Klin Monbl Augenheilkd 2025; 242(08): 819-827
DOI: 10.1055/a-2648-8929
Experimentelle Studie

In-vitro Comparison of Trifocal Intraocular Lenses of Different Optical Zone Diameter and Design Across Pupil Sizes

In-vitro-Vergleich von trifokalen Intraokularlinsen mit unterschiedlichem Durchmesser und Design der optischen Zone bei verschiedenen Pupillengrößen
Grzegorz Łabuz
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
,
Ava Niknahad
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
,
Weijia Yan
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
,
Hyeck-Soo Son
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
,
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
,
Gerd U. Auffarth
Department of Ophthalmology, University Hospital Heidelberg, Germany
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Abstract

Background Trifocal intraocular lenses (IOLs) for the correction of cataracts allow patients to enjoy good uncorrected intermediate and near visual acuity, and allow them to be independent of spectacles. While clinical studies robustly support their advantages, laboratory evaluations of their objective performance are important. This study evaluated novel trifocal IOLs with 6.0 or 7.0 mm optical zone – Triva-aAY or Triva-aXAY – and compares them to a classic trifocal (Acrysof IQ PanOptix) and an extended-depth-of-focus trifocal (Triumf POD L GF).

Methods and Material The optical quality of two samples of each IOL model with a diopter power of 20 D was evaluated at 3-, 4.5-, and 6-mm apertures with OptiSpheric IOL PRO2 and measured per ISO 11 979 standard. The resulting modulation transfer functions (MTF), through focus area under the MTF curve (MTFa) and simulated visual acuity (VA) were assessed at near, intermediate, and far distances. Additionally, IOLʼs tolerance to misalignment was measured by inducing up to 0.7 mm of vertical decentration and 5° tilt. Measurements were repeated with the 1951 United States Air Force (USAF) resolution test chart.

Results The Triva-aXAY and Triva-aAY had equivalent optical performance at all apertures. For the 3- and 4.5-mm pupil, the Triva IOLs showed MTF levels close to that of the PanOptix but had a slightly extended focus range at a near distance. The MTF analysis did not reveal any difference in optical quality between the Triva IOLs at 6 mm. Although at far and intermediate focus, the Triumfʼs MTF was above the level of the other models, it was at the expense of the near focus. Triumf was the least tolerant of misalignment. All findings were supported by the USAF resolution test charts.

Conclusion Triva-aXAY and Triva-aAY IOLs have an equivalent optical performance at all apertures, with a slightly extended focus range compared to PanOptix at near focus, comparable MTF at intermediate focus, and lower optical quality than Triumf at far focus. The latter, however, may provide insufficient performance at reading distance. IOL misalignment affects the optical quality of the trifocal models and is design-dependent.

Zusammenfassung

Hintergrund Trifokale Intraokularlinsen (IOL) zur Behandlung des grauen Stars ermöglichen es den Patienten, eine gute unkorrigierte Sehschärfe im Fern-, Intermediär- und Nahbereich zu erreichen, was zu Brillenunabhängigkeit führt. Während klinische Studien ihre Vorteile eindeutig belegen, sind Laboruntersuchungen zur objektiven Beurteilung der Leistung wichtig. In dieser Studie wurden neuartige trifokale IOLs mit 6,0 und 7,0 mm optischer Zone – Triva-aAY und Triva-aXAY – untersucht und mit einer klassischen Trifokallinse (Acrysof IQ PanOptix) und einer Trifokallinse mit erweiterter Tiefenschärfe (Triumf POD L GF) verglichen.

Material und Methoden Die optische Qualität von 2 Linsen jedes IOL-Modells mit einer Dioptrienstärke von 20 dpt wurde bei 3-, 4,5- und 6-mm-Pupillen mit dem OptiSpheric IOL PRO2 bewertet und nach dem ISO-11979-Standard gemessen. Die resultierenden Modulationsübertragungsfunktionen (MTF), die Fläche unter der MTF-Kurve (MTFa) und die simulierte Sehschärfe (VA) wurden für Nah-, Intermediär- und Ferndistanzen dargestellt. Außerdem wurde die Toleranz der IOL gegenüber Fehlausrichtungen gemessen, indem eine vertikale Dezentrierung von bis zu 0,7 mm und eine Neigung von 5° induziert wurde. Die Messungen wurden mit der 1951 United States Air Force (USAF) Resolution Test Chart durchgeführt.

Ergebnisse Die Triva-aXAY und Triva-aAY zeigten bei allen Aperturen eine vergleichbare optische Leistung. Bei der 3- und 4,5-mm-Pupille wiesen die Triva-IOLs MTF-Werte auf, die denen der PanOptix nahekamen, hatten aber einen leicht verlängerten Fokus im Nahbereich. Die MTF-Analyse ergab keinen Unterschied in der optischen Qualität der Triva IOLs bei 6 mm. Obwohl die MTF der Triumf im Fern- und Intermediärfokus über dem Niveau der anderen Modelle lag, war sie im Nahfokus geringer. Die Triumf zeigte sich am wenigsten tolerant gegenüber Fehlausrichtungen. Alle Ergebnisse wurden durch den USAF-Test bestätigt.

Schlussfolgerung Die Triva-aXAY und Triva-aAY IOLs zeigen eine vergleichbare optische Leistung bei allen Pupillenweiten, mit einem leicht erweiterten Fokusbereich im Vergleich zur PanOptix im Nahfokus, vergleichbarer MTF im Intermediärfokus und geringerer optischer Qualität im Vergleich zur Triumf im Fernfokus. Letztere bietet jedoch möglicherweise eine unzureichende Leistung im Leseabstand. Die IOL-Fehlausrichtung beeinflusst die optische Qualität der trifokalen Modelle und ist designabhängig.

Conclusion Box

Already known:

  • Trifocal IOLs provide improved range of vision for patients undergoing cataract surgery, with clinical studies consistently supporting their use.

  • With introduction of new trifocal IOLs and lack of clinical data on them, laboratory studies can provide valuable information for assessing and comparing various IOLs.

  • To date, there are no laboratory studies in the literature that compare Triva-aAY and Triva-aXAY trifocal IOLs.

Newly described:

  • Triva-aXAY and Triva-aAY, despite the optic-diameter difference, had an equivalent optical performance at all apertures, with slightly extended focus range compared to PanOptix at near focus, comparable MTF at intermediate focus, and lower performance to Triumf at far focus.

  • Our data agreed with the available clinical literature, yielding consistent predictions of PanOptix and Triva, but not for the Triumf most likely due to the controlled conditions achieved in the laboratory and limited comparative clinical data on the Triumf lens.

  • The Triumf was the least tolerant to misalignment while the PanOptix and the Triva IOLs were more robust against misalignment. The latter showed a small improvement in far distance MTF beyond the 0.5 mm decentration, potentially at the expense of contrast at near and intermediate focus.

Supporting Information



Publication History

Received: 26 November 2024

Accepted: 30 June 2025

Article published online:
21 August 2025

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