Barcala, X. | 2EyesVision

Predictions of Through-Focus Performance of Presbyopia-Correcting Intraocular Lenses in Presbyopic Subjects Using a Visual Simulator

Papadogiannis, P. — Thu, 28 May 2026 15:23:47 +0000

Purpose: To validate whether visual simulations of multifocal intraocular lenses and extended depth of focus (EDOF) intraocular lenses (IOLs) in phakic presbyopes replicate postoperative vision, and to compare performance across these lenses in the same subject.

Methods: Twenty-three presbyopes with clear crystalline lenses were evaluated binocularly using SimVis Gekko visual simulator (2EyesVision).Six commercial multifocal and EDOF IOLs were simulated using the principle of temporal multiplexing: AcrySoft IQ PanOptix, FineVision POD F, AT Lisa tri, Tecnis Symfony, AcrySoft IQ Vivity, and AT Lara. Defocus visual acuity (DFVA) curves were measured for each simulated IOL under photopic conditions. Simulated IOLs were programmed from published through-focus modulation transfer function data at 15 cycles/degree. Defocus visual acuity curves through simulated IOLs were compared to average postoperative DFVA data from peer-reviewed publications (108–322 pseudophakic patients per IOL).

Results: Simulated IOLs accurately reproduced on-bench optical profiles in terms of through-focus Visual Strehl Ratio (cross-correlation >0.98, RMSE <0.04). Defocus visual acuity curves through simulated IOLs closely matched postoperative curves in subjects implanted with the corresponding IOL (cross-correlation ≥0.94, RMSE ≤0.07), with far vision differences ≤0.09 logarithm of the minimum angle of resolution (logMAR). Discrepancies were largest at high near vergences (up to 0.17 logMAR). Trifocal IOLs (PanOptix, FineVision, AT Lisa) expanded DOF by ∼1.5 D compared with monofocal IOLs, while EDOF IOLs (Symfony, Vivity, AT Lara) expanded DOF by ∼0.7 D. Visual simulations replicated relative gains at intermediate/near and degradations at far, consistent with clinical outcomes in implanted patients. Intersubject variability observed in simulations

Visual simulation of intraocular lenses: from on-bench performance to computational and experimental validations

Barcala, X. — Tue, 19 Nov 2024 16:14:27 +0000

Resumen

Este estudio presenta un método sistemático para simular diversas lentes intraoculares (LIOs) disponibles en el mercado. Se evaluaron cinco LIOs (dos trifocales, una bifocal, una monofocal mejorada y una de profundidad de foco extendida (EDOF)) en términos de Strehl Visual en foco cruzado (TFVS) utilizando el dispositivo OptiSpheric IOL PRO2 (Trioptics GmbH). A continuación, se calcularon el TFVS estimado (ETFVS) y los coeficientes temporales necesarios para la multiplexación temporal, y mediante un proceso iterativo se obtuvo el TFVS de SimVis. Finalmente, se utilizó un focímetro de alta velocidad para medir las respuestas de la lente opto-sintonizable a los perfiles temporales, y se obtuvo el TFVS experimental de SimVis. Los resultados se analizan en términos de ETFVS (calculado a partir del VSR-OTF), TFVS de SimVis (calculado a partir de los coeficientes temporales mediante multiplexación temporal) y TFVS experimental de SimVis (obtenido del sistema de focímetro de alta velocidad). Las curvas ETFVS y TFVS de SimVis demostraron una excelente alineación en todas las LIOs con coeficientes de correlación cruzada >0,94. De manera similar, las curvas TFVS experimental de SimVis y TFVS de SimVis mostraron alta correlación con coeficientes de correlación cruzada >0,97 y error cuadrático medio (RMSE) <0,05 para cada lente. Demostramos que diferentes diseños de LIOs pueden simularse visualmente utilizando su TFVS para obtener los coeficientes temporales correspondientes para simulaciones mediante multiplexación temporal usando la tecnología SimVis.

