ΟΠΤΙΚΗ ΟΦΘΑΛΜΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ Κ ΦΑΚΩΝ ΕΠΑΦΗΣ. A. ιαφορές µεταξύ γυαλιών και φακών επαφής / διαθλαστικής χειρουργικής

Transcript

1 ΟΠΤΙΚΗ ΟΦΘΑΛΜΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ Κ ΦΑΚΩΝ ΕΠΑΦΗΣ A. ιαφορές µεταξύ γυαλιών και φακών επαφής / διαθλαστικής χειρουργικής Για την διόρθωση του διαθλαστικού σφάλµατος του οφθαλµού (µυωπία, υπερµετρωπία, αστιγµατισµός) χρησιµοποιούνται σήµερα οφθαλµικοί φακοί (γυαλιά), φακοί επαφής, ενώ για την µόνιµη «αποκατάσταση» της όρασης πραγµατοποιούνται επεµβάσεις διαθλαστικής χειρουργικής. Υπάρχουν διαφορές µεταξύ των παραπάνω όσο αφορά το µέγεθος του ειδώλου που σχηµατίζεται στον αµφιβληστροειδή, την απαιτούµενη διοπτρική δύναµη και την απαιτούµενη προσαρµογή και σύγκλιση. Αυτά αναλύονται παρακάτω: 1. ιαφορές στην απαιτούµενη διοπτρική δύναµη Oι διορθωτικοί οφθαλµικοί φακοί (γυαλιά) τοποθετούνται σε κάποια απόσταση από την πρόσθια επιφάνεια του οφθαλµού (βλ. Σχ.1). Aυτό έχει σαν αποτέλεσµα η διοπτρική δύναµη που απαιτείται για την διόρθωση ενός διαθλαστικού σφάλµατος µε οφθαλµικούς φακούς να διαφέρει από το πραγµατικό διαθλαστικό σφάλµα του οφθαλµού (αυτή η διαφορά είναι γνωστή ως effectivity). H εξίσωση που εκφράζει την παραπάνω σχέση προκύπτει ως εξής: F = 1 / f (1) και f = k+a (2) από (1)+(2) F = 1 / (k+a) = (1/k) / (1+a/k) F = K/(1+αK) ή K = F/(1-αF) (3) Οπου K = διαθλαστικό σφάλµα, F = η διοπτρική δύναµη του διαθλαστικού φακού, και α = απόσταση του φακού από τον οφθαλµό (περίπου 13 mm). α k f ΣΧΗΜΑ 1 Στην περίπτωση των φακών επαφής (ΦE) και κατά την πραγµατοποίηση της διαθλαστικής χειρουργικής ( X), η απαιτούµενη δύναµη είναι F = K, ίση µε το διαθλαστικό σφάλµα του οφθαλµού (K). Επειδή όµως στην καθηµερινή οφθαλµολογική εξέταση η διάθλαση του οφθαλµού µετριέται µε την χρήση οφθαλµικών φακών (trial lenses ή phoropter), συνήθως αυτή αποτελεί την πρότυπη διάθλαση και η εξίσωση (3) χρησιµοποείται για τον υπολογισµό της απαιτούµενης διοπτρικής δύναµης των ΦΕ. H παραπάνω σχέση παριστάνεται γραφικά στο Σχ.2, όπου µπορούµε να συµπεράνουµε ότι ένας µύωπας ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 1

2 χρειάζεται µικρότερη (αρνητική) δύναµη όταν διορθώνεται µε ΦE ή X (σε σύγκριση µε την διοπτρική δύναµη των γυαλιών του), ενώ ένας υπερµέτρωπας απαιτεί µεγαλύτερη (θετική) διόρθωση όταν διορθώνεται µε ΦE ή X ιοπτρική δύναµη ΦE ιοπτρική δύναµη οφθαλµικού φακού (D) ΣΧΗΜΑ 2 Aπό την εξίσωση (3) προκύπτει η διαφορά στην απαιτούµενη διοπτρική δύναµη µεταξύ οφθαλµικών φακών και φακών επαφής/διαθλαστικής χειρουργικής: K-F = αf 2 /(1-αF) (4) H διαφορά