ACTUALIZACIÓN/REVISIÓN Topografía computarizada Orbscan: atributos, aplicaciones y limitaciones Cairns, Gerard MCOptom; McGhee, Charles NJ PhD, FRCOphth ∗ Información del autor Journal of Cataract & Refractive Surgery 31(1):p 205-220, enero de 2005. | DOI: 10.1016/j.jcrs.2004.09.047 Abstracto En enero de 2004 se llevó a cabo una extensa búsqueda electrónica para identificar todas las publicaciones relevantes revisadas por pares sobre el escaneo de hendiduras Orbscan y la topografía computarizada Plácido. Se identificaron noventa y una publicaciones. Estos abordan la topografía de elevación y la esfera de mejor ajuste, la precisión y repetibilidad de la elevación corneal anterior y posterior y los mapas queratométricos, la comparación de los datos adquiridos por Orbscan y los instrumentos de videoqueratografía computarizados basados en Placido, la medición de la paquimetría y la correlación con el ultrasonido, la detección de córneas en el banco de ojos, detección de queratocono, identificación de ectasia corneal después de cirugía refractiva y aplicaciones diversas. Los estudios se analizaron y compararon críticamente en relación con los atributos, aplicaciones y limitaciones de la topografía corneal Orbscan. La revisión destaca las ventajas de esta técnica en la evaluación de la córnea en salud y enfermedad y después de la cirugía e identifica aspectos específicos que requieren mayor investigación y aclaración. La córnea es el elemento refractivo más importante del ojo humano y proporciona aproximadamente dos tercios de su potencia óptica. Los intentos de medir y cuantificar la córnea se remontan al siglo XVII, cuando Scheiner comparó los reflejos producidos por esferas de vidrio de un diámetro conocido con los reflejos producidos por la superficie anterior de la córnea. Desde entonces, avances como la oftalmometría (queratometría), el disco de Plácido y la queratoscopia han aumentado la precisión y la capacidad de medir una superficie corneal más grande. Durante los últimos 20 años, la videoqueratografía computarizada (CVK) ha hecho del mapeo topográfico del poder y la forma de la córnea un aspecto rutinario de la práctica clínica. Los sistemas CVK más establecidos se basan en un principio desarrollado en el siglo XIX, el disco de Plácido. En la forma original del disco, el reflejo corneal del objetivo concéntrico, alternativamente con anillos claros y oscuros, se observaba a través de un orificio en el centro del disco y las irregularidades en la forma o posición de los anillos reflejados permitían una evaluación cualitativa de la córnea. Con la llegada de la computadora personal, esta técnica básica ha evolucionado para facilitar la evaluación cuantitativa y la reconstrucción virtual de la curvatura de la superficie corneal. 1 Los complejos algoritmos que se utilizan actualmente permiten mediciones altamente repetibles (<1 μm) de superficies de prueba esféricas y asféricas con un margen de error de 2 μm. 2 Las superficies con cambios de curvatura marcados, como las superficies bicurvas y multicurvas, son más difíciles de evaluar con los dispositivos Placido, que se ha demostrado que crean errores grandes (aproximadamente 200 μm) pero repetibles (aproximadamente 10 μm). El rápido desarrollo de la cirugía refractiva con láser excimer en la década de 1990 fue paralelo a avances igualmente rápidos en la topografía corneal computarizada. Aunque cada vez más sofisticados, los dispositivos CVK basados en Placido siempre tendrán limitaciones prácticas o matemáticas asociadas. 3,4 La topografía de curvatura basada en Plácido es una herramienta valiosa para medir el estado refractivo de la córnea, pero no representa directamente la forma real de la córnea ni la verdadera topografía de elevación. El PAR Corneal Topography System (CTS) (PAR Vision Systems Corp.) fue la primera unidad en utilizar topografía de elevación, estableciendo así la forma "verdadera" de la superficie corneal anterior en un espacio tridimensional. 5 Utilizando los principios de triangulación, los cálculos miden la distorsión de una cuadrícula proyectada sobre la córnea en comparación con el tamaño de la misma cuadrícula en un plano de referencia. Belín et al. 6 determinó que el límite de tolerancia del sistema PAR dentro de los 8,0 mm centrales no era más de ±0,07 dioptrías (D) en 3 superficies de prueba esféricas y la reproducibilidad de las mediciones estaba dentro de 0,20 D. Se describió que el sistema PAR era, en el En su conjunto, es más preciso que los instrumentos basados en Placido para medir la elevación de superficies de prueba complejas bicurvas y multicurvas. 2,7,8 Sin embargo, aunque los sistemas basados en Plácido y PAR pueden medir superficies esféricas igualmente bien, la escasa reproducibilidad (es decir, el error estándar de medición del dispositivo PAR fue muchas veces mayor que el de los sistemas basados en Plácido) generó incertidumbre. sobre la utilidad clínica del sistema PAR. Sin embargo, en una comparación de las 2 técnicas en un estudio basado en pacientes de córneas normales y post-fotorrefractiva (PRK), la medición de la elevación PAR se correlacionó bien con la medición basada en Plácido del radio de curvatura central. 9 La topografía combinada de curvatura y elevación tiene un gran potencial en la detección y clasificación de anomalías corneales, adaptación de lentes de contacto y planificación quirúrgica. 10 Desafortunadamente, los dispositivos CVK basados en Placido y PAR CTS están limitados porque obtienen información solo sobre la superficie anterior de la córnea. Dado que la superficie posterior de la córnea desempeña funciones importantes en relación con la integridad estructural y la calidad óptica, en una evaluación integral se debe medir siempre que sea posible. En 1995, la introducción en la práctica clínica de la topografía de elevación con escaneo de hendiduras utilizada por la serie de topógrafos corneales Orbscan fue un paso significativo hacia el objetivo final de mapear la estructura y el rendimiento óptico total de la córnea. Esta tecnología relativamente nueva de escaneo de hendiduras y forma híbrida de escaneo de hendiduras/Placido (Orbscan II) se ha aplicado ampliamente y ha sido sometida a pruebas de confiabilidad y reproducibilidad en diversas áreas de la práctica oftálmica. Metodología de revisión El propósito de esta revisión fue identificar y evaluar toda la literatura revisada por pares sobre topografía computarizada de escaneo de hendiduras Orbscan/Placido hasta enero de 2004 y resaltar los atributos básicos del sistema, las tendencias generales de aplicación y las fortalezas y debilidades de la técnica. El 20 de enero se llevó a cabo una extensa búsqueda electrónica en las bases de datos Medline, PubMed, Cochran y EMbase utilizando palabras clave individuales y combinaciones de palabras clave ( Orbscan , Orbscan II , córnea , escaneo de hendiduras , videoqueratografía , topografía , elevación , curvatura y paquimetrí a) . 