一种新型疏水性丙烯酸增强单焦点人工晶状体与标准单焦点人工晶状体在光学台上的比较分析

简介

本实验室研究的目的是客观分析新型疏水丙烯酸增强单焦点人工晶状体Acunex Quantum (AN6Q)，并将其与单焦点平台Acunex AN6进行比较。

方法

两种IOL模型(Acunex Quantum AN6Q和Acunex AN6, Teleon Surgical, Spankeren, Netherlands)均具有相同的+ 22.0 D折光功率，在光学台上使用optispheriol PRO 2进行分析。测量遵循国际标准组织的准则，参数如下:ISO 2角膜(+ 0,28 μ)， ISO 11979/2，镜头原位放置在NaCl中，温度35°，546 nm，选择不同的孔径尺寸(3.0 mm vs 4.5 mm)。每个人工晶体的像差由WaveMaster IOL 2评估，这是一种反投影设置的高分辨率Shack-Hartmann传感器。根据ISO 11979在NaCl (n= 1.337)， 546 nm，掩模宽度4.51。通过测量的波前确定了10阶的泽尼克多项式，描述了人工晶体的光学特性。

结果

通过调频，50 lp/mm (AN6Q/AN6为中心)的传递函数(平均值)为0.687/0.731 (3.0 mm孔径)和0.400/0.509 (4.5 mm孔径)。SR(平均值)分别为0.592/0.809 (3.0 mm)和0.332/0.372 (4.5 mm)。50 lp/mm处(AN6Q/AN6偏心1 mm)的MTF(平均值)分别为0.413/0.478 (3.0 mm)和0.257/0.229 (4.5 mm)。SR(平均值)分别为0.393/0.404 (3.0 mm)和0.183/0.212 (4.5 mm)。在50 lp/mm (AN6Q/AN6倾斜5°)处的MTF(平均值)分别为0.508/0.710 (3.0 mm)和0.337/0.513 (4.5 mm)。SR(平均值)分别为0.508/0.760 (3.0 mm)和0.235/0.2372 (4.5 mm)。AN6Q MTF峰值为0.55，功率深度增大约2.5 D, MTF曲线上有两个尖点。球差Z 4-0约为-0.21 μ m，二次球差Z 6-0约为0.16 μ m。没有其他相关的畸变出现。

结论

新的，增强单焦AN6Q提供了一个扩大的焦点范围，只有轻微下降的对比度质量。这两种类型的疏水，丙烯酸Acunex IOL平台在临床设置中有其独特的优势，因此它的重要性。

最近的研究发现，白内障手术后的患者在接受增强型单焦点人工晶状体(IOL)手术后，在需要中间视力的活动方面表现更好[1，2，3.］．这些增强型单焦点人工晶体代表了市场上一种非常新型的人工晶体，可以提供中间视力，同时与标准单焦点人工晶体相比，具有相似的远距离性能和光学现象。从而提高日常生活中的功能性能[4，5］．

单焦人工晶状体技术的这些改进和发展也为由于光晕/眩光等视力不良的不良反应和副作用而行多焦人工晶状体植入术的病例提供了改善视觉功能的新选择[6，7］．

各种新的和创新的镜片设计最近已经进入市场，迄今为止的少数研究显示出积极和有前景的临床数据。

然而，除了临床试验和长期结果之外，似乎还必须在独立于人工晶体公司的光学实验台上评估新的人工晶体及其光学原理。这将有助于临床医生更好地了解人工晶状体的光学特性，从而更好地决定在特定白内障病例中植入哪种人工晶状体。

本研究的目的是客观分析新型人工晶状体Acunex Quantum (AN6Q)，并将其与单焦平台Acunex AN6进行比较。

Teleon Surgical (Spankeren Netherlands)生产的Acunex Quantum (AN6Q)是一种可折叠的单片疏水性丙烯酸人工晶状体，后表面的球差校正为-0.13微米。1)．透镜采用阶梯拱形c环设计，光学直径为6.0毫米，总直径为12.5毫米。含水量为4%的紫外线吸收材料具有1.54的高折射率，并加入了蓝光滤光片。对AN6Q光学的非常中心部分(制造商称为“Q-Zone技术”)进行了细微的修改，以增加对焦深度。除此之外，材料和基本几何形状与单焦对口的Acunex IOL (AN6)相同。

两种IOL模型(Acunex AN6和Acunex Quantum AN6Q, Teleon Surgical, Spankeren, Netherlands)均具有相同的+ 22.0 D折光功率，在光学台上使用optispheriol PRO 2和Wavemaster IOL 2 (Trioptics公司，Wedel, Germany)进行分析。

