background image

 

Refractive Errors (Ammetropia) 

 
Introduction: 

- Axial diameter: is the distance from tip of cornea to the center of macula, 
which is normally 24mm. 
- The most important two refractive surfaces are cornea and lens. 
- The power of cornea and the lens depends on curvature of their surfaces, so 
if we consider the cornea as a part of a sphere, it has a diameter of 7.8mm. 
- The radius of curvature of anterior capsule of lens is 10 mm. 
- The radius of curvature of posterior capsule of lens is 6 mm. 
- If the curvature of cornea or lens is increased, or in other word, the radius 
of cornea or lens is  decreased, then  there is  increase in refractive power  of 
these structures and vice versa. 
For rays to come parallel, their source must be at distance of six meters and 
more from the eye, and if the source of rays is at distance less than 6 meters, 
then the rays will come divergent. The more close the source of rays to the 
eye, the more divergent they are. 

 
Emmetropia (normal refraction):
 
 It  is  an  eye  in  which  parallel  rays  (i.e.  from  infinity,  6  meters  or  more)  of 
light  come  to  a  focus  directly  on  the  retina  when  the  eye  is  at  rest  {i.e. 
without accommodation = the eye is using its normal power (60D) only}. 
 

-  Accommodation:  contraction  of  Ciliary  muscle  in  order  to  increase 
curvature  of  lens  (and  so  increase  its  refractive  power  more  than  17D)  to 
visualize objects closer than 6 meters (near objects). 
-  In  order  to  see  near  objects,  there  will  be  contraction  of  Ciliary  muscles 
which lead  to  decrease  the tone  of  Zonule  and  their will  be  increase  in  the 
curvature of lens and increasing in the refractive power of lens (>60D). 
-  Amplitude  of  accommodation  (difference  between  maximum  contraction 
and  complete  relaxation,  which  depends  on  contraction  power  of  Ciliary 
muscles and elasticity of capsule, and both of them decrease with advancing 
in  age).  Amplitude  of  accommodation  decrease  with  advancing  age  as  the 
following:  

* Early in life: it is 14D, so children can focus on objects 7cm away from 
their eyes, so the range of lens refractive power can be increase from 17D 
to 31D. 


background image

*  At  age  of  36y:  due  to  atrophy  of  muscles  and  loss  of  lens  elasticity 
(sclerosis),  amplitude  of  accommodation  will  be  6D  only,  so  the  nearest 
object  to  the  person  which  can  be  focused  is  at  a  distance  of  about  15cm 
away from eye. 
* At age of 45y: amplitude of accommodation is 4D only, and the nearest 
focus point is 25cm away from eye. 
* At age of 60y: amplitude of accommodation is 1D only, and the nearest 
focus point is 1m. 

 
Ammetropia:
 → Hypermetropia 

→ Myopia 
→ Astigmatism 

Hypermetropia (hyperopia), far-sightedness:  

Is a type of refractive errors in which parallel rays 

of  light  are  brought  to  a  focus  some  distance  behind 
the retina
 when the eye is at rest. 

 

Etiological classification: 

1-  Axial  Hypermetropia:  shorter  antero-posterior 
axial  length,  i.e.  the  eye  has  normal  converging 
power (60D) but its axial length is less than 24 mm. 
2-  Curvature  Hypermetropia:  due  to  decreased 
curvature (flattening)  of  the cornea  congenitally  or as  a  result of  trauma  or 
disease e.g. corneal ulcer, microbial keratitis. 
3- Index Hypermetropia: decrease in effective refractivity of the lens. 

*  power  of  lens  depends  on  difference  between  refractive  indices  of  the 

nucleus  and  cortex,  so  the  more  the  difference  the  more  converging  power 
and vise versa. In index Hypermetropia, there is decrement of the difference. 

