Preliminary results of an instrument for measuring the optical aberrations of the human eye

Abstract

The human eye, as our biological vision instrument, contains intrinsic optical defects, referred to as optical aberrations or ametropia. The immediate consequence of such aberrations is poor quality of images formed at the retina. With the advent of more precise pulsed lasers for eye surgery, the development of instrumentation to determine precisely the higher order aberrations of the eye became a crucial chalange. Current instruments available commercially (refractometers) measure only the lower optical aberrations of the eye, i. e., myopia, hyperopia and astigmatism. In the present work we have developed a high resolution refractometer based on the Hartmann-Shack (HS) wave-front sensor. The HS sensor was originally developed for aberration measurements in general optical systems, and is of wide-spread usage in adaptive optics applications such as astronomical telescopes. Preliminary results for a mechanical eye are presented here and the RMSE in dioptric power (D) and cylinder axis (in degrees) were as follows: 0.04D for sphere and cylinder and ¼ for axis. It is known that refractometers have typical errors of 0.12D diopters for sphere and cylinder and ¼ for axis. These preliminary results indicate that the HS sensor may be applied successfully on in vivo eyes and that, in the near future, this technology may be available in most eye hospitals and clinics throughout the world, therefore bringing benefits to the general population.

Resultados preliminares de um algoritmo para ablação de lente de contato personalizada

“…O método para analisar distorções visuais utilizando a técnica com o sensor Hartmann-Shack (7) é baseado no princípio da diferença de caminho óptico (produto da distância geométrica pelo índice de refração), que equivale aos erros das frentes de onda causados por todos os componentes do olho (humor vítreo, lente ou cristalino, humor aquoso e córnea).…”

“…Os disparos dos feixes, a posição do espelho móvel e toda a sequência de ablação estão diretamente relacionados com o mapa de correção previamente determinado por simulações matemáticas. Como se trata de um extenso assunto, com participação do nosso grupo em publicações e pesquisas anteriores (4)(5)(6)(7) , no presente trabalho vamos abordar apenas o tema referente às simulações computadorizadas.…”

Resultados preliminares de um sistema de topografia de grande-ângulo usando videoceratógrafo com discos de Plácido

“…Neste caso específico será aplicado o mé-todo dos Polinômios de Zernike, pois há interesse não apenas na forma da córnea como também em suas aberrações ópticas, caso específico em que os coeficientes de Zernike são mais propícios. Para maiores detalhes relativos às características específicas destes polinômios favor consultar (37)(38) , entre outros. Para representar cada córnea como uma somatório de Polinô-mios de Zernike fizemos uma aproximação dos dados de elevação do topógrafo Z c (ρ, θ) e passamos a representá-la como uma somatória destes polinômios.…”

Different schematic eyes and their accuracy to the in vivo eye: a quantitative comparison study

“…From this time up to modern days an incredible amount of techniques and instrumentation for visual quality measurements were implemented. Among them are the highly successful application of the Hartmann-Shack wavefront sensor [16][17][18][19] and other sensor with different symmetries [20], to measure higher order aberrations of the human eye, which are described by a set of Zernike Polynomials [21][22]. There is also the double-pass technique [23] which can be used to measure even higher frequency aberrations associated with scatter.…”