2004, para identificar las publicaciones relevantes revisadas por pares. Se identificaron y recuperaron nueve y una publicaciones. Estos se consideran en las siguientes categorías: atributos del sistema Orbscan, aplicaciones clínicas, preguntas sin respuesta y conclusiones. Atributos del sistema Orbscan Desarrollo de topografía de escaneo de hendiduras Orbscan En 1995, estuvo disponible comercialmente un nuevo dispositivo, el Orbscan (Orbtek, Inc.). El dispositivo se basó en el principio innovador de medir las dimensiones de un haz de exploración en hendidura proyectado sobre la córnea. Utilizando una metodología de hendidura o paralelepípedo, se puede evaluar la curvatura de la superficie anterior de la córnea junto con la superficie posterior y la superficie anterior del cristalino y el iris. El Orbscan fue diseñado para adquirir información de elevación directamente, pero de esto se puede derivar información importante sobre la curvatura. Posteriormente, en el desarrollo de la topografía computarizada (1999), evolucionó el Orbscan II (Orbtek, Inc.). Este incorporó un accesorio de disco de Plácido para obtener mediciones de curvatura directamente y así lograr los beneficios de ambos enfoques de la topografía corneal. La actualización de hardware más reciente, Orbscan IIz con la versión 3.12 del software, está integrada con un aberrómetro Shack-Hartmann en la estación de trabajo Zyoptix. La información almacenada digitalmente de ambos exámenes se puede transferir para su aplicación de tratamiento directo con el láser Technolas 217z. Actualmente Bausch & Lomb comercializa ampliamente a nivel internacional el dispositivo Orbscan y el sistema Zyoptix y, en una encuesta realizada a 135 oftalmólogos que realizan cirugía refractiva en América del Norte, el dispositivo Orbscan II parece estar creciendo rápidamente como el instrumento topográfico preferido (RJ Duffey, MD, D. Leaming, MD, “US Trends in Refractive Surgery: 2003 ISRS/AAO Survey”, presentado en la reunión ISRS/AAO, Anaheim, California, EE. UU., noviembre de 2003). Orbscan II: Adquisición de datos El procedimiento para obtener una única adquisición Orbscan no difiere mucho del de otras unidades de topografía corneal computarizadas contemporáneas. Los detalles del sujeto se ingresan en la ventana de información del software propietario y se selecciona "adquisición". Una vez que el sujeto está cómodamente colocado frente al dispositivo con la barbilla apoyada en la mentonera y la frente contra el reposacabezas, el operador asegura la cabeza con una correa de velcro. Se le dice al sujeto que mantenga una fijación constante en el centro del objetivo de fijación y que deje de parpadear. El operador activa la secuencia de adquisición después de la alineación adecuada del instrumento, como se muestra en la Figura 1, a . Figura 1.: a : Alineación correcta del dispositivo Orbscan II con las 2 medias rendijas convergiendo en el centro de la imagen del disco de Plácido. b : Imagen de la hendidura proyectada desde la izquierda mientras se escanea la córnea. Durante la adquisición, se ilumina el disco de Plácido y se almacena el reflejo del miro en la superficie corneal anterior. A continuación, se proyectan sobre la córnea 40 hendiduras, 20 de la derecha y 20 de la izquierda, cada una de 12,50 mm de alto y 0,30 mm de ancho, en un ángulo de 45 grados con respecto al eje del instrumento. A medida que la luz de estas rendijas pasa a través de la córnea, se dispersa en todas direcciones, pero, lo que es más importante, se retrodispersa hacia la cámara de vídeo digital del dispositivo, que registra la apariencia en imágenes bidimensionales, como se muestra en la Figura 1. b . El procesamiento inicial comienza con la evaluación de las imágenes adquiridas. Si parece haber movimiento excesivo o imágenes incompletas, el software rechazará la adquisición y será necesaria otra. Si la adquisición es aceptable, cualquier movimiento ocular se compensa mediante una técnica patentada. El sistema detecta primero el borde anterior de cada hendidura. Estos puntos de datos se utilizan luego para crear una representación topográfica en elevación de la superficie anterior de la córnea. Se ha descrito un marco para localizar espacialmente o "triangular" en 3 dimensiones la posición exacta de cada punto de datos utilizando un método de escaneo de rendijas. 11,12 Esto demuestra que la triangulación de la superficie anterior de la córnea es una técnica exacta, limitada por las limitaciones del hardware y el uso exclusivo del operador. El procesamiento de software posterior detecta los bordes de los anillos reflejados del disco de Plácido, lo que permite la reconstrucción de la curvatura de la superficie anterior de la córnea. El procesamiento adicional utilizando los datos muestreados permite al sistema Orbscan recrear digitalmente las superficies internas del ojo, es decir, la córnea posterior y el iris/lente anterior. Este procedimiento requiere una triangulación más sofisticada, integrando variables refractivas y el uso de las 2 representaciones topográficas anteriores generadas previamente, elevación y curvatura (N. Roush, Bausch & Lomb, comunicación personal, octubre de 2001). El mapa de elevación anterior localiza el punto en el que la hendidura ingresa a la córnea y el mapa de curvatura anterior se utiliza para determinar el ángulo de incidencia. La triangulación de las superficies oculares internas no es tan precisa como la de la superficie anterior porque, además de las tolerancias de adquisición del hardware y del operador, la precisión de los mapas de la superficie anterior obviamente ejercerá una influencia. 