Pupile Uyarlanmış Katarakt Cerrahisi

Katarakt cerrahisi, katarakt hastaları için görme kalitesinin ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesinde önemli bir role sahiptir. On yıllardır katarakt cerrahisi yapılmasına rağmen, gelişmeye ihtiyacı olan alanları vardır ve günümüzde bilimsel ve teknolojik yöntemler bize mükemmel görsel sonuçlar elde etme fırsatı sunuyor [1]. Önceleri katarakt uzaklaştırılıp gözlük reçete edilirdi ancak şimdi biz göz hekimleri istenilen refraktif etkinin sağlanması,
hasta beklentisinin karşılanması ve gözlük ihtiyacının azaltılması için uygun göz içi lensi seçimi yapıyoruz. Modern katarakt cerrahisi, refraktif cerrahinin bazı yönlerine sahiptir, çünkü postoperatif (post-op) refraktif kusurlar gelişen göz içi lensi (GİL) teknolojisi, küçük kesili cerrahi yöntem, hatasız biyometri ve hastanın beklentisinin iyi anlaşılması ile azaltılabilir [1]. Bununla birlikte pupil boyutunun da cerrahi işlemin görsel sonuçlarında önemli rol oynadığı bilinmektedir [2-6]. Bu yazımızda post-op görsel performans ve pupil boyutu ilişkisinin önemini tartışacağız. Ayrıca bu ilişki temelinde maksimum görsel performansı sağlayabilecek çok odaklı GİL’lerde olması gereken optimum enerji dağılımı ve aydınlanma verimliliği üzerinde duracağız. İnsan görme sisteminin verimi aberasyonlar, difraksiyon, saçılma, sınırlı reseptör sayısı, optik elemanların eksenel olmayışı ve nöral iletimde kısıtlardan olumsuz etkilenir. Küçülen pupil boyutu odak derinliğini
(Depth of Focus, DoF) artırmada, yüksek sıralı aberasyonları (High Order Aberrations, HOAs), saçılmayı ve pozitif disfotopsiyi azaltmada avantajlı iken [7,8,9]; retinal aydınlanma, nokta yayılma işlevi (Point Spread Function, PSF) ve difraksiyon kısıtı açısından dezavantaja sahiptir [10]. Genel olarak insan gözü pupil boyutu 2 mm’nin altına indiğinde difraksiyon limitli iken (bozulan PSF, artan Airy Disk çapı) 3 mm’nin üzerine çıktığında ise aberasyon limitli hale gelir [11,12].

Psödofakik hastalarda görme kalitesini daha iyi anlamak ve çok odaklı lenslerde optimum enerji dağılımını tasarlamak için, modern fakoemülsifikasyon teknikleri kullanılarak yapılan katarakt cerrahisinin sonucu pupil boyutunda ne gibi değişiklikler olduğunu bilmek gerekir. Pupile uyarlanmış katarakt cerrahisi (Pupil Customized Cataract Surgery, PCCS), katarakt hastalarında pupil boyutunun cerrahi öncesi değerlendirilmesiyle post-op görsel performansı ve sonraki hasta memnuniyetini tahmin etmek ve en üst düzeye çıkarmak anlamına gelir. Bilindiği üzere pupil boyutu yaşla birlikte dramatik olarak küçülür (senil myozis) (Şekil 2) [13].

Ayrıca yapılan çok sayıda çalışma gösteriyor ki komplike olmayan rutin fako cerrahisi sonrası, pupil boyutu istatistiksel olarak birinci ayda pre-op değerlere göre anlamlı miktarda küçülme gösteriyor. Birinci aydan sonra ise mevcut küçülme istatistiksel olarak anlam taşımamakla birlikte pupil boyutundaki değişkenlik preop duruma göre azalıyor. Bunların dışında aydınlanma miktarı ve akomodasyon da pupil boyutu üzerinde etkili diğer parametrelerdir (Şekil 3-4) [14-25]. Retinadaki koni (cone) ve çubuk (rod) reseptörlerin cevapları ile kombine pupiller tepkiye dayanarak, farklı aydınlatma seviyeleri (cd/m2) altında üç ana görme işlevi modu gözlemlenir: fotopik (parlak ışık), skotopik (düşük ışık koşulları) ve mezopik (loş ışık). Gözlemlenen nesnenin parlaklık seviyesi, arka plan ve çevresi, çubukların ve konilerin aktivitesini retina aydınlık seviyesi (ışık yoğunluğu) ile belirler. Ayrıca görsel sistem, pupilin çevresinden giren ışığa göre pupil merkezinden gelen ışığa daha duyarlıdır.

