Model for Predicting the Optical Performance of the Eye in Refractive Surgery

BACKGROUND: Predicting the outcome of refractive surgical procedures is one of the chief goals of the refractive surgeon. Besides perfecting the change required to nullify a refractive error, the optical quality of the postsurgical eye should be maximized. METHODS: A model eye useful for predicting the likely effects on the optical performance of the eye as a result of refractive surgical intervention is presented. The model features aspheric ocular interfaces, a grathent refractive index within the lens, and a uni-index cornea. The dimensions of the model parameters are taken from the literature. Baker's method of ray tracing through aspheric surfaces is used to predict the lateral spherical aberration of the eye for specific pupil sizes. The results for various operational conditions such as number of lens layers and corneal shape were calculated. RESULTS: The model predicts that optimal opticai imagery is produced when the corneal profile is represented by a flattening ellipse (shape factor= .65 to .85). Ideally, in refractive surgery involving the cornea, the postoperative corneal contour should conform to this flattening ellipse. Refract Corneal Surg 1993;9:366-375.) RÉSUMÉ INTRODUCTION: La prévision du résultat de la chirurgie refractive est Ie but principale du chirurgien. En plus de réaliser le changement de pouvoir réfractif, il faut maximiser la qualité optique de l'oeil en postopératoire. MÉTHODES: Nous présentons un oeil modèle qui sert à montrer les effets optiques probables de la chirurgie refractive. Le modèle est équipé d'interfaces oculaires asphériques, d'un indice de réfraction variable du cristallin, et d'une cornée d'un seule indice de réfraction. Nous nous sommes référés à différents articles scientifiques pour les dimensions du modèle. L'analyse des rayons à travers des surfaces asphériques selon Baker fut utilisée afin de prédire l'écart sphérique latéral de l'oeil aux différentes tailles pupillaires. Les résultats sous différentes conditions opérationnelles furent calculés en variant le nombre de couches du cristallin et la forme de la cornée. RÉSULTATS ET CONCLUSIONS: Le modèle nous montre que l'image optique optimum est produite lorsque le profii corneen est représenté par une ellipse aplanissante (facteur de forme = 0,65 à 0,85). L'idéal serait que le contour corneen après la chirurgie refractive suive cette ellipse aplanissante. (Translated by Rob Mack, MD, Iowa City, Iowa.) SOMMARIO PREMESSA: Uno degli obiettivi principali del chirurgo refrattivo e la previsione del risultato dell' intervento chirurgico. Oltre a perfezionare la variazione richiesta per annullare un errore refrattivo, deve essere potenziata al massimo la qualità ottica postoperatoria dell occhio trattato. METODI: Viene presentato un modello oculare utile per prevedere i probabili effetti dell intervento chirurgico refrattivo sulle prestazioni ottiche dell occhio. Il modello e caratterizzato dalla presenza di interfacce oculari asferiche, un grathente di indice refrattivo entro la lente ed una cornea monoindice. Le dimensioni dei parametri del modello sono estratte dalla letteratura. Per prevedere l'aberrazione sferica laterale deJP occhio in funzione di specifici diametri pupillari e stato usato il metodo di tracciamento del raggio attraverso superfici asferiche, secondo Baker.