12 Todo el procedimiento de procesamiento suele tardar 30 segundos o menos, y posteriormente se puede crear un total de más de 30 mapas topográficos del segmento anterior. Orbscan II: Reconstrucción Topográfica Como se señaló, hay múltiples construcciones virtuales del segmento anterior disponibles con cada adquisición. Muchas construcciones no tienen un verdadero propósito y sólo sirven para describir cómo se puede representar una superficie. La Figura 2 enumera las visualizaciones topográficas disponibles cuando se utiliza el Orbscan II. Cabe señalar que algunos mapas difieren únicamente por la ubicación de referencia o el índice de refracción. Las opciones de visualización topográfica populares y prácticas tienden a incluir curvaturas queratométricas axiales y tangenciales, elevación de esfera flotante de mejor ajuste (BFS) anterior y posterior y paquimetría. Como se muestra en la Figura 3, a , Orbscan normalmente muestra un “mapa cuádruple” de 4 representaciones preferidas. Figura 2.: Lista de representaciones topográficas de la córnea anterior y posterior, de la cámara anterior y del cristalino disponibles a partir de una única adquisición de Orbscan II. Figura 3.: a : Presentación típica de Orbscan II de información topográfica adquirida de un ojo normal. La configuración predeterminada está organizada para mostrar mapas queratométricos axiales, de elevación anterior (BFS flotante), de elevación posterior (BFS flotante) y de paquimetría. La topografía de elevación anterior de 3 superficies de prueba: esférica ( b ), toroidal ( c ) y asférica ( d ), se muestra con respecto a un BFS flotante. e : Un mapa topográfico de elevación anterior muestra un patrón de cresta incompleto en el que el BFS predeterminado se ajusta automáticamente a toda el área del mapa. f : El mapa de elevación en e , que ahora tiene un BFS configurado para ajustarse a los datos dentro del diámetro central de 9,0 mm, solo muestra un patrón de cresta completo. Además, se reduce la elevación máxima desde el BFS en el centro del mapa. La topografía de curvatura es el método mejor establecido para representar la forma de la córnea. El análisis de la reflexión de un disco de Plácido proporciona la normal a la superficie, que al relacionarse con el eje del instrumento, puede presentar una medición de radio de curvatura (topografía axial). Alternativamente, se pueden cotejar datos adyacentes, que revelan el cambio de curvatura local (topografía tangencial). La clasificación de los mapas topográficos de curvatura ha sido bien documentada, 13 y aunque las derivaciones de la curvatura axial pueden describir cómo se comporta la córnea en un sentido refractivo, los mapas de curvatura tangencial pueden representar mejor la forma local de la superficie anterior. Al aplicar estas interpretaciones, se debe tener en cuenta la elección de la visualización de la superficie anterior (índice de refracción = 1,376) o queratométrica (índice de refracción = 1,3374) que ofrece Orbscan. Aparte de en córneas normales y sanas, se podría postular razonablemente que el índice queratométrico no debería usarse ya que este índice se basa en el supuesto de que la curvatura de la superficie corneal posterior está en proporción a la curvatura de la superficie anterior. Con respecto al análisis de la superficie corneal anterior y posterior, Orbscan II proporciona mapas de potencia óptica total (TOP). Desafortunadamente, en el manual exclusivo de Orbscan II se proporciona poca información sobre la construcción de estos mapas, aparte de describirlos como "una medida de la capacidad de enfoque óptico de la córnea". Sin embargo, se ha evaluado la combinación del poder refractivo anterior derivado de Plácido con el poder refractivo posterior derivado de la hendidura de escaneo/derivado de Plácido para proporcionar mapas TOP después de la cirugía refractiva con queratomileusis in situ con láser (LASIK). 14 De hecho, estos mapas se correlacionan mejor con la refracción manifiesta que los mapas de potencia axial anterior para detectar cambios refractivos después de LASIK miópico y demuestran una diferencia media de sólo 0,174 D. Este resultado es alentador; sin embargo, la desviación estándar informada de esta media (1,16 D) sugiere nuevamente un grado de precisión insatisfactorio. Los autores de este estudio sugieren que la topografía TOP es superior ya que la superficie corneal posterior cambia como resultado del LASIK. El análisis vectorial de los valores de astigmatismo y curvatura anterior y posterior generados por Orbscan II también ha proporcionado datos con una mayor relación con la refracción ocular. 15,16 Topografía de elevación y esfera de mejor ajuste En las versiones I, II y IIz, Orbscan ha generado un interés considerable y más de 90 publicaciones científicas revisadas por pares en los últimos 8 años desde que proporciona, por primera vez, información extensa sobre elevaciones anteriores y posteriores combinadas con paquimetría de campo amplio. Medidas de la córnea humana. La topografía de elevación es una alternativa distinta a las mediciones de curvatura corneal bien establecidas, dado que su objetivo es representar la forma real de las superficies del ojo. Para fines de presentación, la información de elevación utiliza un BFS; es decir, una esfera que puede modificarse según el radio de curvatura y la posición relativa al eje del instrumento para adaptarse mejor a la superficie medida. Esto permite que las microdesviaciones en la forma de la superficie, por ejemplo, toricidad, asfericidad e irregularidad, se hagan más evidentes. La Figura 3, byd , muestra la topografía en elevación de 3 superficies de prueba. El BFS se puede ajustar a los datos de elevación de la superficie de interés mediante una variedad de técnicas. El "BFS flotante" predeterminado ofrece un medio útil para apreciar el perfil de la superficie de toda el área medida. El software Orbscan II ofrece la posibilidad de restringir el BFS por varios medios para resaltar atributos particulares. Por ejemplo, comprender la topografía de 2 mapas de elevación anterior separados puede ser menos problemático si se limita el radio de curvatura del BFS flotante de ambos mapas al mismo valor. Alternativamente, fijar el centro virtual del BFS al eje del instrumento puede resultar más sensible para medir la progresión de una córnea queratocónica, ya que un BFS flotante encajará fuera del centro, lo que puede "normalizar" la apariencia de los mapas posteriores. Se debe prestar gran atención y atención a la estandarización de la visualización de la topografía de elevación BFS, particularmente cuando se planean comparaciones y clasificaciones. Naufal y sus coautores, 17 que estudiaron la topografía de elevación de 100 ojos normales utilizando el dispositivo PAR, describen una forma en que se pueden clasificar los mapas de elevación. Esta clasificación definió los mapas como “crestas regulares”, “crestas irregulares”, “crestas incompletas”, “islas” o “sin clasificar” y, a su vez, se ha aplicado en el análisis de la topografía de elevación de Orbscan. 