Перейти к содержимому

Асферические и сферические ИОЛ: сферическая аберрация и контраст

Сферическая аберрация, контрастная чувствительность и выбор между конструкциями с отрицательной аберрацией и аберрационно-нейтральными
Aspheric vs Spherical IOLs: Spherical Aberration, Contrast Sensitivity & Choosing the Right Asphericity | Agaaz Ophthalmics

Оптика ИОЛ · Обзор доказательств

Асферическая или сферическая?
Что край зрачка
делает с вашим зрением.

Большинство современных монофокальных интраокулярных линз асферические. Причина — ошибка фокусировки, называемая сферической аберрацией, которая быстро растёт по мере расширения зрачка при слабом освещении. В этом руководстве объясняются оптика, результаты 43 рандомизированных исследований и то, почему «меньше аберраций» — не всегда цель.

43рандомизированных исследования
в одном метаанализе
+0,27 мкмсредняя роговичная СА
при зрачке 6 мм
0,4 ммпредел децентрации в
одном исследовании конструкции
12 минвремя чтения

Раздел 01 — Оптика

Свет через край
зрачка фокусируется раньше.

Линза со сферическими поверхностями преломляет свет у края сильнее, чем свет вблизи центра. Поэтому лучи, проходящие через периферию зрачка, собираются в фокус немного впереди лучей, проходящих через его середину. Вместо одной чёткой точки глаз формирует небольшой кружок размытия. Это сферическая аберрация (СА), которая измеряется в микрометрах ошибки волнового фронта.

Основной источник — роговица. В исследовании 696 глаз средняя роговичная СА составила +0,274 мкм (стандартное отклонение 0,089) при диаметре зрачка 6 мм, а стандартная кератометрия не позволяла предсказать индивидуальное значение.[5] У молодых взрослых естественный хрусталик обладает отрицательной СА, которая частично компенсирует СА роговицы. С возрастом этот баланс утрачивается, и это одна из причин снижения оптического качества ещё до развития катаракты.[9]

Обычная сферическая интраокулярная линза (ИОЛ) добавляет собственную положительную СА к СА роговицы. Асферическая ИОЛ постепенно уплощается к краю (вытянутая или модифицированная вытянутая поверхность), так что периферическая зона преломляет свет слабее. В зависимости от конструкции линза компенсирует часть СА роговицы, всю её или просто не добавляет собственной.[4][10] О том, как ИОЛ фокусирует свет, см. что такое интраокулярная линза и как она работает.

Краткий ответ

Асферические ИОЛ уменьшают сферическую аберрацию по сравнению со сферическими. Объединённые данные рандомизированных исследований не показывают значимого прироста остроты зрения, но показывают умеренное улучшение контрастной чувствительности, более выраженное при слабом освещении, когда зрачок широкий. Конструкции с отрицательной аберрацией дают наибольший контраст при хорошей центрации линзы. Аберрационно-нейтральные конструкции лучше переносят децентрацию и наклон и сохраняют несколько большую глубину фокуса. Глаза после лазерной рефракционной хирургии требуют измерения СА роговицы, поскольку правильный выбор может оказаться обратным.

Сферическая ИОЛ
Равномерная кривизна. Добавляет положительную СА к СА роговицы, поэтому краевые лучи фокусируются раньше при широком зрачке.
Аберрационно-нейтральная асферическая
Рассчитана так, чтобы не добавлять собственной СА. Положительная СА роговицы сохраняется. Менее чувствительна к децентрации.
Асферическая с отрицательной СА
Несёт отрицательную СА, компенсирующую часть или всю СА роговицы. Наибольшая польза для контраста при хорошей центрации.
Размер зрачка имеет решающее значение
СА примерно пропорциональна четвёртой степени диаметра зрачка. При зрачке 3 мм она составляет около одной шестнадцатой от значения при 6 мм.

Раздел 02 — Интерактивная схема

Расширьте зрачок.
Наблюдайте, как расходится фокус.

На рисунке показана оптическая скамья, моделирующая глаз: лампа, ирисовая диафрагма в роли зрачка, роговица, ИОЛ и экран на месте сетчатки. Расширьте зрачок — и золотистые краевые лучи сфокусируются перед экраном, тогда как синие центральные лучи по-прежнему сходятся на нём. Переключайте конструкцию линзы и роговицу, чтобы увидеть, как они сочетаются.