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Simulation of daily soft multifocal contact lenses using SimVis Gekko: from inâ€‘vitro and computational characterization to clinical validation

Barcala, X. — Fri, 12 Jul 2024 08:37:33 +0000

Resumen

Las lentes de contacto multifocales (LCMs) son una de las soluciones para corregir la presbicia, pero su adopción no está generalizada. Para abordar esta situación, se pueden utilizar simuladores visuales para refinar el proceso de adaptación. Este estudio tiene como objetivo obtener simulaciones precisas para un simulador visual (SimVis Gekko; 2EyesVision) de diseños de LCMs blandas diarias de cuatro fabricantes. La caracterización in vitro de estas LCMs —varias potencias y adiciones— se obtuvo utilizando NIMO TR-1504. A partir de los perfiles de potencia relativa promedio entre potencias, se reconstruyeron mapas de fase y se calculó la métrica de Strehl Visual en Foco Cruzado para cada diseño de LCM. La simulación de SimVis Gekko correspondiente a cada diseño de LCM se obtuvo computacionalmente y se validó en banco óptico. Finalmente, las simulaciones de LCM se validaron clínicamente con pacientes présbitas. Los resultados de la validación clínica muestran una buena concordancia entre las simulaciones de SimVis Gekko y las LCMs reales para las curvas de agudeza visual en foco cruzado (TF-VA) y la AV a tres distancias reales. Todos los diseños de LCM mostraron una correlación parcial superior a 0,90 y un error cuadrático medio inferior a 0,07 logMAR entre la TF-VA de las simulaciones y las LCMs reales en todos los sujetos. En este estudio se confirmó la validez del enfoque de simulación utilizando SimVis Gekko y mediciones in vitro, abriendo la posibilidad de acelerar la adaptación de LCMs.

Monovision Correction Preference and Eye Dominance Measurements (2023)

Rodriguez-Lopez, V. — Thu, 27 Apr 2023 15:20:25 +0000

Cita

Rodriguez-Lopez, V.; Barcala, X.; Zaytouny, A.; Dorronsoro, C.; Peli, E.; Marcos, S. (2023); Monovision Correction Preference and Eye Dominance Measurements. Trans. Vis. Sci. Tech. 2023;12(3):18.doi:https://doi.org/10.1167/tvst.12.3.18. Para más información, haga clic aquí.

Resumen

Objetivo

Proponer nuevos métodos para la selección del ojo en las correcciones de monovisión para présbitas.

Métodos

Veinte sujetos con presbicia realizaron dos métodos estándar de identificación binaria de dominancia ocular (sensorial con +1,50 dioptrías [D] y +0,50 D y de fijación con el agujero en la tarjeta) y dos métodos psicofísicos de calidad visual percibida: (1) la prueba de Preferencia, en la que 26 imágenes naturales se juzgaron con la adición de cerca en un ojo o en el otro en una tarea de elección forzada de 2 intervalos, y la Fuerza de Dominancia Ocular (EDS) definida como la proporción de ensayos en los que se prefiere una monovisión sobre la otra; (2) la prueba de Puntuación de Aceptación Multifocal (MAS-2EV), en la que se puntuó la calidad percibida de un conjunto de imágenes naturales (para 2 niveles de luminancia y distancias) y la EDS se definió como la diferencia de puntuación entre la monovisión en un ojo o en el otro. La dominancia del ojo izquierdo y del ojo derecho se indican con valores negativos y positivos, respectivamente. Las pruebas se realizaron utilizando un Simulador de Visión Simultánea, que permite cambios rápidos entre correcciones.

Resultados

Las dominancias sensoriales y de fijación estándar coincidieron en solo el 55% de los sujetos. La EDS de Preferencia (que varía de −0,7 a +0,9) y la EDS MAS-2EV (que varía de −0,6 a +0,4) estuvieron altamente correlacionadas. La selección del ojo para lejos en monovisión con las pruebas MAS-2EV, sensorial o de fijación habría resultado en un 79%, 64% y 43% de éxito considerando la prueba de Preferencia como estándar de referencia.

Conclusiones

Las pruebas basadas en la preferencia perceptual permiten la selección de la corrección de monovisión preferida y la medición de la fuerza de dominancia.

Relevancia Traslacional

El simulador visual binocular permite la implementación eficiente de pruebas de preferencia ocular para monovisión en uso clínico.

Experimental characterization, modelling and compensation of temperature effects in optotunable lenses (2023)

Marrakchi, Y. — Sat, 28 Jan 2023 14:11:49 +0000

Cita

Marrakchi, Y., Barcala, X., Gambra, E., Aissati, S., Martinez-Ibarburu, I., Dorronsoro C. & Sawides, L.; Experimental characterization, modelling and compensation of temperature effects in optotunable lenses. Sci Rep 13, 1575 (2023). Para más información, haga clic aquí.