18 En una muestra de 46 ojos normales, el 72% de los mapas de elevación anterior se clasificaron como con apariencia de isla, mientras que se demostró que la isla es tan común como una cresta regular en los mapas de elevación posterior. Al utilizar estas definiciones, la característica dominante de un mapa de elevación puede reconocerse y transmitirse fácilmente; es decir, un patrón de cresta indica toricidad, una isla indica asfericidad y no clasificado indica irregularidad. Desafortunadamente, existe un defecto importante en esta clasificación que surge de la visualización no estandarizada de cada mapa. Los mapas topográficos de elevación de Orbscan II tienen un valor predeterminado para ajustar mejor una esfera a toda el área del mapa. Es evidente, incluso en las imágenes publicadas, 18 que no todas las adquisiciones proporcionan un mapa completo debido al efecto de los párpados, las pestañas, los reflejos, etc. Si faltan datos periféricos, normalmente más planos, un BFS tendrá un radio de curvatura mayor para se adaptan mejor a la región más empinada y central. Esto puede tener un efecto profundo en la clasificación de la topografía, como lo demuestra la Figura 3, eyf . Por lo tanto, el desarrollo de un esquema de clasificación riguroso que pueda ser ampliamente utilizado por los médicos debe limitarse a una zona de cobertura completa de datos y estandarizarse en todos los mapas que se comparen. Debido al mismo fenómeno, el uso de valores por encima o por debajo del BFS flotante o la curvatura del propio BFS como medidas de resultado o para categorizar la forma corneal está sujeto a la cobertura del área de superficie que se adquiere. En ocasiones, los autores no han abordado plenamente el fenómeno de que áreas más pequeñas de cobertura de datos están destinadas a coincidir con mayor precisión con un BFS, lo que puede arrojar valores engañosos e inducir inconsistencias innecesarias. 19– 21 Un segundo factor crítico, que puede influir dramáticamente en la clasificación de elevación del BFS flotante, es el intervalo de escala. Tanabe et al. 22 abordan esta cuestión y concluyen que las escalas de 10 μm y 20 μm para los mapas de elevación anterior y posterior, respectivamente, parecen ser las más adecuadas. Los autores demuestran que si aparecen 4 o más intervalos coloreados dentro de los 3,0 mm centrales del mapa de elevación, la córnea se considera anormal. Esta sencilla estadística proporciona a los médicos un paradigma de detección rápido y útil. Sin embargo, nuevamente, el área de superficie corneal adquirida puede alterar la efectividad del examen. Esta técnica, aplicada a un BFS ajustado a un diámetro de zona específico de cobertura completa de datos, proporcionaría una clasificación más sólida. Mapas de paquimetría de campo amplio La interpretación de mapas topográficos paquimétricos es menos compleja que la elevación anterior o posterior, ya que los mapas informan valores reales sin comparación con formas/patrones estándar establecidos. Liu y Pflugfelder 18 proponen una clasificación simple que utiliza intervalos de escala de 20 μm para clasificar la paquimetría normal como redonda u ovalada, centrada o descentrada. Este sistema puede ser de utilidad limitada cuando se consideran topografías anormales como las que se encuentran en el queratocono, la degeneración marginal pelúcida (PMD) y la queratoplastia penetrante (PKP). Orbscan II: Precisión y repetibilidad La topografía de escaneo de hendiduras de Orbscan está diseñada específicamente para detectar la dispersión de las rendijas de luz de escaneo cuando pasan sobre la córnea. Es esencial que esta propiedad de retrodispersión se recree en las superficies de prueba al evaluar la precisión. En un estudio independiente sobre la precisión de la medición de la superficie anterior mediante Orbscan II, se utilizó un material suministrado por Orbtek y diseñado específicamente para producir dispersión de luz. 23 En comparación con el análisis Talysurf como “estándar de oro”, la elevación anterior difería en menos de 0,2 μm ± 0,32 (SD) en el centro y 0,7 ± 0,41 μm en la periferia. Este estudio destaca la extrema precisión de Orbscan II en las superficies de prueba, pero advierte que no se puede hacer una comparación directa con la córnea humana. Investigaciones complementarias en córneas humanas determinaron que la repetibilidad de la elevación anterior es de aproximadamente 2 μm, la cual disminuye hacia regiones más periféricas. 24,25 Hasta la fecha, ninguna publicación revisada por pares ha presentado una técnica reproducible para establecer la precisión de la medición de la elevación de la superficie posterior de Orbscan y, como corolario, la precisión de los mapas de paquimetría. En 1 análisis, Orbscan informó erróneamente que un modelo de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) (radio de curvatura anterior = 6,91 mm; radio de curvatura posterior = 6,72 mm) tenía una curvatura posterior de 6,45 mm. 26 Sin embargo, los autores descartaron el error efectivo de 0,25 D (asumiendo la interfaz córnea-acuosa) como “dentro del límite de reproducibilidad” sin tener en cuenta la altura sagital sustancial y la distorsión paquimétrica que tal inexactitud crearía. El PMMA estándar no produce una sección óptica comparable a la córnea humana; por lo tanto, es probable que este modelo no sea tan confiable como el requerido para evaluar la precisión de la curvatura posterior o la paquimetría. Aplicaciones clínicas Elevación corneal anterior y posterior El hecho de que se haya desarrollado principalmente para evaluar datos de elevación podría explicar en parte por qué el dispositivo Orbscan funciona bien en comparación con otros topógrafos CVK en algunas áreas. Aunque hay pocos experimentos de precisión bien diseñados, en un estudio comparativo, se demostró que 27 Orbscan II difieren significativamente de los 4 instrumentos CVK y son los menos repetibles y reproducibles (Humphrey Atlas 991, Orbscan II, Dicon CT200 [Paradigm Medical Industries, Inc.], Medmont E300) para medir la elevación anterior de las córneas normales. Sin embargo, como se señaló anteriormente, la topografía de elevación PAR CTS también demuestra una repetibilidad más pobre que los topógrafos basados en Placido, pero conserva una buena precisión general en la medición de superficies complejas. 2,8 Existe la posibilidad de que la transposición de los datos de curvatura a elevación, y viceversa, altere las mediciones obtenidas. 