54321
4 · интраокулярная линза (оптика и гаптика)Лучи через центр зрачкаЛучи через край зрачка (золотистые)Позиции слева направо: 1 лампа, 2 ирисовая диафрагма (зрачок), 3 роговица, 4 ИОЛ, 5 экран. Упрощённая учебная модель, а не трассировка лучей какого-либо реального глаза или линзы: общая сферическая аберрация равна сумме значений роговицы и линзы, масштабированной на (зрачок ÷ 6 мм)⁴. Типичная роговица +0,274 мкм при 6 мм (Beiko 2007); конструкция с отрицательной СА −0,27 мкм (Holladay 2002); аберрационно-нейтральная 0. Значения для сферической линзы и после LASIK носят лишь иллюстративный характер и зависят от оптической силы линзы и лазерного воздействия. Децентрация и наклон, имеющие клиническое значение, не моделируются.
5,0 мм
Линза 4
Роговица 3

Модель наглядно показывает одно. При малом зрачке конструкция линзы почти не имеет значения, потому что корректировать почти нечего. Разница проявляется при широком зрачке: при слабом освещении, у более молодых пациентов и в глазах с от природы крупными зрачками. Размер зрачка также неуклонно уменьшается с возрастом при любом уровне освещённости,[15] что является одной из причин, по которым измеряемая польза асферичности различается у разных пациентов.

Раздел 03 — Доказательства

Более чёткий контраст,
а не более чёткие буквы.

Наиболее полное обобщение — метаанализ 2013 года, объединивший 43 рандомизированных контролируемых исследования и охвативший 2 076 глаз с асферическими ИОЛ и 2 034 со сферическими ИОЛ.[1]

43
Объединено рандомизированных исследований
4,110
Всего глаз
−0,01
разница в logMAR по максимально корригированной остроте зрения
0.49–0.76
Величина эффекта (g) для мезопического контраста
РезультатЧто показали исследованияИсточник
Максимально корригированная острота зренияКлинически значимой разницы нет (объединённо −0,01 logMAR, менее одной буквы)Метаанализ, 43 РКИ[1]
Фотопическая контрастная чувствительностьЛучше с асферическими ИОЛ; умеренные величины эффекта (g 0,42–0,53 для разных пространственных частот)Метаанализ[1]
Мезопическая контрастная чувствительностьЛучше с асферическими ИОЛ, эффект больше (g 0,49–0,76)Метаанализ[1]
СА глаза и аберрации высших порядковНиже при асферических ИОЛМетаанализ, 34 исследования[2]
Субъективное качество зренияРезультаты неоднородны; единого преимущества объединить не удалосьМетаанализ[1]
Одна пара линз, прямое сравнениеAcrySof IQ против AcrySof Natural: разницы в остроте зрения нет; контраст лучше, особенно мезопическийМетаанализ, 7 РКИ, 468 глаз[3]
Как это понимать. Контрастная чувствительность показывает, насколько хорошо различаются слабые, малоконтрастные объекты: бордюр в сумерках, пешеход в серой одежде, текст на тусклом экране. Выигрыш здесь реален, но невелик, и многие пациенты не заметят его в повседневной жизни. Большинство исследований были краткими, многие — небольшими, а ряд исследований финансировался производителями линз.

Если после операции вас беспокоят блики или гало, асферичность — лишь один из нескольких факторов. Наши руководства по темам почему качество зрения после операции по поводу катаракты различается и наука о гало и дисфотопсии охватывают остальные факторы.

Раздел 04 — Компромисс

Нулевая аберрация —
не всегда цель.

Небольшая положительная СА распределяет фокус вдоль оси. Это слегка размывает изображение, но увеличивает глубину фокуса. Устранение всей СА делает лучший фокус более чётким и сужает диапазон. Несколько исследований напрямую демонстрируют этот компромисс.

ИсследованиеСравнениеРезультат
Rocha 2007[6]
РКИ, 120 глаз
Асферическая линза с отрицательной СА против двух сферическихОбщая СА глаза 0,03 мкм против 0,24 и 0,14 мкм. В группе асферической линзы острота зрения вблизи при дистанционной коррекции была хуже (0,50 против 0,38 logMAR).
Johansson 2007[8]
РКИ, 80 пациентов
Линза без аберраций против асферической с отрицательной САСА глаза 0,35 против 0,05 мкм; глубина резкости 1,22 против 0,86 D. 28 % предпочли глаз без аберраций и 14 % — глаз с отрицательной СА; остальные предпочтения не выразили.
Nochez 2010[13]
Проспективное
Асферичность подбиралась по СА роговицы каждого пациента с целью получить остаточную СА около +0,10 мкмОбщая СА 0,085 против 0,261 мкм и лучший мезопический контраст, чем в группе стандартной сферической ИОЛ.