Resumen

La mayoría de las lentes sintonizables (LS) se ven afectadas por desviaciones en la potencia óptica inducidas por cambios de temperatura externos o por calentamiento interno durante su uso. Este estudio propone: (1) Un método de caracterización experimental para evaluar la magnitud de las desviaciones de potencia óptica debidas a cambios de temperatura interna; (2) tres modelos matemáticos diferentes (experimental, polinomial y optimizado) para describir la respuesta de la lente con la temperatura; (3) predicciones de los cambios de temperatura interna durante el uso de la lente en marcos de tiempo de minutos, segundos y milisegundos; y (4) una herramienta de compensación de potencia óptica en tiempo real basada en la implementación de los modelos en un controlador electrónico de voltaje personalizado. Los métodos de compensación se aplicaron con éxito a dos muestras de LS en experimentos estáticos y dinámicos y en ciclos de histéresis. Después de 40 min a una potencia nominal estática de 5 dioptrías (dpt), la temperatura interna aumentó exponencialmente 17 °C, produciendo una desviación de potencia óptica de 1,0 dpt (1,5 dpt cuando la lente se enfría), lo que representa una distorsión del 20% en el calentamiento y del 30% en el enfriamiento. La modelización y la compensación redujeron las desviaciones a 0,2 dpt durante el calentamiento (0,35 dpt durante el enfriamiento) y las distorsiones al 4% y al 7%. Se obtuvieron niveles similares de mejora en experimentos dinámicos y de histéresis. La compensación redujo los efectos de temperatura en más de un 75%, lo que representa una mejora significativa en el rendimiento de la lente.

Multifocal contact lens vision simulated with a clinical binocular simulator (2022)

Barcala, X. — Tue, 06 Dec 2022 15:19:14 +0000

Cita

Barcala, X., Vinas, M., Ruiz, S., Hidalgo, F., Nankivil, D., Karkkainen, T., Gambra, E., Dorronsoro, D., & Marcos, S.; Multifocal contact lens vision simulated with a clinical binocular simulator. Contact Lens and Anterior Eye 2022, 45(6):101716. Para más información, haga clic aquí.

Resumen

Objetivo

El objetivo de este estudio es comparar la percepción visual binocular de los participantes con lentes de contacto multifocales y estos mismos diseños de lentes visualizados a través de un simulador visual de multiplexación temporal.

Métodos

El rendimiento visual y la calidad visual percibida a varias distancias se obtuvieron en 37 participantes con LCMs blandas y a través del SimVis Gekko programado con las mismas lentes. En un estudio piloto (n = 10) se midió el rendimiento visual en términos de agudeza visual logMAR (AV) a lejos (4 m), intermedio (64 cm) y cerca (40 cm) y curvas de AV en foco cruzado (TFVA) con las LCMs simuladas. En el estudio de seguimiento (n = 27), se midió la AV logMAR a lejos, intermedio y cerca tanto con las LCMs reales como con las simuladas. La calidad visual percibida se midió en ambos estudios utilizando la Puntuación de Aceptación Multifocal (MAS-2EV) y un cuestionario de Resultados Reportados por los Participantes sobre Visión. Se obtuvieron diferencias entre las métricas con lentes simuladas y reales.

Resultados

Tanto las LCMs reales como las simuladas aumentaron la profundidad de foco en una cantidad similar. Las diferencias medias de AV logMAR con LCMs reales y simuladas oscilaron entre 4 y 6 letras (0,08 ± 0,01, 0,12 ± 0,01 y 0,10 ± 0,01, para distancias lejanas, intermedias y cercanas, respectivamente). Las diferencias de puntuación MAS-2EV promedio con LCMs reales y simuladas oscilaron entre −1,00 y +4,25. Las puntuaciones promedio de MAS-2EV no se correlacionaron significativamente con la AV. Sin embargo, el MAS-2EV (puntuaciones promedio e individuales) se correlacionó altamente con las respuestas del cuestionario de calidad visual (p < 0,005).

Conclusiones

Un simulador de visión simultánea representó con precisión la visión con LCMs tanto en la AV a varias distancias como en la calidad visual percibida, tal como se midió en un entorno clínico. La métrica MAS-2EV capturó con precisión los resultados reportados por los participantes de los cuestionarios de visión estándar. La combinación de SimVis Gekko y MAS-2EV tiene el potencial de reducir considerablemente el tiempo de consulta en la adaptación de LCMs.

