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Interpretación de topografías corneales



INTRODUCCION

La topografía corneal alude a la orografía del terreno corneal, y a la interpretación de su geometría mediante unos mapas de colores obtenidos en esta medida. Clásicamente la curvatura de la cornea se medía con los queratómetros de Javal y Helmholtz básicamente.
Queratómetro Helmholtz y Javal respectivamente
Que hoy en día se siguen utilizando, pero la tendencia es al desuso. El único problema es que de esta forma solo obtenemos una medida local del punto que estamos midiendo, sin hacernos una idea del resto de la superficie geométrica corneal. Os cuento brevemente cual es el procedimiento de manejo para estos queratómetros:
1. Javal-Schiotz:  Una vez que el ocular esté graduado para el observador, debemos situar el objetivo del aparato a la altura y alinearlo con el ojo del paciente. Desplazamos hacia adelante o hacia atrás el queratómetro para enfocar las dos miras en la córnea. Movemos las miras mediante el mando para colocarlas tangentes, y giraremos lo que sea necesario el oftalmómetro para el alineamiento de las líneas de fe. Anotamos la medida de este meridiano y giramos 90º las miras para proceder a la medición del otro. En este paso, las miras se montarán o se alejarán, por lo que las moveremos de nuevo hasta que vuelvan a ser tangentes, momento en que anotamos la potencia de este meridiano. La diferencia entre ambas anotaciones será el astigmatismo corneal.


2. Helmholtz: ajustaremos el ocular del aparato al observador. Una vez que el objetivo está situado y alineado con el ojo del paciente, intentamos localizar las miras, para enfocarlas  y situar la cruz (o círculo) del ocular en el centro de la mira queratométrica inferior derecha. A continuación se desplazarán las miras con las ruedas laterales, para superponer los signos más y menos. Si los signos no se pueden alinear correctamente, tendremos que girar el queratómetro hasta obtener un perfecto alineamiento. Simplemente nos queda anotar las potencias de los meridianos vertical y horizontal según la lectura de los mandos laterales.



Así surgieron los topógrafos corneales computerizados, que consiguen medir en el mismo instante muchos puntos de dicha superficie para componer un mapa colorimétrico fácilmente legible e interpretable de la geometría con la que estamos trabajando. En la actualidad hay multitud de topógrafos analizadores de la cornea, basados en distintas tecnologías, pero a grandes rasgos independientemente del software que los gobiernan más o menos depurados y con más o menos gadgets (diagnóstico de queratocono, fluorografía para adaptación de lentes de contacto, mapas aberrométricos con polinomios de Zernike…), creo sin miedo a equivocarme, que  el Pentacam© de Oculus™ es el mejor topógrafo que podemos tener entre manos. La tecnología en la que se basa fue novedosa en el momento en que se lanzó, es el principio de Scheimpflug. Principio usado en fotografía que consiste en que una cámara consigue la máxima profundidad de campo en el plano del objeto cuando las prolongaciones imaginarias de este, del objetivo y de la imagen son coincidentes. El paciente mira un punto estático (punto de fijación) en el centro de una circunferencia que contiene una cámara fotográfica girada respecto al plano de observación y que girara 360º fotografiando desde distintas posiciones la cornea del sujeto. Al mismo tiempo hay una hendidura luminosa proyectada sobre la cornea que gira al tiempo que la cámara. Con esto conseguimos tener una secuencia de 25 o 50 imágenes o cortes corneales desde distintas posiciones, un software se encarga de integrar esto y componer un mapa corneal con todos esos puntos de cálculo. La gran ventaja, entre otras, de esta tecnología es que conseguimos un mapa real de la cara posterior de la cornea, de la geometría endotelial. Los algoritmos matemáticos empleados en esta aplicación producen diferentes tipos de mapas topográficos, de elevación, axiales, tangenciales, paquimétricos, de energía real. También es empleado para valorar la cámara anterior, su profundidad y sus ángulos. La densitometría cristsliniana. Aberrometría corneal mediante descomposición de polinomios de Zernike. Hay un módulo desarrollado por Dr. Michael Belin y Dr. Renatto Ambrosio para hacer despistaje de ectasias corneales como el queratocono.
Os preguntareis porque no hablo de Orbscan© de B&L™, comparándolo con Pentacam©, los mapas topográficos de la cara posterior corneal no son tan precisos, porque los calcula extrapolando datos de la cara anterior que a su vez mide mediante proyección de anillos de Plácido. Por no decir lo importante que es para este topógrafo que funcionan por proyección la alineación respecto al observador, un giro podría influir en la medida drásticamente. Los que se quieren comprar un topógrafo nuevo creo que no valoran comprarse el Orbscan© por estar ya superado.
Independientemente de la tecnología usada para obtener el mapa corneal, hablaremos de cómo se interpretan estos y como se calculan. También analizaremos los distintos patrones topográficos y qué relación tienen con patología corneal.


