Rev. Sociedad Colombiana de Oftalmología Vol. 44 (2): , 2011

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1 Rev. Sociedad Colombiana de Oftalmología Vol. 44 (2): , 2011 Characterization of corneal asphericity profile in patients with refractive surgery centerin the city of Medellin in the period from 2008 to 2009 Caracterización del Perfil de asfericidad corneal en pacientes atendidos en un centro de cirugía refractiva de la ciudad de Medellín en el periodo Resumen Objetivo: Determinar las características del perfil de asfericidad corneal y su relación con el estado refractivo y los poderes queratometricos centrales promedio, en la población que consulta a un centro de cirugía refractiva de la ciudad de Medellín. Materiales y métodos: Fueron evaluadas las topografías corneales de 368 pacientes (736 ojos) que en los años 2008 y De las topografías se obtuvieron los 1 Miguel Uribe Trujillo 1 Juan Pablo Santamaría Velez 1 Leonardo Orjuela 1 Diana Estefanía Jiménez Guerrero 2 Elsa María Vásquez Trespalacios Recibido: 04/02/11 Aceptado: 05/10/11 1 Grupo de investigación en oftalmología, Universidad CES, Medellín, Colombia 2 Departamento de epidemiologia, Universidad CES, Medellín, Colombia 110

2 Uribe - Caracterización del perfil de asfericidad corneal perfiles de asfericidad representados en el valor Q, las queratometrias centrales y el defecto refractivo de cada paciente obtenido mediante autorefractometria. Los pacientes fueron divididos en siete grupos de acuerdo a su defecto refractivo esférico. Se determino la asociación entre los siete grupos refractivos y el perfil de asfericidad corneal (valor Q). Mediante análisis multivariado se determino la asociación entre el promedio queratometrico central y el valor Q. Resultados: El valor promedio de Q para la población estudiada fue -0.23; este valor fue igual para ambos ojos. Se encontró un promedio de edad de años, con una desviación estándar de años, un mínimo de 17 años y un máximo de 81. De la totalidad de los pacientes 61.7 % fueron mujeres y 38.3 fueron hombres. El promedio queratometrico central fue y este resultado fue igual cuando se evaluaron por separado el ojo derecho e izquierdo de cada paciente. Se obtuvo una distribución por grupos así: emétropes 2.4%, hipermétropes bajos 19.3%, hipermétropes moderados 18.6%, hipermétropes altos 15.05%, miopes bajos 17.35%, miopes moderados 19.7% y miopes altos 7.45%. El comportamiento del valor Q de acuerdo a los grupos refractivos por ojo se presenta en las tablas 1 y 2. No hubo una relación estadísticamente significativa entre los valores de asfericidad y los grupos refractivos (p>0.05). Conclusión: El valor Q que expresa la asfericidad no depende del promedio queratometrico central de las corneas estudiadas, esto expresado por un valor de regresión lineal que se aleja de 0. Al analizar la población con valores Q que se salen de los parámetros de normalidad reportados en la literatura mundial, no se encontró una asociación importante con ninguno de los grupos refractivos. Palabras claves: asfericidad corneal, valor Q, refracción. Abstract Objective: To determine the characteristics of the corneal asphericity profile and its relation to refractive state group and mean central keratometric power in the population that consult at a center for refractive surgery in the city of Medellín. Materials and methods: Corneal topographies from 368 patients (736 eyes) between the years 2008 and 2009 were evaluated, and randomly selected from a population of 8332 patients. Profiles of asphericity, represented by the Q value, were obtained from these corneal topographies, as well as the mean central keratometric values, and the refractive defect of each patient obtained from autorefractometry. The patients were divided into 7 groups, according to their spherical refractive state. Association between the seven refractive groups and the corneal asphericity profile (Q value) was determined. By the means of bivariate analysis, the association between mean central keratometric power and the Q value was determined. Results: The average Q-value for the studied population was -0, 23; this value was the same for both eyes. The mean age was years, with a standard deviation of 111

