Analisi di microfluttuazioni accomodative ​

Accommodation is defined as the mechanism by which the eye is able to focus on objects placed at different distances. The stimulus that, primarily, determines accommodation is that of image blurring, which triggers ciliary muscle contraction, miosis and convergence. The dynamics of the phenomenon is complex and still not totally understood. It is reported in the literature that rapid and continuous microfluctuations of ocular focus occur when the eye observes a stationary stimulus. These microfluctuations of ocular accommodation have two dominant components: a low frequency component (LFC) of <0.5 Hz and a high frequency component (HFC) between 1.2 and 2.2 Hz. The main scope of this study was to analyze the microfluctions data obtained from 42 subject in the clinical optometric practise using the Osiris aberrometer, a new high sensitivity commercial instrument, and to compare the results with the existing literature. First we will present in chapter 1 an introduction to the human vision and the microfluctuations and the main methods to measure them; then, in chapter 2, we will show the instrument, explaining how it works, with a particular focus on the wave front sensor with pyramid prism. We then will show in chapter 3 the methods we used to acquire the date and the software used to analyse them, MATLAB, and a comparison for three methods for spectral analysis: the Discrete Fourier Transform (DFT), the Lomb-Scargle periododram (LS) and the generalised Lomb-Scargle periododram (GLS). The latter was never used before now to analyse the microfluctions, as far as we know. Lastly we'll introduce the autocorrelation of increments (ACI) and the mean square defocus (MSD), useful to compare the microfluctions dynamics with statistical mechanic's approach, like the so colled "random walk". Finally, in chapter 4 and chapter 5, we present the results and compare them to the literature.

Si definisce accomodazione il meccanismo attraverso il quale l’occhio è in grado di mettere a fuoco oggetti posti a differente distanza. Lo stimolo che, principalmente, determina l’accomodazione è quello dello sfocamento delle immagini, il quale innesca la contrazione del muscolo ciliare, la miosi e la convergenza. In letteratura è riportato che microfluttuazioni rapide e continue della messa a fuoco oculare si verificano quando l'occhio osserva uno stimolo stazionario. Queste microfluttuazioni dell'accomodazione oculare hanno due componenti dominanti: una componente a bassa frequenza (LFC) di <0.5 Hz e una componente ad alta frequenza (HFC) tra 1.2 Hz e 2.2 Hz. Scopo di questo studio è stato analizzare le microfluttuazioni basandosi sui dati raccolti su 42 soggetti nella pratica clinica optometrica, utilizzando l'aberrometro Osiris, un nuovo strumento commerciale ad alta sensibilità, e confrontare i risultati ottenuti con la letteratura esistente. Verranno presentate nel capitolo 1 una introduzione al sistema visivo umano e alle microfluttuazioni, e la descrizione delle varie metodiche di misurazione dell'accomodazione; verrà quindi spiegato nel capitolo 2 il funzionamento dello strumento utilizzato, con particolare riguardo al sensore di fronte d'onda a prisma piramidale. Seguirà nel capitolo 3 la spiegazione del metodo di acquisizione e dell'ambiente utilizzato per l'analisi, MATLAB, nonché il confronto tra tre diversi tipi di analisi spettrale: la trasformata di Fourier discreta (DFT), il periodogramma di Lomb-scargle (LS) e il periodogramma di Lomb-scargle generalizzato. Quest'ultimo non è mai stato, a nostra conoscienza, utilizzato prima per analizzare le microfluttuazioni. Verrà poi introdotta l'autocorrezione degli incrementi (ACI) e il defocus quadratico medio (MSD), utili per confrontare l'andamento delle fluttuazioni con modelli mutuati dalla meccanica statistica, in particolare il cosiddetto "random walk". Infine, nei capitoli 4 e 5, verranno presentati i risultati ottenuti dalle analisi e il confronto con la letteratura pregressa.