FUNDAMENTOS TEORICOS

La mayoría de los topógrafos actuales funcionan con tecnología de proyección/reflexión aprovechándose del espejo convexo que supone una superficie como la cornea, esto significa que mediante la proyección en la cornea de unos anillos concéntricos (disco de Plácido, en honor a su inventor) y posterior reflexión corneal, se calcula el radio de curvatura y por ende la potencia corneal.


Vista frontal del Pentacam©
Discos de Plácido

Discos de Plácido proyectados en la córnea


GEOMETRIA DE LA ANATOMIA CORNEAL. ¿ANTE QUE NOS ENFRENTAMOS?

Será importante en primera instancia analizar la anatomía de la superficie que vamos a topografíar y saber así a que nos enfrentamos. La córnea tiene unas peculiaridades geométricas que debemos conocer y entender. La córnea no es una superficie esférica, sino asférica o como habitualmente la denominamos en el ámbito sanitario, prolata. Esta variante geométrica contrarresta la aberración esférica producida en superficies esféricas.  Esto significa que en la zona central, aproximadamente en los 3 mm centrales, tenemos una geometría semejante a un casquete esférico, pero a medida que nos alejamos del centro hacia la periferia la cornea se va aplanando. Al factor que nos dice cuanto y como se aplana periféricamente se le conoce como factor forma (P), aunque también hay otras acepciones según marcas comerciales como factor de excentricidad (e), asfericidad o coeficiente Q, que no dejan de ser expresiones matemáticas  de lo mismo: CUANTO SE APLANA LA CORNEA HACIA LA PERIFERIA DESDE EL CENTRO. Nosotros nos vamos a referir de ahora en adelante como Q, que es lo más utilizado en la literatura oftalmológica actual. Los valores de normalidad para corneas sanas de Q oscilan entre -0,20 y -0,45 aproximadamente, y hoy en día se calculan con cualquier topógrafo. A efectos refractivos esto tiene unas consecuencias importantísimas, porque la luz en zonas extremas de la cornea se refractara en el mismo punto que en zonas centrales, debido a ese cambio de curvatura progresivo comentado anteriormente. Es la forma que tiene nuestro sistema visual de compensar la aberración esférica. Obsérvese la siguiente figura para comprobar cómo varia el enfoque en función del factor o coeficiente de asfericidad Q en distintas superficies.
Cómo cambia la aberración esférica en función de la asfericidad

Coeficiente Q medido con Pentacam©
Para entender mejor el concepto de asfericidad y excentricidad rescatemos de nuestro baúl de los recuerdos, la geometría de una elipse y las ecuaciones matemáticas que la caracterizan. Asumimos que la córnea tiene una sección cónica o elipsoide con el semieje menor (a) horizontal y por tanto el semieje mayor vertical (cornea prolata), tal y como se aprecia en las siguientes figuras:

Como P y E no puede ser nunca negativos por definición, la excentricidad E y el factor de forma P oscilarán entre 0 y 1. Entonces veamos las posibilidades que surgen:
  1. Si b > a y a = 0, implica que el factor de forma también es 0 (P=0), de esto se infiere que Q=-1 y E= 1, máxima expresión de asfericidad o hiperprolatismo, dato que toma relevancia en los conceptos actuales de cirugía laser de presbicia, puesto que el coeficiente de asfericidad Q se puede manipular y personalizar. De esto se hablará en otra monografía dedicada a la cirugía refractiva.  
  2.   Si b > a pero a ¹ 0, significa que el cociente del factor de forma disminuye a medida que b se hace grande respecto de a, de lo que se deduce que Q se hace cada vez más negativa hasta convertirse en -1, máxima prolaticidad como se vió anteriormente.
  3. Si b = a, esto implica que no hay elipse, estamos ante una circunferencia de radio a, lo que significa que P=1, Q=0, E=0.
  4. Si b< a y b = 0, incurrimos en un error al dividir por 0, esto significa que cuando el semieje mayor tiende a cero y se convierte en semieje menor, el cociente del factor de forma cambia, esto se interpreta matemáticamente como un cambio de forma de la elipse de prolata a oblata, sería una elipse achatada o tumbada .
Normalmente la cornea, además de la asfericidad ya comentada, suele tener astigmatismo en mayor o menor medida. Este se caracteriza por dos meridianos topográficos de mayor y menor potencia respectivamente (máximo y mínimo), perpendiculares entre sí cuando el astigmatismo es regular, que es en la mayoría de los casos. La diferencia matemática entre ambos meridianos nos da el valor modular del astigmatismo corneal del individuo. Las córneas no suelen ser esféricas en los 3 mm centrales, habitualmente se suele detectar valores astigmáticos en esa zona. 
En cuanto a la relación paquimétrica o de espesor que tienen la cara anterior y posterior de la cornea, tenemos que tener en cuenta que en el centro el grosor es inferior a las zonas periféricas o marginales. Por norma general el espesor en micras en la zona central suele oscilar entre 500 y 550. A medida que nos alejamos hacia la periferia obtenemos valores paquimétricos en torno a 650-760 micras. En el Pentacam© obtenemos un mapa paquimétrico en el que se observa además el punto de mínima paquimetría y su localización, que desde luego no coincide nunca con el centro geométrico de la córnea, ni con el centro pupilar, la posición más delgada de la cornea o apex normalmente es inferior respecto a este centro. Este mapa tiene su utilidad sobre todo cuando evaluamos ectasias corneales. 

