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Calcolo delle IOL negli occhi affetti da cheratocono
di Umberto Camellin, Gianluigi Latino, Ivan Ninotta, Enrico Di Raimondo, Pasquale Aragona e Anna Maria Roszkowska
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Il recente sviluppo delle tecnologie e strumentazioni diagnostiche in ambito oftalmologico ha permesso di compiere importanti passi avanti nei percorsi diagnostici e terapeutici. In particolare, il calcolo delle lenti intraoculari (IOLs-Intra Ocular Lenses) ha raggiunto ottimi risultati grazie all’utilizzo di metodi e formule di calcolo sempre più moderne e all’utilizzo di strumentazioni all’avanguardia in grado di ridurre l’errore refrattivo postoperatorio e rendere quindi più accessibile i calcoli in occhi complessi. Infatti, il minimo comune denominatore che sta spingendo esperti di calcolo di IOL e case produttrici di biometri è quello di tentare di personalizzare il calcolo nel modo più affidabile e semplice possibile. Negli ultimi anni lo sviluppo tecnologico dei calcolatori ha migliorato i risultati postoperatori con la soddisfazione dei pazienti incrementando di conseguenza le loro aspettative. Tra le principali fonti di errore in occhi vergini ritroviamo l’utilizzo del Group Refractive Index che si traduce in un’imprecisa misurazione della lunghezza assiale in presenza di bulbi di dimensioni ridotte o contrariamente eccessivamente elevate. L’utilizzo di un unico indice di rifrazione per la misurazione della lunghezza assiale attraverso l’interferometria tende a sovrastimare la stessa in occhi molto lunghi e a sottostimarla in quelli corti. Questo comporta, nel caso di utilizzo di formule di vergenza di III generazione, da una parte errori ipermetropici in occhi lunghi a causa di una sottostima del potere della IOL, dall’altra errori miopici in occhi corti, a causa di una sua sovrastima. Si è ovviato a questi errori utilizzando dei fattori di correzione con ottimizzazione della lunghezza assile attraverso modelli di regressione lineare univariata secondo Wang-Koch1 e polinomiale (Holladay)2 . Un altro problema relativo al calcolo della IOL era costituito da modifiche della curvatura corneale in pazienti con pregressa chirurgia refrattiva. In questi pazienti il potere della IOL può essere calcolato con una varietà di metodi che portano a risultati relativamente accurati, con il 60-70% degli occhi che mostra un errore di previsione entro 0.50 diottrie3 . A giorno d’oggi la sfida indubbiamente più complessa e il calcolo del potere della IOL nei pazienti affetti da cheratocono. In questi occhi, le fonti di probabili errori sono numerose e sono strettamente legate all’alterata morfologia corneale. Infatti, il calcolo delle IOL in occhi affetti da cheratocono è condizionato da: 1. difficoltà della ripetibilità delle acquisizioni cheratometriche e/o topografiche; 2. errata scelta del raggio di curvatura corneale da inserire all’interno delle formule biometriche; 3. errata stima del potere corneale; 4. errata scelta della formula biometria. Tratteremo quindi ogni singola problematica al fine di farne chiarezza.
Il ruolo della ripetibilità nelle acquisizioni cheratometriche e/o topografiche è particolarmente rilevante in occhi affetti da cheratocono che devono essere sottoposti a chirurgia della cataratta con facoemulsificazione ed impianto di IOL. In particolare, in una cornea alterata come quella di un paziente affetto da cheratocono, la distribuzione del film lacrimale può essere irregolare comportando una riduzione dell’affidabilità con metodiche a riflessione. In mani inesperte è possibile osservare tre topografie acquisite nello stesso istante, dallo
stesso occhio, in cui vi è una riduzione degli indici di affidabilità e ripetibilità. Ricordiamo infatti come sia proprio l’alterata distribuzione del film lacrimale, una delle cause principali di artefatti nell’acquisizione cheratoscopica4. La cheratometria simulata (SimK) ottenuta con i normali topografi o il potere corneale totale, direttamente calcolato tramite sistemi ray-tracing, possono essere particolarmente alterati dalla distribuzione anormale del film lacrimale lungo tutta la superficie corneale. Riteniamo sia dunque doveroso sottolineare come sia necessaria la valutazione del processamento dei dischi di Placido. Questo al fine di scongiurare errori di acquisizione preoperatori, che si tradurranno in calcoli errati delle IOL, portando così ad errori postoperatori. Inoltre, l’elevata multifocalità delle cornee affette da cheratocono può ridurre la ripetibilità delle acquisizioni topografiche, essendo esse strettamente correlate alla posizione di sguardo del paziente e al suo asse visivo.
