Aplicaciones del PENTACAM en el Análisis del Segmento Anterior

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1 Aplicaciones del PENTACAM en el Análisis del Segmento Anterior Carlos Verges MD, PhD. Jorge Cazal MD. Centro Internacional para Medicina Avanzada (CIMA) Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona, España Carlos Verges, MD Introducción La generación de imágenes del segmento anterior está avanzando sobre múltiples frentes. Estamos enfrentando una nueva era de estudios diagnósticos oftálmicos? Hace tres años cuando cambiamos de topografía de escaneo de hendidura a tecnología de generación de imágenes rotatorias Scheimpflug nos hicimos esta misma pregunta. Hoy en día, las modalidades avanzadas de generación de imágenes proveen nuevas herramientas valiosas en un rango de aplicaciones incluyendo: 1) Diagnóstico y seguimiento de patologías 2) Planeación y monitoreo de Cirugía Refractiva 3) Investigación sobre acomodación Todos estos dispositivos prometen información cuantitativa e imágenes cualitativas de la córnea y la cámara anterior. El nombre de esta tecnología data desde el nacional Austriaco Theodor Scheimpflug, quien inventó y patentó ésta técnica en Viena en El nuevo equipo de fotografía encontró su primera aplicación en el campo militar. Fue tan solo en los años 1970 cuando un grupo de investigadores de catarata desarrolló un dispositivo de generación de imágenes de hendidura Scheimpflug para propósitos oftalmológicos, dirigido por el Profesor Otto Hockwin, de Bonn, Alemania, en colaboración con compañías ópticas. Nosotros revisaremos las aplicaciones actuales del Scheimpflug Photography en nuestra clínica con lo cual esperamos que esta información sumada a los resultados de otros investigadores se introduzca en los nuevos desarrollos tecnológicos. Nuestra experiencia está basada en el Pentacam- Scheimpflug (Oculus Optikgeräte GmbH) el cual es un sistema óptico sin contacto diseñado específicamente para obtener imágenes del segmento anterior del ojo (ahora también en una versión de alta resolución) tomando hasta 50 imágenes de hendidura en menos de 2 segundos. Un programa es usado para construir una imagen tridimensional; esta tecnología también es apropiadamente llamada tomografía, calculando información para la topografía corneana (superficies anterior y posterior), frente de onda de la córnea, paquimetría de toda la córnea, análisis del cristalino y de la cámara anterior. Debido a que el Pentacam es usado para ayudar a cirujanos y clínicos, nos enfocaremos en algunos tópicos como densitometría, LIO/ fáquico, cirugía queratorrefractiva / detección de queratocono y cálculo de LIO/ inclinación y centrado. La tecnología de generación de imágenes de sección cruzada es usada raramente para el diagnóstico de anormalidades de la córnea. Las imágenes de tomografía computarizada y resonancia magnética son consumidoras de tiempo y la resolución de las imágenes es insuficiente para estudiar las enfermedades de la córnea. La biomicroscopía ultrasónica y la microscopía confocal láser tienen una resolución más alta y son usadas como herramientas de diagnóstico para el segmento anterior del ojo suministrando imágenes de resolución más alta que delinean las estructuras celulares de la córnea en vivo; sin embargo, la biomicroscopía ultrasónica requiere una técnica de inmersión y la microscopía confocal láser requiere contacto directo del transductor con la córnea limitando su utilidad en pacientes con problemas epiteliales de la córnea, desórdenes infecciosos y pacientes en postoperatorio. Los métodos sin contacto podrían ser ventajosos para condiciones de la córnea asociadas con desórdenes epiteliales, casi como una regla. Debido a que la biomicroscopía con lámpara de hendidura es el procedimiento más comúnmente usado para examinar la córnea, los ejemplos obtenidos por el Pentacam- Scheimpflug serán comparados con aquellos obtenidos por biomicroscopía con lámpara de hendidura. El Pentacam-Scheimpflug fue usado para determinar la apariencia de córneas enfermas en algunos pacientes que visitaron la Unidad de Córnea en el Centro Internacional para Medicina Avanzada (CIMA), Universidad Autónoma de Barcelona, España. Fueron diagnosticados Distrofia de Fuchs, Queratitis Adenoviral, Complicaciones Post Lasik, Incrustación de Córnea y Cicatriz Corneana, entre otros. Pentacam-Scheimpflug en Enfermedades de la Córnea La transparencia de la córnea es una característica notable que es esencial para la visión. Modelos biofísicos de transparencia corneana se han enfocado totalmente en la matriz extracelular estromal y en la disrupción del arreglo regular de las fibras colágenas como razón principal para córneas nubladas. Por lo tanto, el desorden de la transparencia de la córnea ha sido explicado tradicionalmente por una combinación de tres factores principales: (1) contenido anormal de agua (hinchazón o edema); (2) diámetro, espaciamiento, y orientación anormal de las fibras colágenas (tejido cicatrizado o fibrosis); y (3) acumulación anormal 12

