Cilindrische afwijking (astigmatisme)

Inhoudsopgave Cylinder

1. Het normale oog (zonder brekingsafwijking)
2. Wat zijn refractie-afwijkingen?
3. Wat is een cilindrische afwijking (astigmatisme)?
4. Soorten astigmatisme
5. Gecombineerde brekingsafwijkingen
6. Correcties van astigmatisme
   • bril of contactlenzen
   • laserbehandelingen
   • chirurgisch / operatie
7. Prevalentie: hoe vaak komt myopie voor in de bevolking?
8. Verandering van de myopie (bijziendheid) in de loop van het leven
9. Animatie / film

1. Het normale oog (zonder brekingsafwijking)
De lichtstralen of beelden worden op het netvlies geprojecteerd via het hoornvlies en de lens. De brekingssterkte van een lens wordt uitgedrukt in dioptrieën (vergelijk de sterkte van een vergrootglas). Hoe groter het aantal dioptrieën, hoe sterker de lens. De brekingssterkte van het hoornvlies is ongeveer 40-45 dioptrieën, die van de lens is ongeveer 20-22 dioptrie. Bij elkaar opgeteld worden de lichtstralen door het hoornvlies en lens ongeveer 60-65 dioptrie gebroken.Een voorbeeld van een normale refractie: de lichtstralen of beelden (letter E) vallen precies op het netvlies waardoor het beeld scherp wordt waargenomen.

2. Wat zijn refractie-afwijkingen?
Een normaal oog heeft géén refractie afwijking en dus geen brilsterkte nodig; de lichtstralen vallen precies op het netvlies. Dit wordt emmetropie genoemd. Een refractie afwijking houdt in dat bij één of beide ogen een bepaalde fout zit in het brekingssysteem waardoor de beelden niet goed geprojecteerd worden op het netvlies. Er is dan geen sprake van een oogziekte of zwakte maar van een refractie- of brekingsafwijking. Er zijn dus verschillende refractie afwijkingen mogelijk: bijziendheid (myopie), verziendheid (hypermetropie), cylindrische afwijkingen (astigmatisme).

Is er een refractie-afwijking, dan spreken we van een ametropie (brekingsafwijkingen van het oog). Bij myopie en hypermetropie valt het beeld respectievelijk vóór of achter het netvlies van het niet-geaccommodeerde oog (zie andere folders). In deze folders worden cylindrische afwijkingen besproken.
De brilsterkte wordt uitgedrukt in een sferisch (S) en een cylindrisch (C) getal, de sterkte ervan in “dioptrie” (afkorting D). Een voorbeeld van een brilrecept: S -4.0 * C -3.0 as 90 graden).
In deze folder worden de cilindrische (cylindrische) afwijkingen in detail besproken. Zie aan einde van de folder –> animatiefilm

3. Wat is een cilindrische afwijking (astigmatisme)?
3a. Algemeen (werkingsmechanisme)
Een bundel lichtstralen wordt gebroken of van richting veranderd als het een rond vlak (glas) nadert. Een vergrootglas heeft een mooie ronde bolling. Een bundel lichtstralen die op dit vergrootglas valt, wordt daardoor in alle richtingen gelijkwaardig gebroken (van richting veranderd). Achter het vergrootglas komen de lichtstralen bij elkaar in 1 punt (het brandpunt). Zo kunnen lichtstralen, afkomstig van de bijv. zon, achter het vergrootglas gebroken worden tot 1 fijn puntje (en kan het zelfs een papier in brand steken).
Bij een cylindrisch glas daarentegen worden de lichtstralen in een bepaalde richting wel gebroken terwijl de lichtstralen loodrecht daarop niet gebroken worden (die lichtstralen gaan dus rechtuit). Hierdoor wordt een lichtbundel niet gefocust in 1 brandpunt (zoals bij een ronde lens) maar in een brandlijn (zie tekening hieronder). De richting van de brandlijn is afhankelijk van de stand van het cylindrisch glas. Een zuivere cylinder heeft geen brekend vermogen (= 0) in de ene richting (meridiaan) maar wel een brekend vermogen in de richting loodrecht erop.