3 Revista Sociedad Colombiana de Oftalmología - Volumen 44 (2) Abril - Junio years, a minimum age of 17 years and a maximum age of 81 years. From the total amount of patients, 61.7% were women and 38.3% were men. The mean central keratometric power and this result was the same when each patient s right and left eye were evaluated separately. The following distribution by means of refractive group was obtained: emmetropes (2.4%), low hyperopes (19.3%), moderate hyperopes (18.6%), high hyperopes (15.05%), low myopes (17.35%), moderate myopes (19.7%) and high myopes (7.45%). Conclusions: The corneal asphericity expressed by the Q value, does not depend on the mean central keratometric power of the studied corneas, being this expressed by a value of linear regression that extends far away from zero. When analyzing the population with Q values that go beyond the normal parameters reported in world literature, no important association was found with any of the refractive groups. Keywords: corneal asphericity, Q value, refraction. Introducción El ojo es un instrumento óptico que proyecta escenas del mundo visual en la retina. El ojo está lejos de ser un sistema óptico perfecto, en especial para grandes diámetros pupilares. Los defectos refractivos (miopía, hipermetropía o astigmatismo) ocurren frecuentemente en el ojo; este sufre además de otras imperfecciones ópticas (llamadas aberraciones de alto orden como la aberración esférica, cromática, coma), las cuales no son usualmente medidas en la clínica y no pueden ser corregidas por medios convencionales 1. La asfericidad es la propiedad que posee la superficie de la cornea que le permite junto con el cristalino minimizar la aberración esférica, y por medio de la cual cambia su radio de curvatura a medida que se aleja de su centro óptico, haciéndose una superficie cada vez mas plana en sujetos normales. El principal índice para la medición de la asfericidad corneal mediante topografía es el valor Q. En varios estudios internacionales se ha encontrado que la cornea promedio es prolada con un valor de Q En los países occidentales, la miopía afecta aproximadamente el 30% de la población, aunque su prevalencia es mucho más alta (> 80%) en ciertas zonas de Asia. Sin embargo, el ojo sufre además de otras imperfecciones ópticas (llamadas aberraciones de alto orden como la aberración esférica, cromática, coma), las cuales no son usualmente medidas en la clínica y no pueden ser corregidas por medios convencionales 3. La cirugía refractiva corneal se ha vuelto una alternativa popular para la corrección de los errores refractivos. Estudios basados en la topografía corneal han mostrado que mientras la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo son generalmente corregidos con éxito, la cirugía refractiva puede aumentar la cantidad de aberraciones corneales de alto orden. El aumento en la aberración esférica total está relacionado a la cantidad de defecto esférico corregido y está asociado con un aumento en la asfericidad corneal. Por tanto se requiere un mejor entendimiento de los cambios biomecanicos corneanos para evitar 112