Errata scelta del raggio di curvatura
Le formule biometriche tradizionali per occhi vergini e per occhi dopo chirurgia refrattiva sono state sviluppate utilizzando tra le variabili la cheratometria manuale. L’avvento di strumenti di valutazione oggettiva come i videocheratoscopi ed i cheratometri integrati ai biometri ad interferometria, ha ridotto la possibilità di errori operatore-dipendente, quale il cheratometro manuale. Ad oggi, l’utilizzo preponderante dei SimK per il calcolo della IOL (in occhi vergini e non solo) e gli ottimi risultati pubblicati recentemente5, ci dimostrano come tale tipologia di misurazione della superficie corneale anteriore presenti un ruolo preponderante nel calcolo biometrico. In particolare, le formule di vergenza sono state sviluppate utilizzando proprio la cheratometria. Inoltre, il SimK è uno dei parametri utilizzati per l’ottimizzazione delle costanti delle IOL. L’ottimizzazione della costante di una lente prevede in sintesi di invertire una data formula biometrica ed ottenere come obiettivo, non più il potere della IOL, quanto la costante della lente ideale. È deducibile dunque che, utilizzare misurazioni della curvatura corneale diverse dalla cheratometria, comporta un errore. L’utilizzo di una variabile diversa dalla cheratometria comporta la necessità di una nuova ottimizzazione della costante. Aggiungiamo però, che l’alta variabilità dei risultati in occhi affetti da cheratocono giustificano tali artifizi, per cui riteniamo sia opportuno personalizzare la scelta del raggio corneale da inserire all’interno delle formule biometriche al fine di ridurre l’errore postoperatorio in caso di occhi affetti da cheratocono. L’alta variabilità di presentazioni del cheratocono (rotondo, ovale e globoso) e la conseguente inaffidabilità delle sole acquisizioni cheratometriche, obbligano l’operatore ad effettuare uno studio topografico approfondito che tenga conto in particolare dell’asfericità e della posizione dell’apice
Figura 1. Topografia corneale (Antares, CSO, Italia) di un cheratocono centrale. Si noti la variazione di Figura 1: Topografia corneale (Antares, CSO, Italia) di un cheratocono centrale. Si noti la curvatura > 8 D entro 3 mm sull’asse 0°-180°. Si noti che l’apice del cono e la sua base di impianto non sono situati sul centro pupillare. In questo caso i sistemi ray-tracing forniscono dati non necessariamente variazione di curvatura > 8 D entro 3 mm sull’asse 0°-180°. Si noti che l’apice del cono e la validi per il calcolo della IOL. sua base di impianto non sono situati sul centro pupillare. In questo caso i sistemi ray-tracing forniscono dati non necessariamente validi per il calcolo della IOL.
del cono. L’alta asfericità (valori Q negativi elevati), tipica dei cheratoconi centrali, può comportare una sottostima della curvatura corneale centrale. Infatti, la cheratometria è basata sulla sola acquisizione di una serie di punti posizionati in un anello paracentrale che comporta una sottostima del potere cheratometrico nei valori centrali in occhi affetti da cheratocono. A nostro avviso, in caso di sole acquisizioni della superficie anteriore, riteniamo sia utile il confronto con altri parametri quali: i meridiani ed il Best Fit Sphere. Questi, sono probabilmente meno inficiati dalla asfericità corneale e tengono conto dei valori corneali centrali e non solo di quelli paracentrali (Figura 1). Una menzione di rilevanza va alla possibilità, tramite videocheratoscopia, di valutare sia le acquisizioni che utilizzano come centro l’asse visivo, sia quelle che utilizzano l’area pupillare o più dettagliatamente la pupilla immagine proiettata sulla superficie corneale. L’utilizzo nella pratica clinica di formule biometriche che tengono meno conto della variazione del raggio di curvatura per il calcolo della IOL potrebbe essere di supporto (es. Holladay 1)6, riducendo dunque l’errore biometrico indotto dall’errata scelta e misura del raggio di curvatura corneale.
