Multimodal eye's optical quality (MEOQ)
Authors:   , García Guerra Carlos Enrique 
Published: September 2023

Within the visual system, the optics of the eye is responsible for forming images of external objects on the ocular fundus for its photo-reception and neural interpretation. However, the eye is not perfect and its capabilities may be limited by aberrations and scattering. Therefore, the quantification of optical factors affecting the eye is important for diagnosis and monitoring purposes. In this context, this document summarizes the work done during the implementation of the Multimodal Eye's Optical Quality (MEOQ) system, a measurement device that integrates a double-pass (DP) instrument and a Hartmann-Shack (HS) sensor to provide not only information on aberrations, but also on scattering that occurs in the human eye. A binocular open-view design permits evaluation in natural viewing conditions. Furthermore, the system is able to compensate for both spherical and astigmatic refractive errors by using devices of configurable optical power. The MEOQ system has been used to quantify scattering in the human eye based on differences between DP and HS estimations. Moreover, DP information has been employed to measure intraocular scattering using a novel method of quantification. Finally, the configurable properties of the spherical refractive error corrector have been used to explore a method for reducing speckle in systems that rely on reflections of light in the ocular fundus.

Dentro del sistema visual, la óptica del ojo es responsable de la formación de imágenes de objetos externos en el fondo de ojo para su fotorrecepción e interpretación neuronal. Sin embargo, el ojo no es perfecto y sus capacidades pueden verse limitadas por la presencia de aberraciones o de luz dispersa. De esta manera, la cuantificación de los factores ópticos que afectan al ojo resulta importante para fines de diagnóstico y de monitoreo. En este contexto, el presente documento resume el trabajo realizado durante la implementación del sistema Multimodal Eye’s Optical Quality (MEOQ), un dispositivo de medición que integra un instrumento de doble paso (DP) y un sensor de Hartmann-Shack (HS) para proporcionar no sólo información sobre aberraciones, sino también en la dispersión que se produce en el ojo humano. Un diseño binocular de campo abierto permite evaluaciones en condiciones visuales naturales. Además, el sistema es capaz de compensar tanto errores refractivos esféricos como astigmáticos mediante el uso de dispositivos de potencia óptica configurable. El sistema MEOQ se ha utilizado para cuantificar la dispersión en el ojo humano basándose en las diferencias entre estimaciones de DP y HS. Además, la información de DP se ha empleado para medir la dispersión intraocular utilizando un nuevo método de cuantificación. Por último,
las propiedades configurables del corrector de refracción esférica se han utilizado para explorar un método para la reducción de ruido speckle en sistemas basados en reflexiones de luz en el fondo ocular.

Innerhalb des visuellen Systems ist die Optik des Auges verantwortlich für die Abbildung externer Objekte auf dem Fundus des Auges, damit Licht umgewandelt und neural interpretiert wird. Dennoch ist das Auge nicht perfekt und seine Möglichkeiten sind durch Abbildungsfehler und Streuung begrenzt. Daraus ergibt sich, dass die Quantifizierung der optischen Faktoren, welche das Auge betreffen, wichtig für die Diagnose und Überwachung sind. Innerhalb dieses Rahmens fasst dieses Dokument die Arbeit zusammen, welche die Implementierung eines System zur multimodalen Bestimmung der optischen Qualität des Auges (MEOQ), bestehend aus einem Doppelpass-Instument (DP) und einem Hartmann-Shack-Sensor (HS), beschreibt, um nicht nur Informationen über Abbildungsfehler, sondern auch über Streuung im menschlichen Auge zu erhalten. Ein biokulares Freisicht-Design ermöglicht natürliche Sehverhältnisse.
Darüberhinaus ist das System in der Lage sphärische und astigmatische Brechungsfehler
mit einem Gerät einstellbarer optischer Leistung zu korrigieren. Das MEOQ System wurde
genutzt um Streuung im menschlichen Auge mit Hilfe der Unterschiede der bschätzungen des DP und des HS zu quantifizieren. Darüberhinaus wurden die DP Informationen angewandt um intraokulare Streuung durch eine neue Methode der Quantifizierung zu messen. Schließlich wurden die konfigurierbaren Einstellungen des sphärischen Brechungsfehlerskorrektor genutzt um eine Methode zur Reduzierung von Speckle in Systemen, welche auf Reflektionen von Licht vom Fundus des Auges basieren, zu untersuchen.