4 Uribe - Caracterización del perfil de asfericidad corneal la inducción de aberraciones de alto orden 4,5. Así como los defectos refractivos, las aberraciones ópticas alteran la imagen retiniana, reduciendo el contraste de la imagen 1. Los sistemas de análisis corneal asistidos por computador describen la superficie corneal anterior (SCA) con numerosas aplicaciones en la práctica oftalmológica, entre ellas: adaptación y seguimiento de los cambios cornéales inducidos por lentes de contacto (LC) 6-8, análisis de las aberraciones oculares 9, procedimientos de cirugía corneal 10-12, detección, análisis, diagnóstico y manejo clínico de patologías cornéales 13, así como detección y cuantificación de micro irregularidades cornéales no detectables con otra instrumentación 14. La propiedad de asimetría y la asfericidad son parámetros que pueden determinar los topógrafos cornéales sobre la superficie corneal anterior (SCA) 15. Se han propuesto varios modelos matemáticos para describir la compleja forma de la SCA humana 16 y los diferentes descriptores de la forma corneal ya han sido revisados 17. En los más importantes estudios a nivel internacional se ha encontrado que la cornea es prolada con un valor de Q promedio de El valor de Q de una esfera es 0 y el valor Q de una superficie única perfecta que elimina la aberración esférica es -0.50, lo que corresponde a una parábola. Ya que la cornea promedio tiene un valor Q a mitad de camino entre el de la esfera y la parábola, la cornea tiene aproximadamente la mitad de la aberración esférica de una esfera verdadera. Sin embargo, ya que la cornea no es una simple y única superficie refractiva, el valor exacto de Q para eliminar la aberración esférica de la cornea humana es En el ojo humano joven, la aberración esférica es eliminada casi totalmente, ya que el cristalino posee una aberración esférica negativa que neutraliza la de valor positivo que deja la cornea. Esta compensación natural se pierde con el tiempo ya que a medida que el cristalino envejece va adquiriendo una aberración esférica cada vez más positiva, mientras que la aberración esférica de la cornea tiende a permanecer estable 19. A la hora de aplicar tratamientos refractivos sobre la cornea y de evaluar los resultados ópticos de dichos tratamientos, conocer el valor de asfericidad corneal adquiere gran importancia. La aplicación de tratamientos con excimer laser (LASIK) a ojos miopes, busca aplanar la parte central de la cornea para reducir su poder, así resultando en corneas oblatas o sea con un valor Q positivo. Esta configuración oblata reduce la calidad de la imagen sobretodo en condiciones escotopicas en donde la pupila permite la entrada de luz por el área corneal mas periférica de mayor poder, creando imágenes miopicas en la periferia de la cornea que producen halos alrededor de la imagen central, disminuyendo la calidad óptica final para el paciente. Así, conocer el valor Q previo al tratamiento laser nos permite presumir que tanta aberración esférica se podrá inducir con la aplicación de dicho tratamiento. En ojos hipermétropes el tratamiento con excimer laser (LASIK) busca aplanar la periferia de la cornea, creando así una superficie mas curva y con mayor poder. Esto considerado desde el punto de vista de valor Q, arroja un valor más negativo y por tanto una cornea más prolada 18. Nuestro objetivo general fue determinar las características del perfil de asfericidad corneal en la población que consulta en un 113

5 Revista Sociedad Colombiana de Oftalmología - Volumen 44 (2) Abril - Junio 2011 centro (una IPS) de cirugía refractiva. Nuestros objetivos específicos fueron: calcular valores de asfericidad corneal en sujetos adultos, qué consultan para examen de topografía corneal en la Clínica Oftalmológica de Antioquia e identificar asociación entre el perfil de asfericidad y el estado refractivo del ojo, así como identificar la asociación entre el perfil de asfericidad y el promedio queratométrico central de la córnea. Materiales y Métodos Estudio de tipo descriptivo retrospectivo. Se tomó la información consignada en una base de datos en Microsoft Excel ( ) de los topógrafos Keratron Scout con software versión 4.0 de la Clínica Oftalmológica de Antioquia y las respectivas historias clínicas electrónicas del software Royal ECD. Cada uno de los pacientes seleccionados se verificó con el resultado de la topografía original para aplicar los criterios de inclusión y exclusión. El perfil de asfericidad se determinó al recolectar los valores de asfericidad corneal promedio (valor Q) para 8 ejes de la topografía. Se tomaron los pacientes que consultaron para topografía corneal enviados con datos de ametropía o sin datos (obteniendo el dato refractivo mediante refractometria automatizada) en edades entre los 15 y 81 años de edad sin distinción por sexo. Se descartaron pacientes usuarios de lentes de contacto, con antecedente de cirugía refractiva en la cornea, pacientes con ectasias corneales, cicatrices corneales u otras lesiones estructurales previamente diagnosticadas que alteren la medida de la videoqueratografia. Fueron evaluadas las topografías corneales de 368 pacientes (736 ojos) que consultaron para cirugía refractiva en la Clínica Oftalmológica de Antioquia en los años 2008 y El tamaño de muestra fue calculado con los siguientes parámetros: un tamaño de la población de 8332, un intervalo de confianza del 95%, una precisión del 5% y un efecto de diseño de 1, calculado a través del programa EPIDAT 3.1. De las topografías se obtuvieron los perfiles de asfericidad representados en el valor Q, las queratometrias centrales y el defecto refractivo de cada paciente obtenido mediante autorefractometria. Los pacientes fueron divididos en siete grupos de acuerdo a su defecto refractivo esférico así: emétropes ( 0,25 a +0,25 D), hipermétropes bajos (+0.26 a D), hipermétropes moderados (+3.10 a +5,00 D), hipermétropes altos (mayores o iguales a D), miopes bajos (-0,26 a D), miopes moderados ( 2,10 a 4,00 D) miopes elevados (menores o iguales a D). Mediante análisis univariado se describieron las proporciones de los siete grupos refractivos y su distribución por sexo y edad. Se describió también el perfil de asfericidad corneal. Mediante análisis bivariado (ANOVA) se determinó la asociación entre los siete grupos refractivos y el perfil de asfericidad corneal (valor Q). Se definió como nivel de significación estadística el 5%. Mediante análisis multivariado se determinó la asociación entre el promedio queratometrico central y el valor Q. Para esto se utilizó el análisis de regresión lineal. Ambos análisis se realizaron usando el sistema estadístico STATA Con respecto al control de sesgos, al tomar una fuente secundaria, se asume que los exámenes realizados cumplen con los criterios previamente establecidos para su 114