Авторы исследования Johansson пришли к выводу, что максимальное уменьшение СА не максимизирует субъективное качество зрения. Пациентам, которым важно получить хоть какое-то зрение вблизи или на промежуточном расстоянии без очков при монофокальной линзе, может лучше подойти конструкция, оставляющая некоторую положительную СА. Пациенты, которым нужен намеренно расширенный диапазон, обычно рассматривают вместо этого специализированную оптику; см. сравнение монофокальных, мультифокальных и EDOF ИОЛ и почему EDOF-линзы вызывают меньше гало, чем мультифокальные.

Раздел 05 — Выбор асферичности

Центрация, роговица
и предшествующая лазерная операция.

Линза с отрицательной СА корректирует роговицу только тогда, когда они соосны. Если линза смещена или наклонена, её коррекция смещается и вносит другие аберрации, главным образом кому.

В исходном исследовании конструкции линзы с отрицательной СА новая конструкция превосходила сферическую ИОЛ только при децентрации менее 0,4 мм и наклоне менее 7 градусов.[4] Сравнение методом трассировки лучей показало, что конструкция без аберраций начинала превосходить конструкцию с отрицательной СА, когда децентрация превышала примерно 0,15, 0,30 и 0,38 мм при зрачках 3, 4 и 5 мм.[7] У авторов этого исследования были связи с производителем линзы без аберраций, поэтому его следует читать с учётом этого. Исследование на модели глаза 2023 года пришло к схожему выводу: линзы без аберраций лучше всего сохраняли качество, когда ожидались децентрация или наклон.[14] Большинство правильно расположенных линз в капсульном мешке находятся в этих пределах; стабильная фиксация рассматривается в нашем руководстве по конструкции гаптических элементов и центрации.

СитуацияКласс конструкции, который часто рассматриваютПочему
Типичная роговица, ожидается хорошо центрированная линзаАсферическая с отрицательной САКомпенсирует среднюю положительную СА роговицы; наибольший выигрыш в контрасте[1][4]
Риск децентрации или наклона (слабость цинновых связок, псевдоэксфолиация, расположение в цилиарной борозде)Аберрационно-нейтральная асферическаяМеньше теряет в качестве изображения при смещении от центра[7][14]
После миопического LASIK или ФРКАсферическая с отрицательной САМиопическое лечение обычно повышает положительную СА роговицы[11]
После гиперметропического LASIKАберрационно-нейтральная (нулевая СА)Гиперметропическое лечение смещает СА роговицы в отрицательную сторону[11][12]
Пациенту важен некоторый диапазон фокуса при монофокальной линзеАберрационно-нейтральная или специализированная EDOF-оптикаОстаточная СА увеличивает глубину фокуса[8]
Измерение лучше средних значений. СА роговицы сильно различается у разных людей и не может быть оценена по кератометрии.[5] Топография или томография перед операцией показывает, какое значение у конкретного глаза. В глазах, ранее перенёсших рефракционную операцию, расчёт оптической силы линзы — более сложная задача, и её решают в первую очередь.

Это общие закономерности, известные из литературы, а не назначение. Выбор зависит от всего глаза и от того, чего пациент ждёт от своего зрения, и принадлежит оперирующему хирургу. Более широко о решении см. выбор подходящей ИОЛ при операции по поводу катаракты.

Раздел 06 — Платформы линз Agaaz

Асферическая оптика
во всей нашей линейке ИОЛ.

Agaaz Ophthalmics производит интраокулярные линзы и хирургические решения и поставляет их с 2009 года. Приведённые ниже монофокальные линзы имеют асферическую оптику. Материал и конструкция различаются; см. гидрофобный и гидрофильный акрил о том, какое значение имеет выбор материала.

