Is 25Hz enough to accurately measure a dynamic change in the ocular accommodation? / ¿Son suficientes 25Hz para medir con precisión un cambio dinámico en la acomodación ocular?

ABSTRACT

Background: Accommodation is often recorded at a low sampling rate using devices such as autorefractors that are designed to measure the static refractive error. It is therefore important to determine if that resolution is sufficient to accurately measure the dynamic properties of accommodation. The current study provides both theoretical and empirical evidence on the ideal sampling rate necessary to measure a dynamic response. Methods: Accommodative and disaccommodative step stimuli ranging from 1-3 D (1 D steps) were presented using a Badal optical system. Responses from 12 children (8-13 years) and 6 adults (20-35 years) were recorded using a dynamic photorefractor (DPR). Fast Fourier transformation was applied to the unsmoothed dynamic responses including position, velocity and acceleration. Also, velocity and acceleration main sequence (MS) characteristics were compared between three photorefractor conditions on 3 subjects. Results: The Nyquist sampling limit necessary to accurately estimate position, velocity and acceleration was at least 5, 10 and 70 Hz, respectively. Peak velocity and acceleration were significantly underestimated at a lower rate (p < 0.5). However, the slope of MS remained invariant with sampling rate (p > 0.5). Conclusion: Contrary to the previous findings, a dynamic accommodative response exhibited frequencies larger than 10Hz. Stimulus direction and amplitude had no influence on the frequencies present in the dynamic response. Peak velocity and acceleration can be significantly underestimated when sampled at a lower rate. Taken as a whole, low sampling rate instruments can accurately estimate static accommodation, however, caution needs to be exercised when using them for dynamic accommodation

RESUMEN

La acomodación se registra a menudo a una tasa de muestreo baja, utilizando dispositivos tales como los autorrefractómetros que están diseñados para medir el error refractivo estático. Por tanto, es importante determinar si dicha resolución es suficiente para medir con precisión las propiedades dinámicas de la acomodación. El estudio actual aporta evidencia tanto teórica como empírica acerca de la tasa de muestreo necesaria para medir una respuesta dinámica. Métodos: Se presentaron estímulos de alteraciones de estimulación y relajación (desacomodación) de la acomodación que oscilaron entre 1 y 3 D (pasos de 1 D) utilizando un sistema óptico Badal. Se registraron las respuestas de 12 niños (de 8 a 13 años) y 6 adultos (de 20 a 35 años) utilizando un sistema de fotorrefracción dinámico (DPR). La transformación rápida de Fourier se aplicó a las respuestas dinámicas no uniformes incluyendo posición, velocidad y aceleración. También se compararon las características de la secuencia principal de velocidad y aceleración entre las tres situaciones del sistema de fotorrefracción en 3 sujetos. Resultados: El límite de muestreo de Nyquist necesario para calcular con precisión la posición, velocidad y aceleración fue de al menos 5, 10 y 70Hz respectivamente. La velocidad y aceleración máximas se subestimaron significativamente a una tasa inferior (p < 0,5). Sin embargo, la pendiente de la secuencia principal permaneció invariable con la tasa de muestreo (p > 0,5). Conclusión: Contrariamente a los hallazgos anteriores, la respuesta acomodativa dinámica mostró unas frecuencias superiores a 10Hz. La dirección y amplitud del estímulo no influyeron en las frecuencias presentes en la respuesta dinámica. La velocidad y aceleración máximas pueden subestimarse significativamente cuando se muestrean a una tasa menor. En conjunto, los instrumentos de baja tasa de muestreo pueden calcular con precisión la acomodación estática; sin embargo, debe actuarse con precaución a la hora de calcular la acomodación dinámica