Visione ad alta definizione e lenti oftalmiche - Studio Oculistico dott ...

EDUCATIONALVisione ad alta definizionee lenti oftalmichedi Salvatore Pintus,Coordinatore corso diOptometria dell’istitutoB. Zaccagnini,Se. di Torino,Optometrista S.Opt.I.,Professore a ContrattoUniversità di TorinoC.d.L. Ottica eOptometriadossierIntroduzioneLa continua evoluzione della tecnologia otticaci permette oggi di disporre di strumenti edi materiali che hanno contributo in modorilevante a cambiare le nostre procedure, sianell’ambito delle valutazioni delle anomaliedella visione che nella scelta e adattamentodelle soluzioni correttive. Il modo con cuioggi interpretiamo la correzione dei difetti visivisi arricchisce delle informazioni sulla presenzadelle aberrazioni oculari di alto ordineche in passato si potevano solo ipotizzarementre adesso si possono misurare e correggerein molti casi. L’introduzione nella praticaclinica optometrica dei rilevamenti aberrometricieseguita con specifici aberrometri, moltoutilizzata nell’ambito della chirurgia refrattiva,permette di costruire lenti a contatto e lentioftalmiche estremamente personalizzate ingrado di correggere o minimizzare gli effettiche le aberrazioni di alto ordine hanno sullavisione. In questa trattazione ci occuperemodelle lenti oftalmiche che permettono di migliorarela qualità della visione.Visione e aberrazioniQuante volte nella pratica clinica ci siamotrovati di fronte a soggetti che, dopo averrilevato un difetto di refrazione, ottengonoun’acuità visiva simile con combinazione dilenti sferiche e cilindriche di potere e direzionediversi, oppure ancora che operatoriche esaminano lo stesso soggetto formulinoprescrizioni differenti. Tralasciando le considerazionisulle capacità e la preparazione tecnicadi chi esegue le misurazioni possiamogiustificare le differenze di rilevamento dellecorrezioni con la presenza di aberrazioni dialto ordine (AAO). Le AAO interferiscono nellavisione e sono influenzate principalmentedalla dimensione dell’apertura pupillare cheè condizionata da molteplici fattori quali adesempio l’illuminamento dell’ambiente dovesi esegue la misura, l’ottotipo e la distanzacui si propone, dall’utilizzo dell’occhiale diprova o del forottero, ecc. Sappiamo moltobene che le variazioni del diametro pupillareinfluiscono sulla profondità di fuoco delsistema ottico oculare e di conseguenza sullaprofondità di campo e possiamo calcolare,conoscendone le dimensioni, l’intervallodi spazio in cui noi percepiamo “nitide” leimmagini degli oggetti posti a una distanzadata e questo senza l’intervento dell’accomodazione.La miosi pupillare fa aumentare laprofondità di fuoco del sistema ottico ocularee, se questo è affetto da aberrazioni, riduceanche il disco di confusione che si generaper ogni punto immagine permettendo dimigliorare complessivamente l’acuità visiva opiù propriamente di ridurre il minimo angolodi risoluzione (MAR). Un’applicazione praticadi questo fenomeno è l’utilizzo del forostenopeico che permette di differenziare lacondizione di visione insufficiente a seguitod’ipovisione da quella dovuta alle aberrazioni.Il foro riduce il contributo energetico perla formazione dell’immagine ma allo stessotempo riduce il disco di confusione immagine,un miglioramento dell’acuità visiva è indice diametropia non perfettamente corretta o dellapresenza di aberropia (Agarwal A, 2008).Il termine aberropia coniato di recente descrivela riduzione di acuità visiva dovuto alle62 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009

EDUCATIONALFig. 2Lenti filtranti selettivefotocromatiche.A ogni specificoassorbimento èattribuita unacaratteristicaprotettiva e unsuggerimento peril miglioramento dialcune condizionioculari.Fig. 3Il raggio incidentepolicromatico èscomposto, al passaggionella lente, nellevarie componentimonocromatichegenerando diverseimmagini dello stessooggetto di dimensionidifferenti. L’osservatorepercepirà i bordi confrange iridate conmire ad alto contrastomentre con mire abasso contrasto i bordiappariranno indistinti epoco definiti(Jalie, 2008).della lente considerato ottenuto dalla formuladi Prentice (Δ = h cmx F D) con il coefficiente didispersione media anche denominato Numerodi Abbe “ν” (ν = (n d-1)/n f- n c)) che l’aziendaci fornisce come parametro del materialedella lente.ACT = Aberrazione Cromatica Trasversale.Δ = Effetto prismatico della lente nel puntoeccentrico considerato.ν = Coefficiente di dispersione media o Numerodi Abbe.Il Numero di Abbe è al denominatore e questoci indica che più è alto questo valoretanto minore sarà l’ACT. La sensibilità mediaall’ACT è misurata in diottrie prismatiche edha un valore di 0,10 Δ, superato questo limitesi possono percepire, con mire ad alto contrasto,i bordi delle immagini con delle frangeiridate mentre con mire a basso contrasto ibordi ci appaiono indistinti e poco definiti.Ad esempio una lente con un potere frontaleposteriore di F =-4.00D centrata sull’asse-visivodi un occhio se costruita con un materialeche ha ν = 30 garantirà un’ampiezza di 15°attorno al centro ottico in cui non si avvertel’ACT, se si utilizza un materiale con ν = 60l’ampiezza aumenta fino a 30°, in praticaraddoppia permettendo all’occhio di utilizzareuna porzione di lente più ampia senza avvertiregli effetti dell’ACT.Per minimizzare gli effetti della ACT si possonoadottare i seguenti accorgimenti:- Utilizzare materiali con alto valore di “ν”.- Centrare correttamente le lenti in orizzontalee verticale e verificare l’inclinazione pantoscopica.- Utilizzare lenti con il miglior disegno ottico.- Utilizzare montature che permettano la minordistanza apice corneale-lente.L’aberrazione cromatica nell’occhio producetre effetti distinti che contribuiscono a limitarela funzione ottica di trasferimento dell’immagine(Modular Transfer Functions MTF) riducendola sensibilità al contrasto. L’effettoprincipale è la differenza di fuoco, il secondoeffetto è la differenza d’ingrandimento delleimmagini e il terzo è quello della differenzadi localizzazione spaziale, introdotto dall’eccentricitàdegli stimoli cromatici.Per descrivere le aberrazioni monocromatichedi basso e alto ordine e il conseguente comportamentodel fronte d’onda in movimentoall’interno dell’occhio si possono utilizzaredelle espressioni matematiche ovvero i polinomidi Zernike. Questi polinomi possono esseretrasformati in rappresentazioni grafiche tridimensionaliche imitano la forma del fronted’onda aberrato. Le rappresentazioni grafichedel fronte d’onda sfruttano un codice di letturaa scala cromatica e sono simili in apparenzaalle mappe della topografia corneale.Questa modalità di descrizione è molto utileperché permette rapidamente di individuare iltipo di aberrazione e di inserirla nella classificazionedelle AAO. Se immaginiamo la radiazioneottica come un solido a faccia pianache entra nell’occhio i polinomi di Zernike ciillustrano come la superficie piana è distortada una specifica aberrazione. Queste immaginisono generate dalla caratteristica del “fronted’onda”. Alcune AAO possono apparirecome la mappa tridimensionale di una catenamontuosa con sporgenze in alcune zone eavvallamenti a forma di sella in altre.Sono state identificate e classificate fino64 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009