 
Clinical classification: 

1-  Facultative  hypermetropia:  hypermetropia  corrected  by  accommodation 
(depends on age and degree of refractive error). 
2-  Absolute  hypermetropia:  hypermetropia  out  of  amplitude  of 
accommodation and corrected by glasses. 
3-  Manifest  hypermetropia:  maximum  hypermetropia  that  can  be  corrected 
with a convex lens with accommodation active, i.e. = Facultative + Absolute. 
4-  Latent  hypermetropia:  hypermetropia  hidden  behind  ciliary  body  tone 
which equal to the difference between total and manifest hypermetropia. The 
refractive power of the ciliary body is about 1-1.5D (usually it considered as 


background image

part  of  the  refractive  power  of  lens,  i.e.  17D  of  lens  =  16D  +  1D  (of  the 
ciliary body tone), it also decreases with age. 
5-  Total  hypermetropia:  amount  of  hypermetropia  present  with  all 
accommodation 

suspended 

(with 

cycloplegic 

drugs, 

to 

exclude 

accommodation and tone of ciliary body) Manifest + Latent. 

*  With  advancing  in  age,  the  facultative  will  decrease  and  the  manifest 

will  be  represented  by  absolute  only,  and  at  the  same  time,  the  latent  will 
also  decrease  and  the  total  will  be  represented  by  manifest  only,  so  in  old 
people the total is made of the absolute only. 

 

 Diopter:  the  reciprocal  of  the  distance  in  meters  from  the  reference  light 
source in air or vacuum, such that D= 1/(distance in meters)

 

Symptoms: 

1- Blurred vision: for near work (as it needs more power) and even far vision 
if the degree (of hypermetropia) beyond amplitude of accommodation. 
2-  Eye  strain:  headache  due  to  excessive  accommodation  and  dissociation 
between  Accommodative  Convergence  and  Accommodation  "AC/A: 
Accommodative Convergence to  Accommodation ratio" (due to continuous 
contraction of ciliary muscle without interruption). 

To see the near objects, the eye will show the near reflex, which consists 

of  accommodation,  convergence  and  miosis.  When  one  of  these  processes 
occurs,  it  will  stimulate  the  other  two.  Here  we  are  concerned  with 
accommodation 

and 

convergence. 

Normally, 

for 

each 

1D 

of 

accommodation,  there  will  be  associating  4  prism  D  convergence  (i.e. 
AC/A=4  prism  D/1D).  Therefore,  in  hypermetropia  where  we  have 
dissociation  or  disorganization  between  accommodation  and  convergence 
causing headache and eye strain as in the following example: 

A normal  eye to  see  an object  at  distance of  50 cm  needs  2D and  this  in 

turn  will  produce  8  prism  D  convergence,  while  an  eye  with  7D 
hypermetropia  has  at  rest  28  prism  D  convergence,  so  to  see  an  object  at 
50cm  distance  the  2D  needed  will  produce  8  prism  D  more,  so  totally  we 
have 36 prism D. 

3- General symptoms like nausea and fatigue. 

 
Treatment: 

- Convex lens in spectacles (+ve lenses to increase refractive power). 
- Contact lenses. 


background image

-  Excimer  laser  photorefractive  keratectomy:  reshaping  of  the  cornea  to 
increase  the  refractive  power,  each  1mm  decrease  in  radius  of  curvature 
increases the refractive power about 6D. 
- Laser in situ keratomileusis (Lasik). 
-  Non-contact  laser  thermal  keratoplasty  (Holmium  laser  spots):  to  change 
the coneal curvature. 
- Phakic intraocular lens (IOL). 

 
Myopia or short-sightedness:
 

That form of a refractive error where parallel 

rays  of  light  come  to  a  focus  in  front  of  the 
retina when the eye is at rest. 

- As there is increase in the refractive power 

of  the  eye,  the  near  objects  (closer  than  6m) 
will be seen normally, while far objects (whom 
rays  come  parallel)  will  be  focused  in  front  of 
retina. 
 
Aetiological classification: 

1- Axial myopia: anteroposterior length is longer than normal. 
2-  Curvature  myopia:  increased  curvature  of  cornea,  or  one  or  both 
surfaces of lens. 
3- Index myopia: increased refractivity of lens, e.g. nuclear sclerosis (stage 
before  nuclear  cataract),  due  increase  the  difference  between  refractive 
indices of nucleus and cortex. 

