Multisectorial changes in the ciliary muscle during accommodation measured with high-resolution optical coherence tomography / Alterações multissetoriais no músculo ciliar durante a acomodação com uma tomografía de coerência óptica de alta resolução

ABSTRACT Purpose: To measure changes in the anterior ciliary muscle during accommodation at the nasal, superior, temporal, and inferior sectors by means of an anterior chamber optical coherence tomographer, and correlate them with vergence changes. Methods: Twenty-four subjects with healthy, phakic eyes, whose mean age was 27.1 ± 8.9 years, underwent measurement with an anterior chamber optical coherence tomographer. The anterior ciliary muscle was measured at the nasal, temporal, superior, and inferior sectors for 0, -1, -2, and -3 D of vergence. A linear model was used to assess the correlation of each eye parameter with the accommodative demand. Results: The anterior ciliary muscle area significantly increased with accommodation for each sector, with a maximum increase of about 30% for the nasal-temporal sectors and about 25% for the inferior-temporal sectors. The linear model showed a tendency toward a positive relationship between change in the ciliary muscle area of each sector and vergence. Conclusion: The anterior ciliary muscle area tends to increase with accommodation, although the increase has been shown to be symmetric between the pair sectors superior-nasal and inferior-temporal. These results may help to increase understanding of accommodation biometry and biomechanics.

RESUMO Objetivo: Medir as alterações do músculo ciliar anterior durante a acomodação nos setores nasal, superior, temporal e inferior, através de um tomógrafo de coerência óptica de câmara anterior, e correlacioná-las com alterações de vergência. Métodos: Vinte e quatro indivíduos com olhos saudáveis e fácicos, com idade média de 27,1 ± 8,9 anos, foram submetidos à medida com um tomógrafo de coerência óptica de câmara anterior. O músculo ciliar anterior foi medido nos setores nasal, temporal, superior e inferior para 0, -1, -2 e -3D de vergência. Um modelo linear foi utilizado para avaliar a correlação de cada parâmetro do olho com a demanda acomodativa. Resultados: A área do músculo ciliar anterior aumentou significativamente com a acomodação em cada setor, com um aumento máximo foi de cerca de 30% para os setores naso-temporais, e cerca de 25% para os inferiores-temporais. O modelo linear mostrou uma tendência para uma relação positiva entre a alteração da área do músculo ciliar de cada setor e a vergência. Conclusão: A área do músculo ciliar anterior tende a aumentar com a acomodação, embora o aumento tenha se mostrado simétrico entre os setores superior-nasal e inferior-temporal. Estes resultados podem ajudar a aumentar a compreensão da biometria e biomecânica da acomodação.

Effect of contact lenses on ocular biometric measurements based on swept-source optical coherence tomography / Efeito de lentes de contato em um biômetro ocular baseado na tomografia de coerência óptica de varredura

ABSTRACT Purpose: To determine the reliability of swept- source optical coherence tomography in cases in which soft contact lenses cannot be removed when acquiring biometric measurements. Methods: Eight subjects were included and only one eye per participant was analyzed. Each eye was measured six times by swept-source optical coherence tomography with the IOLMaster 700 instrument (Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany). Axial length, central corneal thickness, anterior chamber depth, lens thickness, and keratometric measurements were evaluated for the naked eye and while wearing soft contact lenses of three different powers (-1.5, -3.0, and +2.0 D). Results: There were statistically significant changes in axial length, central corneal thickness, anterior chamber depth, and keratometric measurements with soft contact lenses as compared to the naked eye (p<0.001). However, there were no significant differences in lens thickness outcomes between the naked eye and while wearing the three soft contact lenses (p>0.5). The changes in axial length, central corneal thickness, and anterior chamber depth were lens-specific and dependent on the thickness of the lens used. Conclusions: Sept-source optical coherence tomography based lens thickness measurements while wearing soft contact lenses are comparable to those of the naked eye. However, the thickness and the optical design of the soft contact lens may lead to significant differences in the axial lengh, central corneal thickness, anterior chamber deph, and keratometric measurements.

RESUMO Objetivo: Determinar a confiabilidade da tomografia de coerência óptica de varredura em casos especiais em que lentes de contato gelatinosas não podem ser removidas ao realizar medições biométricas. Métodos: Oito indivíduos foram incluídos e apenas um olho por participante foi analisado. Cada olho foi medido seis vezes por tomografia de coerência óptica de varredura com o instrumento IOLMaster 700 (Carl Zeiss Meditec, Jena, Alemanha). O comprimento axial, a espessura central da córnea, a profundidade da câmara anterior, a espessura da lente e as medidas ceratométricas foram avaliados a olho nu e enquanto usavam lentes de contato gelatinosas de três diferentes potências (-1,5, -3,0 e +2,0 D). Resultados: Houve alterações significativas no comprimento axial, espessura central da córnea, profundidade da câmara anterior e medidas ceratométricas com as lentes de contato gelatinosas em comparação com as a olho nu (p<0,001). No entanto, não houve diferenças significativas nos resultados de espessura do cristalino entre o olho nu e enquanto usava as três lentes de contato gelatinosas (p>0,5). As alterações de comprimento axial, espessura central da córnea e profundidade da câmara anterior foram específicas da lente e dependentes da espessura da lente usada. Conclusões: As medições da espessura da lente baseadas na tomografia de coerência óptica da Sept-source, enquanto usam lentes de lentes de contato gelatinosas, são comparáveis às do olho nu. Entretanto, a es pessura e o desenho óptico da lente de contato gelatinosa podem levar a diferenças significativas no comprimento axial, na espessura central da córnea, na profundidade da câmara anterior e nas medidas ceratométricas.