L’attuale indice di rifrazione cheratometrico (1.3375), utilizzato dai moderni strumenti presenti in commercio per la stima del potere corneale dalla sola superficie anteriore è stato ormai accettato nella normale pratica clinica. Ad oggi, sappiamo però che tale indice è tutt’altro che veritiero. Il suo valore permette di stimare con buona approssimazione il potere corneale in occhi vergini ma tende a sovrastimare poteri corneali in cornee sottoposte a precedente chirurgia refrattiva. Diversi autori hanno dimostrato negli anni come l’indice cheratometrico non sia in grado di stimare correttamente il potere corneale reale in occhi sottoposti a chirurgia refrattiva in cui il rapporto tra superficie anteriore e posteriore viene alterato comportando una variazione complessiva del potere corneale reale. La formula Camellin-Calossi per occhi sottoposti a chirurgia refrattiva è un esempio di applicazione di tale approccio; viene utilizzato un indice di refrazione fittizio dipendente dal grado di correzione chirurgica (SIRC, Surgically Induced Refractive change) che tende a ridursi con l’aumentare del valore del trattamento miopico7 . Pochi sono stati invece gli studi inerenti all’indice di rifrazione fittizio al fine di ridurre l’errore refrattivo postoperatorio in occhi affetti da cheratocono e sottoposti a chirurgia della cataratta. Tra questi vi sono i report della scuola di Alicante che ha proposto un indice di rifrazione fittizio che tende a modificarsi al variare del raggio di curvatura corneale8 . In particolare, le cornee ectasiche presentano una variazione del potere corneale totale che dipende principalmente da tre fattori: incremento della curvatura anteriore (A), incremento della curvatura posteriore (B) e riduzione dello spessore (C).
A) Incremento della curvatura anteriore
La variazione del potere corneale in occhi affetti da cheratocono può essere descritta applicando la formula del diottro composto di Gullstrand9: Potere corneale totale (PCT) = Pant+Post – (d/n)*(Pant*Post) dove PTC è il potere corneale totale dato dall’interazione tra il potere corneale anteriore (Pant) ed il potere corneale posteriore (Ppost), la pachimetria (d) e l’indice di rifrazione corneale (n=1.376). Da cui emerge chiaramente il ruolo delle variazioni morfologiche presenti in una cornea con cheratocono. Con l’aumento dell’ectasia si verifica l’incremento della curvatura corneale anteriore influenzando il potere corneale totale.
B) Incremento della curvatura posteriore
Allo stesso tempo, il potere corneale posteriore, essendo di valore opposto, tende a compensare l’effetto dell’aumento di curvatura anteriore sul potere corneale totale. Quindi, il potere corneale totale in occhi affetti da cheratocono viene ridotto dalle contemporanee modificazioni della superficie posteriore in cornee ectasiche. Generalmente cheratoconi evoluti centrali possono raggiungere curvature posteriori anche di -10D.
C) Riduzione dello spessore corneale
Quest’ultimo parametro ha indubbiamente un ruolo inferiore rispetto alla curvatura; in quanto, in realtà tende a ridurre il potere corneale di sole 0.02 D ogni 100 micron di riduzione pachimetrica secondo la formula di Gullstrand.
A tale proposito, a titolo esemplificativo, calcoliamo il potere corneale in un cheratocono con seguenti parametri: SimK (D) = 46
Pant (D) = (0.376/((0.3375/46)*1000))*1000 = 51.24 Post (D) = - 6 D CCT (central corneal thickness) = 500 micron Il potere totale corneale (PCT) è 45.35 D e dunque la differenza tra SimK e PCT è: - 0.65 D. Se ipotizziamo l’evoluzione del cheratocono visto sopra in un cheratocono più evoluto con i seguenti parametri, otteniamo: SimK (D) = 56 Pant (D)= (0.376/((0.3375/54)*1000))*1000 = 62.38 Post (D)= - 7.5 CCT (central corneal thickness) = 400 micron. Il potere totale corneale (PCT) è 55.02 D e dunque la differenza tra SimK e PCT è: - 0.98 D. Da questi dati emerge che con l’avanzare del cheratocono aumenta la differenza tra cheratometria e PCT. La variazione di curvatura posteriore e della pachimetria corneale tende a ridurre il potere corneale totale, discostandosi dai dati cheratometrici solitamente utilizzati nelle formule biometriche tradizionali. Tale osservazione deve essere contestualizzata tenendo conto della localizzazione dell’apice del cono e dunque del suo effetto sulla zona ottica del paziente. Ne deriva che i cheratoconi centrali tendono ad incidere maggiormente su questo tipo di calcolo comportando una sovrastima del potere corneale tramite cheratometria e dunque una sottostima del potere della IOL ed infine un errore ipermetropico postoperatorio. Sistemi ray-tracing, che fruttano la legge di Snell, e sistemi tomografici, che sfruttano la formula Gaussiana descritta sopra, possono aiutare l’operatore nella semplificazione di questi calcoli, tenendo comunque conto che i sistemi ray-tracing analizzano l’area pupillare il cui centro non corrisponde necessariamente all’asse visivo del paziente.