28 También hay que considerar que la “inexactitud” altamente repetible de los dispositivos basados en Plácido al medir superficies complejas puede presentar falsamente al Orbscan II como poco confiable en comparación. Al considerar valores estándar como el equivalente esférico, el astigmatismo y la queratometría simulada, la medición de Orbscan se parece mucho a la evaluación basada en Plácido. 9,26,29 Irónicamente, en la única comparación de dos topógrafos que miden directamente la elevación, 9 Orbscan y PAR CTS, los autores optaron por utilizar medidas de curvatura para comparar los dispositivos y no reportar diferencias entre los instrumentos. Se acepta ampliamente que la curvatura corneal central posterior está entre 6,78 mm y 5,80 mm, 30 y las mediciones de Orbscan se encuentran dentro de este rango. 18,30,31 Sin embargo, en la medición in vivo de la superficie posterior, ninguna técnica distinta de la triangulación con escaneo de hendiduras puede proporcionar un mapa topográfico completo de la superficie posterior de la córnea; por lo tanto, los resultados obtenidos por Orbscan no se pueden verificar con respecto a un estándar de oro. Aunque técnicas como la medición de imágenes de Scheimpflug/Purkinje pueden dar un valor de curvatura para el centro de la superficie posterior del ojo, no conocemos ninguna comparación publicada. 32-34 A pesar de la escasez de información sobre la precisión de la medición de la curvatura de la superficie posterior, el coeficiente de confiabilidad de 0,96 (α de Cronbach), determinado a partir de una serie de 3 exámenes repetidos, demuestra una buena precisión. 30,35 Un coeficiente de 0,90 o superior es generalmente aceptable para fines científicos. Paquimetría de campo amplio de Orbscan La adquisición de un mapa de paquimetría de campo completo o amplio de una córnea individual tiene un valor clínico significativo, particularmente en la planificación de una intervención quirúrgica. Hasta la fecha, el método más aceptado para medir el espesor corneal ha sido la ecografía (EE.UU.). Sin embargo, la técnica tradicional de EE.UU. está lejos de ser perfecta, ya que mide un área muy pequeña y se requieren múltiples mediciones para obtener una impresión del espesor global de la córnea. Otras fuentes de variabilidad incluyen la desalineación de la sonda 36 y el contacto con la córnea que posiblemente cause compresión del tejido, aunque no se ha demostrado correlación entre la compresión y la fuerza aplicada. 37 A medida que la resolución continúa mejorando, la biomicroscopía ecográfica que utiliza una frecuencia muy alta (>20 MHz) puede resultar más útil, ya que puede producir una sección de la córnea a partir de la cual se pueden registrar los parámetros. 38 El método Orbscan de paquimetría óptica ha sido objeto de un intenso escrutinio desde su debut clínico. La mayoría de las comparaciones de precisión han involucrado la técnica ecográfica de punto único, fácilmente disponible. La repetibilidad de las mediciones de paquimetría matutinas o periféricas con Orbscan II es peor que la de las mediciones centrales (± 3,0 μm DE), que producen resultados generalmente comparables a los de la ecografía. 24,39–41 Sin embargo, a partir de las publicaciones iniciales, es evidente que en córneas normales, la técnica Orbscan produce consistentemente mediciones de paquimetría más gruesas que la ecografía en aproximadamente 30 μm. 42-45 Se han propuesto varias explicaciones para esta discrepancia, la más plausible es que la ecografía puede comprimir el tejido, mientras que la técnica óptica Orbscan también mide la película lagrimal y la capa mucosa, aunque es poco probable que esto explique la magnitud de la discrepancia. Algunos informes describen una variación significativa en la relación OrbscanUS en la superficie de la córnea. 46 Se determinó que las mediciones de paquimetría central y periférica de Orbscan eran 15 μm y 95 μm mayores que las de la ecografía, respectivamente. Es poco probable que la película lagrimal por sí sola pueda influir en los resultados hasta tal punto. Otras razones para explicar las lecturas exageradas incluyen el "blooming" o difracción de las lentes de la cámara, además de las deficiencias de los EE. UU., como la desalineación de la sonda. 47,48 Existe una preocupación justificada de que al medir una paquimetría más gruesa que la ecografía, el dispositivo Orbscan pueda crear la impresión de que la profundidad máxima de ablación segura para un procedimiento LASIK es mayor que lo genuinamente aceptable. Por lo tanto, los fabricantes de los dispositivos Orbscan introdujeron un factor de corrección para alinear más estrechamente los resultados de Orbscan y la paquimetría estadounidense. Este factor de corrección, conocido como factor acústico , reduce todo el mapa de paquimetría en un 8%. En consecuencia, los estudios muestran una estrecha concordancia entre los valores medios de paquimetría central para Orbscan II y la ecografía al evaluar la paquimetría central en córneas normales. 48-50 Sin embargo, el uso de un único factor de corrección en toda la córnea y la población debe aceptarse con reservas cuando no se ha demostrado una relación lineal constante entre la ecografía y la paquimetría Orbscan. Hay pruebas sólidas en la literatura que sugieren que dicho ajuste lineal no compensa con precisión la discrepancia entre las técnicas. 9,41,44,46 En estos estudios, técnicas como el análisis estadístico de Bland y Altman han resaltado la variabilidad de un sujeto a otro entre Orbscan y US, además de una variabilidad significativa en toda la superficie de la córnea. La cuestión de la disparidad entre la paquimetría Orbscan y la US se agrava cuando se considera una topografía corneal que se desvía de lo normal, como en la cirugía posrefractiva. Los estudios que comparan Orbscan y EE.UU. post LASIK muestran que Orbscan tiene una tendencia general a subestimar el grosor en comparación con EE.UU. 44,51–53 Además, la introducción de un factor de corrección acústica del 8% induce una mayor reducción en la paquimetría Orbscan y una mayor diferencia en comparación con la ecografía. Iskander et al. 52 observan que la paquimetría ecográfica posoperatoria se correlaciona altamente con los valores predichos preoperatorios, mientras que Orbscan mide la paquimetría posoperatoria en 37 μm menos que el valor predicho medio. Esto sugiere que una transición de una sobreestimación de la paquimetría en córneas normales y sanas a una subestimación de la paquimetría post-LASIK mediante Orbscan en relación con las mediciones ecográficas está relacionada con la medición de Orbscan más que con una ecografía inconsistente. La subestimación de la paquimetría corneal central mediante Orbscan (sin un factor de corrección) en comparación con la ecografía se ha identificado en córneas queratocónicas y post-PKP y en córneas con turbidez clínicamente significativa. 