Valutazione della stabilità meccanica delle lenti intraoculari mediante correlazione di immagini digitali

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9437 (2023) Citare questo articolo

Dettagli sulle metriche

Questo studio mirava a valutare la stabilità meccanica di sette diversi modelli tattili di lenti intraoculari (IOL) utilizzando la correlazione delle immagini digitali per misurare i loro biomarcatori meccanici (spostamento assiale, inclinazione e rotazione) sotto compressione quasi statica. Le IOL sono state compresse tra due morsetti da 11,00 fino a 9,50 mm mentre è stato acquisito un set di dati di deformazione 3D ogni 0,04 mm. I risultati hanno rivelato che i modelli di IOL flessibili e misti hanno mostrato una migliore risposta meccanica per diametri di compressione più piccoli rispetto ai modelli rigidi. Al contrario, i design rigidi hanno funzionato meglio per diametri di compressione maggiori. Questi risultati possono aiutare nella selezione e nello sviluppo di modelli di IOL più meccanicamente stabili.

La posizione della lente intraoculare (IOL) all'interno del sacco capsulare è fondamentale per le prestazioni visive del paziente dopo l'intervento di cataratta1,2. Lo spostamento assiale della lente intraoculare può portare a un errore refrattivo residuo3,4; l'inclinazione può richiedere spiegazioni o riposizionamento5,6; mentre la rotazione e il decentramento sono fattori cruciali per le IOL multifocali toriche e asimmetriche7,8,9, vedere Fig. 1.

Cenni sull'effetto della stabilità meccanica della IOL sulle prestazioni ottiche.

Per garantire la stabilità meccanica delle IOL prima della commercializzazione, le IOL vengono testate secondo la norma ISO 11979:3:2012—Proprietà meccaniche e metodi di prova10, che consiste nel comprimere la IOL in un pozzetto di compressione a dimensione unica di 10,00 mm e valutare le principali caratteristiche meccaniche biomarcatori (spostamento assiale, inclinazione, rotazione e decentramento), che sono correlati alle prestazioni ottiche del paziente dopo l'intervento chirurgico11. Questi biomarcatori meccanici vengono solitamente misurati manualmente3,4,11,12,13,14, comportando sia errori di misurazione dovuti alla difficoltà di misurazione su microscala che un notevole dispendio di tempo.

Lo standard ISO 11979–3:2012 viene utilizzato anche per determinare se le modifiche ai modelli esistenti richiedono indagini cliniche. Tuttavia, una limitazione della ISO è che le IOL destinate al sacco capsulare devono essere misurate in un pozzetto di compressione con un diametro di 10,00 mm, quando la variabilità del diametro del sacco capsulare postcataratta è relativamente maggiore15,16,17,18.

Per tenere conto della variabilità del sacco capsulare postcataratta e affrontare il tedioso lavoro della misurazione manuale, questo studio mirava a valutare sette diverse IOL in un test di compressione quasi statico, dal diametro di 11,00 a 9,50 mm con un metodo di misurazione automatico. Lo studio ha misurato i biomarcatori meccanici di queste IOL utilizzando un metodo di misurazione automatico chiamato Digital Image Correlation (DIC)19,20, variando il diametro del pozzetto di compressione da 11,00 a 9,50 mm.

Il DIC è un metodo ottico non interferometrico in grado di misurare con precisione lo spostamento 3D utilizzando una coppia di fotocamere e modelli di macchie superficiali sull'oggetto di studio (ottica IOL)21. Queste telecamere sono posizionate ad angoli diversi per catturare immagini dell'oggetto da più punti di vista, consentendo la ricostruzione 3D della sua superficie. Il motivo maculato sulla superficie dell'oggetto viene quindi correlato tra due immagini sincronizzate per quantificarne la deformazione 3D. Essenzialmente, il DIC funziona confrontando i modelli di macchie in due immagini e calcolando quanto si sono spostati l'uno rispetto all'altro, il che consente una misurazione accurata dello spostamento della superficie dell'oggetto21. Vale la pena notare che l'uso di modelli maculati di superficie è cruciale per il successo del DIC, poiché questi modelli consentono un tracciamento accurato delle deformazioni superficiali che altrimenti potrebbero non essere facilmente visibili. In oftalmologia, la DIC è stata impiegata in vari studi, come la misurazione dello spostamento nei test di gonfiaggio della sclera e della cornea22,23 e l'osservazione della deformazione corneale nei test con impulsi d'aria, come il Corvis ST24.

La tabella 1 descrive le sette IOL sotto indagine. Queste lenti sono state scelte appositamente in quanto coprono la maggior parte del mercato per i 3 materiali utilizzati (acrilato idrofilo e idrofobo e PMMA) e i loro 6 diversi design tattili, essendo il design C-loop (quello ripetuto nello studio) il più disegno comune in tutto il mondo. Ciascuna IOL è stata valutata 5 volte (n = 5).