3b. Het oog
Men kan het voorvlak van een normaal hoornvlies voorstellen als zijnde een deel van een mooie ronde voetbal; hierbij is de breking van het licht in alle richtingen gelijk. Deze breking kan optimaal zijn (geen bril nodig), te veel zijn (bijziendheid) of te weinig zijn (verziendheid). Bij deze laatste 2 brekingsafwijkingen wordt de lichtstralen in alle richtingen wel gelijkwaardig gebroken, maar het brandpunt valt vóór of achter het netvlies.
Bij astigmatisme lijkt het voorvlak van het hoornvlies niet op een ronde voetbal (dus bolvormig) maar op een rugbybal (ovaalvormig). De breking van het licht is dan in beide richtingen wel aanwezig maar in de éne richting niet hetzelfde als in de andere richting. Ofwel, de optische breking is in afzonderlijke vlakken verschillend. In tegenstelling tot een zuiver cilindervorm (zie tekening hierboven), heeft het oog met een cylinderafwijking dus een ongelijk brekend vermogen in de 2 verschillende assen, hetgeen een “sferocylindrische refractie” wordt genoemd.
-linker foto: het hoornvlies heeft een ronde vorm
-middelste foto: het hoornvlies heeft een rugbybal vorm
-rechter foto: de vorm van een rugby-bal
  

De breking van het licht is dan in de éne richting niet hetzelfde als in de andere richting. Een brandpunt is het punt waarin lichtstralen elkaar snijden na breking door het hoornvlies en lens). Bij astigmatisme is er sprake van 2 brandpunten (in plaats van 1). Het ene brandpunt valt bijv. vóór het netvlies terwijl het andere bandpunt achter het netvlies valt.

In de volksmond wordt ook wel gezegd dat het oog een cilinder heeft. Er ontstaat een onscherp beeld.
De 2 brekingsvlakken staan meestal loodrecht op elkaar. Deze brekingsafwijking wordt een cilindrische afwijking of astigmatisme genoemd. De richting van het zwakste brekingsvlak wordt de cilinder-as van een brillenglas genoemd. Bijvoorbeeld de rugby-bal ligt horizontaal (0 graden), verticaal (90 graden) of scheef (bijv. 40 graden).

LINKS
– de stralen van het oranje vlak worden sterker gebroken en komen vóór het netvlies terecht
– de stralen van het groene vlak worden zwakker gebroken en komen achter het netvlies terecht
RECHTS
– een deel van de lichtstralen, afkomstig van een voorwerp, komt vóór het netvlies terecht,
een ander deel valt achter het netvlies
 

Het astigmatisme kan worden veroorzaakt door een afwijkende kromming van het hoornvlies en/of de ooglens (de ‘rugby-bal vorm’ is een optelsom van het hoornvlies en/of de ooglens). De optische breking is in afzonderlijke vlakken verschillend, maar meestal is dit het gevolg van een vormafwijking van het hoornvlies (zie uitleg hierna).

4. Soorten astigmatisme
Astigmatisme of een cilinder kan ingedeeld worden op verschillende manieren:

4a. Regelmatigheid
Astigmatisme kan regelmatig of onregelmatig zijn:

• Regulair astigmatisme. Indien de 2 brekingsvlakken loodrecht op elkaar staan, wordt de afwijking “regulier of regelmatig astigmatisme” genoemd (in feite dus een mooie rugby-balvorm, zoals hierboven beschreven). Dit is de meest voorkomende vorm hetgeen veel voorkomt in de normale bevolking. Dit astigmatisme is ook eenvoudig te corrigeren in de bril met een “cilinder”.
• Irregulair astigmatisme. Soms staan de brekingsvlakken niet loodrecht op elkaar waardoor er een onregelmatige breking plaatsvindt, dit heet “irregulair of onregelmatig astigmatisme”. Dit wordt veroorzaakt door een onregelmatig oppervlak (bijv. het voorvlak is niet mooi rond en lijkt op een soort maanlandschap). Meestal wordt dit veroorzaakt door littekens in het hoornvlies of door een keratoconus.

4b. Type astigmatisme
Er zijn verschillende mogelijkheden van een sferocilindrische refractie in het oog. Bij astigmatisme wordt het netvliesbeeld onscherp door de onregelmatige kromming van het hoornvlies of soms door de ooglens. In plaats van 1 brandpunt zijn er 2 brandpunten (beelden) aanwezig. De 2 brandpunten kunnen op verschillende afstanden van het netvlies terecht komen. Voorbeelden:

• Enkelvoudig / Eenvoudig astigmatisme. Hier zijn 2 mogelijkheden:
  • het ene brandpunt valt vóór het netvlies, het andere deel valt precies op het netvlies
  • het ene brandpunt valt achter het netvlies, het andere deel valt op het netvlies
    Ofwel, het ene beeld valt vóór of achter het netvlies, het andere beeld valt op het netvlies.
• Samengesteld astigmatisme (compound astigmatisme). Er zijn 2 mogelijkheden:
  • beide brandpunten vallen achter het netvlies, maar op verschillende afstanden van elkaar (hypermetroop astigmatisme genoemd, ofwel een combinatie van verziendheid met astigmatisme.
  • beide brandpunten vallen vóór het netvlies, maar op verschillende afstanden van elkaar (myoop astigmatisme) (zie tekening links).
    -links: myoop astigmatisme (beide brandpunten vallen vóór het netvlies
    -rechts: gemengd astigmatisme
    
• Gemengd astigmatisme (mixed astigmatisme): het ene beeld valt vóór het netvlies, het andere deel achter het netvlies (zie tekening).

4c. Richting (as) van de cilinder
De cilinder heeft een bepaalde richting of as (ofwel, de “rugby-bal” kan in verschillende richtingen geplaatst worden:

• Astigmatisme met de regel: dit is te vergelijken met een liggende rugby-bal (d.w.z. de zwakste breking bevindt zich in de 0 -180 graden as en de sterkste breking vindt plaats op 90 graden. Dit wordt m.n. bij jongere mensen gezien (en komt relatief vaak voor).
• Astigmatisme tegen de regel: dit is te vergelijken met een rechtopstaande rugby-bal (de zwakste breking ligt op 90 gr en de maximale breking ligt op 180 graden). Dit wordt vaker bij oudere mensen gezien maar komt weinig voor.
• Astigmatisme in een schuine richting (oblique) (vergelijk een rugbybal die schuin staat). De richting van de cilinder varieert van 0 tot 180 gr (bijv. C-1.25 as 20 graden).
  

4d. Localisatie
Het astigmatisme kan worden veroorzaakt door een afwijkende kromming van het hoornvlies en/of de ooglens(de ‘rugby-bal vorm’ is een optelsom van hoornvlies en/of ooglens).

• Corneaal astigmatisme: astigmatisme wordt veroorzaakt door een afwijkende hoornvlieskromming.
• Lenticulair astigmatisme: naast het hoornvlies, behoort ook de ooglens tot het brekend stelsel van het oog. Indien het astigmatisme worden veroorzaakt door de eigen ooglens (ovaalvorm), spreken we van “lenticulair astigmatisme”.
• Cornea-lenticulaire astigmatisme (het totale astigmatisme van het oog): indien zowel het hoornvlies als de ooglens een afwijkende kromming hebben, wordt het astigmatisme bij elkaar opgeteld. In deze situatie moet een brillenglas dit totale astigmatisme (cilinder) corrigeren. Het is soms mogelijk dat de afwijkende kromming van het hoornvlies en ooglens elkaar (deels) opheffen.