EDUCATIONALFig. 6Aberrometro tipoHartmann-Shack.Un fascio raggianteillumina la retinadove è riflesso edemerge attraverso lapupilla dall’occhio.Il fascio raggianteemergendodall’occhio nel suopercorso passaattraverso un sistemaottico costituito daun doppietto di lentiche lo proietta sudi un piano dovesono collocate unamatrice ben ordinatadi microlenti a unadistanza dall’occhiotale da essereconiugato con lapupilla. Quando ilfascio attraversa lamatrice di microlentiè trasformato intanti piccoli fasciche si proiettano,creando tanti piccolispot, in un sensoredigitale. Attraversolo spostamento deglispot dalla posizioneideale si risale al tipoe alla quantità diaberrazione (ThibosL. N., 2000).effetti di ciclopegici dopo la dilatazione pupillarelamentano visione offuscata, anche seutilizzano i loro occhiali perfettamente corretti,questo fenomeno ci mostra che l’accomodazione,che in questi casi è ininfluente, nonè responsabile della sfuocatura ma dipendedalla presenza di AAO. Quando sono correttele AAO, secondo gli esperti, si possonoraggiungere acuità visive molto elevate anchesuperiori a 16/10 e questo ci permetterebbedi prescrivere lenti correttive con le quali sipotrebbero raggiungere alte acuità visive: lacosiddetta “Super-Visione”.Come sono misurate le AberrazioniLe aberrazioni le misuriamo con gli aberrometrie quelli a oggi disponibili in commercioseguono uno stesso principio generale. Dueo più fasci raggianti paralleli sono indirizzatiall’interno dell’occhio e poi un sistema di misurapermette di valutare quanto questi raggideviano dal percorso teorico per ottenere unavisione ottimale. Formule matematiche complesseci permettono poi in funzione dell'alterazionedel percorso dei raggi di risalire all’entitàe il tipo di aberrazione. Esistono diversemarche di aberrometri che si differenzianoper le strategie adottate nel principio dellascienza della rifrazione. Il metodo più comunementeusato oggi è noto come il metododi Hartmann-Shack e che è integrato in moltistrumenti per la chirurgia laser. Il principio difunzionamento dello strumento, che è statooriginariamente sviluppato dagli astronominel 1960, prevede che un fascio raggianteillumini la retina dove una volta riflesso emergepassando attraverso la pupilla dall’occhio.Il fascio raggiante emergendo dall’occhio nelsuo percorso passa attraverso un sistema otticocostituito da un doppietto di lenti che loproietta su di un piano dove sono collocateuna matrice ben ordinata di microlenti a unadistanza tale dall’occhio da essere coniugatocon la pupilla. Quando il fascio attraversa lamatrice di microlenti è trasformato in tantipiccoli fasci che si proiettano, creando tantipiccoli spot, in un sensore digitale. Lo spostamentodegli spot dalla posizione ideale corrispondea un certo valore di aberrazione.Lenti Oftalmiche ad alta definizioneLo studio delle aberrazioni e l’influenza chepossono avere nei confronti della visione siadei soggetti ametropi sia emmetropi è semprepiù presente nelle procedure d’esamedella refrazione oculare. Già da diversi anninella chirurgia refrattiva si sono avute dellenotevoli evoluzioni con un’ampia gammadi strumenti per il controllo e la correzionedelle aberrazioni prima e dopo l’intervento.Mentre nel campo optometrico, relativo allacorrezione con occhiali e lenti a contatto, sisono avuti degli sviluppi solo in tempi recenti.L’interesse per la correzione delle aberrazioniha avuto un notevole impulso soprattutto inquei soggetti che, sottoposti a chirurgia rifrattiva,manifestano visione disturbata a seguitod’indesiderate irregolarità della superficie corneale.La correzione delle ametropie e delleAAO permette di ottenere acuità visive moltoelevate con un’alta definizione dei dettaglidelle immagini e un’accentuazione dei contrasticromatici. La visione così ottenuta richiedeun attento controllo delle funzioni visivebinoculari in particolar modo della presenzadi forie associate indotte da disparità di fissazione(Sheedy & Saladin, 1977). La disparitàdi fissazione induce come effetto la confusionevisiva, se non considerata, limitando cosìo annullando i vantaggi del fenomeno dellasommazione binoculare (Lindblom & Westheimer,1989). L’acuità visiva binoculare devemostrare sempre un valore superiore a quellarilevata in visione monoculare e, quandociò non si realizzi, è necessario approfondirel’esame della visione binoculare adottandotutti gli accorgimenti per ripristinare il correttoallineamento dei campi visivi binoculari68 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009

