Investigate the effect of atropine 1% on the anterior scleral thickness

Abstract

Formål: Denne studiens hovedmål var å undersøke korttidseffekten av Atropin 1% øye dråper på skleral tykkelse i fremre segment hos friske unge voksne og i hvilken grad endingene varer når effekten av dråpene avtar. Det sekundære målet var å undersøke om forskjellene i sklera tykkelse var assosiert med brytningsfeil, alder og kjønn.

Metode: Denne studien var en eksperimentell lukket prospektiv kohortstudie som fulgte likt-øye design utført ved Universitetet i Sørøst-Norge (USN) mellom 15.oktober 2021 og 1.november 2021. Studenter som gikk på optometristudiet ved USN var invitert til å delta i denne studien. Deltakerens dominante øye ble valgt som test øye og ble dryppet med atropin 1% øyedråper. Det ikke-dominante øye fungerte som kontrolløye for målingene. Målinger før deltakerne ble dryppet med øyedråper ble utført en dag i forveien for å etablere grunn målinger for videre sammenligning. Målinger for denne studiens analyser var målinger av fremre sklera tykkelse, total fremre segment tykkelse, aksial lengde, hornhinneradius og sfærisk brytningsfeil (SER). Målinger av skleral tykkelse og fremre segment tykkelse ble utført ved ANTERION OCT fra Heidelberg, og bilder ble analysert med et spesialskrevet program. Tykkelsesmålingene ble vurdert fra 1mm, 2mm og 3mm fra skleralsporen. Beregninger av SER-verdier viste en overvekt av hypermetrope deltakere, 52.9%. Derfor ble analysen vedrørende brytningsfeil basert på to SER-grupper: Hypermetrope (n=9) og myope og emmetrope (n=8).

Resultat: Sytten deltagere i alderen 19-25 år (gjennomsnittsalder (SA): 21.47 (±2.15)) deltok i denne studien. Tolv av de 17 deltakerne deltok på alle seks dagene, mens fem deltakere deltok i minimum fire dage. Resultatene viste ingen signifikante endringer i skleral tykkelse etter at deltakernes testøye ble dryppet med atropin øyedråper (p>0.05). Kontrolløyet viste en signifikant tynnere sklera for et målepunkt (2mm fra skleralsporen; p=0.034). Målingen over de seks dagene viste ingen signifikante endringer i skleral tykkelse for noen av SER gruppene. Total fremre segment tykkelse viste en signifikant forskjell i kontrolløyet for den myope og emmetrope SER gruppen ved målepunktene 1mm og 3mm (p=0.015 og p0.03). Det ble ikke gjort analyser over deltakernes alder og kjønn.

Konklusjon: Denne studiens resultater viser kun mindre og ikke-signifikante endringer i skleral tykkelse og total fremre segment tykkelse etter å ha blitt dryppet med atropin 1% øyedråper. Resultatene viser heller ingen signifikant forskjell knyttet til brytningsfeil. Det ble observert individuelle variasjoner mellom kontrolløye og testøye. Fremtidig arbeid må vurdere om disse endringene er relatert til repeterbarheten ved segmentering og eller faktiske individuelle forskjeller. ANTERION AS-OCT var et nyttig verktøy for å oppnå bilder av høy kvalitet av fremre sklera.

Nøkkelord: sklera, atropin øyedråper, myopi, Optical coherence tomography

Purpose: This study aimed to investigate the short-term effect of Atropine 1% on the anterior scleral thickness in healthy young adults and to what degree these changes last as the effect of the drug wane. The secondary aim was to investigate if the differences in anterior scleral thickness were associated with refractive error, age, and sex.

Methods: This study was an experimental closed prospective cohort study following a paired-eyed design conducted at the University of South-Eastern Norway (USN) between 15. October 2021 and 1. November 2021. Students enrolled in the optometry study program at USN were invited to participate in this study. The participants' dominant eye was chosen as the test eye and was administered atropine 1% eye drops. The non-dominant eye served as a control. Baseline measurements were obtained one day prior to administration of atropine 1% eye drops. This study's measurements for analysis were anterior scleral measurements, total anterior wall thickness, axial length, corneal radii, and spherical refractive error (SER). The scleral thickness and total anterior wall thickness were measured using the ANTERION OCT from Heidelberg, and images were analysed by a custom-written program. Thickness measurements were extracted at locations 1mm, 2mm and 3 mm posterior to the scleral spur. Calculation of SER values shows an overweight of hypermetropes, 52.9%. Therefore, analyses regarding refractive error were based on two SER groups: Hypermetropes (n=9), myopes and emmetropes (n=8).

Results: Seventeen students, aged 19-25 [mean age (SD): 21.47 (±2.15)] took part in this study. Twelve out of the 17 participated all six days, while five participated for a minimum of four days. Results showed no significant change after administration of atropine for participants' test eyes for either of the two SER groups (p>0.05). The control eye displayed a significant thinning for one location (2mm from the scleral spur; p=0.034). The repeated measures over the six days showed no significant scleral thickness changes for either SER group. Total anterior wall thickness displayed significantly changed for the control eye for the myopic and emmetropic SER group on locations 1mm and 3mm (p=0.015 and p=0.03). There were no analyses performed over age or sex in this study.

Conclusion: This study's result showed only minor and non-significant changes in the scleral thickness and total anterior wall thickness after the administration of atropine 1% eye drops. The results also showed no difference regarding the refractive error. There were observed individual variations between the control eye and test eye. Future work will need to assess if this is related to the repeatability of segmentation and or actual individual differences. The ANTERION AS-OCT proved a valuable tool for obtaining high-quality images of the anterior scleral.

Keywords: Sclera, Atropine eye drops, Myopia, Optical coherence tomography