Impact of defocus in the measurement of light distortion: simulation and experimental measurements

Dissertação de mestrado em Optometria AvançadaCurrently it has been given more clinical relevance to visual disturbances that affect the performance of people in everyday activities, especially in low lighting conditions. In fact, vision quality is related with the resulting intraocular straylight from light scattering on optical means, the intrinsic aberrations of each subject and un-corrected refractive errors. All this can degrade the vision quality by perceiving dysphotopsias around light sources. There are several photic phenomena (like halos and starburst) associated to light distortion limiting the visual performance, especially in low luminance conditions, such as night driving. The association between intraocular light scattering and high-order aberration with visual quality and performance is well known and it is already taken into account in clinical practice for pathological situations, surgical and other visual treatments. It is known how defocus can influence the visual performance related to visual acuity, contrast sensitivity, reading and shapes and patterns recognition. However the increase on light distortion with defocus and its differences between myopes and hyperopes has not been yet studied. Therefore, it is relevant to study the impact of defocus in light distortion measures and how it is perceived, and any additional factors that may influence the visual quality along with the blur caused by non-corrected refractive errors as well, namely the action of accommodation, corneal surface regularity and symmetry and pupil size. In this cross-sectional study involving 20 healthy subjects the size and irregularity of light distortion surrounding a bright source of light against a dark background were evaluated with the Light Distortion Analyzer (LDA) under low luminance levels with positive and negative induced defocus of 1.00D, before and after the instillation of a cycloplegic drug. From this study we observed that there was a relevant increase on light distortion with both types of defocus (positive and negative) and both types of induced defocus produced similar values of light distortion in size and irregularity. The spherical-like HOA was the ocular aberration that most influenced light distortion measures, mainly its size, but the pupil by itself did not show to have a significant influence. Besides, the topographic indexes SRI and SAI showed to be predictors of visual quality by being positively related with light distortion size. The same it was not verified for the simulated PSF with the psychophysical measure from LDA in both positive and negative induced defocus. Given the results, we verified that despite the psychophysical capacity of the binocular system to attenuate the monocular effects, the importance and need to correct low refractive errors should not be dismissed, not only for a matter of improvement of visual acuity but also visual quality under dim light conditions.Atualmente a importância clínica dos distúrbios visuais que afetam a performance das pessoas em atividades do quotidiano, nomeadamente em condições de baixa iluminação, tem merecido relevo pela comunidade científica. De facto, a qualidade visual está relacionada com a dispersão da luz nos meios óticos, as aberrações oculares intrínsecas de cada sujeito e de erros refrativos não corrigidos. Tudo isto pode degradar a qualidade visual através da perceção distorcida de fenómenos luminosos (como halos e estrelas à volta das luzes) que limitam a performance visual dos sujeitos, nomeadamente em condições de baixa iluminação, como é o caso da condução noturna. A relação das aberrações oculares e da dispersão da luz intraocular com a qualidade e performance visual é já bem conhecida e tida em conta na prática clínica em situações patológicas, cirúrgicas e outros tratamentos. Sabe-se de que forma o desfocado pode influenciar a performance visual em termos de acuidade visual, sensibilidade ao contraste, velocidade de leitura, reconhecimento de formas e padrões. No entanto, não se conhece de que forma o desfocado aumenta a distorção luminosa e se difere ou não entre míopes e hipermétropes. Assim, torna-se relevante conhecer de que forma o desfocado tem impacto em medidas de distorção luminosa e como é percebida, bem como quais os fatores adicionais que poderão influenciar a qualidade visual juntamente com o desfocado provocado pela não correção de erros refrativos. Neste estudo transversal utilizou-se o Light Distortion Analyzer (LDA) para medidas do tamanho e irregularidade da distorção luminosa em situações de baixa iluminação aquando da simulação de desfocado positivo e negativo de 1,00D, após a atuação de um fármaco cicloplégico. Este estudo mostrou haver um aumento relevante da distorção luminosa perante a presença dos dois tipos de desfocado, sendo que ambos desfocados hipermetrópico e miópico produziram valores semelhantes de distorção, tanto em tamanho como irregularidade. A aberração esférica de alta ordem foi a aberração que mais influenciou as medidas de distorção, mas a pupila por si só não mostrou ter influência. Além disso, os índices topográficos SRI e SAI mostraram ser preditores de qualidade ótica ao relacionarem-se positivamente com o tamanho da distorção. O mesmo não se verificou entre a simulação da PSF e a medida psicofísica do LDA para ambos os desfocados positivos e negativo. Face aos resultados, verificamos que apesar da capacidade psicofísica do sistema binocular de atenuar os efeitos monoculares, não se deve descartar a importância e a necessidade de corrigir os baixos erros refrativos, não só por uma questão de melhoria da acuidade visual mas também de qualidade visual