40,48,54,55 La Tabla 1 enumera todos los resultados de estudios revisados por pares que comparan directamente la paquimetría por ecografía y Orbscan. Tabla 1: Resultados de estudios que comparan la paquimetría Orbscan y US. Todos los estudios demuestran que, en comparación con la ecografía, Orbscan sin el ajuste del factor acústico sobreestima la paquimetría en córneas normales y subestima la paquimetría en córneas que se han sometido a cirugía refractiva con láser. Profundidad de la cámara anterior e iris anterior: superficie del cristalino Una función infrautilizada de Orbscan es el mapeo de la superficie anterior del cristalino y el iris. Al medir la profundidad media de la cámara anterior (ACD) en ojos fáquicos y pseudofáquicos, Orbscan se correlaciona bien con la ecografía A y tiene una mayor repetibilidad. 58–60 Sin embargo, el análisis de Bland y Altman destaca que, si bien los valores medios son muy similares, los resultados son lo suficientemente diferentes en ojos individuales como para que Orbscan no pueda usarse indistintamente con la ecografía para estimar la ACD (SE Osmond et al., comunicación personal, enero de 2004). . Como se demuestra en la relación inversa entre la medición de Orbscan ACD y la refracción ocular, el mapeo anterior del cristalino puede resultar invaluable para estudios anatómicos y de acomodación. 61,62 La información recopilada en cada examen de la superficie del iris junto con la topografía de la superficie posterior permite una estimación del ángulo anterior del ojo. Dado que esto debe extrapolarse a partir de los datos más centrales disponibles, se ha demostrado una buena correlación entre este parámetro y otros parámetros oculares como la ametropía y la longitud axial. 63,64 La evaluación con Orbscan del ángulo anterior no superará el examen con lámpara de hendidura; sin embargo, la cuantificación longitudinal junto con la consideración paquimétrica en la tonometría de Goldmann pueden proporcionar una función para Orbscan en la evaluación del glaucoma. 65,66 Detección de córneas en el banco de ojos Con la multitud de mediciones y resultados del sistema Orbscan, tiene mayor potencial que las unidades CVK convencionales como una valiosa herramienta de detección para detectar topografías y estados corneales anormales. 67,68 En una población que tiene un número cada vez mayor de córneas alteradas quirúrgicamente, la detección de topografías anormales con adelgazamiento asociado es primordial para los bancos de ojos y el trasplante de córnea. 69,70 Desafortunadamente, en un estudio reciente de ojos de donantes, la integración de la información de paquimetría y curvatura en un solo algoritmo detectó solo 7 de 10 córneas que habían tenido procedimientos refractivos. 71 La plena explotación de los datos de Orbscan II, es decir, el uso de la elevación y la topografía TOP, debería aumentar esta sensibilidad para proporcionar una detección más sólida. Detección de Queratocono Se han sugerido criterios para la detección precisa del queratocono utilizando Orbscan. La codificación de colores descrita anteriormente de la topografía de elevación de Orbscan proporcionó una sensibilidad y especificidad del 91% y 95%, respectivamente. 22 Por el contrario, una relación simple entre el espesor corneal central y medio periférico proporcionó una sensibilidad del 91% y una especificidad del 99%. 71 Aunque estos datos son muy prometedores, el factor limitante de cualquier algoritmo de detección es la precisión del dispositivo de detección, que, como se señaló en el caso de Orbscan, puede verse comprometida por la turbiedad corneal y las topografías corneales que se desvían sutil o significativamente de lo normal. Identificación de ectasia corneal después de la cirugía refractiva Una de las observaciones más significativas realizadas por la topografía Orbscan es el "abultamiento" o desplazamiento anterior de la córnea posterior después de la cirugía refractiva con láser. En la mayoría de los casos es discutible si este cambio es una ectasia física genuina o simplemente un fenómeno óptico, 72 pero varios estudios extensos, con una excepción, 73 muestran que el fenómeno efectivamente ocurre. 20,30,31,43,72,74–76 Se ha postulado que la extracción de tejido de la córnea central junto con un colgajo LASIK superficial de aproximadamente 160 μm debilita la estructura mecánica integral y, bajo el efecto de la presión intraocular (PIO ), provoca una protrusión hacia adelante de la córnea. Sin embargo, la evaluación de 16 córneas en las que se creó un colgajo parcial pero no se realizó ablación del estroma en procedimientos LASIK abortados no demuestra ningún cambio en la elevación posterior. 77 Por el contrario, un desplazamiento anterior genuino o queratectasia de la córnea aumenta efectivamente la longitud axial del ojo y podría ser una fuente de la leve regresión observada en un número significativo de ojos después del LASIK. 70 Wang y sus coautores 74 fueron los primeros en publicar estas observaciones, notando la ectasia y sugiriendo que la extensión de la ectasia está directamente relacionada con el espesor del lecho residual (RBT). Adoptaron un método en el que se comparó la elevación de la superficie posterior de la córnea post-LASIK con el mapa de elevación previo al tratamiento y se utilizó un mapa de diferencia Orbscan con una región de alineación anular periférica para determinar los cambios en la elevación central posterior. La metodología de este pequeño estudio de 32 ojos ha sido criticada porque la ectasia se registró como la máxima disparidad mostrada en el mapa de diferencias. 