Verbundprojekt: Optiksimulation im Finite Elemente Modell zur Vorhersagbarkeit der Abbildungsleistung des laseroperierten Auges; Teilprojekt: Finite Elemente Modell basierte Optiksimulation und Messung des realen Strahlverlaufs in der Augenlinse

Ziel des Gesamtvorhabens ist es, Veränderungen der optischen Abbildungsleistung des Auges durch Operationen an Hornhaut und Linse vorab am Computer zu simulieren und damit vorherzusagen. Das Teilprojekt beschäftigt sich mit der Wirkung von Femtosekundenlaser-Linsenschnitten (Lentotomie) auf die Optik der Linse hinsichtlich einer Verbesserung der Alterssichtigkeit. Zum einen zielt das Teilprojekt auf eine computerbasierte Strahlverlaufsberechnung kombiniert mit einer Biomechanikberechnung der Linse. Zum anderen wird experimentell sowohl die Verformung von Probenlinsen (Tiernebenprodukt vom Schwein) als auch der reale optische Strahlengang gemessen. Experimentell belegt und computersimuliert soll vorhergesagt werden, inwiefern bestimmte Schnittmuster in der Lentotomie einer Alterssichtigkeit entgegenwirken können. Die Lentotomie der alterssichtigen Linse führt zu einer verbesserten Verformbarkeit des Linsengewebes bei Anlegen äußerer Kräfte und auch zu einer anderen Mitverformung der Lichtbrechung sowohl an der äußeren Form als auch durch eine Brechung innerhalb der Linse (Brechungsindex-Gradient). Das Teilprojekt soll den Zusammenhang klären, der zwischen der veränderten Biomechanik der Linse und der Verteilung der Brechkraft besteht. Dieser Zusammenhang soll in verschiedenen Dehnungszuständen der Linse hergestellt werden. Dazu werden Strahlverläufe von ausgewählten Eingangslichtstrahlen einerseits auf dem Computer simuliert und andererseits mit einer abstandstreuen Kamera durch digitale Fotografie an realen Probelinsen (Tiernebenprodukt vom Schwein) aufgezeichnet. Für die Computersimulation der Biomechanik wird eine Aufteilung des Linsenkörpers in Finite Elemente vorgenommen, denen Materialeigenschaften zugeschrieben werden. Experimentell simuliert eine eigens aufgebaute Linsendehnungsapparatur gezielt die Kräfte auf die Probelinsen und dabei wird deren Geometrieänderung in den verschiedenen Streckzuständen mit der Optischen Kohärenztomographie in 3D festgehalten.