6 Uribe - Caracterización del perfil de asfericidad corneal objetivo inicial; sin embargo los investigadores verificaron la información consignada en una base de datos en Excel con el resultado de la topografía. ojos que tienen asfericidades más positivas que las reportadas en la literatura (17 ojos). Estas asfericidades no tienen una relación directa con el estado refractivo. Resultados Se evaluaron 368 pacientes (736 ojos). La asfericidad (Q) promedio en el ojo derecho fue de -0,238940; la asfericidad (Q) promedio ojo izquierdo fue de -0, El valor promedio de Q para la población estudiada fue -0.23; este valor fue igual para ambos ojos. Se encontró un promedio de edad de años, con una desviación estándar de años, un mínimo de 17 años y un máximo de 81. De la totalidad de los pacientes, 61.7 % fueron mujeres y 38.3% fueron hombres. El promedio queratometrico central fue y este resultado fue igual cuando se evaluaron por separado el ojo derecho e izquierdo de cada paciente. Se obtuvo una distribución por grupos así: emétropes 2.4%, hipermétropes bajos 19.3%, hipermétropes moderados 18.6%, hipermétropes altos 15.05%, miopes bajos 17.35%, miopes moderados 19.7% y miopes altos 7.45%. El comportamiento del valor Q de acuerdo a los grupos refractivos por ojo se presenta en las tablas 2 y 3. No hubo una relación estadísticamente significativa entre los valores de asfericidad y los grupos refractivos (p>0.05). Tampoco hubo correlación estadistica entre la asfericidad corneal y las potencias queratometricas promedio centrales del ojo (tablas 4 y 5), según lo obtenido en el análisis multivariado de regresión lineal. Se observó un número de Discusión En la actualidad existen resultados conflictivos en el establecimiento de una correlación entre la ametropía y la topografía corneal. Sheridan y Douthwaite 20 estudiaron la relevancia de este parámetro en el estado refractivo, calculando el factor de aplanamiento periférico «valor-p» para 56 sujetos de tres grupos refractivos diferentes: emétropes (n = 23), miopes (n = 21) e hipermétropes (n = 12). Utilizando las medidas queratométricas centrales y periféricas del meridiano horizontal para calcular dicho factor, no encontraron diferencias significativas entre los diferentes grupos para este parámetro. Concluyeron que las córneas de ojos con diferente condición refractiva podrían diferir en su curvatura central, pero no en su configuración periférica. Carney y cols. 21, estudiando miopes agrupados en cuatro niveles, obtuvieron una correlación baja, pero estadísticamente significativa entre la asfericidad corneal «Q» y el error refractivo esférico equivalente «Rx», siendo menos prolatas las córneas de los sujetos con mayor grado de miopía. Budak y cols examinaron ojos emétropes, miopes e hipermétropes para determinar posibles correlaciones entre el error refractivo esférico equivalente, la potencia queratométricas promedio de la córnea central y la asfericidad. Observaron que los ojos con mayor grado de miopía y córneas más prolatas 115