Closed-loop experimental optimization of tunable lenses (2022)

Lopez-de-Haro, A. G. — Mon, 19 Sep 2022 13:24:55 +0000

Cita

Lopez-de-Haro, A. G., Barcala, X., Martinez-Ibarburu, I., Marrakchi, Y., Gambra, E., Rodriguez-Lopez, V., Sawides, L., & Dorronsoro, C.; Closed-loop experimental optimization of tunable lenses. Applied Optics 2022, 61(27), 8091-8099. Para más información, haga clic aquí.

Resumen

Las lentes sintonizables (LS) son dispositivos ópticos que pueden cambiar su potencia óptica en respuesta a una señal eléctrica. En muchas aplicaciones, a menudo se llevan a sus límites temporales o los superan. Las variaciones periódicas y/o abruptas rápidas de la potencia óptica inducen distorsiones no deseadas en su respuesta transitoria y producen una disminución de su rendimiento. Se desarrolló un sistema de focimetría de bajo coste, junto con un algoritmo de optimización iterativa de bucle cerrado personalizado, para (1) caracterizar la respuesta de una LS a alta velocidad y (2) optimizar su rendimiento en condiciones de trabajo realistas. Se encontró una mejora significativa del rendimiento de la lente en aproximadamente 23 iteraciones con una disminución en el área bajo la curva de error y un tiempo efectivo mejorado. La aplicación del algoritmo de optimización de bucle cerrado en un experimento de exploración en profundidad mejoró la calidad de imagen. Cuantitativamente, la calidad de imagen se evaluó utilizando el índice de similitud estructural, que mejora en fotogramas individuales, en promedio, de 0,345 a 0,895.

Efectos del Envejecimiento en los Ojos

Siso, I. — Tue, 07 Jun 2022 11:26:59 +0000

Los efectos del envejecimiento en los ojos se refieren a los cambios que se producen en los ojos a medida que las personas envejecen, los cuales pueden afectar a la visión y a la salud ocular. De hecho, el envejecimiento puede tener varios efectos en los ojos, lo que puede provocar cambios en la visión y la salud ocular. Estos son algunos de los efectos más comunes del envejecimiento en los ojos:

Presbicia: A medida que el cristalino del ojo pierde flexibilidad con la edad, puede resultar más difícil enfocar objetos cercanos, lo que provoca presbicia.
Cataratas: El cristalino del ojo puede volverse opaco con la edad, dando lugar a cataratas que pueden causar visión borrosa y sensibilidad a la luz.
Degeneración macular: La mácula, responsable de la visión central, puede deteriorarse con la edad, provocando degeneración macular y pérdida de visión.
Síndrome de ojo seco: Los ojos pueden producir menos lubricación con la edad, lo que provoca el síndrome de ojo seco, que puede causar molestias, enrojecimiento y sensibilidad a la luz.
Glaucoma: El riesgo de glaucoma, una afección que puede dañar el nervio óptico y provocar pérdida de visión, aumenta con la edad.
Disminución de la visión del color: La capacidad para distinguir entre ciertos colores puede disminuir con la edad.
Dificultad para adaptarse a los cambios de iluminación: Los ojos pueden volverse menos sensibles a los cambios de iluminación, lo que dificulta la adaptación a condiciones de poca luz o luz brillante.

Estructura y crecimiento del cristalino

El cristalino del ojo tiene una estructura y un patrón de crecimiento específicos. Está compuesto por fibras que se extienden desde la parte frontal hasta la parte posterior del cristalino. Estas fibras se originan como células epiteliales situadas en el borde exterior del cristalino. A medida que el cristalino crece, estas células pierden su núcleo y quedan recubiertas por células más nuevas.

La estructura y el crecimiento del cristalino desempeñan un papel en el proceso de envejecimiento del ojo. Con el tiempo, el cristalino puede experimentar cambios como engrosamiento, pérdida de flexibilidad y desarrollo de opacidad, conocida como cataratas. Estos cambios relacionados con la edad pueden afectar la visión y pueden requerir medidas correctivas como gafas o cirugía de cataratas.

Comprender la estructura y el crecimiento del cristalino ayuda a explicar cómo los cambios relacionados con la edad pueden afectar a la visión y la necesidad de un cuidado ocular adecuado a medida que envejecemos.

Estructura y crecimiento del cristalino. Fuente: Koretz y Handelman, 1988.

Función de respuesta acomodativa y músculo ciliar

A medida que envejecemos, el músculo ciliar de nuestros ojos sigue funcionando, pero la flexibilidad del cristalino disminuye. El músculo ciliar es responsable de cambiar la forma del cristalino para enfocar objetos cercanos. Sin embargo, debido al envejecimiento, el cristalino no responde tan bien a los cambios del músculo ciliar.

