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Aspheric IOLs

The goals of cataract surgery include employing a lens to counteract positive spherical aberration, offering youthful, functional vision.  — Stephen S. Lane, MD

As individuals age, their visual acuity often deteriorates. The eyes of young people have, on average, zero spherical aberration, and visual performance usually peaks at the age of 19 (Figure 2).3-7 At this age individuals also have maximal contrast sensitivity and quality of vision, and their eyes enable light to be sharply focused, thereby producing sharp, high-quality images.

However, as individuals age their spherical aberration may increase, resulting in reductions of functional vision (Figure 2).8,9 Such deterioration of visual acuity is caused by crystalline lenses losing their ability to compensate for the positive corneal spherical aberrations thereby causing diffusion of light that results in blurred vision.

The goals of cataract surgery among older patients include employing a lens that can counteract positive spherical aberrations, thereby offering youthful functional vision. Eyes implanted with spherical IOLs have significantly higher spherical aberration compared to age-matched phakic eyes (Figure 2). Thus, while Snellen acuity may be improved after cataract surgery, functional vision may still be less than optimal.

Figure 2. Spherical aberration

The eyes of young people have zero spherical aberration. As individuals age, their spherical aberration may increase, resulting in reduced functional vision. Traditional spherical IOLs may also induce spherical aberration.

Source: Steven S. Lane, MD

Implanting an aspheric IOL can help surgeons offer better postoperative vision in patients with spherical aberrations. Such lenses enable focusing of marginal rays of light on the retina in aorder to improve visual acuity, particularly at night. There are several types of aspheric IOLs currently available, including the AcrySof IQ, Tecnis Z9000/9003, and Bausch & Lomb L161AO, each of which provides some unique aspects. AcrySof IQ adds 0.20 µm of negative spherical aberration for a 6 mm pupil, provides reduced optic center thickness compared to other spherical and aspheric IOLs, and offers both UV and yellow filtration properties. Both the Tecnis Z9000/9003 and Bausch & Lomb L161AO offer a thicker profile, multi-piece design, and UV light filtration properties; however, the Tecnis adds 0.27 µm of negative spherical aberration for a 6 mm pupil while the Bausch & Lomb L161AO adds no negative spherical aberration. Each of these factors should be considered when selecting lenses for patients. One of the key elements to consider is whether laser corneal refractive surgery has previously been performed. Individuals treated with hyperopic LASIK or wavefront-guided LASIK may have no spherical aberration and therefore should receive a lens that produces zero negative spherical aberration, such as the L161AO lens. In contrast, an individual with myopia corrected via non-wavefront guided treatment may require an IQ or Tecnis lens.

There are a few potential shortcomings of negative design aspheric IOLs that must be considered. The lenses can induce aberrations, especially coma, if they become decentered.10 As a result, it is essential that accurate centration of the IOL is assured during surgery and there is no displacement afterwards.

In conclusion, cataract surgery should be considered a form of refractive surgery, and eventually IOL refractive surgery may well surpass corneal refractive surgery as the most commonly employed procedure. Those practices that adopt these advances in equipment and techniques and then educate and engage their staff will be in the best position to provide the improved quality of life that our patients demand.

References

1. 1.Holland E, et al. Journal of Cataract and Refractive Surgery. Accepted for publication.
   

2. 2.U.S. Food and Drug Administration Center for Devices and Radiological Health. Summary of Safety and Effectiveness Data. Available at: http://www.fda.gov/cdrh/pdf/p930014s015b.pdf. Accessed January 15, 2009.
   

3. 3.Artal P, Tabernero J, Piers P. Customized modelling to predict the optical quality in eyes implanted with different types of IOLS. Presented at ESCRS 2006.
   

4. 4.Glasser A, Campbell, MC. Presbyopia and the optical changes in the human crystalline lens with age. Vision Research. 1998 Jan;38(2):209-29.
   

5. 5.Smith G, Cox MJ, Calver R, Garner LF. The spherical aberration of the crystalline lens of the human eye. Vision Research. 2001 Jan 15;41(2):235-43.
   

6. 6.Guirao A, González C, Redondo M, Geraghty E, Norrby S, Artal P. Average optical performance of the human eye as a function of age in a normal population. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 1999 Jan;40(1):203-13.
   

7. 7.Wang L, Koch DD. Ocular higher-order aberrations in individuals screened for refractive surgery. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2003 Oct;29(10):1896-903.
   

8. 8.Guirao A, Redondo M, Artal P. Optical aberrations of the human cornea as a function of age. Journal of the Optical Society of America. 2000 Oct;17(10):1697-702.
   

