Zusammenfassung
Hintergrund: Nachdem sich faltbare Intraokularlinsen in der Ophthalmochirurgie etabliert haben, werden immer komplexere Optikdesigns für Intraokularlinsen (IOL) angeboten. Diese Studie untersucht mithilfe von elektronenmikroskopischen Aufnahmen und Modellrechungen vergleichend die unterschiedlichen Designs der Optiken von IOL sowie der aus dem Optikdesign resultierenden Abbildungsqualität. Methode: Untersucht wurden von jedem IOL-Typ jeweils zwei unterschiedliche Linsenstärken (i. d. R. + 13 D und + 26 D). Alle untersuchten faltbaren IOL wurden je nach ihrem Wassergehalt (wasserhaltige IOL bis 25 % Wassergehalt) entweder mit 2,5 % Glutaraldehyd in 0,1-molarem Phosphatpuffer (mPP) fixiert, dann mit 2 % OsO4 kontrastiert und in einer Alkoholreihe 30 - 100 % Propanol entwässert. Anschließend erfolgte das Einlegen in EPON (Epoxidharz) und Polymerisation bei 60 °C. Nach Aushärten wurden die Proben mit einer Laubsäge ausgesägt und halbiert, danach mit Glasmesser und Diamantmesser am Ultramikrotom glatt geschnitten (Ultracut von Rückert-Jung). Nach der Kohlebedampfung erfolgte die Vermessung im Rasterelektronenmikroskop (DSM 962 Zeiss). Bei den trocken gelagerten IOL erfolgte Besputterung mit Au-Pd 20 nm und danach Messung wie oben beschrieben. Die Messung der optischen Abbildungseigenschaften erfolgte bei den jeweils richtig bzw. falsch herum orientierten IOLs nach der Norm EN ISO 11979 - 2 mittels eines Messsystems, das auf der Analyse der Punktbildfunktion (PSF) bzw. der Modulationstransferfunktion (MTF) beruht. Hieraus wurde jeweils die Strehl-Ratio berechnet. Ergebnisse: Mithilfe der Korrelation der elektronenmikroskopischen Untersuchung der Optiken unterschiedlicher IOL mit den Abbildungsqualitäten derselben (Strehl-Ratio) konnte gezeigt werden, dass das optische Design einer IOL wesentlichen Einfluss auf die Abbildungsqualität einer Intraokularlinse hat. Insbesondere ist bei nichtsymmetrischer Gestaltung der Optik (z. B. AR40 e; AMO) die Orientierung der IOL im Auge entscheidend; die Strehl-Ratio ändert sich hierdurch beispielsweise von 0,68 auf 0,87. Schlussfolgerungen: Beim Design von asymmetrischen Optiken sollte sorgfältig darauf geachtet werden, dass die Abbildungsqualität erheblich beeinflusst werden kann. Eine richtige Orientierung der Linse im Auge ist z. B. bei asymmetrischen Optiken sehr wichtig.
Abstract
Background: Foldable intraocular lenses (IOLs) are established in ophthalmic surgery and increasingly more complex geometries are available. This study investigates different designs of the optics of the IOL as well as the imaging quality of these optics utilizing electron microscopic photographs and mathematical approximations. Method: Included in this study were two different lens powers of common IOLs (+ 13 D and + 26 D). All studied IOLs were processed depending upon their water content: Aqueous IOLs with up to 25 % water content were fixed with 2.5 % glutaraldehyde in 0.1 M phosphate buffer (mPP), and then contrasted with 2 % OsO4 and processed in an alcohol series of 30 - 100 % propanol. Subsequently, the IOLs were transferred into EPON (epoxy resin) and polymerization took place at 60 °C. After hardening, the samples were cut out with a leaves saw and divided into halves. Afterwards these were polished with glass and diamond knifes at the ultramicrotom (Ultracut, Rückert-Jung). After coal vaporization measurement took place in the scanning electron microscope (DSM 962, Zeiss). In the case of dry stored IOLs, the samples were sputtered with Au-Pd 20 nm and afterwards measurement was performed as described above. The measurement of the optical imaging quality was performed with correctly and inversely oriented IOLs according to the standard EN ISO 11979 - 2 by means of a measuring system which works on the basis of the point spread function (PSF) and/or the modulation transfer function (MTF). From this the Strehl ratio was computed in each case. Results: Utilizing a correlation of the electron microscopic investigation of the optics of different IOLs with their imaging quality (Strehl ratio), we were able to show that the optical design of the IOL has substantial influence on the imaging quality of an intraocular lens. In particular, with non-symmetrical designs of the optics (e. g., AR40 e; AMO) the orientation of an IOL in the eye is crucial; i. e., the Strehl ratio increased thereby from 0.68 to 0.87. Conclusions: The design of asymmetrical optics is crucial and much attention should be paid to the fact that the imaging quality can substantially be affected. A correct orientation of the lens within the eye is very important with these asymmetrical optics.
Schlüsselwörter
Intraokularlinsen - Kataraktchirurgie - Modular-Transfer-Funktion - Punkt-Verteilungsmuster-Funktion - Strehl-Ratio
Key words
Intraocular lenses - cataract surgery - modular transfer function - point spread function - Strehl ratio
Literatur
cspraul@web.de