 
Clinical classification: 

1-  Simple  (stationary):  <6D,  after  the  age  of  4y,  stationary  (stops  before 
20y), normal physiological process and can be corrected. 
2-  Pathological  (progressive):  >6D,  before  the  age  of  4y,  progress  even 
after  age  of  20y,  real  pathological  process  and  cannot  be  corrected  as  the 
real pathological process still found (if the patient has myopia of 20D, then 
even if we give glasses with -20D, he will still having refractive error). 

 
 
Symptoms: 

1- Distance object "Blurred", near objects clear. 
2-  Headache  due  to  sustained  contraction  of  occipito-frontalis  muscle,  eye 
strain due to dissociation of AC/A. 


background image

*  A  normal  eye  to  see  an  object  at  distance  of  50  cm  needs  2D 

(1/0.5m=2D) and this in turn will produce 8 prism D convergence, while  a 
eye with 2D myopia will not need any accommodation to see this object, but 
there will convergence 8 prism D to see this near object. Thus is in turn will 
produce 2 D accommodation which is not needed by myopic patient. So any 
myopic  should  wear  glasses  for  near  to  create  normal  relation  between 
accommodative convergence and accommodation. 

 
3- general symptoms like fatigue and nausea.
 

 
 
 
 


background image

 

Treatment: 
-
 Concave lenses in spectacles. 
Contact lens  
-
 Radial keratotomy 
- Excimer laser photorefractive keratectomy. 
- Lasik. 
- Pkakic IOL. 
- Normal Lens extraction: 

  

Astigmatism 

Astigmatism is that condition of refraction in which a point of focus of 

light  cannot  be  formed  upon  the  retina.  The  optical  condition  is  that 
instead of a single focal point, there are two or more focal lines (depending 
on the type of astigmatism), separated from each other by a focal interval. 
 
Etiological classification: 

1- Curvature astigmatism: Most commonly, it is corneal, where vertical 
curvature is more than horizontal curvature (due to pressure of the upper 
eyelid), less commonly it is lenticular (induced by lens). 
2- Decentering astigmatism: subluxation of lens. 
3- Index astigmatism: due to cataract in one meridian. 

 
Clinical classification: 

1- Regular: two principle meridians at right angle are involved (i.e. there 
is difference in the refractive power of two meridians 90° in between): 

a-  Simple  astigmatism:  myopic  or  hypermetropic;  one  of  the  foci  falls 
on retina, other in front or behind it. 
b- Compound astigmatism: neither of the two foci lies upon retina, but 
are  both  placed  in  front  or  behind  retina  (myopic  or  hypermetropic 
respectively). 
c- Mixed astigmatism: one focus in front and other behind retina. 


background image

 

 

*  This  figure  represents  the  appearance  of  the  image  in  astigmatism 
(regular),  we  have  two  perpendicular  meridians;  vertical  (V-V

1

)  and 

horizontal  (H-H

1

),  we  see  that  the  refractive  power  of  the  vertical 

meridian  is  larger  than  that  of  horizontal  one  as  the  curvature  of  the 
vertical  meridian  (C

1

)  is  larger  than  the  curvature  of  the  horizontal 

meridian (C

2

). 

So  as  we  see  in  (1),  the  image  of  vertical  meridian  is  focused  as  (A

1

line on the retina (normal), while the horizontal meridian image focused 
behind the retina (hypermetropic) and blurred on retina as (B

1

) line, so it 

is  called  "Simple  hypermetropic  astigmatism".  In  (2),  vertical 
meridian image  is  focused in  front  of the  retina  (myopic) and  its  image 
on retina is blurred (A

2

), while horizontal meridian image (B

2

) is focused 

on the retina (normal), so it is called "Simple myopic astigmatism". In 
(3)  and  (4)  both  image  are  focused  behind  or  in  front  of  retina 
respectively  and  called  "Compound  hypermetropic  or  myopic 
astigmatism"
. While in (5), one image focused in front of and the other 
behind the retina and so it is called "Mixed astigmatism"

 
Treatment: 

- Cylindrical lenses in spectacles: only for simple astigmatism. 
-Contact  lenses:  used  for  compound  and  mixed  astigmatism,  where  we 
correct one of the meridians by them, and then correct the other meridian 
by  cylindrical  lenses  (i.e.  we  switch  it  to  simple  and  correct  it 
accordingly). 
- Photorefractive Excimer laser surgery: Also we correct one meridian. 
-LASIK: like photorefractive  Excimer laser surgery, but used for  higher 
refractive error. 
- Phakic Toric IOL. 
 