Buna birinci türden Stiles-Crawford Etkisi (SCE-I) denir ve “retinanın yönsel duyarlılığı” olarak da bilinir, retina duyarlılığının açısal bağımlılığını tanımlar [27]. Bu nedenle pupil çevresinden geçen ışık, görmeyi uyarmada merkeze yakın geçen ışıktan daha az etkilidir, eksenel ışık, eksen dışı ışıktan daha keskin görüntüler oluşturur ve dolayısıyla odak derinliğini arttırır [27,28]. Oftalmolojik uygulamalar için difraktif lensler, refraktif bir gövdeye eklenen difraktif bir modele sahip hibrit lensler olarak yapılmıştır. Genellikle lensin bir tarafı tamamen refraktif iken diğer tarafında refraktif taban çizgisinin üzerine yerleştirilmiş bir difraktif yüzey vardır. Çok odaklı difraktif lensler sadece adisyonları ve odak sayıları ile değil aynı zamanda her odak için belirlenen enerji dağılımı ile de farklılık gösterirler. Difraktif yüzeyleri karşılaştırırken, önemli bir faktör de difraksiyon verimliliğidir. Difraksiyon verimliliği optik gücün ne kadarının istenen odak noktalarına yönlendirildiğinin bir ölçüsüdür [29].

Pupilin daralması lensin odak derinliğini artırır, küçük pupil için bu etki genellikle
tek bir odak sağlayan bir lensle bile tüm mesafelerde nispeten iyi bir görüş sağlar. Birçok modern multifokal ve artırılmış odak derinliği (enhanced depth of focus, EDOF) lensi, ışık enerjisi dağılımını orta veya yakın görüş tarafından baskın olmasına izin vererek bu etkiden yararlanır [30]. Tartışma şudur ki; eğer bu lensin merkezinde sağlanmışsa küçük diyafram açıklıkları için geniş alan derinliği nedeniyle fotopik koşullarda kullanıcı için yeterince iyi çalışacaktır, ancak yakın ve / veya orta görüş için sağlanan bu yoğunluk, özellikle biraz daha büyük pupil boyutlarına sahip mezopik koşullar için etkili olmaktan çıkabilir [30,31,32]. Öte yandan mezopik koşullar için yakın ve orta güçlerin adisyonları çoğu mesafade uygulanabilir görüş sağlamak için önemlidir. Mezopik koşullarda genellikle gözlük kullanmadan iyi bir okuma imkânı sağlamak için enerji dağılımında yakın görmeyi orta görüşten daha güçlü tutmak hedeflenmelidir.

