechkraft der Kunstlinse bzw. die residuale Refraktion nach Implantation einer Linse) extrahiert. Ergebnisse: In Beispiel 1 wird die Brechkraft einer pseudophaken torischen Kunstlinse berechnet, Beispiel 2 schätzt die residuale Refraktion nach Implantation einer pseudophaken torischen Kunstlinse auf Brillenebene ab. In Beispiel 3 wird dann die Brechkraft einer phaken torischen Kunstlinse berechnet, Beispiel 4 schätzt zuletzt die residuale Refraktion nach Implantation einer phaken torischen Kunstlinse auf Brillenebene ab. Schlussfolgerung: Das Berechnungsschema wurde vorgestellt auf der Basis eines Modells der dünnen Linse für die Brillenkorrektur, die Hornhaut sowie die Kunstlinse. Eine Erweiterung auf das Modell der dicken Linse ist ohne Probleme möglich, wenn die geometrischen Daten beider Grenzflächen der optischen Elemente vorliegen. Das Berechnungsschema für phake Linsen kann direkt auf pseudophake Huckepacklinsen übertragen werden.

Abstract

Background: In the last decades the implantation of pseudophakic and phakic toric lenses has become wide-spread for the correction of corneal astigmatism in cases of classical cataract surgery with implantation of a posterior chamber lens or in cases of refractive surgery with implantation of a piggyback lens. The purpose of this review article is to present an en bloc mathematical strategy for calculating pseudophakic and phakic toric lenses and for deriving the spectacle refraction after implantation of an arbitrary lens. Methods: We restrict ourselves to a centred coaxial optical system containing spherocylindrical surfaces and interspaces with a homogeneous optical medium. All calculations are done in the paraxial space according to linear Gaussian optics. We define an optical model for the pseudophakic and phakic eye and characterise all known refractive surfaces and interspaces between the surfaces with 4 × 4 refraction and translation matrices, respectively. The entire optical system is described with a 4 × 4 system matrix, which relates the impinging beam (slope angle and height, both in × and y directions) with the exiting beam (slope angle and height, both in × and y directions) and extract the required parameters from the matrix representation. Results: In example 1, we describe step-by-step how to derive a pseudophakic toric lens implant from the biometric parameters and in example 2 we estimate the residual refraction at spectacle plane after implantation of a pseudophakic lens. In example 3, we describe step-by-step how to derive a phakic toric lens implant from the initial refraction and biometric measurements and in example 4 we estimate the residual refraction at spectacle plane after implantation of a phakic lens. Conclusions: The calculation scheme presents a strategy for calculating toric lenses and residual refractions based on a thin lens model of the spectacle correction, the cornea and the lens implant. This model can be generalised easily to a thick lens model, if the appropriate geometric parameters of both lens surfaces are known. The phakic lens calculation can directly be transferred to the case of pseudophakic piggyback lenses.

Schlüsselwörter

Katarakt - kornealer Astigmatismus - torische Intraokularlinsen - optisches System - Matrixberechnung - Berechnungsmodell

Key words

cataract - corneal astigmatism - toric lenses - optical system - matrix calculation - optical modelling

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