 

3           1           5            2          4 

A

1

                    A

2

 

               B

1

                   B

2

 


background image

 

2-  Irregular  astigmatism:  refraction  in  different  meridians  is  quite 
irregular.  Found  in  pathological  condition  of  cornea;  irregular  healing 
after trauma or inflammations or keratoconus. 
Treatment:  

  Rigid contact lenses to convert the irregular anterior surface into a 

regular one. 

  Penetrating  keratoplasty  can  be  done  if  vision  does  not  improve 

with rigid contact lens.  

 
 
PRESBYOPIA  
Definition  
       Presbyopia is recession of the near point, due loss of accommodation 
with ageing making near vision uncomfortable.  
Mechanism  
The crystalline lens become hard with age and loses its ability to change 
its shape. 
 
Symptoms  
Difficult near vision usually occurs around the age of 45 in a previously 
emmetropic eye 
 
Correction of presbyopia  
1. Eyeglasses: plus lenses (added to the far correction) are used 
compensate for the lost automatic focusing power of the crystalline lens. 
  
The near correction may occupy the whole spectacle frame, to be used 
only for reading. 
The near correction may occupy only the lower half of a bifocal spectacle 
so that it can be used for both near and far vision (the upper part for far, 
the lower part for near). 
A multifocal spectacle contains progressive lenses that correct for all 
distances by gradual change of power from furthest to nearest towards the 
lower segment of the lens. 
  
2. Multifocal contact lenses have been tried with limited success. 
  
3. Multifocal intraocular lenses may used during cataract extraction. 
4. Surgical correction of presbyopia(refractive surgery).  


background image

 

 
REFRACTIVE  SURGERY  
 
Definition:  
Refractive surgery is the modification of refraction of the eye by surgical 
interference. 
 
Indications:  
It is only indicated when glasses and contact lenses cannot be used due to:  

 Optical reasons as anisometropic with intolerance to contact lenses.  
 Mechanical reasons as nose and orbit configuration difficult to fit 

spectacles with intolerable contact lenses.  

 Cosmetic and job reasons as people working in the media and sport 

fields and contact lens intolerance. 

 
 
Classification  
 
A- Extra ocular surgery which may be :  
Corneal  

1.  Radial keratotomy, where radial incisions were done to weaken the 

cornea and make it flatter by the effect of IOP to correct low myopia. 
The procedure is rarely used nowadays and only for mild myopia of 
< -4.00D. 

Astigmatic keratotomy where corneal incisions are done to flatten the 
steep meridian. 

2.  Excimer laser ablation of the anterior corneal surface either by PRK 

(Photorefractive Keratectomy) or LASIk (laser in Situ 
Keratomileusis) can correct low and moderate myopia, astigmatism, 
and low hyperopia. 
 

In PRK, the laser ablation is done on the surface of the cornea after 
removing the overlying epithelium. It can be used in low myopia < -5.00D 
 
In LASIK, a corneal flap is made using a special microkeratome under 
local anesthesia. The excimer  laser is directed to the center of the cornea, 
ablating (removing) part of the corneal thickness in a calculated manner. 
The flap is returned.  


background image

 

10 

This method has been successfully used in errors up to -10 D in myopia in 
addition to astigmatism and low hyperopia. 
   

3.  Laser thermokeratoplasty (LTK) can be used to treat low hyperopia. 

  

4.  Corneal rings are used in keratoconus or low myopia. 

 
B- Inraocular surgery which may be: 
     1. ICL (Implantable contact lens) 
     2. Phakic IOL  
 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 188 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل