Seiring bertambahnya usia, mata manusia mulai kehilangan satu kemampuan istimewa yang dahulu dimilikinya sejak kecil, yaitu kemampuan untuk fokus pada objek dekat secara spontan. Kejadian ini dikenal dengan nama presbiopia, atau sering juga disebut sebagai “rabun dekat”. Tidak seperti rabun jauh atau astigmatisme yang bisa dialami siapa pun di berbagai usia, presbiopia hampir pasti menghampiri setiap orang yang menua, tanpa terkecuali. Ini bukan penyakit, melainkan bagian dari proses bertambahnya usia.
Mata manusia adalah salah satu karya biologis ciptaan TUHAN yang kompleks. Di dalam bola mata, tepat di belakang iris yang memberi warna pada mata, terdapat lensa kristalin—sebuah struktur bening berbentuk cembung yang bertugas memfokuskan cahaya agar jatuh tepat di retina. Untuk melihat objek jauh, lensa menjadi pipih; untuk melihat dekat, ia menggembung. Kemampuan berubah bentuk disebut daya akomodasi mata.
Daya akomodasi mata (Leon N. Davis et al., 2024)
Kemampuan akomodasi ini diatur oleh otot siliaris, yang secara otomatis mengencang atau mengendur menyesuaikan jarak objek yang dilihat. Ketika seseorang membaca buku atau melihat layar ponsel, otot siliaris akan berkontraksi, membuat lensa menggembung, supaya cahaya dari objek dekat tetap bisa difokuskan dengan tajam. Namun, seiring waktu, seperti sebuah pegas, sistem ini mulai kehilangan kelenturannya. Lensa menjadi kaku, otot siliaris mulai bekerja lebih keras, dan kemampuan mata untuk mengubah fokus pun menurun. Akbatnya, mata tak lagi bisa dengan mudah menyesuaikan jarak pandang. Itulah presbiopia.
Solusi paling mendasar atas kejadian presbiopia adalah penggunaan kacamata berlensa cembung (lensa +) untuk mengoreksi penglihatan yang diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi lensa mata. Bagi kasus dengan gangguan refraksi lainnya, seperti miopia (rabun jauh), hipermetropia, atau astigmatisma, penggunaan kacamata bifokal atau progresif bisa menjadi solusi. Lensa bifokal memiliki dua zona: bagian atas untuk melihat jauh, bagian bawah untuk dekat. Sedangkan lensa progresif mengintegrasikan banyak zona tanpa garis batas, sehingga dapat memberikan kenyamanan visual yang lebih alami, meskipun membutuhkan waktu untuk beradaptasi.
Fitting dan pengukuran lensa bifokal (Philip B. Morgan et al., 2024)
Selain menggunakan kacamata konvensional (kacamata plus), solusi presbiopia juga bisa dengan menggunakan lensa kontak multifokal atau sistem monovision (satu mata untuk jauh, satu untuk dekat). Bagi mereka yang menginginkan solusi jangka panjang, pilihan intervensi bedah bisa dipertimbangkan. Teknologi seperti presbyLASIK dapat mengubah bentuk kornea untuk menciptakan multifokalitas, mirip dengan lensa progresif dalam bentuk biologis. Lensa intraokular (IOL) multifokal atau akomodatif juga menjadi opsi bagi pasien presbiopia yang menjalani operasi katarak, memberi penglihatan yang tajam di lebih dari satu jarak. Obat tetes mata berbasis pilocarpine telah dikembangkan untuk menginduksi kontraksi pupil dan meningkatkan kedalaman fokus secara sementara. Meski belum menjadi pengganti total kacamata, obat ini menawarkan alternatif baru, terutama bagi mereka yang aktif secara sosial dan ingin sesekali bebas dari alat bantu visual.
Selain menggunakan kacamata konvensional (kacamata plus), solusi presbiopia juga bisa dengan menggunakan lensa kontak multifokal atau sistem monovision (satu mata untuk jauh, satu untuk dekat). Bagi mereka yang menginginkan solusi jangka panjang, pilihan intervensi bedah bisa dipertimbangkan. Teknologi seperti presbyLASIK dapat mengubah bentuk kornea untuk menciptakan multifokalitas, mirip dengan lensa progresif dalam bentuk biologis. Lensa intraokular (IOL) multifokal atau akomodatif juga menjadi opsi bagi pasien presbiopia yang menjalani operasi katarak, memberi penglihatan yang tajam di lebih dari satu jarak. Obat tetes mata berbasis pilocarpine telah dikembangkan untuk menginduksi kontraksi pupil dan meningkatkan kedalaman fokus secara sementara. Meski belum menjadi pengganti total kacamata, obat ini menawarkan alternatif baru, terutama bagi mereka yang aktif secara sosial dan ingin sesekali bebas dari alat bantu visual.
Dalam perspektif biomekanika, ada tiga komponen utama yang terlibat dalam akomodasi mata, yaitu lensa mata (crystalline lens), otot siliaris, dan zonula zinnii (ligamen suspensori). Ketiganya bekerja secara sinergis melalui hubungan gaya tarDalam pemodelan komputasi dinamika akomodasi mata, tujuannya adalah untuk memahami mekanisme perubahan yang menyebabkan berkurangnya kemampuan mata berakomodasi seiring bertambahnya usia. Beberapa metode yang bisa digunakan dalam pemodelan komputasi dinamika akomodasi mata, yaitu metode elemen hingga (Finite Elemen Modeling/FEM), model berbasis agen (Agent-Based Modeling/ABM), dan model numerik berbasis persamaan diferensial. Fokus kajiannya adalah tentang elastisitas dan kekakuan lensa mata, perilaku mekanis otot siliaris, dan interaksi jaringan zonula dengan struktur di sekitarnya. ik (tegangan/tension), gaya tekan (compression), serta elastisitas jaringan. Bagaimana memahami terjadinya presbiopia dari perpadua ketiga komponen yang terlibat dalam daya akomodasi lensa mata? Untuk mengamati secara langsung pada organ lensa manusia bagaimana itu dapat terjadi, sepertinya sulit. Namun, ilmu pengetahuan memberikan jalan keluar, yaitu lewat pemodelan. Dalam hal ini pemodelan biomekanis.