2 de macromoléculas (proteínas, glicosaminoglicanos, lípidos y otros). Las imágenes Scheimpflug de una córnea normal no diferencian el epitelio de la membrana de Bowman y estroma subyacentes ya que estos tejidos están compuestos principalmente de tejido colágeno. La capa de película lagrimal normalmente no es detectada a menos que sea teñida con fluoresceína y en estos casos es visto en la densitometría un pico prominente en la interfase lágrima-aire (valores normales menores de 27% en la población española). Las diferentes zonas dentro del tejido patológico de la córnea que son visibles en las imágenes Scheimpflug resultan de las diferentes propiedades de esparcimiento de luz en cada zona. Sin embargo, el origen exacto de este esparcimiento de luz aún no es claro. El esparcimiento de luz observado con la lámpara de hendidura o cámara Scheimflug es conocido como esparcimiento hacia atrás y debe ser distinguido del esparcimiento hacia adelante en dirección de la retina, el cual es mucho más importante para la visión. La intensidad del esparcimiento de luz hacia atrás es fuertemente dependiente del ángulo de iluminación y observación. La concentración de proteínas, la cual varía dentro de éste tejido anormal (cicatriz, epitelio normal, etc.) es un parámetro importante para el esparcimiento de luz. Todos estos factores son tomados en cuenta cuando leemos curvas de densitometría en análisis de la córnea. Hay algunas modalidades interesantes para la generación de imágenes del segmento anterior como VHF Digital Ultrasound en Artemis 2 (Ultralink LLC, St. Petersburg, FL); entre sus ventajas sobresale el ser capaz de medir a través de medios opacos como el cuerpo ciliar y estructuras detrás del iris. Sin embargo, la longitud de onda de la luz es la medición más precisa cuando se miden estructuras que pueden ser vistas ópticamente, ya que la longitud de onda de la luz es mucho más corta que la del ultrasonido. Inicialmente, la fotografía Scheimpflug fue usada para obtener imágenes de opacidades del cristalino para evaluación objetiva, pero concluimos que la cámara High Resolution Figura 2. Queratoconjuntivitis Vernal (QCV). Infiltrados subepiteliales clásicos estadío IV sin queratitis punteada epitelial. Figura 3. Incrustación corneana intraestromal. Correlación clínico-patológica. La imagen Scheimpflug se correlaciona bien con la posición de los anillos intraestromales. Figura 1. Distrofia Endotelial de Fuchs. Patrón de densitometría en doble joroba. Paquimetría más delgada se esparce hacia la periferia. Pentacam-Scheimpflug es más ventajosa que el Scheimpflug Photograph of the Cornea (SPC). Primero, es posible evaluar acumulaciones profundas de líquido (Figura 1) como endoteliopatía primaria o secundaria. Segundo, es posible obtener un pico o reflejo en la interfase de tejidos diferentes como en queratopatía vernal (Figura 2), anillos intraestromales (Figura 3), cicatrices de la córnea (Figura 4) o crecimiento epitelial interno (Figura 5). Tercero, una imagen 3D podría ser un modelo con la sección óptica. Cuarto, la fotografía Scheimpflug puede ser realizada en un tiempo más corto sin contacto e incomodidad para el paciente. Finalmente, la fotografía Scheimpflug puede proveer una imagen objetiva para documentación clínica del estado de la córnea y generación de imágenes de estructuras en la cámara anterior y el cristalino. Nosotros concluimos que el análisis de fotografía Scheimpflug puede ser útil como una herramienta de 13