7 Revista Sociedad Colombiana de Oftalmología - Volumen 44 (2) Abril - Junio 2011 presentaban también mayor potencia corneal central, aunque no encontraron una relación directa entre los valores de asfericidad y el error refractivo. También concluyen que valores de asfericidad más positivos que 0,3 se asocian con una menor calidad óptica de la córnea 22. Por otra parte, los primeros resultados de un estudio longitudinal sobre la correlación de la asfericidad con la progresión de la miopía, han mostrado una escasa relación carente de significación estadística entre córneas más prolatas y mayor cantidad de miopía 23. Con relación al presente estudio, pudimos observar que el promedio de asfericidad corneal para cualquiera de los ojos evaluados (736) concuerda con el promedio registrado en la literatura mundial. Se pudo confirmar que en la población objeto de estudio, no se enontró correlación entre la asfericidad corneal y el estado refractivo; así mismo, no se encontró correlación entre la asfericidad corneal (valor Q) y el valor de la ametropía asociada (7 grupos). De igual forma, no encontramos una relación estadísticamente significativa entre la asfericidad corneal y las potencias queratométricas promedio centrales del ojo. Todo lo anterior llevan a concluir que nuestros resultados fueron muy similares al estudio de González-Meíjome et al, quienes pudieron establecer una tendencia a la prolaticidad de la córnea en su grupo de estudio, con valores Q negativos 24. Además, nuestros resultados fueron muy similares a los obtenidos por Davis et al, cuyo objeto de estudio fueron niños, y en quienes demostraron que la asfericidad corneal no está relacionada con el equivalente esférico promedio. Además, tomaron en cuenta la relación entre la asfericidad y la profundidad de la cámara anterior (que no se encontraba dentro de nuestros objetivos), y determinaron que entre más prolata era la córnea en emétropes e hipermétropes, más profunda era la cámara anterior, posiblemente por un efecto mecánico ejercido sobre la periferia corneal durante el crecimiento 25. Horner et al, estudiaron la relación entre el aumento de longitud axial, valor Q y miopía, y encontraron que por cada dioptría de aumento en miopía, la cornea se hacía más oblata en 0.44, lo cual contrasta con muchos de los demás estudios, en donde la mayoría de los resultados relaciona miopía con mayor prolaticidad 26. El hallazgo adicional que obtuvimos en nuestro estudio fue el hecho de que 17 ojos tuviesen valores Q más positivos que el promedio, algunos inclusive mayores que 0 (8 ojos). Este hallazgo no tuvo significancia estadística ni relación directa con el grupo refractivo, según la clasificación utilizada. Para la población estudiada, encontramos que los valores de asfericidad Q promedio (-0.23 para ambos ojos) son aplicables para usar la tecnología existente de lentes intraoculares y de normogramas para la corrección de ametropías con excimer láser, utilizando el programa de perfiles asféricos. Esto se debe a que dichos lentes y normogramas sean diseñados en poblaciones diferentes a la estudiada, pero con valores de asfericidad muy similares a los obtenidos en nuestra población. Conclusiones Los valores de asfericidad corneal en la población estudiada, son similares a los encontrados en los estudios de soporte a nivel 116

