. (5/8) Cirugía Refractiva y Biomecánica Corneal: la importancia del Estudio Preoperatorio 3

mayo 14th, 2017
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Como ya hemos visto en entregas anteriores de la serie sobre Cirugía Refractiva y Ectasia Corneal, la respuesta Biomecánica Corneal a la Cirugía Refractiva se divide en dos categorías principales: estable e inestable. La respuesta Biomecánica Corneal estable se produce con cualquier procedimiento de Cirugía Refractiva que incida sobre la Córnea, produciendo una alteración de la forma sin que se genere una descompensación Biomecánica Corneal. La descompensación Biomecánica Corneal inestable ocurre cuando se retira demasiado tejido para que la Córnea pueda mantener su integridad estructural o si existe una debilidad no reconocida preoperatoria que se exacerba por la eliminación de tejido. Es por tanto absolutamente imprescindible para evitar la Ectasia Corneal post-Cirugía Refractiva detectar estas Córneas de riesgo en el Estudio Preoperatorio, como una determinación Basada en la Evidencia de la cantidad de tejido Corneal que pudiera ser retirado, en cada caso, para corregir el defecto refractivo sin que se genere una descompensación Biomecánica de la Córnea.

 

LA PATOGÉNESIS BIOMECÁNICA DE LA ECTASIA CORNEAL

El diagnóstico precoz de la Ectasia Corneal es de primordial importancia en el estudio preoperatorio de la Cirugía Refractiva pues en este tipo de casos existe una contraindicación absoluta para la realización de la Cirugía Refractiva Láser Corneal. El análisis de la topografía o la tomografía utilizando instrumentos de videoqueratografía o de tomografía de coherencia óptica (OCT) puede ayudar a detectar la alteración de la forma de la córnea, como el adelgazamiento y el aumento de curvatura. Sin embargo, estos instrumentos no pueden medir la Estabilidad Biomecánica, que se cree que es el evento iniciador de la patología ectásica, incluso antes de que se produzcan los cambios en la morfología corneal. (1,2) Por esta razón, ha aumentado el interés en desarrollar instrumentos para medir las Propiedades Biomecánicas in vivo de la córnea para ayudar al Diagnóstico de la Ectasia Corneal en una etapa «Biomecánica», cuando la topografía y la tomografía son normales.

Existe una gran cantidad de literatura científica que apoya la observación de que las córneas queratocónicas son significativamente menos rígidas que las córneas normales. (3, 4) Estas observaciones llevaron a la hipótesis sobre la patogénesis Biomecánica de la Ectasia Corneal basado en modelos biomecánicos existentes y en datos clínicos topográficos y tomográficos. (1, 5) La hipótesis, fue apoyada más tarde por los estudios de Scarcelli et al (6) que propusieron que el evento de iniciación en el Queratocono era una reducción focal en las propiedades Biomecánicas que daban como resultado el Adelgazamiento del tejido en esas áreas.

El resultado es que la reducción focal en el módulo tangente genera, con el tiempo, una mayor deformación por la Presión Intraocular (IOP), causando un Adelgazamiento focal con un mayor estrés y una subsiguiente Ectasia Corneal. El aumento de la Curvatura Corneal se asocia como un mecanismo compensatorio, lo que contribuye a una redistribución global del estrés. Esto conduce a un ciclo de descompensación de la Biomecánica, con un continuo adelgazamiento y abombamiento, los cuales redistribuyen el estrés general en la Córnea. Así, podría ser posible diagnosticar la Ectasia Corneal valorando las propiedades Biomecánicas de la Córnea antes de que los cambios resultantes en los perfiles de Espesor y Curvatura se vuelvan evidentes.

Cirugía Refractiva y Biomecánica Corneal

 

LOS EQUIPOS DIAGNÓSTICOS

El primer equipo diagnóstico que apareció con este objetivo fue el ORA (7), que mide el comportamiento corneal durante un proceso de aplanación bidireccional inducido por un chorro de aire y produce estimaciones de la Histéresis Corneal y del Factor de Resistencia Corneal (ORA, por sus siglas en inglés), junto con otros 38 parámetros derivados. (8, 9, 10) La capacidad del ORA para diagnosticar la Ectasia Corneal se probó en varios artículos (11, 12), pero nunca alcanzó el Gold Standard.