所有的测量都是由Trioptics公司在自己的光学台上独立进行的，由一位不知道研究目的的授权专业验光师完成。这样，就保证了独立的分析。结果得到了官方证书的证实。

测量遵循国际标准组织的指导方针。optispheriol PRO 2 (Trioptics, Wedel, Germany)设备用于评估两种IOL模型(AN6和AN6Q)的光学质量。使用以下参数:ISO 2角膜(+ 0,28 μ)， ISO 11979/2，透镜在NaCl (n= 1.337溶液指数)，温度为35°，波长为546 nm，选择不同孔径(3.0 mm vs 4.5 mm)。所有测量重复3次，并在2个相同类型的不同镜头上进行。对于每个测量，获得5个切向和5个矢状测量值并取平均值。对于旋转对称型人工晶体，切向值和矢状值通常相当相同。使用以下设置:居中IOL，偏心IOL (1.0 mm)和倾斜IOL(5°)。

为了模拟光视和中视瞳孔条件，测量采用3.0 mm和4.5 mm孔径尺寸。(注:ISO标准119779 - 2规定了在1毫米偏心和5度倾斜时的MTF测量(附件C.7)。

以optisphere IOL PRO 2作为描述人工晶状体质量的主要标准，测量了以下参数:调制传递函数(MTF)描述了晶状体系统的对比度灵敏度，是晶状体在不同空间频率下在切向和矢状方向上的成像能力。通过频率获得每个人工晶状体和每次对准的MTF。Strehl数反映了IOL的整体光学性能，因为它考虑到发生在MTF曲线上的小振荡。斯特拉比(SR)是光学系统在其整个空间频率范围内与相应的理想(衍射受限)系统相比成像质量的度量。

通过聚焦获得50线对/mm的MTF。为了比较两种人工晶体的聚焦深度性能，我们对人工晶体进行了自动聚焦扫描。穿透聚焦性能定义为屈光度功率的焦点之间的距离显示MTF优于0.1。

每个人工晶体的像差由WaveMaster IOL 2 (Trioptics, Wedel, Germany)评估，这是一种反投影设置的高分辨率Shack-Hartmann传感器。根据ISO 11979在NaCl (n= 1.337溶液指数)，546 nm，掩膜宽度4.51，对应于标准设置和中视瞳孔。泽尼克多项式达到10^th顺序是通过测量的波前来确定的，波前描述了人工晶体的光学特性。应该注意的是，球面像差主要是由透镜的光学设计引起的，而非对称像差如彗差或三叶光像差可能部分是由透镜误差引起的。Zernike系数大于0.1µm定义为光学相关。

通过频率MTF

通过3.0 mm孔径(随后称为“小”)和4.5 mm孔径(随后称为“大”)在最佳焦距下测量的所有测试镜头的通频调制传递函数如图所示。2，3.而且4)．中心:小孔径下50 lp/mm (AN6Q/AN6)的通调频传递函数(MTF-mean)为0.687/0.731，大孔径下为0.400/0.509。小孔径的Strehl Ratio (SR-mean)为0.592/0.809，大孔径的Strehl Ratio为0.332/0.372。偏心1 mm时，小孔径下50 lp/mm (AN6Q/AN6)的通调频传递函数(MTF-mean)为0.413/0.478，大孔径下为0.257/0.229。小孔径下的Strehl Ratio (SR-mean)为0.393/0.404，大孔径下为0.183/0.212。倾斜5°:小孔径下50 lp/mm (AN6Q/AN6)的通调频传递函数(MTF-mean)为0.508/0.710，大孔径下为0.337/0.513。小孔径下的Strehl Ratio (SR-mean)为0.508/0.760，大孔径下为0.235/0.2372。Strehl结果与MTF一致，所有结果汇总在表中1而且2．

透焦MTF

通过聚焦的结果如图所示。5．当孔径为3.0 mm时，AN6的MTF峰值为0.72，功率深度为1.25 D。AN6Q的MTF峰值为0.55，功率深度增大约2.5 D, MTF曲线上有两个尖点。

正如预期的那样，当孔径为4.5 mm时，AN6和AN6Q的MTF值明显降低，通焦曲线形状与孔径为3 mm时大致相似。AN6的MTF峰值为0.51，功率深度约为1 D。AN6Q的MTF峰值为0.39，功率深度约为1.5 D。

波阵面

AN6Q和AN6的波前图和Zernike系数如图所示。6而且7．对于Acunex Quantum AN6Q，球差Z 4-0约为-0.21 μ m，次球差Z 6-0约为0.16 μ m。没有其他相关的畸变出现。峰谷(PV)为0.67µm，均方根(RMS)为0.12µm。

对于Acunex AN6，可以显示约为-0.31的球差Z 4-0。未检测到其他相关的低阶像差(LOA)或高阶像差(HOA)。峰谷(PV)由地图边缘的像素伪影改变。