3 Figura 4. Correlación clínico-patológica en Cicatriz Corneana. Pico muy alto de densitometría en el tejido cicatricial (100%). Figura 5. Crecimiento Epitelial Interno Post Lasik. diagnóstico para desórdenes de la córnea y puede ser usado en conjunto con otras herramientas de diagnóstico. Elevando el Nivel en Selección de Pacientes para LIO Fáquico Nosotros pensamos que el Pentacam-Scheimpflug (Oculus Optikgeräte GmbH) probablemente permite que la tecnología de LIO fáquico llegue a niveles de seguridad similares como el Lasik, dado que éste puede proveer al usuario dos formas diferentes de selección de pacientes, una diseñada por fijación en el Iris de LIOs fáquicos y la otra generada por selección de LIO fáquico de cámara posterior. El programa Pentacam Phakic IOL para LIO fijado al iris toma en consideración la refracción preoperatoria y selecciona un LIO fáquico de la base de datos para simular el lente en la cámara anterior. El LIO simulado es alineado automáticamente en la superficie del iris y centrado en la pupila. El programa calcula las distancias a las estructuras adyacentes del ojo en tres dimensiones para cada punto del LIO fáquico (Figura 6). Figura 6. El HR Pentacam analiza el segmento anterior completo del ojo y crea un modelo matemático. Basado en estos datos es realizada la simulación preoperatoria de un LIO fáquico apropiado. El programa fue desarrollado en co-operación cercana con el Departamento de Oftalmología de la Universidad Johannes Gutenberg/ Mainz/ Alemania. El otro método sugerido por nuestro grupo es usar unas pocas mediciones importantes justo como una última fórmula biométrica que calcule el LIO (Holladay 2), nosotros utilizamos (M.A.C.A.W.) Midperipheral Anterior Chamber Depth, Anterior Chamber Depth (central), Chamber Volume, Angle y White to White cuando estudiamos un candidato potencial para LIO fáquico de cámara posterior (Figura 7). Las opacidades del cristalino son una complicación potencial del implante de LIO fáquico. La mayoría de las opacidades del cristalino son vistas primero en el período postoperatorio temprano y son más probablemente debidas a trauma inducido quirúrgicamente. Es necesario el seguimiento a largo plazo para evaluar el índice de progresión y el curso de las opacidades del cristalino después de la cirugía de implante de LIO fáquico (Figura 8). Figura 7. M.A.C.A.W. significa por sus siglas en inglés Midperipheral Anterior Chamber Depth, Anterior Chamber depth, Chamber Volume, Angle y White to White cuando se estudia un candidato potencial para un LIO fáquico de cámara posterior. 14

4 Figura 8. Enhance Densitometry Analisys. Dos diferentes modalidades. Tamizaje de Cirugía Queratorrefractiva: Porqué la Topografía No es Suficiente? Todos los que trabajamos en el área refractiva ya hemos confirmado que la topografía de la córnea y la paquimetría son herramientas indispensables en el tamizaje preoperatorio de los candidatos a cirugía refractiva. Recientemente, hemos aprendido con M. W. Belin, J. Holladay y otros investigadores algunos factores importantes sobre la topografía con el HR Pentacam. La tecnología de discos de Placido hace algunas suposiciones, incluyendo que el ápice de la córnea, la línea de visión, y el videoqueratoscopio normal son idénticos. Sin embargo, no lo son, y este acercamiento conduce a muchas conclusiones erróneas. Los parámetros principales de tamizaje cuando se usa el HR Pentacam propuestos por Michel W. Belin son: Ajustar el sistema en "color extension" y toda la pantalla en los 9 mm de la zona central de la córnea. Los valores normales para elevación anterior son diferencias menores de +12 µm; mayores de +15 µm indican queratocono, y aquellos entre +12 y +15 µm son sospechosos. Los valores normales para elevación posterior son aproximadamente 5 µm más altos que aquellos para la elevación anterior. La inclinación, elevación y curvatura de la córnea son mediciones diferentes. Entender su derivación se hace extremadamente importante. La inclinación es la primera derivada de la elevación, ésta es usada para calcular la elevación o la curvatura. La curvatura es el rango de cambio de la inclinación. Esta es la segunda derivada de la elevación y es calculada de la información de inclinación de la topografía. Por lo tanto mirando el recurso de información, un topógrafo calcula las curvaturas y la elevación de la inclinación, mientras que el Pentacam usa la elevación como su fuente primaria de información. Esta es una distinción importante para ser considerada (Figura 9). Una de las cosas que diferencia el Pentacam del ORBSCAN es su método de tomar los cortes. Los cortes tomados por el ORBSCAN son cortes verticales separados cuando se cruzan, sin ningún punto en común: cualquier movimiento del ojo que ocurra durante los dos segundos del examen lo hacen imposible de re-registrar y reconstruir la imagen. En el Pentacam la Figura 9. La foto compuesta del ojo izquierdo de un paciente reveló un descentramiento del ápice y del área más delgada de la córnea, un mapa de elevación frontal sospechoso y una enorme cantidad de elevación