El Corvis ST se introdujo posteriormente como un tonómetro de no contacto que monitoriza la respuesta de la Córnea a un pulso de presión de aire utilizando una cámara de velocidad ultra-alta Scheimpflug y utiliza la secuencia de imágenes capturadas para producir estimaciones de la presión intraocular (IOP) y parámetros corneales de respuesta a la deformación.(13)

La pruebas diagnósticas en general pueden dar resultados erróneos de dos formas: no diagnosticando a los pacientes enfermos (falso negativo) o diagnosticando como enfermos a pacientes sanos (falso positivo). Así:

– La Sensibilidad en una prueba diagnóstica nos indica la capacidad de la prueba para detectar la enfermedad en sujetos enfermos. Son preferibles pruebas diagnósticas con muy alta Sensibilidad cuando se prefiere obtener falsos positivos en lugar de falsos negativos, es decir, quieres que el número de enfermos sin detectar sea mínimo, como es el caso de las córneas potencialmente ectásicas en los estudios preoperatorios de Cirugía Refractiva.

– La Especificidad en una prueba diagnóstica nos indica la capacidad de la prueba para para detectar la ausencia de la enfermedad en sujetos sanos.

Las curvas ROC o Curvas de Rendimiento Diagnóstico, son un indicador general de Eficacia de las pruebas diagnósticas. La Eficacia se evalúa mediante la cuantificación del Área Bajo la Curva (AUC) de las pruebas diagnósticas. Esta área posee un valor comprendido entre 0,5 y 1, donde 1 representa un valor diagnóstico perfecto y 0,5 es una prueba sin capacidad discriminatoria diagnóstica. Es decir, si el Área Bajo la Curva (AUC) para una prueba diagnóstica es 0,8 significa que existe un 80% de probabilidad de que el diagnóstico realizado a un enfermo sea más correcto que el de una persona sana escogida al azar. Por esto, siempre se elige la prueba diagnóstica que presente un mayor Área Bajo la Curva (AUC). Puedes ver un vídeo explicativo muy ilustrativo y conciso sobre curvas ROC clickeando aquí.

Cirugía Refractiva y Biomecáinca Corneal

A modo de guía para interpretar las curvas ROC o Curvas de Rendimiento Diagnóstico se han establecido los siguientes intervalos para los valores de Área Bajo la Curva (AUC):

– Prueba diagnóstica mala: 0.5-0.6

– Prueba diagnóstica regular: 0.6-0.75

– Prueba diagnóstica buena: 0.75-0.9

– Prueba diagnóstica muy buena: 0.9-0.97

– Prueba diagnóstica excelente: 0.97-1

 

CBI: ÍNDICE BIOMECÁNICO CORVIS

En el Journal of Refractive Surgery fue publicado un estudio realizado por el grupo del  Dr. Riccardo Vinciguerra cuyo objetivo era desarrollar un índice biomecánico denominado Índice Biomecánico Corvis (CBI) basado en diferentes parámetros dinámicos de respuesta corneal (DCR) proporcionados por el Corvis ST para diferenciar las córneas normales de las que presentaban Ectasia Corneal. (14)

Este estudio multicéntrico incluyó más de 600 casos de dos continentes diferentes. Se analizaron qué parámetros medidos por Corvis ST eran más útiles para separar las córneas normales de las  ectásicas. Tras la determinación de la combinación óptima de parámetros, se elaboró el Índice Biomecánico Corvis (CBI) y se evaluó su capacidad diagnóstica para distinguir entre ojos normales y ojos con Queratocono, quedando excluidos los queratoconos frustres y los casos subclínicos de las bases de datos para crear el CBI.

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El modelo de diagnóstico multivariante creado en el estudio que estamos analizando, mostró una Sensibilidad del 100%, una Especificidad del 98,4% y un valor del Área Bajo la Curva (AUC) de 0,98 siendo la primera vez en la literatura científica que una combinación de parámetros Corvis ST era capaz de proporcionar tal Eficacia para detectar las Córneas Ectásicas.