Scelta della formula biometrica
La corretta scelta della formula biometrica è di particolare interesse nella pratica clinica in quanto consente di minimizzare l’errore del calcolo della IOL. L’operatore dovrà scegliere la formula più indicata tenendo in considerazione la condizione del paziente. La scelta della formula biometrica è in ogni caso influenzata dagli errori descritti sopra che sono intrinseci in occhi affetti da modifiche anatomiche. Diversi autori hanno dimostrato il vantaggio dell’utilizzo della formula SRK/T per occhi vergini da utilizzare direttamente per il calcolo della IOL in occhi affetti da cheratocono. Infatti, Melles et al.6 hanno evidenziato come tale formula determina errori miopici in caso di cheratometrie particolarmente elevate (-0.5 D circa con SimK di 48 D). Formule biometriche come l’SRK/T utilizzano la cheratometria per stimare l’ELP (Ef-
Figura 2. Andamento delle formule biometriche Barrett e Kane per occhi vergini e per occhi affetti da cheratocono. Si osservi al variare della cheratometria la variazione di potere della IOL secondo una retta di regressione lineare che cambia di pendenza a seconda che la formula sia per occhi vergini o per occhi affetti da cheratocono. La stessa formula biometria tende a dare valori di IOL più elevati se viene applicato il fattore di correzione legato alla presenza di cheratocono. Si noti come la formula di Kane abbia una variazione di pendenza Figura 2: Andamento delle formule biometriche Barrett e Kane per occhi vergini e per occhi molto maggiore rispetto alla Barrett con i parametri costanti. ACD=3 mm, LT=4 mm, AL= 23 mm. affetti da cheratocono. Si osservi al variare della cheratometria la variazione di potere della
IOL secondo una retta di regressione lineare che cambia di pendenza a seconda che la LA VOCE AICCER 2/2022 19 formula sia per occhi vergini o per occhi affetti da cheratocono. La stessa formula biometria tende a dare valori di IOL più elevati se viene applicato il fattore di correzione legato alla
fective Lens Position). Ciò comporta che in occhi con la curvatura corneale elevata vi sia la stima da parte di queste formule di una ELP più vicina alla retina. In sintesi la formula SRK/T ipotizza che in un occhio con valori K elevati, vi sia erroneamente una ACD alta e che quindi la posizione della IOL sarà più posteriore. Una posizione predetta della IOL più vicina alla retina comporta una sovrastima del potere della IOL e quindi un errore in senso miopico in occhi vergini. Dunque, l’errore miopico indotto da tale condizione in occhi vergini, tende, attraverso la formula SRK/T, a compensare in parte l’errore ipermetropico tipico degli occhi affetti da cheratocono. L’altra opzione è l’utilizzo di formule biometriche con fattori di correzioni che tengono conto della variazione di potere corneale in occhi affetti da cheratocono come: la formula Holladay 2 per cheratocono, la formula Kane per cheratocono e la formula Barrett per cheratocono. Attualmente non è noto quale fattore di correzione sia applicato a tali formule. Abbiamo valutato l’andamento delle formule di Barrett e Kane per occhi vergini versus le formule degli stessi autori per occhi affetti da cheratocono (Figura 2). Dalle dichiarazioni di Kane10 sembra che la sua formula abbia un aggiustamento applicato proprio al potere corneale reale. Nel nostro Centro di Fisiopatologia Corneale e Chirurgia Refrattiva dell’U.O.C di Oftalmologia dell’A.O.U. di Messina abbiamo sviluppato formule di regressione univariate e multivariate che tengono conto della relazione tra cheratometria e potere corneale totale misurato al fine di ricavare una relazione che potesse predire il potere corneale totale a partire dalla sola superficie anteriore11 . Inoltre abbiamo analizzato la predizione dell’errore confrontando tale metodica univariata con una formula di regressione lineare multivariata che tiene conto anche di asfericità anteriore, curvatura all’apice del cono e la sua posizione rispetto all’apice cheratoscopico. Le formule univariate e multivariate sono state valutate a 3 e a 4 mm. Tale metodica, ci permette di stimare il potere corneale totale in occhi affetti da cheratocono conoscendo solo parametri della superficie anteriore. Lo scopo è di poter integrare in topografi e biometri tali modelli al fine di poter assistere il chirurgo nel calcolo della IOL in casi complessi come il calcolo delle IOL in occhi affetti da cheratocono.
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