Bildiğimiz üzere rutin oftalmolojik muayenede görme keskinliği (high-contrast visual acuity) değerlendirmesi fotopik koşullarda beyaz zemin üzerinde siyah harflerden oluşan maksimum kontrastlı görme eşelleri ile yapılıyor. Görme keskinliği hala refraktif cerrahi ve katarakt cerrahisi sonrası görsel performansı değerlendirmede kullanılan en yaygın ölçüdür. Bununla birlikte retinal görüntü kalitesinin düşük aydınlatma ve düşük kontrastlı görme keskinliği (Low-contrast visual acuity) ile daha çok korele olduğu gösterilmiştir [33,34,35]. İnsanların günlük yaşamları incelendiğinde fotopik koşullarda yüksek kontrastlı görüş sağlayan aktiviteler toplam aktivite zamanının %5-20 sini oluşturmaktadır. Günlük hayatın büyük bir bölümü düşük kontrastlı, mezopik koşullarda gerçekleştirilen aktiviteleri
içerir. Bu bilgiler ışığında rutin muayenede yapılan görme değerlendirmesinde başarılı performans sergileyebilen bir göz içi lensi gerçek hayat koşullarında kötü performans sergileyebilir ve bu durum doğrudan hasta memnuniyetini azaltabilir [36].
Tüm bu bilgiler ışığında difraktif çok odaklı bir lensin maksimum enerji verimliliğine ulaşması için enerji dağılımının pupil çapı ve retinal reseptörlerin fonksiyonuna adaptif olarak değişkenlik göstermesi gerekir. Adaptivite burada insan gözü için işlevsel ışık kullanımının bir ölçüsü olarak tanımlanmaktadır. 2 mm ve daha küçük pupil koşulları genellikle fotopik yüksek kontrastlı durumu işaret eder. Akomodasyonda hatta dinlenme halinde dahi bu koşullarda artan odak derinliği adisyon olarak geniş bir diyoptri aralığı için keskin görme sağlar. Ayrıca pupil 1 mm’ye yaklaşırken göz difraksiyon kısıtlı hale gelir. Bu nedenle birçok difraktif çok odaklı lens merkezi bölgeyi uzak odak ve refraktif olarak tasarlar.

Pupil 2 mm’den 3 mm’ye doğru yaklaşırken retinal görüntü kalitesi açısından en yüksek performansı sergiler [11]. Difraktif lenslerin difraksiyon verimliliğinin en yüksek olması gereken açıklık budur. Başka bir deyişle difraksiyonla elde edilecek ilave odakların enerji dağılımı (orta + yakın + uzak /gelen ışık) bu değerde maksimum olmalıdır. Fernández ve arkadaşlarının yakın zamanda yaptığı “multifokal lens implante edilen hastalarda pupil çapları” başlıklı çalışmada multifokal GİL implante edilen gözlerin fotopik pupil boyutu 3,5 mm veya daha az ve mezopik pupil boyutu 5 mm veya daha azdı [37]. 3,5-5,5 mm arasındaki değerler pseudofakik hastaların %95’inde mezopik koşulları sergiler (ortalama değer 4,5 mm). Pupil bu değerlerde iken enerji dağılımının büyük bir bölümünü uzağa aktaran çok odaklı lenslerde orta ve yakın görüşte dramatik azalmalar meydana geliyor [38,39]. Öyle ki okuma, yemek yapma, ütü, traş olma gibi orta ve yakın desteğe ihtiyaç duyulan günlük aktivitelerde gözlük bağımsızlığı azalıyor. Öte yandan 4,5 mm ve hatta sonrası için de adaptif enerji dağılımını sürdüren lensler gerçek yaşam koşullarında çok daha iyi performans sergileyerek gözlük ihtiyacını minimize ederler.
Teknolojik gelişmelerle birlikte katarakt cerrahisi çok daha komplike bir süreç olmaya gidiyor. Gelişen göz içi lens teknolojisi karşılanmamış hasta ihtiyaçları açısından umut verici olsa da kişiye özel değerlendirme ve planlama gittikçe önem kazanıyor. Pupile uyarlanmış katarakt cerrahisi (PCCS) ile artan difraksiyon verimliliğine ek olarak insan gözünün optik sisteminin bir diğer kısıtı olan aberasyonlar kişiye özel wavefront teknolojisi ile üretilecek kişiye özel göz içi lensleri ile devre dışı bırakılarak cerrahi sonrası görsel performans ve hasta memnuniyeti en üst seviyeye çıkacaktır.