EDUCATIONALFig. 7Schema difunzionamentodell’aberrometrodigitale ZViewspecifico per le lentiad alta definizioneiZon. Lo strumentoutilizza un reticoloolografico digitale alposto della matrice amicrolenti e questopermette all’internodi una pupilla di 6mm di diametro dieseguire la misura inpiù di 11300 punti.(Malandrini & Pintus, 1989) (Kaufman, Alm,& Adler, 2003). La procedura pratica di rilevamentodella refrazione prevede alcuni accorgimentiche è necessario adottare, quali:- ridurre lo stimolo accomodativo presentandoi test a una distanza superiore a 5 m (accomodazione

EDUCATIONALTab. 1Tavola di confrontotra alcune lentiad addizioneprogressivapubblicata dalcostruttore dellelenti iZon.Lente ProgressivaLa costruzione delle lenti èguidata da un rilevamentooggettivo delle aberrazioniindividuali?Lenti personalizzate?Utilizza la tecnologia delfronte d’onda per ridurreal minimo le distorsionidella superficie?Confronto di Lenti Progressive con tecnologia WavefrontiZonVariluxFisio 360Varilux Ipseo Zeiss GT 2Sì No No NoSì(basata su improntadigitale ottica delsoggetto, o iPrint)NoSì (basatasulla rotazioneocchi-testa delsoggetto)Sì Sì Sì SìNocontiene tutte le informazioni necessarie perla fabbricazione delle lenti per correggere leAAO per ogni singolo soggetto. Le lenti iZonsono disponibili sia monofocali sia multifocaliprogressive. Non tutti i soggetti, pur avendoun certo valore di AAO, sono candidati idoneiper le lenti iZon e l’aberrometro Zview, cheelabora con un algoritmo i risultati, selezionacoloro che potrebbero trarre vantaggio daquesta soluzione visiva.Da una statistica si evidenzia che circa l’80%delle persone che utilizzano questo tipo dicorrezione si dichiarano soddisfatte e riferisconouna maggiore definizione dei dettagli, vederei colori più vivi, minori disagi nella guidain condizioni di visione crepuscolare-notturnae visione più confortevole per guardare la televisione.Come è costruita la lente iZonLa lente è costituita da tre componenti cheformano una specie di sandwich, le due partiesterne sono di materiale plastico con n=1.60,numero di Abbe 42 e un peso specifico di1.34g/cm 3 , la parte anteriore è una sottile lenteneutra mentre quella posteriore, realizzatacon tecnologia free-form, contiene i dati dellaprescrizione e nel caso di progressive l’addizioneper vicino.Lo strato interno (iZonik) è costituito da unpolimero che passa dallo stato liquido a quellosolido durante la costruzione della lente epermette di modificare localmente l’indice dirifrazione. La variazione di indice di rifrazioneprodotta da irraggiamento con UV è selettivamentecontrollata dallo strumento guidato daiparametri individuali del fronte d’onda rilevatiFig. 9L’aberrometro ZViewrileva l’improntaottica digitaledell’occhio esaminatoper poi trasferirei dati sulla schedadi lavorazione dellelenti.72 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009

EDUCATIONALdall’aberrometro ZView Vengono create delle“isole ad alta definizione” all’interno dellequali la visione può realizzarsi senza gli effettidelle AAO, la centratura e la posizione dellalente sono determinanti per il corretto funzionamentodel sistema occhio-lente.Fig. 10 - Scheda di lavorazione delle lenti iZon. Nella parte alta èindicato il potere delle lenti correttive rilevato dall’aberrometro ZView, ilvalore dell’addizione per vicino, nel caso di lenti progressive e di fiancola refrazione rilevata soggettivamente. Nelle parti successive compaionoi dati dell’eventuale correzione prismatica (fino a 2 diottrie prismaticheper ciascun occhio), della misura della distanza assivisuale monocularerilevata e quella totale data dallo strumento. La compilazione dellascheda prevede anche l’inserimento dei dati della montatura e delladistanza e inclinazione a cui verranno tenute le lenti. Nella parte bassadella scheda sono stampate con un codice le caratteristiche delleaberrazioni rilevate dall’aberrometro che saranno decodificate e trasferitealle lenti in fase di lavorazione.Fig. 11 - i.Profiler è uno strumento che riunisce in sé le funzioni diun aberrometro, di un autorefrattometro, di un cheratometro e di untopografo corneale. La tecnologia wavefront è in grado di definiredettagliatamente gli errori di refrazione dell’occhio per ben 1500 puntinell’area pupillare e infine sviluppa un ricalcolo ottico sfero-cilindricotenendo conto della simultanea compensazione delle aberrazioni sia dibasso, sia di alto ordine. (Nocera, 2008).Lenti Zeiss i.ScriptionLa Zeiss introduce una modalità di prescrizionee di realizzazione di lenti oftalmiche che, purnon essendo a gradiente di indice di rifrazione,permettono di minimizzare gli effetti visividelle AAO migliorando la sensibilità al contrasto.Attraverso un percorso che prevede diversefasi sia dell’esame refrattivo oculare sia delcontrollo della visione binoculare si raccolgonoinformazioni sulle caratteristiche individuali delsoggetto. Una scheda compilata con tutti i rilevamentioggettivi e soggettivi viene elaboratacon un algoritmo che formula la prescrizionedelle lenti correttive con una sensibilitàallo 0,01 D. La prima fase dell’esame consistenel rilevamento dei parametri oggettivi coni.Profiler uno strumento che riunisce in sé lefunzioni di un aberrometro, di un’autorefrattometro,di un cheratometro e di un topografocorneale. I rilevamenti oggettivi della refrazionesul fronte d’onda (wavefront) saranno confrontaticon la refrazione soggettiva monoculare ebinoculare. Una particolare raccomandazioneè riferita alla refrazione binoculare che tengain considerazione il bilanciamento della correzioneper entrambi gli occhi, per questo èsuggerito l’uso del polatest con la sequenzadei test con il metodo Haase (Haase, 2000)(Nocera, 2008) (Brautaset RL, 2001).Il potere diottrico calcolato può essere utilizzatoper realizzare qualsiasi tipo di lente della gammadelle lenti Zeiss sia monofocali che multifocaliad addizione progressiva. Il “goal” chesi vuole realizzare con queste lenti oftalmichenon consiste nell’aumentare l’acuità visiva adalto contrasto ma di permettere un aumentodella sensibilità al contrasto. Il miglioramentodella sensibilità al contrasto si può evidenziarein particolari condizioni visive quali la guidacrepuscolare e notturna, maggiore resistenzaall’abbagliamento, impegni visivi prolungati davantiad un video e tutte quelle situazioni cherichiedono il miglior contrasto anche cromaticodelle immagini che noi osserviamo.74 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009

EDUCATIONALFig. 12i.Profiler permette divisualizzare per ognifunzione topografo,refrattometro eaberrometro i risultatiper ciascun occhio siasotto forma numericache graficamentecon delle mappecromatiche esplicativedelle caratteristichedell’occhio esaminato.Nella figura èrappresentatoil risultato delleaberrazioni e dellarefrazione oggettivarelative ad un occhiosinistro (Nocera, 2008).Fig. 13Le lenti conottimizzazionei.Scription sono lentiper utilizzo generaleche, tenendo contodelle aberrazionidel fronte d’ondamisurate, presentanoun’ottimizzazionedella prescrizionesferocilindrica alle0.01 diottrie, unraffinamento dellaprescrizione sfericalimitando la differenzatra il valore sfericodella refrazionewavefront (WR)rispetto alla refrazionesoggettiva (SR), unraffinamento dellaprescrizione cilindricaconsiderando il cilindroe l’asse della WR, unvalore di bilanciamentosferico binocularecorrispondente a quellodella SR, un eventualevalore prismaticoconsiderando ilvalore della SR, unvalore di addizioneeventualmentericalcolato sulla basedella SR (Nocera,2008).ConclusioniLa comprensione