Methodology for the decision of the dioptric power of intraocular lenses using MTF

Autor: Rodrigo de Abreu
Přispěvatelé: Luciana Pedrosa Salles, Davies William de Lima Monteiro, Bruno Lovaglio Cançado Trindade, Jhonattan Córdoba Ramírez
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Este trabalho propõe uma metodologia e uma métrica baseada no uso da Função de Transferência de Modulação (MTF) para auxiliar no cálculo do poder dióptrico (também referido como poder refrativo) de Lentes Intraoculares (LIOs), usadas em cirurgias oftalmológicas para substituir o cristalino do olho humano. A metodologia proposta é baseada na simulação de um modelo semi-personalizado do olho humano cujos parâmetros são obtidos por meio de um topógrafo corneano e de um biômetro óptico. Os resultados são analisados por meio de técnicas de avaliação da qualidade da imagem, sem levar em conta efeitos psicofísicos e aspectos de neurovisão. Um algoritmo foi desenvolvido para permitir a simulação considerando dados de diversos olhos, diferentes valores de poder refrativo e tipos de LIOs, propiciando também a avaliação da acuidade visual esperada levando-se em conta diferentes distâncias do objeto e ângulos do meridiano de referência da LIO tórica. A fundamentação e justificativa da proposta sugerida é apresentada e discutida por meio dos resultados das simulações do modelo de olho pseudofácico no qual a superfície anterior da córnea é representada por uma descrição matemática que contempla suas aberrações (imperfeições geométricas). Para tanto, dados de 10 olhos submetidos a exames em uma clínica oftalmológica são utilizados para construção de um modelo de olho semi-personalizado. Códigos são propostos para: obtenção do modelo matemático da topografia da córnea por meio de polinômios de Zernike; integração com o simulador utilizado para construção do modelo de olho; aquisição de resultados e tratamento de dados. Análises considerando lentes intraoculares esféricas e tóricas e diferentes eixos de alinhamento da LIO tórica são discutidos visando elucidar a abrangência do método proposto. Os resultados obtidos nas simulações com o método proposto neste trabalho são contrastados com simulações usando representações simplificadas da córnea e LIOs calculadas por meio de fórmulas teóricas (técnica usualmente utilizada pelos oftalmologistas). Considerando apenas olhos com astigmatismo corneano abaixo de 1,5 D, os poderes refrativos reportados pelo biômetro óptico, calculados por meio de fórmulas empíricas, indicaram diferenças de até 1,0 D, dependendo da fórmula utilizada. Os resultados obtidos sugerem que a metodologia proposta pode ser utilizada para se realizar uma escolha mais assertiva no cálculo do poder refrativo devido ao maior grau de personalização, se comparado às fórmulas tradicionais, e por permitir a avaliação da acuidade esperada considerando as diferentes dioptrias, distâncias do objeto e as características construtivas da lente. Além disso, o método proposto permite avaliar a acuidade visual esperada considerando diversos tipos de LIOs (esférica, asférica, tórica, etc.), o que pode levar a uma escolha mais adequada, não só do poder refrativo mas, também, do tipo de lente intraocular a ser empregada na cirurgia. This work proposes a methodology and a metric based on the Modulation Transfer Function (MTF) to assist ophthalmologists during intraocular lens (IOLs) power calculation in the cataract surgery, in which the natural lens is replaced by an artificial one. The suggested methodology is based on the simulations of a semi-custom model of the human eye whose parameters are taken by means of a corneal topographer and an optical biometer. Results are analyzed using image quality assessment techniques, without taking into account psychophysical effects and aspects of neurovision. An algorithm was developed to allow the simulations considering data from different eyes, refractive powers and distinct types of IOLs, also allowing the evaluation of the expected visual acuity taking into account different object distances and toric IOL alignment. The theoretical grounds and reasons of this work are presented and discussed by means of the simulation results of the pseudophakic eye model whereby the anterior corneal surface was represented by a mathematical description that includes the geometric imperfections (aberrations) of the anterior cornea. To accomplish this goal, data of 10 eyes were scaned and the data were used to build a semi-custom eye model. Codes are proposed for: obtaining the mathematical model of corneal topography through Zernike polynomials, integration with the Zemax software, acquisition of the results and data processing. Analyzis considering spherical and toric intraocular lenses and different toric IOL alignment are discussed in order to clarify the scope of the proposed method. The results obtained in the simulations with the method proposed in this work are contrasted with simulations using simplified corneal representations and the IOL power calculated using empirical formulas (technique usually employed by ophthalmologists). Considering only eyes with corneal astigmatism below 1.5 D, the refractive optical powers reported by the optical biometer, based on the empirical equations, result in values that varied up to 1.0 D, depending on the formula employed. The results suggest that the proposed methodology can be used to make a more assertive choice in the calculation of refractive power due to the greater degree of customization compared to the traditional formulas, also allowing the evaluation of the expected acuity considering the different refractive powers, distances of the object and the constructive characteristics of the artificial lens. In addition, the proposed method allows the expected visual acuity to be evaluated by considering various types of IOLs (spherical, aspheric, toric, etc.), which may lead to a more appropriate choice not only of the refractive power but also of the type of intraocular lens to be used in the surgery.
Databáze: OpenAIRE
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