9. 9.Oshika T, Klyce SD, Applegate RA, Howland HC. Changes in corneal wavefront aberrations with aging. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 1999 Jun;40(7):1351-5.
   

10. 10.Altmann GE, Nichamin LD, Lane SS, Pepose JS. Optical performance of 3 intraocular lens designs in the presence of decentration. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2005 Mar;31(3):574-85.
    

Wie schon erwähnt, verliert unsere eigene Linse im Verlauf des Lebens neben seiner Transparenz und Klarheit seine exzellente Abbildungsfähigkeit. Der Grund ist die alternde Linse (siehe auch Graphik Die Standard IOL). Will man jedoch wieder die jugendliche Abbildungsqualität erreichen, dann bietet sich bei grauer Star Operation zunächst die monofokale asphärische PREMIUM IOL an.

Vorraussetzung für diese Versorgung mit dieser Sonderlinse ist:

1. -der Patient hat die Vorzüge der Sonderlinse verstanden
   

2. -der Patient ist bereit die Mehrkosten zwischen 400-500 Euro pro Sonderlinse einschließlich der nötigen Messungen selbst zu tragen ( Privatkassen erstatten diese Kosten)
   

Um die richtige monofokale asphärische Sonderlinse zu bestimmen, werden verschiedene Messungen vor der Katarakt OP durchgeführt:

1. -die berührungslose Messung der Augapfellänge (Biometrie)
   

2. -die berührungslose Messung der Brechkraft der Hornhaut (Topographie)
   

3. -die berührungslose Messung der inneren Zellschicht der Hornhaut (Endothelzellen)
   

4. -die berührungslose Messung der individuellen Asphäre der Hornhaut (corneale Aberration)
   

5. -die berührungslose Messung der zentralen Netzhautschichten (OCT), falls nötig
   

Aus diesen Ergebnissen wird das individuelle asphärische PREMIUM Implantat - die Sonderlinse - bestimmt.

                                                    GRAFISCHE  DARSTELLUNG

            INDIVIDUELL BERECHNETE MONOFOKALE ASPHÄRISCHE PREMIUM IOL

perfekte Abbildungsqualität                   nicht mehr optimale Qualität            Abbildungsqualität der

im jugendlichen Auge                            im älteren Auge                                Standard IOL

- individuelle Abbildungsfehler werden ausgeglichen

- alle Lichtstrahlen werden - wie beim jugendlichen Auge - in einem Punkt gebündelt (Fig I,4-E)

- das Kontrastsehen wird deutlich verbessert

1. -die Fahrsicherheit wird wesentlich verbessert:
   

                          

               bei 90km/h wird ein Fußgänger 14m früher erkannt besonders nachts

1. -die Sonderlinse kann nur einen Fokus (=monofokal) scharf abbilden:           
   

    meist wird diese Linse auf die Ferne eingestellt, und zum Lesen benutzt man eine Lesebrille

1. -bei hellem oder intensivem Sonnenlicht benötigt man eine Sonnenbrille
   

    siehe hierzu das Kapitel Blaulichtfilter mit Aurium IOL

- will man ohne Brille lesen, so ist dies natürlich möglich, man benötigt dann allerdings eine Brille

    zum Autofahren oder Fernsehen.

1. -Monovision ist mit dieser Sonderlinse ebenfalls perfekt zu realisieren, d.h. Gegenstände im Nah- und Fernbereich können richtig erkannt werden.
   

Zusatzinformation:

Das Wissen um die Asphärizität ist nicht neu, sondern vermutlich mehr als 2000 Jahre alt. Auch wenn die alten Ägypter noch nicht die präzisen optisch-physikalischen Formeln kannten, so fanden sich asphärisch geschliffene Linsen bei neueren Ausgrabungen. Man nimmt an, dass durch reine Optimierung der Abbildungsqualität diese altägyptischen asphärischen Oberflächen entstanden sind. Heute hat z.B. jedes Fernrohr  oder jede unserer augenärztlichen Untersuchungseinheit asphärische Linsen.

In der modernen augenärztlichen Versorgung werden asphärische Behandlungsprofile bereits seit Jahren in der Augenlaserbehandlung von Kurz- und Weitsichtigkeit eingesetzt. Führend ist hier die deutsche Firma ALCON WAVELIGHT aus Erlangen, deren Laserplattform die Augenärzte der Praxis Dr.Neuhann& Kollegen, seit Beginn der Entwicklung in der AaM Augenklinik am Marienplatz in München nutzen und dieses Wissen heute bei den Sonderlinsen perfekt anwenden.

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