OP
VIEW
OP-VIEW AS
Гидрофобный акрил · асферическая оптика
Однокомпонентная гидрофобная линза с острым краем 360° и фильтрацией УФ- и синего света.
OP
FOLD
OP-FOLD AS
Гидрофильный акрил · асферическая оптика
Складная гидрофильная линза с конструкцией острого края для хирургии через малый разрез.
i‑Nera
i-Nera
Гидрофильный акрил · асферическая оптика
Оптика 6,0 мм, общая длина 13,0 мм, гаптические элементы модифицированной C-образной формы; совместима с предзагруженным инжектором.
TRI
TRICENTRA
Трёхкомпонентный гидрофобный акрил · асферическая оптика
Асферическая оптика 6,0 мм на гаптических элементах из ПММА, подходит для случаев, когда нужна трёхкомпонентная линза.
X‑VIZ
X-VIZ
Расширенная глубина фокуса (EDOF)
Для пациентов, которым нужен непрерывный диапазон от дали до промежуточного расстояния, а не единственный фокус.
Спецификации по запросу. На страницах продуктов эта оптика описана как асферическая; в данной статье не приводится значение сферической аберрации ни для одной линзы Agaaz. Хирурги и дистрибьюторы могут запросить технический паспорт с данными о СА конструкции, A-константах и диапазонах оптической силы. Наличие зависит от регистрации на каждом рынке; свяжитесь с нами для уточнения по вашей стране.

Раздел 07 — Вопросы и ответы

Часто задаваемые вопросы
об асферических ИОЛ.

Для большинства глаз она даёт лучший контраст, особенно при слабом освещении, но не более чёткие буквы на таблице. Метаанализ 2013 года 43 рандомизированных исследований не выявил значимой разницы в максимально корригированной остроте зрения и показал умеренное преимущество асферических линз по контрастной чувствительности, более выраженное в мезопических (сумеречных) условиях. Замечают ли пациенты эту разницу, в разных исследованиях различалось.

Сферическая аберрация — это ошибка фокусировки, при которой свет, проходящий через край зрачка, фокусируется в точке, немного отличающейся от точки фокуса света, проходящего через центр. У роговицы среднего взрослого положительная сферическая аберрация — около +0,27 микрометра при зрачке 6 мм. В молодом глазу естественный хрусталик частично компенсирует её; после операции по поводу катаракты эту роль берёт на себя имплантированная линза.

Линза с отрицательной сферической аберрацией выполнена так, чтобы компенсировать часть или всю положительную сферическую аберрацию роговицы. Линза без аберраций (аберрационно-нейтральная) не добавляет собственной, оставляя значение роговицы неизменным. Конструкции с отрицательной СА дают наибольший контраст при хорошей центрации линзы; аберрационно-нейтральные меньше теряют в качестве изображения, если линза смещена или наклонена, и сохраняют немного большую глубину фокуса.

Она может помочь с контрастом при слабом освещении, поскольку ночью зрачок шире, а сферическая аберрация быстро растёт с размером зрачка. Данные исследований показывают в среднем лучшую мезопическую контрастную чувствительность. Она не устраняет гало, вызванные другими факторами, такими как мультифокальная оптика, остаточная рефракционная ошибка или край линзы.

Это зависит от того, что лазерное вмешательство сделало с вашей роговицей. Миопическое (при близорукости) лазерное лечение обычно делает сферическую аберрацию роговицы более положительной, и, по мнению экспертных обзоров, линза с отрицательной аберрацией часто является разумным выбором. Гиперметропическое (при дальнозоркости) лечение смещает её в другую сторону, и чаще предпочитают линзу с нулевой аберрацией. Надёжный способ принять решение — измерить роговицу до операции.

Да. Её можно рассчитать с помощью топографии или томографии роговицы. Это важно, потому что значение сильно различается у разных людей и не может быть предсказано по стандартным показаниям кератометрии, согласно исследованию почти 700 глаз.

Литература и доказательная база

Рецензируемые
источники.

Библиографические данные из PubMed (Национальная медицинская библиотека США). Для каждого источника указан тип исследования. Номера в тексте соответствуют этому списку.