47 Un método de este tipo garantiza que cualquier variabilidad en la medición crearía ectasia. Sin embargo, las conclusiones generales de esta investigación inicial están respaldadas por estudios adicionales que muestran que la ectasia está relacionada con la RBT. 20,30,78 Cada vez hay más evidencia que corrobora la autenticidad de la queratectasia per se después de una cirugía refractiva con láser exitosa. Los hallazgos de los principales estudios se resumen en la Tabla 2. Tabla 2: Resumen de los resultados de los principales estudios sobre la presencia y avance de la queratectasia después de una cirugía refractiva exitosa. Se enumera la medida de queratectasia en términos de elevación o curvatura de la superficie posterior (derivada de la elevación posterior) y se muestran los parámetros que se correlacionan significativamente. Las inconsistencias entre los estudios impiden una conclusión resuelta del asunto. De hecho, siempre debemos ser conscientes de que toda la evidencia se basa en la premisa aún no confirmada de forma independiente de que Orbscan puede medir con precisión la superficie posterior de la córnea después de la cirugía fotorrefractiva. Además, el desplazamiento de la superficie posterior en comparación con parámetros como la curvatura de la superficie posterior o el espesor total puede generar datos artefactos, ya que están intrínsecamente relacionados por derivación de un único conjunto de datos de Orbscan. La correlación de RBT con el grado de queratectasia también puede verse influenciada por la eficacia de la medición de Orbscan. Si esta relación es genuina y relativamente lineal, uno esperaría que los ojos que han tenido PRK superficial (con un RBT mucho mayor) no fueran propensos a cambios “ectáticos” en la medida de los observados después de LASIK. Sin embargo, este no parece ser el caso; Ambos procedimientos tienden a producir una magnitud similar de desplazamiento anterior aparente de la superficie corneal posterior, es decir, aproximadamente 40 µm. 30,72,74,78 No hay duda de que se determinan efectos estadísticamente significativos entre la queratectasia y otros parámetros oculares medidos por Orbscan. Sin embargo, dado que se sabe tan poco sobre la precisión de Orbscan con respecto a la superficie posterior, la queratectasia aparente puede tener una correlación más fuerte con la cantidad de tratamiento con láser o la desviación/distorsión de la córnea anterior de lo normal, agravada por el grado de ambigüedad de la superficie posterior. Medición por Orbscan. La evidencia más convincente de queratectasia es la correlación con la refracción manifiesta. 14,30,72,79 Aunque una inspección más cercana de esta relación produce resultados confusos, por ejemplo, el cambio ectásico temprano de 9,70 μm da como resultado 0,28 D de regresión miope, los cambios posteriores de solo 2,40 μm (en el mismo grupo de muestra) causan 0,20 D adicionales. D de regresión. 72 La incidencia de regresión miópica después de la cirugía refractiva con láser no debe atribuirse a la protrusión de la superficie corneal posterior hasta que se puedan excluir posibilidades alternativas. Aplicaciones diversas Orbscan y Orbscan II están disponibles comercialmente desde hace varios años. En este tiempo, investigadores y oftalmólogos han adoptado la nueva información que ofrecen los dispositivos. A pesar de la necesidad de estudios bien diseñados para respaldar la máxima fiabilidad de los datos, Orbscan se ha aplicado eficazmente en diversas situaciones clínicas. En la cirugía de cataratas, Orbscan puede mejorar potencialmente los cálculos del poder refractivo para la implantación de lentes intraoculares 16,62 y ha confirmado la estabilidad refractiva de la córnea en el posoperatorio. 80 Los mapas de paquimetría proporcionan información sobre el volumen corneal, un posible indicador de estrés como resultado de la cirugía de cataratas. 81 Además, los datos de paquimetría de Orbscan revelan que una incisión corneal clara tiene un efecto edematoso ligeramente mayor, aunque no significativo, sobre la córnea que una incisión en túnel escleral superior. 25 Las mediciones de Orbscan muestran que al retirar las suturas después de la PKP, el radio de curvatura de la superficie posterior de la córnea aumenta 82 y la queratoplastia endotelial laminar profunda puede reducir el astigmatismo corneal posoperatorio general. 83–85 Orbscan ha tenido un efecto significativo en la evaluación de las técnicas quirúrgicas refractivas, desde el análisis del efecto de los anillos intracorneales 86,87 y la planificación de la resección en cuña después de la PKP 88 hasta el desarrollo de varias técnicas de ablación personalizadas utilizando topografía de elevación anterior. 89-91 La aplicación adicional de Orbscan ha relacionado la asimetría topográfica anterior con la profundidad de la ablación 92 ; sin embargo, la superficie posterior de la córnea no parece desarrollar distorsión. 35 La implementación de un riguroso protocolo de detección con Orbscan puede reducir la baja incidencia de queratectasia grave y perjudicial después de la cirugía refractiva con láser. 93,94 Estudios adicionales que utilizan mediciones de paquimetría de Orbscan han demostrado adelgazamiento de la córnea en el ojo seco, 95 uso prolongado de lentes de contacto, 29,96 síndrome de Marfan, 97 y rosácea ocular. 98 Además, la topografía Orbscan se ha utilizado para registrar tendencias de la población con respecto a la topografía, 99,100 hipoxia, 101 anestesia, 102 efectos de la película lagrimal, 103 diámetros corneales de blanco a blanco, 104 e islas centrales después de la cirugía refractiva con láser. 105 Un papel futuro crucial puede ser el relacionado con la monitorización de la PIO, ya que el uso del algoritmo Orbscan II para rectificar el error de tonometría en córneas alteradas quirúrgicamente ha funcionado bien; sin embargo, un estudio relacionado con Goldmann y no con la tonometría neumática podría mejorar la confiabilidad. 66 Preguntas sin respuesta No hay informes publicados sobre las complejidades o incertidumbres esperadas que uno podría anticipar al combinar sistemas de topografía basados en Plácido y escaneo de rendijas. La cámara de distancia focal corta (169,55 mm) de Orbscan II, cuando está alineada, se enfoca con mayor nitidez en un plano de 1,0 mm detrás del ápice corneal para obtener imágenes de las hendiduras de escaneo (N. Rousche, Bausch & Lomb, comunicación personal, julio de 2001). ). La imagen de un disco de Plácido se coloca considerablemente más atrás de la córnea que esto. 4 Una fórmula simple de espejo convexo establece que la imagen catóptrica de objetos paraxiales es la mitad del radio de curvatura detrás del vértice del espejo. Esto indicaría que la imagen de un disco de Plácido en una córnea con un radio de curvatura de 8,00 mm (42,2 D, n=1,3374) está 4,00 mm detrás del ápice corneal y se ubicaría más posteriormente en córneas más planas, es decir, posquirúrgicas. Esto se puede apreciar fácilmente colocando el dispositivo Orbscan más cerca de la córnea de modo que se induzca una gran desalineación; El disco de Plácido entonces logrará un enfoque nítido. Un elemento esencial en el hardware de adquisición de Orbscan II es una cámara de vídeo digital que captura las imágenes de 40 secciones ópticas de la parte anterior del ojo en 2,1 segundos. Para determinar la posición de los bordes de la hendidura, se