[Optical aberrations of the eyes with various degrees of myopia]

Vestn Oftalmol. 2021;137(5):14-21. doi: 10.17116/oftalma202113705114.
[Article in Russian]

Abstract

Purpose - to comparatively analyze the wavefront aberrations and biometric parameters of the eyes with various degrees of myopia.

Material and methods: The study included 134 eyes of 67 patients with mild, moderate and high myopia aged 7-28 (mean age 19.3±1.5 years). The following biometric parameters were examined: anterior chamber depth (ACD), lens thickness (LT), axial length (AL), as well as corneal and total aberrations. The parameters were studied on the Galilei G6 system (Ziemer Ophthalmic Systems AG, Switzerland) and the OPD-Scan III aberrometer (Nidek, Japan). Spherical aberration (SA) was estimated as the sum of Z4+Z8+Z12.

Results: As the refraction increased, the root mean square higher-order aberrations (RMS HOA) also increased significantly: from 0.24±0.02 μm in mild myopia to 0.45±0.03 μm in high myopia, and in eyes with AL of ≥27.0 mm - to 0.57±0.02 μm (p=0.01). An increase in vertical tilt, vertical coma and vertical trefoil were also observed. Total SA was positive and increased in eyes with moderate myopia compared to those with low myopia (from 0.02±0.01 μm to 0.06±0.02 μm, p=0.02), which coincided with changes in the internal optics of the eye: an increase in ACD and a decrease in LT. At the same time, no differences in corneal aberrations were observed among patients with low and moderate myopia. A significant decrease of SA occurred in high myopia (from 0.06 μm in low myopia to 0.015±0.02 μm in high myopia). The average value of SA was 0.005±0.01 μm in eyes with AL of ≥27.0 mm and appeared to be negative in 40% of cases. The average value of corneal SA was negative (-0.002±0.01μm) in eyes with AL of ≥27.0 mm. This group had predominantly patients with congenital myopia.

Conclusion: An increase of total positive SA in patients with moderate myopia compared to those with low myopia is associated with changes in the internal optics of the eye (ACD, LT). Significant increase of higher-order aberrations and decrease of SA with the transition to negative values was observed in patients with high axial myopia.

Цель исследования: Сравнительный анализ аберраций волнового фронта и биометрических параметров глаза при миопии различной степени.

Материал и методы: Исследовали биометрические параметры: глубину передней камеры (ГПК), толщину хрусталика (ТХ), длину переднезадней оси (ПЗО), — а также роговичные и общие аберрации в 134 глазах со слабой, средней и высокой степенью миопии у 67 пациентов в возрасте 7—28 лет (средний возраст — 19,3±1,5 года) с помощью анализатора оптической системы глаза Galilei G6 (Ziemer Ophthalmic Systems AG, Швейцария) и аберрометра OPD-Scan III (Nidek, Япония). Сферическую аберрацию (СА) оценивали как сумму Z4+Z8+Z12.

Результаты: По мере усиления рефракции достоверно увеличивался общий уровень аберраций (RMS HOA): с 0,24±0,02 мкм при слабой до 0,45±0,03 мкм при высокой степени миопии, а при ПЗО ≥27,0 мм — до 0,57±0,02 мкм (p=0,01). Также увеличивались вертикальный тилт, вертикальная кома и вертикальный трефойл. Общая СА была положительной, увеличивалась при средней степени миопии по сравнению со слабой (с 0,02±0,01 до 0,06±0,02 мкм; p=0,02), что совпадало с изменением внутренней оптики глаза: увеличением ГПК и уменьшением ТХ. В то же время роговичные аберрации при слабой и средней степени миопии не различались. При высокой степени миопии СА резко снижалась (с 0,06±0,02 мкм при слабой до 0,015±0,02 мкм при высокой), а при ПЗО ≥27,0 мм она в среднем составила 0,005±0,01 мкм и имела негативные значения в 40% глаз. Роговичная СА при ПЗО ≥27,0 мм в среднем была негативной (–0,002 мкм). В этой группе преобладала врожденная миопия.

Заключение: Увеличение положительной СА при средней степени миопии по сравнению со слабой связано с изменением внутренней оптики глаза (ГПК, ТХ). При высокой осевой миопии резко увеличиваются аберрации высшего порядка, а СА снижается и переходит в негативные значения.

Keywords: aberrations; axial length; myopia; spherical aberration.

MeSH terms

  • Adolescent
  • Adult
  • Biometry
  • Cornea / diagnostic imaging
  • Corneal Topography
  • Humans
  • Myopia* / diagnosis
  • Refraction, Ocular
  • Vision Tests
  • Visual Acuity
  • Young Adult