In vivo OCT assessment of anterior segment central axial lengths with accommodation / Avaliação por OCT in vivo do comprimentos axiais centrais do segmento anterior

ABSTRACT Purpose: To assess changes in anatomic structures in the anterior eye segment in terms of axial lengths with accommodation via optical coherence tomography. Methods: In this observational study, 25 eyes of 25 healthy adults were examined using the Visante® omni optical coherence tomography system. Central corneal thickness, anterior chamber depth, central lens thickness, and anterior segment length were assessed. The evaluated parameters were obtained with accommodation using different stimulus vergences, namely 0.0, -1.0, -2.0, and -3.0 D. Variation of these parameters was compared among different levels of accommodation. Results: Central corneal thickness was not altered at any stimulus vergence during accommodation (p>0.05). Conversely, anterior chamber depth was significantly reduced (p<0.05), whereas central lens thickness was significantly increased (p<0.05). Anterior segment length also increased with accommodation (p<0.05), indicating backward movement of the posterior pole. Conclusions: There are significant variations in anterior segment lengths that occur with accommodation. Studying these changes will provide useful information regarding the accommodation mechanism that can improve our understanding of this process and facilitate clinical decision-making by practitioners.

RESUMO Objetivo: Avaliar as mudanças das estruturas anatômicas no segmento anterior do olho em termos de comprimentos axiais com acomodação por meio da tomografia de coerência óptica. Métodos: Neste estudo observacional, foram incluídos 25 olhos de vinte e cinco adultos saudáveis e medidos com o sistema Visante® omni tomografia de coerência óptica. A espessura corneana central, a profundidade da câmara anterior, a espessura central da lente e o comprimento do segmento anterior foram avaliados. Os parâmetros avaliados foram obtidos com acomodação usando diferentes vergências de estímulo: 0,0, -1,0, -2,0 e -3,0 D. A variação desses parâmetros foi comparada para os diferentes níveis de acomodação. Resultados: A espessura corneana central não foi alterada em nenhum estímulo durante a acomodação (p>0,05). A ACD mostrou uma redução significativa (p<0,05), enquanto a espessura central da lente foi significativamente aumentada (p<0,05). O comprimento do segmento anterior também aumentou com acomodação (p<0,05) indicando um movimento do polo posterior para trás. Conclusões: Há variações significativas nos comprimentos do segmento anterior que ocorrem com acomodação. Estudar essas mudanças fornece informações úteis sobre o mecanismo de acomodação para os profissionais, a fim de obter uma melhor compreensão desse processo e ajudá-los a tomar suas decisões clínicas.

Corneal backscatter in insulin-dependent and non-insulin-dependent diabetes mellitus patients: a pilot study / Retroespalhamento luminoso das córneas de pacientes com diabete melito dependente e não dependente de insulina: estudo piloto

ABSTRACT Purpose: To compare central corneal backscatter obtained from Scheimpflug images between patients with insulin-dependent and non-insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM and NIDDM, respectively) and healthy controls. Methods: Seven patients with IDDM (7 eyes), eleven patients with NIDDM (11 eyes), and sixteen healthy subjects (16 eyes) were included in this pilot study. Scheimpflug imaging system (Pentacam, Oculus Inc., Germany) was used to obtain optical sections of the cornea. Seven meridians were analyzed for each eye, oriented from 70° to 110°. Optical density values for the central 3-mm and 5-mm zones of the cornea were obtained by image analysis using external software. Results: Corneal backscatter was significantly higher in the diabetic patients than in the controls for the central 3-mm (p=0.016) and 5-mm (p=0.014) zones. No significant differences in corneal backscatter were found between the IDDM and NIDDM groups for either zone (both p>0.05). In the NIDDM group, significant correlations were observed for both central zones between corneal backscatter and age (3 mm: r=0.604, p=0.025; 5 mm: r=0.614, p=0.022) and central corneal thickness (3 mm: r=0.641, p=0.017; 5 mm: r=0.671, p=0.012); this was not found in the IDDM group (p>0.05). The presence of diabetes showed a significant effect on central corneal backscatter (Kruskal-Wallis test, p<0.001). Conclusions: Diabetic patients showed higher values of corneal light backscatter than healthy subjects. Corneal optical density analysis may be a useful tool for monitoring and assessing the ocular changes caused by diabetes.

