Background and purpose: Aniseikonia as one of the major risk factors for asthenopic problems is mostly overlooked in modern cataract surgery. The purpose of this study was to develop a simple calculation scheme for clinicians to predict the object to image magnification in a pseudophakic eye with biometric data.
Methods: The calculation scheme for object to image magnification in the pseudophakic eye is based on a vergence calculation of the lens power with theoretical optical formulae. From the biometric data, which are typically derived from both eyes during lens power calculation, the vergences in front of and behind the 3 or 4 refractive surfaces of the pseudophakic eye model are used to predict the magnification for objects at infinity or objects located at a finite measurement distance (e.g. 5 m).
Results: With a formula-based lens power calculation a pseudophakic eye model is set up with 3 or 4 refractive surfaces (postoperative spectacle refraction; thick cornea described by anterior surface or thick cornea characterized by anterior and posterior surfaces; intraocular lens). The vergence in front of and behind each refractive surface is derived by means of linear Gaussian optics. The quotient of the product of all vergences in front of the surfaces and the product of all vergences behind the respective surfaces describes the object to image magnification of the eye. A comparison of the object to image magnification of both eyes yields the retinal image size disparity or aniseikonia. This calculation strategy is shown in a step-by-step approach exemplarily for the Haigis and Hoffer‑Q formulae (3 surfaces) and the Castrop formula (4 surfaces).
Conclusion: If during planning and lens power calculation biometry is performed for both eyes, ocular magnification of both eyes can be easily derived with this calculation scheme and aniseikonia can be extracted from a comparison of magnification of both eyes. Such a simple prediction should be established as a standard for precataract biometry and lens power calculation for early detection and avoidance of asthenopic complaints after cataract surgery.
Zusammenfassung: HINTERGRUND UND ZIELSETZUNG: Die Aniseikonie als mögliche Ursache asthenopischer Beschwerden tritt bei der modernen Kataraktchirurgie oft in den Hintergrund. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, dem Kliniker ein einfaches Berechnungsmodell an die Hand zu geben, mit dem der Abbildungsmaßstab des pseudophaken Auges abgeschätzt werden kann.
Methoden: Das Berechnungsschema für den Abbildungsmaßstab des pseudophaken Auges bezieht sich auf die formelbasierte (vergenzbasierte) Berechnung der Intraokularlinse mit theoretisch-optischen Formeln. Aus den biometrischen Größen, die in der Regel für beide Augen bei der Linsenberechnung vorliegen, kann aus den Vergenzen vor und hinter den 3 oder 4 refraktiven Grenzflächen im pseudophaken Augenmodell der Abbildungsmaßstab für Objekte im Unendlichen oder in einer endlichen Messdistanz ermittelt werden.
Ergebnisse: Bei der formelbasierten Berechnung wird ein pseudophakes Augenmodell mit 3 bzw. 4 refraktiven Grenzflächen (postoperative Brillenrefraktion; dünne Hornhaut, beschrieben durch die Vorderfläche, bzw. dicke Hornhaut, beschrieben durch die Vorder- und Rückfläche; Intraokularlinse) definiert und mit den Methoden der linearen Optik die Vergenz vor und hinter jeder Grenzfläche bestimmt. Der Quotient aus dem Produkt der Vergenzen vor den Grenzflächen und dem Produkt der Vergenzen unmittelbar hinter den Grenzflächen beschreibt direkt den Abbildungsmaßstab des Auges. Aus dem Vergleich des Abbildungsmaßstabs beider Augen kann unmittelbar der retinale Bildgrößenunterschied ermittelt werden. Exemplarisch wird dies anhand der Haigis- und Hoffer-Q-Formel (3 Flächen) und der Castrop-Formel (4 Flächen) gezeigt.
Schlussfolgerungen: Wird bei der Planung der Kataraktoperation die Biometrie und Linsenberechnung an beiden Augen durchgeführt, so kann mit einfachen Mitteln der Abbildungsmaßstab bei beiden Augen und aus dem Vergleich beider Augen die Aniseikonie des pseudophaken Patienten ermittelt werden. Eine derartige Abschätzung sollte fester Bestandteil der Linsenberechnung werden, um mögliche asthenopische Beschwerden nach der Kataraktoperation früh zu erkennen.
Keywords: Aniseikonia; Biometry; Lens power calculation; Ocular magnification; Retinal image size.
© 2021. The Author(s).