YARARLANILAN KAYNAKLAR:

1) Kamiya, K. (2014). Pupil size and postoperative visual function. In Cataract Surgery: Maximizing Outcomes Through Research (pp. 1-12). Springer, Tokyo.
2) Hayashi, K., Hayashi, H., Nakao, F., & Hayashi, F.(2001). Correlation between pupillary size and intraocular lens decentration and visual acuity of a zonal-progressive multifocal lens and a monofocal lens. Ophthalmology, 108(11), 2011-2017.
3) Applegate, R. A. (2004). Glenn Fry award lecture 2002: wavefront sensing, ideal corrections, and visual performance. Optometry and Vision Science, 81(3), 167-177.
4) Caporossi, A., Martone, G., Casprini, F., & Rapisarda, L. (2007). Prospective randomized study of clinical performance of 3 aspheric and 2 spherical intraocular lenses in 250 eyes. Journal of Refractive Surgery, 23(7), 639-648.
5) Ito, M., Shimizu, K., Amano, R., & Handa, T.
(2009). Assessment of visual performance in pseudophakic monovision. Journal of Cataract & Refractive Surgery, 35(4), 710-714. Oshika, T., Tokunaga, T., Samejima, T., Miyata,
K., Kawana, K., & Kaji, Y. (2006). Influence of pupil diameter on the relation between ocular higher-order aberration and contrast sensitivity after laser in situ keratomileusis. Investigative ophthalmology & visual science, 47(4), 1334-1338.
7)Strang, N. C., Atchison, D. A., & Woods, R. L. (1999). Effects of defocus and pupil size on human contrast sensitivity. Ophthalmic and Physiological Optics, 19(5), 415-426.
8)Milsom, P. K., Till, S. J., & Rowlands, G. (2006). The effect of ocular aberrations on retinal laser damage thresholds in the human eye. Health physics, 91(1), 20-28.
9)Schwiegerling, J. (2000). Theoretical limits to visual performance. Survey of ophthalmology, 45(2), 139-146.
10) Hersh, P. S., Schwartz-Goldstein, B. H., Durrie, D., Cavanaugh, T., Hunkeler, J., Michelson, M., … & Summit Photorefractive Keratectomy Topography Study Group. (1995). Corneal topography of phase III excimer laser photorefractive keratectomy: characterization and clinical effects. Ophthalmology, 102(6), 963-978.
11)Ramamurthy, M., & Lakshminarayanan, V. (2015). Human Vision and Perception, Handbook of Advanced Lighting Technology.
12)Roorda, A., Garcia, C. A., Martin, J. A., Poonja, S., Queener, H., Romero-Borja, F., … & Zhang, Y. (2006). What can adaptive optics do for a scanning laser ophthalmoscope? Bull. Soc. belge Ophtalmol, 302, 231.
13)Radhakrishnan, H., & Neil Charman, W. (2007). Age‐related changes in static accommodation and accommodative miosis. Ophthalmic and Physiological Optics, 27(4), 342-352.
14)Birren, J. E., Casperson, R. C., & Botwinick, J. (1950). Age changes in pupil size. Journal of Gerontology, 5(3), 216-221.
15)Kadlecova, V., Peleška, M., & Vaško, A. (1958). Dependence on age of the diameter of the pupil in the dark. Nature, 182(4648), 1520-1521.
16)Seitz, R. (1957). The dependence on age of the dilation of the dark-adapted pupil. Klin Monbl Augenheilkd, 131, 48-56.
17)Said, F. S., & Sawires, W. S. (1972). Age dependence of changes in pupil diameter in the dark. Optica Acta: International Journal of Optics, 19(5), 359-361.
18)Korczyn, A. D., Laor, N., & Nemet, P. (1976). Sympathetic pupillary tone in old age. Archives of Ophthalmology, 94(11), 1905-1906.
19)Lowenfeld IE. (1979). Pupillary changes related to age. In: Thompson HS, editor. Topics in neuroophthalmology. Baltimore: Williams & Wilkins, 124–50.
20)Koch, D. D., Samuelson, S. W., Haft, E. A., & Merin, L. M. (1991). Pupillary and responsiveness: Implications for selection of a bifocal intraocular lens. Ophthalmology, 98(7), 1030-1035.
21)Camellin, M., Gambino, F., & Casaro, S. (2005). Measurement of the spatial shift of the pupil center. Journal of Cataract & Refractive Surgery, 31(9), 1719-1721.
