Scleral Shape Study: The Shape of the Anterior Sclera in Normal

Scleral Shape Study: The Shape of the Anterior
Sclera in Normal Eyes and its Role in the
Design and Fitting of Scleral Lenses
Submitted by:
Markus Ritzmann
Purpose
Interest for Scleral Contact Lenses has vastly increased over the last decade, as they have
become more important in the fitting of specialty contact lens eye care. The shape of the
sclera has primarily been studied and described in the literature with regard to the nasal and
temporal segment. Some recent studies have also investigated the superior and inferior
segment. Yet, no study has been performed to also describe the oblique cross sections. The
Scleral Shape Study was designed to thoroughly describe the shape of the anterior sclera in
each of the eight sections individually, and contribute relevant data to the eye care
community, particularly in the field of scleral contact lens fitting.
Materials and Methods
In the present study 78 normal eyes, void of any pathological changes, of 39 subjects with an
average age of 25.4 ±2.0 years were investigated. The sagittal height, corneoscleral angle
and scleral angle were measured in all eight segments of the anterior eye at three chord
lengths 10mm, 12.8mm and 15mm by utilizing the Visante OCT. A Medmont E300
topographer was used to describe the corneal power and shape. To measure the horizontal
and vertical visible iris diameter digital slit lamp images were evaluated. In addition, an
objective refraction was measured with the Grand Seiko WAM-5500 and Ocular fixation
dominance was determined.
Results
Significant differences between the right and left eye of subjects were shown in sagittal
height (p = 0.0004) and scleral angle (p < 0.0001) in the infero-nasal segment at a chord of
15mm, as the average right eye was shown to be smaller (50μm) and flatter (1.09°). Eye
dominance showed a weak association in this respect (56% flatter on dominant eye), yet
laterality had more influence (75% flatter on right eye). Highly significant intra-eye differences
were found in the horizontal and vertical scleral diameter (anterior and posterior scleral
diameter both p < 0.0001), and in all sagittal height and scleral angle measurements at a
chord of 15mm in the opposite segments (sagittal height p ≤ 0.0021; scleral angle p ≤
0.0105). As an unexpected side result, the thickness of the sclera showed a significant
variance of the opposite segments (p ≤ 0.0038), as it was found to be the thinnest in the
supero-nasal segment and thickest in the inferior segment.
Conclusion
The cornea shows a nasally declined shape in respect of the sclera. At a chord of 12.8mm
the shape of the anterior eye is highly symmetrical and becomes slightly irregular at a chord
of 15mm. Both, corneoscleral and scleral angles follow a similar shape pattern, whereas the
nasal hemisphere has a flatter scleral angle and a concave transition. In the temporal
hemisphere scleral angles are steeper and a less concave but rather tangential or convex
transition occur. These findings are relevant factors to consider in the fitting and designing of
Scleral Contact Lenses. Further investigation of factors that influence the shape of the sclera
will be required, namely the investigation of the scleral shape beyond 15mm. Instruments for
simplified and faster data acquisition are necessary to make them usable in clinical contact
lens practice.
Keywords
Sclera, scleral lens, scleral contact lens, scleral shape, anterior eye shape, sagittal height,
corneoscleral profile, limbal zone, Visante OCT, cornea, corneal shape, eye dominance,
fixation dominance, extra ocular muscles
Scleral Shape Study: Die Form der anterioren
Sklera bei normalen Augen und ihre Rolle in
der Formgestaltung und Anpassung von
Sklerallinsen
Eingereicht von:
Markus Ritzmann
Kurzfassung
Zweck
Das Interesse für Sklerallinsen ist in den letzten Jahr markant gestiegen und diese wurden
von Bedeutung in der Speziallinsen Anpassung. Die Form der Sklera wurde in Studien und
Literatur primär im nasalen und temporalen Segment beschrieben. Kürzliche Studien haben
auch den superioren und inferioren Abschnitt untersucht. Niemand aber hat bislang das
Profil der beiden schrägen Meridianen untersucht. Die „Scleral Shape“ Studie hatte die
Absicht, die Form der vorderen Sklera in jedem der acht Sektoren separat zu beschreiben
und damit einen wichtigen Beitrag für die augenverwandten Berufe, speziell im Bereich der
Sklerallinsen Anpassung, zu leisten.