considera la luminancia de cada píxel. Maloney 47 fue el primero en plantear dudas sobre la precisión de estas imágenes pixeladas (mostradas en la Figura 4 ), sugiriendo según sus estimaciones que la precisión del sistema de detección de bordes es de aproximadamente ±20 μm. No hay evidencia publicada que respalde la precisión de la detección de bordes, que es la esencia de la fórmula Orbscan, en córneas humanas. Boscia y sus coautores 54 comentan, sin hacer referencia, que el borde de la rendija está determinado por la "caída máxima de intensidad, es decir, la dispersión disminuida". Esta afirmación parece enteramente razonable; sin embargo, según nuestros estudios (datos no publicados), al examinar más de cerca la luminancia de las imágenes de la rendija, la caída máxima de intensidad tiende a ocurrir más centralmente dentro de la rendija. Los puntos de datos asociados con el borde de la hendidura están situados en lugares donde la luminancia del píxel es sólo ligeramente superior a la del fondo. La confiabilidad de la detección de bordes sigue siendo una gran incógnita, pero podría ser potencialmente la mayor fuente de error, particularmente en la córnea turbia. Figura 4.: Vista ampliada del haz de luz en hendidura producido por el Orbscan II que pasa a través de la córnea, creando una dispersión omnidireccional. La luminancia de los píxeles de la imagen digital de 8 bits se interpreta matemáticamente para determinar dónde se encuentran los bordes de la rendija. Los puntos de datos a lo largo de los bordes están rodeados por un círculo para resaltar su posición. Hay evidencia suficiente para concluir que la presencia de una turbidez clínicamente significativa en la córnea da como resultado una subestimación del espesor corneal. 48,54 Esto nos lleva a preguntarnos: si hay una neblina subclínica después de una cirugía refractiva exitosa, ¿influye esto en la medida de paquimetría de Orbscan? Iskander et al. 52 sugieren que con la intervención quirúrgica refractiva, el cambio de la sobrelectura de Orbscan a la paquimetría de sublectura en comparación con la ecografía se debe a la falta de confiabilidad de Orbscan II. La magnitud del desplazamiento da como resultado córneas aparentemente más delgadas de aproximadamente 40 μm. 44,52 Si sugerimos que esta oscilación de 40 μm está relacionada con la opacidad corneal central subclínica inducida posteriormente por la cirugía refractiva con láser, un mapa de diferencias Orbscan II de la superficie posterior de la córnea con una zona de ajuste anular periférica (7,0 a 10,0 mm), es decir, una zona sin turbidez inducida, podría revelar queratectasia central de alrededor de 40 μm. En última instancia, la turbidez corneal subclínica puede explicar la paradoja de que los procedimientos PRK y LASIK basados en superficie aparentemente induzcan el mismo grado de queratectasia. Post guión Debido a la naturaleza de esta área temática en rápida evolución, observamos que en el corto período entre la finalización de esta revisión y la aceptación del manuscrito para su publicación, se publicaron varios artículos relacionados con la confiabilidad y aplicación de la topografía Orbscan. Para completar, aunque estos estudios están más allá de los límites definidos de la metodología de revisión, se incluye un breve resumen de ellos. Los estudios recientes que evalúan el uso de Orbscan generalmente reflejan los puntos de vista y conclusiones de informes anteriores. 106-115 Una excepción notable es un estudio que compara la topografía de Orbscan con el sistema EyeSys, lo que sugiere que la topografía de curvatura de Orbscan puede ser tan exacta y precisa como el sistema EyeSys basado en Placido. 106 La comparación de la paquimetría Orbscan con las técnicas de EE. UU. continúa proporcionando datos que revelan mediciones similares o ligeramente más delgadas cuando se derivan de córneas normales, pero subestiman significativamente cuando se mide el espesor corneal post-LASIK (incluido el ajuste del factor acústico de 0,92). 107-110 Se han informado más pruebas de ectasia definida por Orbscan después de la cirugía refractiva con láser, 111 en marcado contraste con un estudio novedoso que sugiere que las alteraciones en la magnificación de la superficie posterior antes y después de la cirugía refractiva con láser pueden producir ectasia artificial. 112 Los estudios de evaluación Orbscan de la potencia óptica corneal total en córneas normales y alteradas quirúrgicamente muestran concordancias cercanas y una repetibilidad mejorada en la refracción manifiesta. 113-115 Las mediciones de Orbscan parecen similares a las del IOLMaster (Carl Zeiss Meditec) en la determinación de ACD, pero no tan confiables como las del IOLMaster en la medición del diámetro corneal de blanco a blanco. 116,117 Orbscan también se ha utilizado recientemente para evaluar la córnea después de una cirugía de cataratas 118,119 ; evaluar PMD 120 ; e indican el efecto de la curvatura sobre las medidas de células endoteliales, 121 aberraciones corneales, 122,123 y edema inducido por lentes de contacto. 124 Conclusiones La capacidad de detectar, manejar y monitorear estados corneales anormales patentes o sutiles se puede realizar con mayor certeza con un conocimiento detallado de las superficies anterior y posterior. La topografía del segmento anterior Orbscan II ofrece una estrategia importante para promover la evolución de CVK en la evaluación clínica y la investigación corneal. La técnica ha ampliado nuestro conocimiento de la estructura de la córnea en la salud y la enfermedad y ha proporcionado nuevos métodos de evaluación para detectar los efectos de la intervención. La precisión del dispositivo se compara satisfactoriamente con la de otros topógrafos; sin embargo, un grado de imprecisión en relación con la repetibilidad impide que la técnica de escaneo de hendiduras Orbscan obtenga una superioridad general en curvatura o mapas de potencia. Además, la actual falta de disponibilidad de un procedimiento para calibrar directamente la medición de la superficie posterior de la córnea seguirá planteando preguntas sin respuesta. Durante la última década, la serie de instrumentos Orbscan ha proporcionado avances significativos en la cantidad de información que se puede obtener de una córnea individual. Un aumento en la precisión y la clarificación de cómo funciona el instrumento en córneas anormales, por ejemplo, con neblina o de forma irregular, debería producir una herramienta de diagnóstico aún mejor que beneficiará a todos los que trabajan en el campo de la córnea. Referencias