Do Peripheral Refraction and Aberration Profiles Vary with the Type of Myopia? - An Illustration Using a Ray-Tracing Approach

PurposeMyopia is considered to be the most common refractive error occurring in children and young adults, around the world. Motivated to elucidate how the process of emmetropization is disrupted, potentially causing myopia and its progression, researchers have shown great interest in peripheral refraction. This study assessed the effect of the myopia type, either refractive or axial, on peripheral refraction and aberration profiles.MethodsUsing customized schematic eye models for myopia in a ray tracing algorithm, peripheral aberrations, including the refractive error, were calculated as a function of myopia type.ResultsIn all the selected models, hyperopic shifts in the mean spherical equivalent (MSE) component were found whose magnitude seemed to be largely dependent on the field angle. The MSE profiles showed larger hyperopic shifts for the axial type of myopic models than the refractive ones and were evident in -4 and -6 D prescriptions. Additionally, greater levels of astigmatic component (J180) were also seen in axial-length-dependent models, while refractive models showed higher levels of spherical aberration and coma.ConclusionThis study has indicated that myopic eyes with primarily an axial component may have a greater risk of progression than their refractive counterparts albeit with the same degree of refractive error. This prediction emerges from the presented theoretical ray tracing model and, therefore, requires clinical confirmation.

ResumenObjetivoSe considera que la miopía es el error refractivo más frecuente a nivel mundial en niños y en adultos jóvenes. Con el objetivo de esclarecer de qué modo se ve perturbado el proceso de emetropización, potencialmente dando lugar a la aparición de miopía y a su progresión, los investigadores se han mostrado muy interesados en estudiar la refracción periférica. Este estudio evalúa en qué medida la refracción periférica y los perfiles de aberración dependen del tipo de miopía predominante, ya sea refractiva o axial.MétodosPartiendo de modelos de ojo esquemáticos adaptados al caso de la miopía y utilizando un algoritmo de trazado de rayos, se calcularon las aberraciones periféricas, incluyendo el error refractivo, en función del tipo de miopía.ResultadosEn todos los modelos estudiados, se observó un cambio o desplazamiento hipermetrópico en el equivalente esférico medio (EEM), cuyo valor parecía depender mayormente del ángulo analizado (excentricidad). En los perfiles de EEM se aprecia que dicho desplazamiento hipermetrópico es mayor para los modelos de miopía de tipo axial que para los de tipo refractivo, diferencia que se hace evidente en los casos correspondientes a -4 D y a -6 D. Además, se observó que el coeficiente asociado al término de astigmatismo (J180) presentaba un valor más alto en los modelos con un mayor peso de la miopía axial, mientras que en los modelos predominantemente refractivos se obtuvieron mayores niveles de aberración esférica y de coma.ConclusionesEste estudio ha concluido que aquellos ojos miopes donde prima la componente axial pueden presentar un mayor riesgo de progresión que ojos miopes que tengan errores refractivos similares pero donde prime la componente refractiva. Esta predicción surge de los resultados teóricos obtenidos en modelos de ojos utilizando un algoritmo de trazado de rayos, por lo que necesitan ser confirmados experimentalmente en el entorno clínico.