Materialien und Methoden
In der Studie wurden 78 normale Augen, ohne pathologischen Veränderungen, von 39
Personen mit einem durchschnittlichen Alter von 25.4 ±2.0 untersucht. Die sagittale Höhe,
die corneo-skleralen und skleralen Winkel wurden in acht Segmenten in drei verschiedenen
Sehnenlängen 10mm, 12.8mm und 15mm mit dem Visante OCT gemessen. Der Medmont
E300 Topograph wurde für die Vermessung der Hornhaut verwendet. Um den horizontalen
und vertikalen sichtbaren Irisdurchmesser zu ermitteln wurden digitale Spaltlampenbilder
ausgewertet. Zusätzlich wurde die objektive Refraktion mit dem Grand Seiko WAM-5500
erfasst und die Augendominanz bestimmt.
Ergebnisse
Signifikante Unterschiede wurden im Vergleich rechter und linker Augen in der sagittalen
Höhe (p = 0.0004) und dem skleralen Winkel (p < 0.0001) im infero-nasalen Segment in
einer Sehnenlänge von 15mm gefunden. Die sagittale Höhe war durchschnittlich bei den
rechten Augen um 50μm kleiner und der Winkel um 1.09° flacher. Augendominanz zeigte
einen schwachen Zusammenhang (56% der Augen waren auf der dominanten Seite flacher).
jedoch die Beziehung zur rechten Körperseite zeigte einen stärkeren Zusammenhang (75%
waren am rechten Auge flacher). Eine hohe, signifikante Unterschiedlichkeit am gleichen
Auge zeigte der horizontale und vertikale Skleraldurchmesser (anteriorer und posteriorer
Durchmesser p < 0.0001). Die Auswertung der gegenüberliegenden sagittalen Höhe und des
Winkels der Sklera in einer Sehne von 15mm, zeigte ebenfalls ein hohes Signifikanzniveau
(sagittale Höhe p ≤ 0.0021; skleraler Winkel p ≤ 0.0105). Ein unerwartetes Nebenprodukt war
die signifikant unterschiedliche Dicke der Sklera der gegenüberliegenden Segmente (p ≤
0.0038). Dabei war die dünnste Stelle im supero-nasalen und die dickste Stelle im inferioren
Segment.
Schlussfolgerung
Die Cornea zeigt eine Neigung zum nasalen Segment im Bezug zur Sklera. Bei der
Sehnenlänge von 12.8mm ist die Form der Sklera sehr symmetrisch und wird bei 15mm
leicht unregelmäßig. Der corneo-skleral und skleral Winkel zeigen ein ähnliches Muster,
wobei die nasalen Winkel der Sklera flacher und die corneoskleralen Winkel steiler sind. Das
bedeutet einen ausgeprägten, konkaven Übergang von Cornea zu der Sklera. In der
temporalem Augenhemisphäre zeigen sich steilere sklerale Winkel und flachere
corneosklerale Winkel. Dies wiederum weist auf einen fliessenden bis konvexen Übergang
hin. Diese Forschungsresultate haben eine grossen Einfluss bei der Formgestaltung und
Anpassung von Sklerallinsen. Weitere Untersuchungen der Faktoren, welche die Form der
Sklera beeinflussen und die Form der Sklera ausserhalb der Sehnenlänge von 15mm sind
notwendig. Messinstrumente, welche eine schnellere und einfachere Messung gewähren
sind erforderlich, um diese in der Kontaktlinsen-Anpasspraxis anwenden zu können.
Schlüsselwörter
Sklera, Sklerallinsen, Form der Sklera, Form des vorderen Auges, sagittale Höhe,
corneoscleral Profil, Limbalzone, Visante OCT, Cornea, Form der Cornea, Augendominanz,
Fixationsdominanz, extra okuläre Muskeln

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