delle aberrazioni delle immaginioculari e la possibilità di contemplarle nellapratica optometrica modifica in modo radicalele procedure per la correzione degli erroridi rifrazione. La possibilità di disporre di lentioftalmiche che compensino le AAO o che netengano conto per la prescrizione permettonodi migliorare la visione e il comfort dei nostriutenti e di riflesso una migliore presentazionedella nostra immagine nei confronti delpubblico. L’uso di strumentazioni che rilevanole aberrazioni oculari può avere anche delleapplicazioni alternative alla formulazione deglierrori di rifrazione ad esempio la presenza dideformazioni corneali, cheratocono, astigmatismiirregolari e distrofie corneali e in tuttequelle situazioni che si producono AAO significativee oltre a metterle in evidenza è possibileanche monitorarle con controlli successivi perseguirne eventuali evoluzioni. Anche situazionioculari come la cataratta o alterazioni dellasuperficie retinica a seguito di patologie qualil’edema maculare, membrana epiretinica edegenerazione maculare possono modificarele AAO con instabilità dei risultati aberrometricinel breve periodo di tempo. I rilevamentiaberrometrici e la valutazione delle AAO neibambini potrebbe giustificare in molti casi ledifficoltà di apprendimento e la comparsa e larelativa progressione della miopia (Bueheren,Collins, & Carney, 2003). Possiamo concludere,cioè, che siamo alla vigilia di una nuova era nelcampo della correzione dei difetti di refrazione.Bibliografia- Ábrahàm G. (2001). Principles of correction of colourdeficiency by filter glasses. Periodica Polytechnica Ser.Mech. Eng., 45.- Agarwal A, Jacob S. (2008). ‘Aberropia’ identifies newrefractive error based on higher-order aberrations. PCONSupersite.- Brautaset RL, Jennings J. (2001). Associated phoria and themeasuring and correcting methodology after H.-J. Haase(MKH). Strabismus , 9 (3), 165-176.- Bueheren T, Collins, MJ, Carney L. (2003). CornealAberrations and Reading. Optometry and Vision Science,80 (2).- Haase H-J. (2000). Measuring and Correcting Methodologyafter H.-J. Haase. Internationale Vereinigung für BinokulareVollkorrektion (3).- Jalie M. (2008). Ophthalmic Lenses & Dispensing. ElsevierButterworth-Hein.- Jaschinski W. (1997). Fixation disparity and accommodationas a function of viewing distance and prism load.Ophthalmic and Phisiological Optics , 17 (4), 324-339.- Kaufman PL, Alm A, Adler FH. (2003). Adler’s physiologyof the eye: clinical application.- Lagergaard L et al. (2003, October). Age-related maculardegeneration: filter lenses help in certain situations. ActaOpthalmologica Scandinavica, 455-458.- Lindblom B, Westheimer G. (1989). Binocular summationof hyperacuity tasks. Journal Optical Society of America, 6(4), 585-589.- Malandrini M, Pintus S. (1989). Note sull’organizzazioneneuronale della visione stereoscopica. L’Oroptero, 4 (3), 27-35.- Nocera M. (2008). iRafraction: dall’occhio alla lenteoftalmica. Professional Optometry (5), 124-131.- Rimbergas S et al. (2005, June). Change in contrastsensitivity functions with Corning CPF filters in patientswith age related macular degeneration. Journal of ModernOptics , 1255-1262.- Shaw-McMinn PG. (2007). HowtoProvide High-ResolutionVision. Review of Optometry.- Sheedy J, Saladin J. (1977). Phoria, vergence, and fixationdisparity in oculomotor problems. American journal ofoptometry and physiological optics, 54 (7), 474.- Thibos LN et al. (1991). Effect of Ocular ChromaticAberration on Monocular Visual Performance. Optometryand Vision Science, 68 (8), 559.- Thibos LN. (2000). Principles of hartmann-shack aberrometry.Journal of Refractive Surgery, 16 (5), 563-565.- Thibos LN, Hong X, Bradley A, Applegate RA. (2004).Accuracy and Precision of Objective Refraction fromWavefront Aberrations. Journal of Vision (4), 329-351.76 P.O. Professional Optometry ® Maggio 2009