Bij astigmatisme wordt het netvliesbeeld onscherp en in de hoogte of in de breedte uit elkaar getrokken (vergelijk een lachspiegel: een kerktoren is breder of langer dan normaal). Feitelijk neemt de patiënt dit beeld niet waar als een vervormd beeld maar als een onscherp beeld. De vervorming (het lachspiegel effect) treedt pas op als het astigmatisme wordt gecorrigeerd met een bril. Bij een contactlenscorrectie treedt niet niet/nauwelijks op.
De richting waarin het beeld is uitgerekt wordt uitgedrukt in graden, de cilinder-as genoemd. Een voorbeeld van een brillenglas is: S +1.00 * C -2.00 as 90 graden.

4e. Effect van een cilinder-afwijking op het gezichtsvermogen
Als een cilinder niet wordt gecorrigeerd in een bril, zal het gezichtsvermogen dalen. Hoe hoger de cilinder, hoe lager het gezichtsvermogen. :

• Een lage cilinder van -0.25 D heeft nauwelijks effect op het gezichtsvermogen.
• Bij een ongecorrigeerde cilinder van -0.50 D daalt het gezichtsvermogen tot ongeveer 90-100%.
• Bij een ongecorrigeerde cilinder van -0.75 D daalt het gezichtsvermogen tot ongeveer 90%.
• Bij een ongecorrigeerde cilinder van -1.00 D daalt het gezichtsvermogen tot ongeveer 80%. In dit geval wordt wel de grens bereikt om de cylinder te corrigeren in een bril.
• Bij een ongecorrigeerde cilinder van -1.50 D daalt het gezichtsvermogen tot ongeveer 63%.
• Een algemene vuistregel is: het gezichtsvermogen daalt 1.5 lijn op de letterkaart per dioptie ongecorrigeerde cylinder.

5. Gecombineerde brekingsafwijkingen
Bij bijziendheid (myopie) vallen de lichtstralen vóór het netvlies, bij verziendheid (hypermetropie) vallen de lichtstralen achter het netvlies. Bij een gecombineerde brekingsafwijking is een bijziendheid of verziendheid aanwezig gecombineerd met een astigmatisme. Astigmatisme kan dus zowel in combinatie met bijziendheid als verziendheid voorkomen. Dit wordt ook wel een ‘compound astigmatisme’ genoemd.

6. Correcties van astigmatisme (cilinders)
Wil men bij een brekings- of refractie-afwijking het beeld toch scherp op het netvlies krijgen dan heeft men een correctie nodig. Deze correctie kan bestaan uit:
6a. Een bril
Astigmatisme kan worden verholpen met cilindrische brillenglazen. Dit zijn glazen die in een bepaalde richting een groter brekend vermogen hebben dan in de richting er loodrecht op. Deze richting wordt uitgedrukt in graden. Denk maar aan een rugby-bal die ook in een willekeurige richting kan staan.

De richting van het zwakste brekingsvlak wordt de cilinder-as genoemd (bijvoorbeeld een cilinder op 30 graden). Na correctie van het astigmatisme, kan er een restant van de brekingsafwijkingen over blijven (een gecombineerde brekingsafwijking). Deze brekingsafwijking is dan een bijziendheid of een verziendheid. Deze afwijking wordt dan ook nog in de sterkte van de bril of lenzen gecorrigeerd.

 
tekening: na correctie met een cylindrisch glas (rechts) komen alle lichtstralen weer in 1 punt terecht. In dit geval komen ze echter vóór het netvlies terecht. Om deze lichtstralen weer op het netvlies te krijgen, moet tevens een min-correctie worden gegeven. Er is een combinatie van een cilinder met een bijziendheid. In de bril zit dan bijv. een sterkte van S -2.00 * C – 1.00  (dus een cylinder van -1.00 en een sferisch deel om de bijziendheid te corrigeren van -2.00)