AN6Q的通频MTF曲线上的小尖点代表了该人工晶体光学表面的改变。单焦AN6被证明在居中和倾斜时比AN6Q有更好的通频MTF。随着去中心化，两种iol的MTF均有相似的显著降低。

对于大孔径，对应于白内障患者等老年人的中视瞳孔大小，两种人工晶体的MTF均如预期的那样降低。AN6在大光圈下的衰减更为明显，是由于其在小光圈下居中或倾斜时表现非常好。这些结果与我们设定的预期一致。由于ISO-2角膜的正球差为+ 0.28，像差校正AN6可以提供非常好的图像对比度。

由于人工晶体与模型眼的球差(SA)不完全匹配，大孔径MTF有一定程度的退化。然而，真实的患者有一系列的角膜SA，所以这是一个真实的模拟。

AN6的光学对于倾斜显然是非常稳健的，这有利于患者眼睛的各种解剖结构，复杂的手术，同时也有利于晶状体的自然倾斜和人囊袋中的人工晶体[8，9］．

当然，将光学台上的MTF结果转移到临床对比视力总是有一定的局限性。在临床研究中，不同的患者存在不同的角膜非球面，不同的眼睛几何形状，不同的瞳孔大小，神经适应效应，特别是存在多色光。

我们的研究证实了制造商声称的AN6Q提高了焦点深度，尽管大孔径对应的瞳孔更大会有所降低。在中视条件下，这可能会轻微影响中间视力。然而，在光照条件下，瞳孔近反应期间瞳孔较小将支持AN6Q IOL提供相当令人信服的中间视觉。

我们可以揭示，Acunex Quantum AN6Q通过结合相反符号的球差(Z 4-0)和次球差(Z 6-0)，有效地生成了贯穿焦点MTF曲线中所见的这种焦点深度。这种方法在过去几年的文献中被提出，并应用于其他新型人工晶状体光学，如LuxSmart IOL (Bausch&Lomb) [10，11，12］．

了解人工晶状体光学的基本波前模式对于临床医生了解特定人工晶状体光学的功能是极其重要的。一般来说，没有制造商会透露其人工晶体的详细像差。因此，我们的波前测量可以为白内障外科医生提供重要的信息。两种人工晶体的波前模式与MTF结果一致。

实验室研究的局限性

为了将波前测量数据传输到临床环境中，必须考虑到任何角膜都会在人工晶状体上诱导聚光，从而引起与标称模式不同的人工晶状体像差。此外，任何IOL像差的实验室测量都是在空气、水或NaCl中使用指定波长的中心激光光束进行的。不同的波长会产生不同的波前误差。最后，具有不同透镜厚度的人工晶体的不同屈光度和材料色散会产生一些不同的波前[9］．我们还想强调的是，这里只提供了增强型单焦点人工晶状体和单焦点人工晶状体的客观实验室数据，试图给读者一个概述，并有机会在同一平台上比较两种晶体。当然，在高例数的临床研究中，找出不同镜片模型在现实场景中的优缺点是非常重要的。此外，在与具有不同光学原理的竞争对手的其他EDoF或增强型单焦点镜头进行比较时应谨慎。

单焦AN6可以提供鲜明的对比度和清晰的图像焦点，而增强的单焦AN6Q提供了一个扩大的焦点范围，对比度质量略有下降。这两种类型的Acunex IOL平台在临床环境中都有其独特的优势，因此其重要性。

了解光学台上两种人工晶体的特性可以帮助白内障外科医生根据患者个人的需求和期望以及个人角膜非球性，更好地决定在特定患者的眼睛中植入哪种类型的人工晶体。

作者确认，支持这项研究结果的数据在文章中是可用的。

我们要感谢Trioptics公司(Wedel, Germany)，该公司根据其科学标准和ISO指南进行了所有测量，并为我们提供了测量的官方证书。

没有资金支持。

作者及隶属关系

1. Borkenstein和Borkenstein私人诊所，Privatklinik kreuzschwest Graz, Kreuzgasse 35,8010, Graz，奥地利

   A. F.波肯斯坦和E. M.波肯斯坦

2. 准确的，屈光眼手术实践，Hirschstrasse 1,89073，乌尔姆，德国

   r·施密德

贡献

第一作者(AFB)撰写了手稿，所有作者都参与了这项研究，所有作者都审阅了手稿并批准了它的出版。

相应的作者

对应到a·f·波肯斯坦．

伦理批准并同意参与

不适用。该研究是没有人参与的光学实验(体外研究)，因此伦理委员会没有批准。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

所有作者对所提到的任何材料或方法都没有任何经济或专有利益。

出版商的注意

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