Una posible crítica del estudio podría ser la decisión de usar el ARTh (un parámetro de progresión paquimétrica), porque ya es un perfil de espesor puro con un buen AUC. Sin embargo la Sensibilidad y Especificidad aumentaron significativamente con la adición de los otros 5 parámetros dinámicos de respuesta corneal (DCR), lo que confirma la importancia de la Biomecánica en la evaluación de ectasia. Además, el ARTh puede considerarse como un parámetro de espesor dentro del análisis multivariado para separar los ojos normales de los queratoconos o un parámetro de corrección para la posible diferencia de grosor entre los pacientes para evaluar correctamente la Biomecánica. Se sabe que muchos parámetros dinámicos de respuesta corneal (DCR) están correlacionados con el grosor. (15, 16)

 

TBI: ÍNDICE TOMOGRÁFICO Y BIOMECÁNICO

La detección de formas subclínicas de enfermedades corneales ectásicas es de suma importancia en Cirugía Refractiva Láser Corneal porque en estos casos existe un alto riesgo de desarrollar ectasia iatrogénica si no son detectados en el estudio preoperatorio.

Con el objetivo de mejorar la precisión diagnóstica de la Ectasia Subclínica desarrollando un parámetro combinado, el TBI (Índice Tomográfico Biomecánico), con datos de tomografía corneal del Pentacam HR y la evaluación biomecánica del Corvis ST, el grupo del Dr. Renato Ambrósio Jr. realizó un estudio recientemente publicado en el Journal of Refractive Surgery (17).

Los ojos fueron divididos en 4 grupos:

– El grupo Normal incluyó un ojo seleccionado al azar de pacientes con córneas normales.

– El grupo de Queratocono incluyó un ojo seleccionado al azar de pacientes con queratocono.

– El grupo VAE-E incluyó pacientes con Ectasia muy asimétrica: ojos con topografía normal de pacientes que presentaban ectasia corneal en el otro ojo. Se consideró que los pacientes eran muy asimétricos si se confirmaba el diagnóstico de ectasia en un ojo  (p. ej. , una pajarita asimétrica) y al menos un hallazgo con lámpara de hendidura (p. ej., el signo de Munson, las estrías de Vogt, el anillo de Fleischer, el adelgazamiento apical o el signo de Rizutti) y el otro ojo tenía un mapa de curvatura de la superficie frontal normal.

– El grupo VAE-NT incluyó los otros ojos de pacientes que tenían topografía normal. Los criterios objetivos para considerar la topografía normal se aplicaron rigurosamente para definir los casos de VAE-NT, como el índice de porcentaje de queratocono (KISA%) < 60 y el valor de asimetría inferior-superior (valor IS)  < 1.45. Estos criterios evitan problemas relacionados con la subjetividad y la variabilidad entre examinadores.

OCULUS_Corvis_Pentacam_ESCRS

 

Los Resultados del estudio fueron:

– El valor del Área Bajo la Curva (AUC) del TBI (Índice Tomográfico Biomecánico)  para detectar grupos de ectasia (grupo de Qeratoconos, VAE-E y VAE-NT) fue de 0,996, siendo mayor que el del BAD-D (Belin/Ambrósio Display Deviation) que fue de 0,956 y que el del CBI (Índice Biomecánico Corvis) que fue del 0.936. El valor de corte de TBI de 0,79 proporcionó una Sensibilidad del 100% para detectar ectasia clínica (grupos de queratocono y VAE-E) con una Especificidad del 100%.

– El valor del Área Bajo la Curva (AUC) para TBI, BAD-D y CBI fueron 0.985, 0.839 y 0.822 en el grupo VAE-NT.

– Un valor de corte TBI optimizado de 0,29 proporcionó una Sensibilidad del 90,4% con un 96% de Especificidad en el grupo VAE-NT.

Así El TBI (Índice Tomográfico Biomecánico) proporcionó la mayor precisión diagnóstica para detectar tanto la Ectasia Corneal Clínica como la Subclínica en grado Frustre. 

 

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1. Ambrósio R Jr, Dawson DG, Salomão M, Guerra FP, Caiado AL, Roberts CJ. Biomechanics in keratoconus. In: Barbara A, ed. Textbook of Keratoconus: New Insights, 1st ed. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers; 2012:29–32.

