В сентябре 2023 года группа ученых представила компьютерные модели глаз пациентов, позволяющие определять наиболее подходящие интраокулярные линзы и предоставляющие пациентам визуальную симуляцию ожидаемого зрения после операции.

Несмотря на то, что миллионы людей перенесли LASIK с момента его коммерческого внедрения в 1989 году, у некоторых пациентов в более позднем возрасте развивается катаракта, что требует имплантации новых корригирующих линз. Поскольку ассортимент интраокулярных линз продолжает расширяться, исследователи внедрили вычислительные симуляции для помощи пациентам и хирургам в выборе наиболее подходящих опций.

В исследовании, опубликованном в Journal of Cataracts & Refractive Surgery, ученые Рочестерского университета создали вычислительные модели глаз, включающие роговицы пациентов, ранее перенесших операцию LASIK. Эти модели использовались для оценки эффективности стандартных интраокулярных линз, а также линз, предназначенных для увеличения глубины фокуса в оперированных глазах.

Сусана Маркос, директор Центра визуальных наук имени Дэвида Р. Уильямса и профессор оптики и офтальмологии имени Николаса Джорджа в Рочестере, подчеркнула, что эти вычислительные модели, использующие анатомические данные глаза пациента, предоставляют хирургам важнейшие рекомендации относительно ожидаемого оптического качества после операции.

«В настоящее время единственными предоперационными данными для выбора линзы являются длина и кривизна роговицы, — отметила Маркос, соавтор исследования. — Эта новая технология позволяет реконструировать глаз в трех измерениях, предоставляя полную топографию роговицы и хрусталика, куда имплантируется интраокулярная линза. Обладая всей этой трехмерной информацией, мы оказываемся в гораздо более выгодном положении для выбора линзы, которая обеспечит наилучшее изображение на плоскости сетчатки».

Маркос и ее команда в сотрудничестве с Центром визуальных наук, Офтальмологическим институтом Флома Рочестера и Институтом наук о данных Гергена провели расширенное исследование. Оно было направлено на использование их собственных количественных инструментов оптической когерентной томографии для трехмерной оценки изображений глаз с выявлением общих закономерностей и тенденций. С помощью алгоритмов машинного обучения они установили связи между пред- и послеоперационными данными, что позволило получить ценные параметры для оптимизации результатов.

Кроме того, исследователи разработали технологию, позволяющую пациентам визуализировать зрительные эффекты различных вариантов линз. «То, что мы видим, — это не строго изображение, проецируемое на сетчатку, — пояснила Маркос. — Существует зрительная обработка и восприятие. Когда хирурги планируют операцию, им очень трудно донести до пациентов, как те будут видеть. Вычислительная персонализированная модель глаза указывает, какая линза лучше всего подходит для анатомии глаза пациента, но пациенты хотят увидеть сами».

Используя оптическую скамью, исследователи применили технологии, изначально разработанные для астрономии, такие как адаптивные зеркала и пространственные модуляторы света. Они использовали эти инструменты для управления оптикой глаза аналогично интраокулярной линзе. Этот инновационный подход позволил Маркос и ее сотрудникам проводить важные эксперименты и взаимодействовать с отраслевыми партнерами для оценки новых продуктов. Маркос также участвовала в разработке коммерческой версии этого оборудования в формате гарнитуры, известной как SimVis Gekko, которая позволяет пациентам ощутить окружающий мир так, как если бы они перенесли хирургическую процедуру.

В дополнение к исследованиям методов лечения катаракты команда применила свои методики для изучения других значимых офтальмологических состояний, включая пресбиопию и миопию.