Esto es lo que causa la presbicia, que es la dificultad para enfocar objetos cercanos. La línea roja en la imagen delimita la estructura ocular, y la línea azul representa la región del músculo ciliar junto con el epitelio pigmentado. Las líneas azules transversales perpendiculares a la curvatura del músculo ciliar representan mediciones de espesor realizadas con software personalizado.

Ejemplo de segmentación del músculo ciliar mediante el código MATLAB desarrollado.

En conjunto, comprender los efectos del envejecimiento en los ojos es importante para mantener una buena salud ocular y visual. Los exámenes oculares periódicos y la detección temprana de afecciones oculares relacionadas con la edad pueden ayudar a prevenir o ralentizar la progresión de la pérdida de visión.

Visual simulations of presbyopic corrections through cataract opacification (2022)

Barcala, X. — Thu, 13 Jan 2022 09:35:43 +0000

Cita

Barcala, X., Zaytouny, A., Rego-Lorca, D., Sanchez-Quiros, J., Sanchez-Jean, R., Martinez-de-la-Casa, J. M., Dorronsoro, C., & Marcos, S.; Visual simulations of presbyopic corrections through cataract opacification. Journal of Cataract & Refractive Surgery 2022, 10: 1097. Para más información, haga clic aquí.

Resumen

Los pacientes pueden clasificar la calidad de imagen percibida a través de la catarata hasta un nivel elevado de opacidad, y la clasificación preoperatoria de las correcciones coincide con la realizada postoperatoriamente a través de medios transparentes.

Objetivo

Estudiar la viabilidad de la simulación visual de la corrección présbita en pacientes con catarata y el efecto e impacto de la catarata en la calidad visual percibida de las diferentes correcciones présbitas simuladas preoperatoria y postoperatoriamente.

Lugar

Hospital Clínico San Carlos, Madrid, España.

Diseño

Estudio observacional, no intervencionista, piloto, de viabilidad temprana del dispositivo estudiado.

Métodos

Se evaluaron pacientes con catarata preoperatoriamente (n = 24) y postoperatoriamente (n = 15) tras implantación bilateral de lentes intraoculares (LIOs) monofocales. El grado de catarata se evaluó objetivamente con el índice de dispersión objetivo (OSI). La agudeza visual (AV) y la calidad visual percibida de imágenes de escenas naturales (Puntuación de Aceptación Multifocal) se midieron antes y después de la cirugía de cataratas a lejos (4 m), intermedio (64 cm) y cerca (40 cm) con 4 correcciones présbitas binoculares (visión única, bifocal, monovisión y monovisión modificada) simuladas con un simulador de Visión Simultánea binocular basado en multiplexación temporal.

Resultados

La AV se correlacionó significativamente con el OSI (r = −0,71, P < 0,0005), aunque la degradación visual en lejos para cada corrección fue constante y no se correlacionó con el OSI. El beneficio visual en distancia cercana proporcionado por la corrección présbita fue notable (23,3% ± 27,6% en todas las correcciones) para OSI < 5. Las puntuaciones perceptuales individuales se correlacionaron altamente preoperatoriamente vs. postoperatoriamente (r = 0,64, P < 0,0005) para todas las correcciones y distancias.

Curvas de desenfoque binocular con diferentes LIO multifocales

Barcala, X. — Sun, 12 Sep 2021 11:47:12 +0000

Simulaciones de SimVis Gekko vs datos clínicos en pacientes implantados

Incorporamos datos reales de lentes comerciales¹ obtenidos de la literatura en nuestro simulador visual SimVis Gekko y medimos curvas de desenfoque en sujetos présbitas. Se encontró una correlación muy alta (>90%) entre las curvas de pacientes reales implantados con las mismas lentes y la simulación.

ESCRS 2021 Talk

¹Sawides, Lucie, et al. «SimVis simulations of multifocal IOL designs based on public-literature data.» Optical Design and Engineering VIII. Vol. 11871. SPIE, 2021.

²Ribeiro, Filomena, and Tiago B. Ferreira. “Comparison of clinical outcomes of 3 trifocal IOLs.” Journal of Cataract & Refractive Surgery 46.9, 1247-1252 (2020).

³Gil, M.A., Varón, C., Cardona, G. et al. “Visual acuity and defocus curves with six multifocal intraocular lenses.” Int Ophthalmol 40, 393–401 (2020).