ξεκινά να γίνεται σηµαντική (0.25 D) για δυνάµεις > 4.5 διοπτρίες (βλ. Σχ.3) και είναι µεγαλύτερη στην περίπτωση των θετικών φακών (που χρησιµοποιούτνται για την διόρθωση της υπερµετρωπίας) K - F (διοπτρίες) ύναµη φακού (D) ΣΧΗΜΑ 3 2. ιαφορές στο µέγεθος του ειδώλου Tο µέγεθος του αµφιβληστροειδικού ειδώλου µεταξύ ενός διορθωµένου µύωπα/υπερµέτρωπα κι ενός (µη διορθωµένου) φυσιολογικού οφθαλµού διαφέρει. O ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 2

3 βαθµός σπουδαιότητας αυτής της διαφοράς µεγέθους εξαρτάται από την δύναµη του οφθαλµικού φακού και την απόστασή του από τον οφθαλµό (α) κι εκφράζεται από την παρακάτω σχέση: Mεγέθυνση = 1/[1-αF], κι επειδή αf είναι πολύ µικρό σε σχέση µε την µονάδα µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε το διωνυµικό ανάπτυγµα και να πάρουµε: Mεγέθυνση = 1 + α F (5) Οπου F = δύναµη του φακού, α = απόσταση του φακού από τον οφθαλµό, η οποία είναι περίπου 13 mm. Ως αποτέλεσµα, οι θετικοί φακοί µεγαλώνουν το µέγεθος του αµφιβληστροειδικού ειδώλου ενώ οι αρνητικοί το µικραίνουν κατά 1.3% για κάθε διοπτρία (π.χ. 6.5% µίκρυνση για έναν µυωπικό φακό 5 διοπτριών). Mε βάση τα παραπάνω προκύπτει το Σχ. 4. Στην περίπτωση των φακών επαφής ή µε τη διόρθωση µε διαθλαστική χειρουργική, για το απλοποιηµένο µονέλο του µατιού, η µεγέθυνση είναι ίση µε τη µονάδα. Στην πραγµατικότητα όµως, επειδή η κόρη βρίσκεται περίπου 3.5 mm πίσω από τον πρόσθια επιφάνεια του οφθαλµού (κερατοειδή), η µεγέθυνση µε φακό/laser είναι περίπου 0.35% για κάθε διοπτρία και µε οφθαλµικό φακό 1.65% Mεγέθυνση ύναµη φακού (διοπτρίες) ΣΧΗΜΑ 4 Aπό την στιγµή που το είδωλο για έναν µυωπικό οφθαλµό έχει µικρότερο µέγεθος όταν διορθώνεται µε οφθαλµικούς φακούς, είναι αναµενόµενο η βελτίωση στην οπτική οξύτητα (το κέρδος σε γραµµές) που παρατηρείται πολλές φορές µετά από X (ή όταν υπάρχει διόρθωση µε ΦE) να οφείλεται σε κάποιο βαθµό σε αυτό το γεγονός. Kάνοντας έναν απλό υπολογισµό προκύπτει ότι η µίκρυνση του ειδώλου που προκαλείται από έναν µυωπικό φακό 8 διοπτριών ισοδυναµεί σε αύξηση της ελάχιστης γωνίας ευκρίνειας (MAR) κατά 10.4%. Aυτό ισοδυναµεί περίπου µε µείωση της οπτικής οξύτητας από 10/10 σε 9/10 όταν µυωπικοί (αρνητικοί) φακοί χρησιµοποιούνται. 3. ιαφορές στην απαιτούµενη προσαρµογή Όπως και στην περίπτωση της µεγέθυνσης, το γεγονός ότι οι οφθαλµικοί φακοί βρίσκονται σε κάποια απόσταση (α) από τον οφθαλµό επηρεάζει την προσαρµογή που απαιτείται όταν χρειάζεται να ετστιάσουµε σε κοντινά αντικείµενα. Για αυτό είναι απαραίτητο να γνωρίζουµε αν η χρήστες ΦE, ή οι διορθωµένοι αµέτρωπες µε X, χρειάζεται να ασκήσουν ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 3

4 λιγότερη ή περισσότερη προσαρµογή από ότι αν ήταν διορθωµένοι µε οφθαλµικούς φακούς. Στην περίπτωση των χρηστών ΦE ή αυτών που έχουν διορθωθεί µε X η απαιτούµενη προσαρµογή είναι αντιστρόφως ανάλογη µε την απόσταση του αντικειµένου, π.χ 4D για ένα αντικείµενο που βρίσκεται στα 25 εκατοστά (αν και στην πραγµατικότητα προσαρµόζουµε λιγότερο από το αναµενόµενο για τα κοντινά αντικείµενα - < 70 εκ - και περισσότερο για τα µακρυνά, > 70 εκ). H προσαρµογή που απαιτείται όταν οφθαλµικοί φακοί χρησιµοποιούνται υπολογίζεται από την σχέση: Π = A (1+2αK) (6) Οπου Π = απαιτούµενη προσαρµογή, A = εκτιµόµενη προσαρµογή (αντίστροφη της απόστασης), K = διοπτρική δύναµη του φακού και α = απόσταση του φακού από τον οφθαλµό (περίπου 13 mm). Aπό το Σχ. 5 συµπεραίνουµε ότι για τους διορθωµένους µε γυαλιά µύωπες απαιτείται λιγότερη προσαρµογή από ότι µε ΦΕ (ή µετά από διαθλαστική χειρουργική), ενώ για τους διορθωµένους µε γυαλιά υπερµέτρωπες απαιτείται περισσότερη προσαρµογή από ότι µε ΦΕ (ή µετά από διαθλαστική χειρουργική). H διαφορά στην απαιτούµενη προσαρµογή µεταξύ οφθαλµικών φακών και ΦΕ/ X είναι αισθητή σε µεγάλες διοπτρίες (περίπου 0.5 διοπτρίες για διαθλαστικό σφάλµα 6 διοπτριών). H παραπάνω διαφορά στην απαιτούµενη προσαρµογή αφορά περισσότερο τις προ-πρεσβυωπικές ηλικίες (< 40 ετών) Aπαιτούµενη Προσαρµογή cm 20 cm ύναµη φακού (διοπτρίες) ΣΧΗΜΑ 5 4. ιαφορές στην απαιτούµενη σύγκλιση Όταν χρησιµοποιούµε ΦΕ οι φακοί κινούνται µαζί µε τους οφθαλµούς όταν αυτοί συγκλίνουν για να δούµε ένα κοντινό αντικείµενο. ηλαδή ένας αµέτρωπας διορθωµένος µε ΦΕ πραγµατοποιεί τον ίδιο «βαθµό» σύγκλισης µε έναν εµµέτρωπα. Όταν όµως χρησιµοποιούµε γυαλιά, οι φακοί παραµένουν σταθεροί όταν οι οφθαλµοί συγκλίνουν, µε αποτέλεσµα να δηµιουργείται πρισµατικό φαινόµενο, το οποίο εξαρτάται από το αν οι φακοί των γυαλιών είναι συγκλίνοντες ή αποκλίνοντες: Οι µύωπες χρειάζεται να ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 4

5 συγκλίνουν τους οφθαλµούς τους περισσότερο όταν χρησιµοποιούν ΦΕ ενώ οι υπερµέτρωπες χρειάζεται να συγκλίνουν τους οφθαλµούς τους περισσότερο όταν είναι διορθωµένοι µε γυαλιά. 5. Ανισοµετροπία Ανισοεικονία Ως ανισοµετροπία ορίζεται η διαφορά διαθλαστικού σφάλµατος µεταξύ των δύο οφθαλµών. Σε αυτές τις περιπτώσεις όταν η διαθλαστική διόρθωση γίνεται µε οφθαλµικούς φακούς είναι προφανές ότι λόγω του γεγονότος ότι η µεγέθυνση εξαρτάται από την διοπτρική δύναµη (εξίσωση 5) το µέγεθος του ειδώλου θα διαφέρει στους δύο οφθαλµούς. Η διαφορά µέγεθος του αµφιβληστροειδικού ειδώλου, λόγω της ανισοµετροπίας ονοµάζεται ανισοεικονία. Αντιθέτως, η ανισοεικονία είναι ελάχιστη όταν χρησιµοποιούµε ΦΕ. Το Σχ. 6α παρουσιάζει θεωρητικά γραφήµατα ενώ στο Σχ. 6β παρουσιάζονται πειραµατικές µετρήσεις. ΣΧΗΜΑ 6α ΣΧΗΜΑ 6β ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 5

6 Β. Φακοί Επαφής σχηµατισµός δακρυικού φακού - εξουδετέρωση αστιγµατισµού Κατά την εφαρµογή των µαλακών ΦΕ στο µάτι, λόγω της «ελαστικότητάς» τους η πίσω επιφάνειά τους αποκτά την καµπυλότητα της πρόσθιας επιφάνειας του κερατοειδή. Ακόµη και στην περίπτωση που ο κερατοειδής εµφανίζει χαµηλό αστιγµατισµό (µέχρι ~1.0D), ένας µαλακός ΦΕ έχει τη δυνατότητα να «κάθεται» στον κερατοειδή χωρίς ιδιαίτερα προβλήµατα (χωρίς βεβαίως να τον εξουδετερώνει). Επειδή η πίσω επιφάνεια του ΦΕ και η πρόσθια του κερατοειδή έχουν την ίδια καµπυλότητα η δακρυική στριβάδα που «παγιδεύεται» ανάµεσα στον ΦΕ και στον κερατοειδή θεωρητικά δεν έχει κάποια διοπτρική δύναµη (στην πράξη όµως έχει παρατηρηθεί ότι υπάρχει πιθανότητα να σχηµατιστεί δακρυικός φακός µέχρι το πολύ 0.50D). Στην περίπτωση της εφαρµογής των ηµίσκληρων ΦΕ, λόγω των «άκαµπτων» επιφανειών τους, η πίσω επιφάνειά τους διατηρεί την καµπυλότητά της. Ως αποτέλεσµα µεταξύ αυτής και της πρόσθιας επιφάνειας του κερατοειδή «παγιδεύεται» δάκρυ που παρουσιάζει κάποια διοπτρική δύναµη (βλ. Σχ. 7). Η σηµαντικότητα της παρουσίας του «δακρυικού φακού» στην διόρθωση του διαθλαστικού σφάλµατος µπορεί να υπολογιστεί. Αν αγνοήσουµε ότι ο φακός έχει κάποιο πάχος, τότε η διοπτρική δύναµη του δακρυικού φακού θα ισούται µε το άθροισµα της δύναµης των επιφανειών του: F L = (n-1)(1/r 2-1/r c ) F L =(n-1)(r c r 2 )/r 2 r c (7) Όπου n=δείκτης διάθλασης των δακρύων (1.336) και r 2 η ακτίνα καµπυλότητας της πίσω επιφάνειας του φακού και r c η ακτίνα καµπυλότητας της πρόσθιας επιφάνειας του κερατοειδή. Για παράδειγµα για r c = 8mm και στην περίπτωση που η r 2 είναι πιο κυρτή από την r c κατά 0.1mm, τότε η δύναµη του δακρυικού φακού είναι ίση περίπου µε 0.5D. ηλαδή, ο δακρυικός φακός αυξάνεται κατά 0.25 D για κάθε 0.05mm που η ακτίνα καµπυλότητα της πίσω επιφάνεια του ΦΕ είναι πιο κυρτή από τον κερατοειδή. Είναι αναγκαίο εποµένως σε αυτή την περίπτωση να αλλάξουµε την διοπτρική δύναµη του ΦΕ κατά 0.25D, ενώ στην περίπτωση που η πίσω επιφάνεια του ΦΕ είναι πιο επίπεδη κατά 0.05mm τότε η δύναµη του ΦΕ πρέπει να αλλάξει κατά 0.25D. Το παραπάνω χρησιµοποιείται ως «οδηγός» στην εφαρµογή των ηµίσκληρων φακών επαφής. ΦΕ r 2 κερατοειδής r c δακρυικός φακός ΣΧΗΜΑ 7 Επίσης οι ηµίσκληροι ΦΕ είναι δυνατόν να διορθώσουν κερατοειδικό αστιγµατισµό, ο οποίος προκύπτει από την διαφορά στην καµπυλότητα των principal meridians (F 1 και F 2 ) του κερατοειδή. Ο κερατοειδικός αστιγµατισµός (C) στον «αέρα» ισούται µε: C = F 1 -F 2 = (n-1) / r 1 (n-1) / r 2 = (n-1) (1/r 1 1/r 2 ) = (1/r 1 1/r 2 ) Αλλά λόγω ύπαρξης του δακρυικού φακού (µε δείκτης διάθλασης n t ) που παγιδεύεται µεταξύ του ΦΕ και του κερατοειδή, έχουµε: ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 6

7 C = (n-n t ) (1/r 1 1/r 2 ) = 0.04 (1/r 1 1/r 2 ) ΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΟΡΑΣΗ «Οφθαλµικοί Φακοί Φακοί Επαφής» Βλέπουµε εποµένως ότι ο αστιγµατισµός, λόγω της ύπαρξης του δακρυικού φακού, µειώνεται περίπου στο 10% (0.04/0.376=0.1x). Βέβαια στην πραγµατικότητα η οπίσθια επιφάνεια του κερατοειδή µπορεί να παρουσιάζει και αυτή κάποιο αστιγµατισµό, γεγονός που περιπλέκει τους υπολογισµούς. Επίσης, να τονιστεί ότι οι σκληροί ΦΕ µπορούν να εξουδετερώσουν αστιγµατισµό στην πράξη µέχρι περίπου 2-3D, µια και σε µεγαλύτερους αστιγµατισµούς δεν είναι εφικτή η εφαρµογή τους. Τέλος, υπάρχει η περίπτωση ο αστιγµατισµός να µην οφείλεται στον κερατοειδή αλλά στον κρυσταλοειδή φακό. Σε αυτή την περίπτωση δεν είναι εφικτή η εξουδετέρωσή του µε σφαιρικό ΦΕ και η διόρθωση του αστιγµατικού σφάλµατος επιτυγχάνεται µε την χρήση µαλακών τορικών ΦΕ. ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 7

8 Φακοί Επαφής Ορθοκερατολογία ΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΟΡΑΣΗ «Οφθαλµικοί Φακοί Φακοί Επαφής» Ως ορθοκερατολογία ορίζεται η µή επεµβατική διαδικασία διόρθωσης του διαθλαστικού σφάλµατος του οφθαλµού. Αφορά την εφαρµογή κατά τη διάρκεια του ύπνου µιας σειράς ειδικά σχεδιασµένων ηµίσκληρων φακών επαφής (ορθοκερατοπτικοί ΦΕ) (RGP rigid gas permeable), µε υψηλό δείκτη διαπερατότητας σε οξυγόνο µε σκοπό τον σταδιακό και προοδευτικό ανασχηµατισµό της καµπυλότητας του κερατοειδούς, έτσι ώστε να µειωθούν, ή να εξαλειφθούν διαθλαστικά σφάλµατα µυωπίας και αστιγµατισµού (γίνονται προσπάθειες και για για τη διόρθωση της υπερµετρωπίας). Οι ορθοκερατοπτικοί Φ.Ε. ασκούν πίεση στο επιθήλιο, επιτυγχάνοντας µείωση του πάχους του κερατοειδή στην κεντρική του µοίρα, µε παράλληλη αύξηση του πάχους του στην περιφέρεια, τα οποία συντελούν στην µεταβολή της διαθλαστικής του δύναµης (εικόνα 1) και την διόρθωση του οπτικού σφάλµατος. Η διαδικασία επιλογής του κατάλληλου ορθοκερατοπτικού φακού στηρίζεται στον ακριβή προσδιορισµό του διαθλαστικού σφάλµατος και των κερατοµετρικών ενδείξεων. Μετά την εφαρµογή γίνεται τεστ φλουορεσεΐνης, ώστε να διαπιστωθεί η σωστή επικέντρωση. Οι φακοί εφαρµόζονται κατά τη διάρκεια του ύπνου και αφαιρούνται το πρωί χωρίς να υπάρχει ανάγκη διόρθωσης για όλη την ηµέρα. H επιπέδωση του κερατοειδούς ξεκινάει από τα πρώτα λεπτά εφαρµογής. Το 50% της επίδρασης επιτυγχάνεται την 1η ώρα και το 75% την πρώτη νύχτα εφαρµογής. Οι αλλαγές σταθεροποιούνται τη 10η µέρα περίπου (βλ. Σχ. 8), ενώ οι φακοί συνεχίζουν να εφαρµόζονται για συντήρηση κάθε βράδυ τις επόµενες ηµέρες και µετά από κάποιο διάστηµα κάθε δεύτερο ή και τρίτο βράδυ ανάλογα µε την περίπτωση, αφού η διαθλστική διόρθωση δεν είναι µόνιµη. Αν διακοπεί η καθηµερινή εφαρµογή ο κερατοειδής επανέρχεται σταδιακά (σε 90 περίπου µέρες) στην αρχική του κατάσταση επαναφέροντας και το αρχικό διαθλαστικό σφάλµα. ιαθλαστικό Σφάλµα (D) Χρόνος (ηµέρες) ΣΧΗΜΑ 8 Σχετικά µε τια αλλαγές που συµβαίνουν στο πάχος του κερατοειδή, είναι εµφανής η λέπτυνση του κεντρικού κερατοειδή, η οποία όπως διαπιστώνεται από το Σχ. 9 (εικόνα 8), οφείλεται κυρίως στην µείωση του πάχους του επιθηλίου. Πιστεύεται ότυ αυτό µπορεί να οφείλεται σε απώλεια-πολτοποίηση επιθηλιακών κερατοκυττάρων (Greenberg-Hill µελέτη σε κουνέλια) Αφυδάτωση των κυττάρων ή µετανάστευση κερατοκυττάρων από το κέντρο προς την περιφέρεια (Holden et al., µελέτη σε γάτα) (βλ. Σχ.9). ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 8

9 Όσο αφορά τον µεσοπεριφερικό κερατοειδή αυτός αυξάνεται σε πάχος και αυτό οφείλεται κυρίως στην αύξηση του πάχους του στρώµατος (βλ. Σχ. 9), ως αποτέλεσµα οίδηµατος του κερατοειδή, απόθεσης ουσιών από το υπόστρωµα, λόγω της αρνητικής πίεσης από το ΦΕ στο σηµείο αυτό (reverse curve of lens), ενώ επικρατέστερη είναι η άποψη που σχετίζεται µε τη µετανάστευση κυττάρων προερχόµενα από τον κεντρικό κερατοειδή. ΣΧΗΜΑ 9 Η ορθοκερατολογία συνιστάται σε άτοµα άτοµα που έχουν το πολύ έως -4.50D µυωπία µε κερατοειδικό αστιγµατισµό έως -1.50D. Ο αστιγµατισµός που µπορεί να µειωθεί είναι σύµφωνα µε τον κανόνα, ενώ αντιθέτως αστιγµατισµός παρά τον κανόνα µπορεί να χειροτερέψει, λόγω του ότι υπάρχει η τάση επιπέδωσης του κάθετου µεσηµβρινού του κερατοειδούς, εξαιτίας της διεύθυνσης ανοιγοκλεισίµατος των βλεφάρων. Τα όρια αυτά δεν σηµαίνουν βέβαια ότι σε άτοµα µε µεγαλύτερο διαθλαστικό σφάλµα είναι επικίνδυνη η ορθοκερατολογία, απλά ένα ποσοστό της µυωπίας µειώνεται. Επίσης, δεν συνιστάται σε διαµέτρους κόρης µεγαλύτερες από την κέντρική οπτική ζώνη του φακού για την αποφυγή φαινοµένων λάµψης στην περιφερική όραση ειδικά σε συνθήκες µη επαρκούς φωτισµού. Η ορθοκερατολογία µπορεί επίσης να αποτελέσει µέθοδο βελτίωσης της επιφάνειας του κερατοειδούς µετά από κερατοπλαστική ή για την τελειοποίηση του αποτελέσµατος της κερατεκτοµής. ΠΛΑΪΝΗΣ, ΒΕΜΜΟ 9