8 Uribe - Caracterización del perfil de asfericidad corneal mundial (factor Q). Los valores de asfericidad corneal no dependen del estado refractivo del ojo ni de la potencias queratométricas promedio. De acuerdo al resultado del estudio, las tecnologias como los lentes intraoculares para la compensacion de la aberracion esferica corneal, pueden aplicarse a la poblacion estudiada. Tablas TABLA 1: CLASIFICACION EN GRUPOS SEGUN REFRACCION 1,00 Emétropes (Rx, 0,25 a +0,25 D) 2,00 Hipermétropes ( Rx +3,00 D) 3,00 Hipermétropes ( Rx +5,00 D) 4,00 Hipermétropes ( +5,00 D) 5,00 Miopes bajos (-0,50 Rx 2,00 D) 6.00 Miopes moderados ( 2,00 < Rx 4,00 D) 7.00 Miopes elevados» ( Rx > 4,00 D). Tabla 1: Clasificación en grupos según estado refractivo. GRUPOS Promedio N Desviación Std Mínimo Máximo 1,00 -, , ,6000 -,0700 2,00 -, , ,8400,0000 3,00 -, , ,6200 -,0300 4,00 -, , ,5400,1600 5,00 -, , ,6300,6700 6,00 -, , ,5800,5400 7,00 -, , ,6800 -,0100 Total -, , ,8400,6700 Tabla 2. Asfericidad según grupo refractivo ojo derecho. 117

9 Revista Sociedad Colombiana de Oftalmología - Volumen 44 (2) Abril - Junio 2011 GRUPOS Promedio N Desviación Std Mínimo Máximo 1,00 -, , ,3700 -,0300 2,00 -, , ,8100,0000 3,00 -, , ,7400,3900 4,00 -, , ,7000,0700 5,00 -, , ,5300,4800 6,00 -, , ,7300,4900 7,00 -, , ,8600 -,0800 Total -, , ,8600,4900 Tabla 3. Asfericidad según grupo refractivo ojo izquierdo. Tabla 4: Análisis de regresión lineal que evalúa la relación entre asfericidad corneal del ojo derecho (ASOD) y el promedio queratométrico del mismo ojo (Promkd). 118

10 Uribe - Caracterización del perfil de asfericidad corneal Tabla 5: Análisis de regresión lineal que evalúa la correlación entre asfericidad corneal del ojo izquierdo (ASO) y el promedio queratométrico del mismo ojo (Promki). Bibliografia 1. Marcos S. Image quality of the human eye. En: International Ophthalmology Clinics: Functional Vision, 2003; 43 (2): Kiely PM, Smith G, Carney LG. The mean shape of the human cornea. Optica Acta 1982;29: Grosvenor T, Goss DA. Clinical management of myopia. London: Butterworth-Heinemann, Oshika T, Klyce SD, Applegate RA, et al. Comparison of corneal wavefront aberrations after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis. Am J Ophthalmol 1999;127: Applegate RA, Howland HC, Sharp RP, et al. Corneal aberrations and visual performance after radial keratotomy. J Refract Surg 1998;14: Evardson WT, Douthwaite WA. Contact lens back surface specifications derived from the EyeSys videokeratoscope.contact Lens and Anterior Eye 1999; 22: Yebra-Pimentel E, Giraldez MJ, Arias FL, Gonzalez J, Gonzalez JM, Parafita MA, et al. Rigid gas permeable contact lens and corneal topography. Ophthalmic Physiol Opt 2001; 21: Gonzalez-Meijome JM, Gonzalez-Perez J, Cerviño A, Yebra-Pimentel E, Parafita MA. Changes in corneal structure with continuous wear of high- Dk soft contact lenses: a pilot study. Optom Vis Sci 2003; 80: Applegate RA, Hilmantel G, Howland HC, Tu EY, Starck T, Zayac EJ. Corneal first surface optical aberrations and visual performance. J Refract Surg 2000; 16: Patel S, Marshall J. Corneal asphericity and its implications for photorefractive keratectomy: a mathematical model. J Refract Surg 1996; 12: Holmes-Higgin DK, Baker PC, Burris TE, Silvestrini TA. Characterization of the aspheric corneal surface with intraestromal corneal ring segments. J Refract Surg 1999; 15:

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