Avaliação da estabilidade mecânica de lentes intraoculares usando correlação de imagem digital

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9437 (2023) Cite este artigo

Detalhes das métricas

Este estudo teve como objetivo avaliar a estabilidade mecânica de sete diferentes designs hápticos de lentes intraoculares (LIO) usando correlação de imagem digital para medir seus biomarcadores mecânicos (deslocamento axial, inclinação e rotação) sob compressão quase estática. As LIOs foram comprimidas entre dois grampos de 11,00 até 9,50 mm, enquanto um conjunto de dados de deformação 3D foi adquirido a cada 0,04 mm. Os resultados revelaram que os designs de LIO flexíveis e mistos exibiram melhor resposta mecânica para diâmetros de compressão menores em comparação com designs rígidos. Por outro lado, os designs rígidos tiveram melhor desempenho para diâmetros de compressão maiores. Essas descobertas podem ajudar na seleção e desenvolvimento de designs de LIO mais estáveis ​​mecanicamente.

A posição da lente intraocular (LIO) dentro do saco capsular é fundamental para o desempenho visual do paciente após a cirurgia de catarata1,2. O deslocamento axial da lente intraocular pode levar a erro refrativo residual3,4; a inclinação pode exigir explicação ou reposicionamento5,6; enquanto a rotação e a descentralização são fatores cruciais para LIOs multifocais tóricas e assimétricas7,8,9, ver Fig. 1.

Esboço do efeito da estabilidade mecânica da LIO no desempenho óptico.

Para garantir a estabilidade mecânica das LIOs antes da comercialização, as LIOs são testadas de acordo com a ISO 11979:3:2012—Propriedades mecânicas e métodos de teste10, que consiste em comprimir a LIO em um poço de compressão de tamanho único de 10,00 mm e avaliar os principais biomarcadores (deslocamento axial, inclinação, rotação e descentralização), que estão relacionados ao desempenho óptico do paciente no pós-operatório11. Esses biomarcadores mecânicos geralmente são medidos manualmente3,4,11,12,13,14, envolvendo tanto erro de medição devido à dificuldade de medição em microescala quanto custo de tempo significativo.

O padrão ISO 11979–3:2012 também é usado para determinar se modificações em modelos existentes requerem investigações clínicas. Entretanto, uma limitação da ISO é que as LIOs destinadas ao saco capsular devem ser medidas em poço de compressão com diâmetro de 10,00 mm, quando a variabilidade do diâmetro do saco capsular pós-catarata é relativamente maior15,16,17,18.

Para levar em conta a variabilidade da bolsa capsular pós-catarata e abordar o tedioso trabalho de medição manual, este estudo teve como objetivo avaliar sete LIOs diferentes em um teste de compressão quase estática, de diâmetro de 11,00 a 9,50 mm com um método de medição automática. O estudo mediu os biomarcadores mecânicos dessas LIOs usando um método de medição automática chamado Digital Image Correlation (DIC)19,20, variando o diâmetro do poço de compressão de 11,00 a 9,50 mm.

DIC é um método óptico não interferométrico que pode medir com precisão o deslocamento 3D usando um par de câmeras e padrões de manchas de superfície no objeto de estudo (ótica IOL)21. Essas câmeras são colocadas em diferentes ângulos para capturar imagens do objeto de vários pontos de vista, permitindo a reconstrução 3D de sua superfície. O padrão de manchas na superfície do objeto é então correlacionado em duas imagens sincronizadas para quantificar sua deformação 3D. Essencialmente, o DIC funciona comparando os padrões de speckle em duas imagens e calculando quanto eles mudaram em relação um ao outro, o que permite a medição precisa do deslocamento da superfície do objeto21. Vale a pena notar que o uso de padrões de speckle de superfície é crucial para o sucesso do DIC, pois esses padrões permitem o rastreamento preciso de deformações de superfície que podem não ser facilmente visíveis de outra forma. Na oftalmologia, o DIC tem sido empregado em diversos estudos, como a medição do deslocamento em testes de esclera e inflação ocular da córnea22,23 e a observação da deformação da córnea em testes de pulso de ar, como o Corvis ST24.

A Tabela 1 descreve as sete LIOs sob investigação. Estas lentes foram propositadamente escolhidas por abrangerem a maior parte do mercado pelos seus 3 materiais utilizados (acrilato hidrofílico e hidrofóbico e PMMA) e pelos seus 6 designs hápticos diferentes, sendo o design C-loop (o repetido no estudo) o mais projeto comum em todo o mundo. Cada LIO foi avaliada 5 vezes (n = 5).