posterior. Al lado derecho se puede ver el mismo ojo analizado con tecnología de discos de Placido que fue engañado y no caracteriza el caso como un queratocono. Figura 10. Este paciente post queratectomía fotorrefractiva fue visualizado el mismo día con ambos Orbscan y Pentacam. En el Orbscan la superficie posterior es compatible con una ectasia y la superficie anterior se ve descentrada, mientras que la pantalla del Pentacam fue normal. parte central de cada meridiano de muestra es conocido y durante la exploración de 2 segundos el programa del Pentacam reconstruye una imagen tridimensional, asistida por una segunda cámara que captura los movimientos del ojo y hace las correcciones apropiadas. Esto podría ser considerado como el único factor más grande que hace al Pentacam más preciso que el ORBSCAN. En el pasado, valorar la superficie posterior de la córnea fue problemático con la primera generación de Scanning Slit Corneal Tomography (no rotatorio), particularmente en pacientes post cirugía queratorrefractiva o córneas distorsionadas, como fue mencionado muchas veces por otros investigadores (Figura 10). El HR Pentacam que usa cámara rotatoria Scheimpflug, es capaz de valorar precisamente ambas superficies anterior y posterior de la córnea, tanto pre como post operatoriamente. 15

5 Figura 11. Reporte preoperatorio avanzado: Refractive Map, Tangential Map, Pachymetry Map y Elevation Maps. Esta combinación presta una herramienta robusta en tamizar un paciente Post Queratorrefractivo potencial en el preoperatorio de catarata. Desde hace tres años, hemos experimentado las ventajas que un Comprehensive Eye Scanner como el HR Pentacam ha traído a nuestra práctica de Clínica de Catarata a través de un acercamiento más global de nuestros pacientes: 1- Corrección de Astigmatismo: Hemos usado la Pancorneal Pachymetry del Pentacam asociada a mapas de topografía de la córnea cuando planeamos Incisiones de Relajación Limbar (IRL) o Queratotomía Astigmática (QA) para transplante de córnea. 2- Valoración de Catarata: El Módulo de densitometría e imagen Scheimpflug del segmento anterior podría dar fácilmente al cirujano una vista tridimensional de la localización y dureza de las opacidades del cristalino, y hacer posible planear por adelantado una mejor estrategia para remover el cristalino. 3- Análisis Zernike de la córnea: El Pentacam nos provee con información del frente de onda corneano para combinar con el análisis de frente de onda total. El conocimiento de las aberraciones esféricas de la córnea es un paso básico para determinar un LIO personalizado apropiado. 4- Paciente Post Queratorrefractivo: Uno de los desafíos principales hoy en día en cirugía de catarata es el paciente post queratorrefractivo y su proceso de cálculo del LIO; esto no debería realizarse usando queratometría estándar combinada con cualquiera de las varias fórmulas teóricas de 2-variables de tercera generación populares, como SRK-T sin una corrección especial. Realmente hemos recogido mejores resultados en este escenario con la combinación de la función del Pentacam Holladay Equivalent K y la fórmula Holladay 2 contenida dentro del Holladay IOL Consultant (Figura 11). Más recientemente, una innovación al Pentacam es la BESSt Formula la cual ha sido diseñada para estimar el verdadero poder de la córnea después de cirugía queratorrefractiva. Esta fue desarrollada sobre la base de los resultados de ~170 ojos que tuvieron cirugía refractiva láser para miopía e hipermetropía, y está basada sobre una versión mejorada de la Fórmula Óptica Gausiana para Imágenes Paraaxiales. En orden de realizar cálculos usando el BESSt Corneal Power Calculator, el radio de curvatura anterior y posterior de la córnea y el espesor de la córnea central deben ser conocidos. Estos valores son tomados del Oculus PentacamTM. Estas son las ventajas mayores de la BESSt Formula sobre otras técnicas usadas para estimar el poder de la córnea después de cirugía refractiva láser: Cálculos más precisos del poder de la córnea y del LIO después de cirugía refractiva. Desviaciones Estándar significantemente más pequeñas (menos riesgo de sorpresas refractivas después de Faco). No hay necesidad de ninguna información pre-cirugía refractiva. En el presente concluimos que este es el mejor método para estimar el verdadero poder central de la córnea y el cálculo del LIO en estos casos. Esperamos en el futuro tener métodos más precisos y con menos consumo de tiempo. Cómo Ha Sido Mejorada la Cirugía de Catarata a través de la Tecnología PENTACAM? 16