6b.  Contactlenzen
Een tweede mogelijkheid om beter te zien zijn contactlenzen: In principe zijn er twee soorten contactlenzen:

• harde zuurstofdoorlaatbare lenzen: dit zijn kleine lenzen met een doorsnede van maximaal 10 mm en een levensduur van gemiddeld twee jaar.
• zachte lenzen: deze lenzen zijn wat groter (14 mm). Ze zijn zacht omdat ze water opnemen. Dit verbetert het draagcomfort; nadeel is dat er een verhoogd risico op infectie bestaat, zeker wanneer deze lenzen dag en nacht achtereen gedragen worden. De hygiëne voor onderhoud en vervanging is dus erg belangrijk. Er zijn dag-, week-, maand- en half jaar vervangsystemen. Er bestaat de mogelijkheid om cilinder afwijkingen in lenzen aan te brengen (=torische contactlenzen). Ook is het mogelijk een leesgedeelte aan te brengen in een contactlens (=multifocale contactlenzen). Uitgebreide informatie over lenzen vindt u op de website bij “Contactlenzen“.

6c. Een laserbehandeling
Met een laserbehandeling kan de sterkte opgeheven of verminderd worden. Zie folders op de website bij rubriek “refractie chirurgie”. Voorbeelden van ooglaserbehandelingen zijn:
* PRK / LASEK → ooglaseren (PRK)
* LASIK → ooglaseren (LASIK)
* SMILE → ooglaseren (SMILE)

6d. Chirurgisch / Operatie
Bij een normaal gezond oog met alleen astigmatisme is het mogelijk om het astigmatisme te verminderen d.m.v. het maken van sneetjes (incisies) in het hoornvlies → lees verder

• Snedes of incisies in het hoornvlies (LRI, limbal relaxing incision). Hierbij wordt in de steile as van het hoornvlies een sneetje geplaatst in de rand van het hoornvlies (limbus-parallel, d.w.z. boogvormig). Dit kan worden toegepast bij bijv. rest-astigmatisme na LASIK, na staaroperaties of in  gezonde ogen
  Correcties van 1.5 tot 2.0 D zijn mogelijk; een normogram bepaalt de lengte van de snede in het hoornvlies die meestal ongeveer 45-60 graden bedraagt. zie folder over snedes.
• LTK (laser thermal keratoplasty) en CK (conductive keratoplasty): deze maken het hoornvlies steiler (meer verziend).→ zie folder.
• kunstlensimplantaties:
  • phake-IOL’s  →  zie folder
  • CLE (clear lens extraction) met een torische kunstlensimplantatie (zie folder). Ook bij patiënten met staar is het mogelijk om het astigmatisme te corrigeren d.m.v. een speciale torische kunstlens (zie folders “Ooglens: staar”) → zie folder torische lens

7. Prevalentie: hoe vaak komt een cilinder voor in de bevolking?
De sterkte van de cilinder in een brilcorrectie (het refractieve astigmatisme) is een resultante van het astigmatisme van het hoornvlies (hoornvlies-astigmatisme) en van de ooglens. Globaal is de sterkte van de refractieve cilindersterkte gelijk aan die van het corneale astigmatisme [Hoffer 2010].
Enige mate van hoornvlies-astigmatisme komt vaak voor in de algemene bevolking. Enkele getallen van hoornvlies-astigmatisme van verschillende grote studies staan in de tabel vermeld.
Het gemiddelde is ongeveer 0.90 – 1.0 D.

In de tabel staat het astigmatisme op hoornvlies-niveau van verschillende studies [(JCRS 2010), Hoffer (AJO 1980;360), Ferrer-Blasco (JCRS 2009;70), Khan (JCRS 2011;1751), Hoffmann (JCRS 2010;1479)].

Voor meer details, lees verder in folder:refractie-afwijkingen: algemeen

8. Verandering van de cilinder in de loop van het leven
lees verder in folder: refractie-afwijkingen: algemeen

9. Animatiefilm (Engels)