Schuster AK, Tesarz J, Vossmerbaeumer U. “The impact on vision of aspheric to spherical monofocal intraocular lenses in cataract surgery: a systematic review with meta-analysis.” Ophthalmology. 2013;120(11):2166–2175. PMID 23751220 · DOI · Метаанализ РКИ
Schuster AK, Tesarz J, Vossmerbaeumer U. “Ocular wavefront analysis of aspheric compared with spherical monofocal intraocular lenses in cataract surgery: systematic review with metaanalysis.” J Cataract Refract Surg. 2015;41(5):1088–1097. PMID 25956711 · DOI · Метаанализ
Liu J, Zhao J, Ma L, Liu G, Wu D, Zhang J. “Contrast sensitivity and spherical aberration in eyes implanted with AcrySof IQ and AcrySof Natural intraocular lens: the results of a meta-analysis.” PLoS One. 2013;8(10):e77860. PMID 24205001 · DOI · Метаанализ РКИ
Holladay JT, Piers PA, Koranyi G, van der Mooren M, Norrby NE. “A new intraocular lens design to reduce spherical aberration of pseudophakic eyes.” J Refract Surg. 2002;18(6):683–691. PMID 12458861 · DOI · Оптическая конструкция и исследование на модели глаза
Beiko GHH, Haigis W, Steinmueller A. “Distribution of corneal spherical aberration in a comprehensive ophthalmology practice and whether keratometry can predict aberration values.” J Cataract Refract Surg. 2007;33(5):848–858. PMID 17466860 · DOI · Наблюдательное исследование, 696 глаз
Rocha KM, Soriano ES, Chamon W, Chalita MR, Nosé W. “Spherical aberration and depth of focus in eyes implanted with aspheric and spherical intraocular lenses: a prospective randomized study.” Ophthalmology. 2007;114(11):2050–2054. PMID 17445897 · DOI · РКИ, 120 глаз
Altmann GE, Nichamin LD, Lane SS, Pepose JS. “Optical performance of 3 intraocular lens designs in the presence of decentration.” J Cataract Refract Surg. 2005;31(3):574–585. PMID 15811748 · DOI · Компьютерная модель; авторы, связанные с производителем
Johansson B, Sundelin S, Wikberg-Matsson A, Unsbo P, Behndig A. “Visual and optical performance of the Akreos Adapt Advanced Optics and Tecnis Z9000 intraocular lenses: Swedish multicenter study.” J Cataract Refract Surg. 2007;33(9):1565–1572. PMID 17720071 · DOI · РКИ, 80 пациентов
Artal P, Berrio E, Guirao A, Piers P. “Contribution of the cornea and internal surfaces to the change of ocular aberrations with age.” J Opt Soc Am A. 2002;19(1):137–143. PMID 11778716 · DOI · Лабораторное исследование
Guirao A, Redondo M, Geraghty E, Piers P, Norrby S, Artal P. “Corneal optical aberrations and retinal image quality in patients in whom monofocal intraocular lenses were implanted.” Arch Ophthalmol. 2002;120(9):1143–1151. PMID 12215087 · DOI · Клиническое оптическое исследование
Wang L, Koch DD. “Intraocular lens power calculations in eyes with previous corneal refractive surgery: review and expert opinion.” Ophthalmology. 2021;128(11):e121–e131. PMID 32615201 · DOI · Обзор и мнение экспертов
Wang L, Koch DD. “Anterior corneal optical aberrations induced by laser in situ keratomileusis for hyperopia.” J Cataract Refract Surg. 2003;29(9):1702–1708. PMID 14522288 · DOI · Клиническое исследование
Nochez Y, Favard A, Majzoub S, Pisella PJ. “Measurement of corneal aberrations for customisation of intraocular lens asphericity: impact on quality of vision after micro-incision cataract surgery.” Br J Ophthalmol. 2010;94(4):440–444. PMID 19833613 · DOI · Проспективное сравнительное исследование
Lacort M, Ruiz-Alcocer J, García-Lázaro S, et al. “Optical quality of intraocular lenses with different asphericity in the presence of decentration and tilt.” Ophthalmic Res. 2023;66(1):757–766. PMID 36716717 · DOI · Стендовое исследование на модели глаза
Winn B, Whitaker D, Elliott DB, Phillips NJ. “Factors affecting light-adapted pupil size in normal human subjects.” Invest Ophthalmol Vis Sci. 1994;35(3):1132–1137. PMID 8125724 · Наблюдательное исследование
Об этой статье. Подготовлена командой Agaaz Ophthalmics на основе рецензируемых источников, перечисленных выше. Она не проходила индивидуальной проверки практикующим хирургом и не заменяет консультацию вашего офтальмолога. Интерактивная схема — упрощённая учебная модель, а не симуляция какого-либо конкретного глаза или линзы.

Читать далее

Связанные руководства
из Beyond Vision.

Начните писать здесь...