RESUMO Objetivo: Determinar os valores de retroespalhamento luminoso central da córnea em pacientes diabéticos dependentes (IDDM) e não dependentes (NIDDM) de insulina, comparados com controles saudáveis, a partir de imagens de Scheimpflug. Métodos: Foram incluídos neste estudo piloto sete pacientes com IDDM (7 olhos), onze pacientes com NIDDM (11 olhos) e dezesseis indivíduos saudáveis (16 olhos). O sistema de Scheimpflug (Pentacam, Oculus Inc. Germany) foi utilizado para obter secções ópticas da córnea. Foram analisados sete meridianos para cada olho, orientados de 70º a 110º. A análise de imagem por meio de software externo permitiu a obtenção de valores da densidade óptica para os 3 e 5 mm centrais da córnea. Resultados: O retroespalhamento luminoso corneano foi significativamente maior em pacientes diabéticos para os 3 mm centrais (p=0,016) e para os 5 mm centrais (p=0,014) em relação ao grupo controle. Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos IDDM e NIDDM para cada zona analisada (p>0,05 em ambos os casos). No grupo NIDDM, observaram-se correlações significativas para as zonas centrais de 3 mm e 5 mm, entre retroespalhamento luminoso corneano e idade (r=0,604 p=0,025 e r=0,614 p=0,022, respectivamente) e espessura central corneana (r=0,641 p=0,017; r=0,671 p=0,012, respectivamente), o que não foi encontrado no grupo IDDM (p>0,05). O teste de Kruskall-Wallis indicou que a presença de diabete tem um efeito significativo sobre a retroespalhamento central da córnea (p<0,001). Conclusões: Pacientes diabéticos apresentaram valores mais elevados de retroespalhamento luminoso corneano do que indivíduos saudáveis. A análise da densidade óptica corneana pode ser uma ferramenta útil para monitorar e avaliar as alterações oculares causadas pela diabete.

Assessing the accommodation response after near visual tasks using different handheld electronic devices / Avaliação da resposta de acomodação após tarefas visuais próximas usando diferentes dispositivos eletrônicos portáteis

ABSTRACT Purpose: To assess the accommodation response after short reading periods using a tablet and a smartphone as well as determine potential differences in the accommodation response at various stimulus vergences using a Hartmann- Shack aberrometer. Methods: Eighteen healthy subjects with astigmatism of less than 1 D, corrected visual acuity of 20/20 or better, and normal findings in an ophthalmic examination were enrolled. Accommodation responses were obtained under three different conditions: accommodation system of the eye relaxed and visually stressed with a tablet and an smartphone for 10 min, at a distance of 0.25 m from the subject's eyes. Three measurements of accommodation response were monocularly acquired at stimulus vergences ranging from 0 to 4 D (1-D step). Results: No statistically significant differences were found in the accommodation responses among the conditions. A moderate but gradually increasing root mean square, coma-like aberration was found for every condition. Conversely, the spherical aberration decreased as stimulus vergences increased. These outcomes were identified in comparison to the one-to-one ideal accommodation response, implying that a certain lag value was present in all stimulus vergences different from 0 D. Conclusions: The results support the hypothesis that the difference between the ideal and real accommodation responses is mainly attributed to parameters associated with the accommodation process, such as the near visual acuity, depth of focus, pupil diameter, and wavefront aberrations. The wavefront aberrations were dependent on the 3-mm pupil size selected in this study. The accommoda tion response was not dependent on the electronic device employed in each condition, and it was mainly associated with young age and level of amplitude of accommodation of the subjects.

RESUMO Objetivo: Avaliar a resposta de acomodação após períodos de leitura curtos usando um tablet e um smartphone, bem como para determinar potenciais diferenças na resposta de acomodação em estímulos de várias vergências com uma aberrômetro Hartmann-Shack. Método: Dezoito indivíduos saudáveis com astigmatismo inferior a 1 D, apresentando acuidade visual corrigida de 20/20 ou melhor com exame oftalmológico normal foram avaliados. As respostas acomodativas foram obtidas em três condições diferentes: sistema de acomodação com o olho relaxado, e visualmente estressado com um tablet e um smartphone por 10 min, a uma distância de 0,25 m dos olhos dos sujeitos. Três medidas de resposta acomodativa foram obtidas monocularmente com estímulos cujas vergências variaram de 0 a 4 D (intervalos de 1 D). Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa entre as respostas acomodativas em todas as condições. Foi observada moderada aberração do tipo coma com aumento progressivo para cada condição, enquanto houve diminuição da aberração esférica com o aumento das vergências do estímulo. Estes resultados foram identificados em comparação com a resposta acomodativa de um-para-um ideal, o que implica que um certo valor de desfasagem estava presente em todos os estímulos com vergências diferentes de 0 D. Conclusões: Os resultados apoiam a hipótese de que a diferença entre as respostas acomodativas ideal e real é atribuída principalmente a parâmetros tais como a acuidade visual para perto, profundidade de foco, diâmetro pupilar e aberrações de frente de onda, associados ao processo acomodativo. As aberrações de frente de onda foram dependentes do tamanho da pupila de 3 mm, selecionado neste estudo. A resposta acomodativa não foi dependente do dispositivo eletrônico empregue em cada condição e foi associada principalmente à idade jovem e ao nível da amplitude de acomodação dos sujeitos avaliados.