Model adalah aproksimasi atas sistem real. Sistem mengacu ke kumpulan objek-objek yang saling terkait, seperti organ, jaringan, sel, atau molekul. Sebuah model mereduksi realitas menjadi suatu objek atau atau entitas yang relevan untuk suatu penelitian, sehingga diperolah pemahaman atas sifat dan karakteristik suatu sistem tertentu. Proses membangun model disebut dengan pemodelan.
Pemodelan diperlukan untuk memahami cara kerja organ tubuh manusia karena tubuh manusia adalah sistem biologis yang kompleks, dinamis, dan sulit dipelajari secara langsung dengan metode observasi semata. Organ tubuh manusia terdiri dari jaringan, sel, dan molekul yang saling berinteraksi secara rumit. Dengan pemodelan, interaksi kompleks itu dapat disederhanakan dalam bentuk yang dapat dibuat dan dimanipulasi secara matematis. Dalam kejadian presbiopia, pemodelan komputasi akomodasi mata dapat membantu kita memahami hubungan antara perubahan biomekanik lensa, otot siliaris, dan kelenturan lensa mata.
Dalam pemodelan komputasi dinamika akomodasi mata, tujuannya adalah untuk memahami mekanisme perubahan yang menyebabkan berkurangnya kemampuan mata berakomodasi seiring bertambahnya usia. Beberapa metode yang bisa digunakan dalam pemodelan komputasi dinamika akomodasi mata, yaitu metode elemen hingga (Finite Elemen Modeling/FEM), model berbasis agen (Agent-Based Modeling/ABM), dan model numerik berbasis persamaan diferensial. Fokus kajiannya adalah tentang elastisitas dan kekakuan lensa mata, perilaku mekanis otot siliaris, dan interaksi jaringan zonula dengan struktur di sekitarnya.
Ilustrasi penampang otot siliaris & serat zonula (Shehzad A. Naroo et al., 2024)
Sebuah model dibuat berdasarkan data awalan. Untuk pemodelan komputasi dinamika akomodasi, data untuk membangun model bisa diperoleh hasil pencitraan, MRI (magnetic resonance imaging) atau OCT (optical coherence tomography), dan data biomekanik elastisitas jaringan dan kekuatan kontraksi otot siliar. Konstruksi model bisa berupa model tiga dimensi (3D) atau skematik anatomi mata. Model terebut memiliki properti ukuran fisis, mekanik, dan fisiologis. Dari model yang sudah dibuat, kemudian dilakukan simulasi untuk menguji respons akomodasi model terhadap berbagai stimulus, misalnya jarak objek. Hasil simulasi berupa grafik atau tabel data, dibandingkan dengan data empiris (data klinis) untuk validasi model. Validasi model juba bisa dilakukan dengan melakukan eksperimen untuk bisa mendapatkan hasil yang mendekati data empiris (refinement).
Skema pemodelan daya akomodasi mata (W. Rich and M.A. Reilly, 2023)
Pemodelan merupakan alat penting dalam penelitian biomedis karena memungkinkan analisis mendalam, prediksi, visualisasi proses kompleks, dan pengembangan terapi inovatif secara aman, efisien, dan efektif. Pemodelan mendukung desain dan pengembangan terapi baru secara lebih tepat dan akurat. Berdasarkan simulasi yang dibuat, memungkinkan untuk melakukan evaluasi atas intervensi terapeutik sebelum diterapkan ke manusia.
Referensi:- Davies, L. N., Biswas, S., Bullimore, M., Cruickshank, F., Estevez, J. J., Khanal, S., Kollbaum, P., Marcotte-Collard, R., Montani, G., Plainis, S., Richdale, K., Simard, P., & Wolffsohn, J. S. (2024). BCLA CLEAR presbyopia: Mechanism and optics. Contact Lens and Anterior Eye, 47, 102185. https://doi.org/10.1016/j.clae.2024.102185
- Morgan, P. B., Efron, N., Papas, E., Barnett, M., Carnt, N., Dutta, D., Hepworth, A., Little, J.-A., Nagra, M., Pult, H., Schweizer, H., Shen Lee, B., Subbaraman, L. N., Sulley, A., Thompson, A., Webster, A., & Markoulli, M. (2024). BCLA CLEAR Presbyopia: Management with contact lenses and spectacles. Contact Lens and Anterior Eye, 47, 102158. https://doi.org/10.1016/j.clae.2024.102158
- Naroo, S. A., Woods, C. A., Gil-Cazorla, R., Ang, R. E., Collazos, M., Eperjesi, F., Guillon, M., Hipsley, A., Jackson, M. A., Price, E. R., & Wolffsohn, J. S. (2024). BCLA CLEAR presbyopia: Management with scleral techniques, lens softening, pharmaceutical and nutritional therapies. Contact Lens and Anterior Eye, 47, 102191. https://doi.org/10.1016/j.clae.2024.102191
- Rich, W., & Reilly, M. A. (2023). A review of lens biomechanical contributions to presbyopia. Current Eye Research, 48(2), 182–194. https://doi.org/10.1080/02713683.2022.2088797
Komentar
Posting Komentar