22) Fry, G. A. (1945). The relation of pupil size to accommodation and convergence. Optometry and Vision Science, 22(10), 451-465.
23)Marg, E., & Morgan Jr, M. W. (1949). The pupillary near reflex, the relation of pupillary diameter to accommodation and the various components of convergence. Optometry and Vision Science, 26(5), 183-198.
24)López-Gil, N., Chateau, N., Castejón-Monchón, J. F., Artal, P., & Benito, A. (2003). Correcting ocular aberrations by soft contact lenses. S Afr Optom, 62(4), 173-177.
25)Wyatt, H. J., & Musselman, J. F. (1981). Pupillary light reflex in humans: evidence for an unbalanced pathway from nasal retina, and for signal cancellation in brainstem. Vision research, 21(4), 513-525.
26)Winn, B., Whitaker, D., Elliott, D. B., & Phillips, N. J. (1994). Factors affecting light-adapted pupil size in normal human subjects. Investigative ophthalmology & visual science, 35(3), 1132-1137.
27)Westheimer, G. (2008). Directional sensitivity of the retina: 75 years of Stiles–Crawford effect. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275(1653), 2777-2786.
28)Fink, W., & Micol, D. (2006). simEye: computer-based simulation of visual perception under various eye defects using Zernike polynomials. Journal of biomedical optics, 11(5), 054011.
29)”Diffraction Efficiency & Relationship between Diffraction Efficiency and Polarization”. Shimadzu Corporation. 2012. Retrieved 3 march 2021.
30)Kanclerz, P., Toto, F., Grzybowski, A., & Alio, J. L. (2020). Extended depth-of-field intraocular lenses: an update. Asia-pacific Journal of Ophthalmology (Philadelphia, Pa.), 9(3), 194.
31)Domínguez-Vicent, A., Esteve-Taboada, J. J., Del Águila-Carrasco, A. J., Monsálvez-Romin, D., & Montés-Micó, R. (2016). In vitro optical quality comparison of 2 trifocal intraocular lenses and 1 progressive multifocal intraocular lens. Journal of Cataract & Refractive Surgery, 42(1), 138-147.
32)Domínguez-Vicent, A., Esteve-Taboada, J. J., Del Águila-Carrasco, A. J., Ferrer-Blasco, T., & Montés-Micó, R. (2016). In vitro optical quality comparison between the Mini WELL Ready progressive multifocal and the TECNIS Symfony. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology, 254(7), 1387-1397.
33)Puell, M. C., Pérez-Carrasco, M. J., Palomo-Alvarez, C., Antona, B., & Barrio, A. (2014). Relationship between halo size and forward light scatter. British Journal of Ophthalmology, 98(10), 1389-1392.
34)Ravalico, G., Baccara, F., & Rinaldi, G. (1993). Contrast sensitivity in multifocal intraocular lenses. Journal of Cataract & Refractive Surgery, 19(1), 22-25.
35)Tanabe, H., Tabuchi, H., Shojo, T., Yamauchi, T., & Takase, K. (2020). Comparison of visual performance between monofocal and multifocal intraocular lenses of the same material and basic design. Scientific reports, 10(1), 1-11.
36)Hiraoka, T., Hoshi, S., Okamoto, Y., Okamoto, F., & Oshika, T. (2015). Mesopic functional visual acuity in normal subjects. PLoS One, 10(7), e0134505.
37)Fernández, J., Rodríguez-Vallejo, M., Martínez, J., Burguera, N., & Piñero, D. P. (2020). Pupil Diameter in Patients With Multifocal Intraocular Lenses. Journal of Refractive Surgery, 36(11), 750-756.
38)VSY Biotechnology; Data on file.
39)Alfonso, J. F., Fernández-Vega, L., Baamonde, M. B., & Montés-Micó, R. (2007). Correlation of pupil size with visual acuity and contrast sensitivity after implantation of an apodized diffractive intraocular lens. Journal of Cataract & Refractive Surgery, 33(3), 430-438.

Konuyla ilgili iletişime geçmek, görüş ve değerlendirmeleriniz için Dr. Efe Can’a
[email protected] adresinden ulaşabilirsiniz.