2. Scarcelli G, Besner S, Pineda R, Yun SH. Biomechanical characterization of keratoconus corneas ex vivo with Brillouin microscopy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55:4490–4495. doi:10.1167/iovs.14-14450

3. Andreassen TT, Simonsen AH, Oxlund H. Biomechanical properties of keratoconus and normal corneas. Exp Eye Res. 1980;31:435–441. doi:10.1016/S0014-4835(80)80027-3

4. Anderson K, El-Sheikh A, Newson T. Application of structural analysis to the mechanical behaviour of the cornea. J R Soc Interface. 2004;1:3–15. doi:10.1098/rsif.2004.0002

5. Roberts CJ, Dupps WJ Jr, . Biomechanics of corneal ectasia and biomechanical treatments. J Cataract Refract Surg. 2014;40:991–998. doi:10.1016/j.jcrs.2014.04.013

6. Scarcelli G, Besner S, Pineda R, Yun SH. Biomechanical characterization of keratoconus corneas ex vivo with Brillouin microscopy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55:4490–4495

7. Luce DA. Determining in vivo biomechanical properties of the cornea with an ocular response analyzer. J Cataract Refract Surg. 2005;31:156–162. doi:10.1016/j.jcrs.2004.10.044

8. Roberts CJ. Concepts and misconceptions in corneal biomechanics. J Cataract Refract Surg. 2014;40:862–869. doi:10.1016/j.jcrs.2014.04.019

9. Mikielewicz M, Kotliar K, Barraquer RI, Michael R. Air-pulse corneal applanation signal curve parameters for the characterisation of keratoconus. Br J Ophthalmol. 2011;95:793–798. doi:10.1136/bjo.2010.188300

10. Hallahan KM, Sinha Roy A, Ambrosio R Jr, Salomao M, Dupps WJ Jr, . Discriminant value of custom Ocular Response Analyzer waveform derivatives in keratoconus. Ophthalmology. 2014;121:459–468. doi:10.1016/j.ophtha.2013.09.013

11. Galletti JG, Pfortner T, Bonthoux FF. Improved keratoconus detection by Ocular Response Analyzer testing after consideration of corneal thickness as a confounding factor. J Refract Surg. 2012;28:202–208. doi:10.3928/1081597X-20120103-03

12. Touboul D, Bénard A, Mahmoud AM, Gallois A, Colin J, Roberts CJ. Early biomechanical keratoconus pattern measured with an ocular response analyzer: curve analysis. J Cataract Refract Surg. 2011;37:2144–2150. doi:10.1016/j.jcrs.2011.06.029

13. Ambrósio R Jr, Ramos I, Luz A, et al. Dynamic ultra high speed Scheimpflug imaging for assessing corneal biomechanical properties. Rev Bras Oftalmol. 2013;72:99–102

14. Detection of Keratoconus With a New Biomechanical Index. Riccardo Vinciguerra, MD; Renato Ambrósio Jr, MD, PhD; Ahmed Elsheikh, PhD; Cynthia J. Roberts, PhD; Bernardo Lopes, MD; Emanuela Morenghi, PhD; Claudio Azzolini, MD; Paolo Vinciguerra, MD. Journal of Refractive Surgery. December 2016 – Volume 32 · Issue 12: 803-810

15. Huseynova T, Waring GO 4th, Roberts C, Krueger RR, Tomita M. Corneal biomechanics as a function of intraocular pressure and pachymetry by dynamic infrared signal and Scheimpflug imag- ing analysis in normal eyes. Am J Ophthalmol. 2014;157:885- 893.

16. Liu J, Roberts CJ. Influence of corneal biomechanical properties on intraocular pressure measurement: quantitative analysis. J Cataract Refract Surg. 2005;31:146-155.

17. Ambrósio, R., Lopes, B. T., Faria-Correia, F., Salomão, M. Q., Bühren, J., Roberts, C. J., Vinciguerra, P. Integration of Scheimpflug-Based Corneal Tomography and Biomechanical Assessments for Enhancing Ectasia Detection. Journal of Refractive Surgery, 33(7), 434–443.

 

 

 

Imágenes: The Ophthalmologist, American Refractive Surgery Council, bioestadistica.upc.edu

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