Mapa paquimétrico con Pentacam©
Quizá el último aspecto que nos queda por comentar respecto a la geometría corneal es decir que el endotelio tiene un radio de curvatura diferente al de la cara anterior, el valor estándar es de 6,5mm. Esta relación de curvatura entre ambas caras es la que confiere a la cornea unas características refractivas especiales como sistema óptico, entregando potencias de 42-43 dioptrías como valores estándar.
Con esta introducción estamos en disposición de hablar de los distintos tipos de mapas topográficos y su interpretación.

INTERPRETACION DE MAPAS TOPOGRAFICOS

Todos los mapas mostrados en las topografías son representaciones 2D mediante una escala de colores. Estos colores son asignados a un rango dióptrico concreto, donde los colores fríos (azules) indican corneas planas, es decir, curvaturas de poca potencia. Por el contrario, colores cálidos (rojos) implican corneas con curvatura potente, son zonas muy incurvadas. Y el rango entre ambos colores describe el gradiente de potencias entre ese máximo (rojo) y mínimo (azul). Esto es válido para todo tipo de topógrafos y marcas comerciales, es un convenio establecido.
Además las escalas utilizadas en el gradiente de colores pueden ser absolutas, normalizadas y  ajustables. En las escalas absolutas los colores empleados entre una potencia máxima y una mínima están estipulados de manera que podemos comparar por colores dos mapas distintos. Por el contrario en las escalas normalizadas, la escala colorimétrica en función del topógrafo y sus algoritmos de cálculo, esta asignada a cada paso dióptrico, registrando máximos y mínimos para una cornea especifica. De manera que las escalas normalizadas desde el punto de vista de los colores dan mapas más precisos, puesto que la precisión impuesta es menor que en la escala absoluta. 


Escala Absoluta
Escala normalizada (mismo caso anterior)
Es el momento de introducir dos conceptos básicos para el buen entendimiento de una topografía corneal, son los mapas de curvatura y los mapas de elevación.

MAPAS CURVATURA

1.    Mapas axiales, frontales o sagitales, son denominaciones idénticas que variarán en función de la casa comercial. En este tipo de mapas, la potencia  o el radio corneal se miden con relación al centro de la circunferencia. El problema de estos mapas es que la cornea es cuasi esférica en los 3 mm centrales aproximadamente, de manera que el alejamiento hacia zonas marginales produce un cambio de geometría a asférica como se comento anteriormente y por tanto habrá un gradiente de radios de curvatura en ese alejamiento. Al calcularse respecto a un centro único, son mapas precisos y muy sensibles en esa zona central pero pierden validez en zonas cada vez más periféricas. 


Mapa Axial

     En los Mapas tangenciales o meridionales, por el contrario en esta modalidad de cálculo, el radio de curvatura y por ende la potencia se miden localmente respecto a una tangente en ese punto concreto, independientemente del centro del eje de referencia. Claro, en este caso la sensibilidad en zonas periféricas es extrema, pero sin embargo en zonas centrales pierde eficacia y precisión. Este tipo de mapas son útiles en deformaciones locales de la cornea periférica, como por ejemplo ectasias. Sería bueno combinar los dos algoritmos de cálculo para dar precisión en ambas zonas, los mapas axio-tangenciales, están por inventarse.

Mapa tangencial del mismo paciente que anterior (comparar valores dióptricos)

3.    Los Mapas refractivos son aquellos en los que la potencia corneal se calcula mediante la ley de Snell asumiendo que la cornea tiene un índice de refracción de 1.3375. 


Mapa refractivo




MMAPAS DE ELEVACION

El concepto aquí cambia. Respecto a una esfera de referencia que el software decide en base a la curvatura real del paciente se miden alturas, positivas si están por encima de dicha referencia o negativas cuando están por debajo. Esta esfera de referencia es conocida como BFS (Best Fit Sphere) algo así como “esfera que mejor se adapta”. Estos mapas se hacen en ambas caras corneales, anterior y posterior, siendo muy importantes en el despistaje de ectasias corneales. La BFS en el Pentacam© es configurable, porque puedes variar el radio y el diámetro, o incluso puedes introducir otras formas geométricas de referencia como  toros, elipsoides o elipsoides toroidales, para ganar en especificidad a la hora de evaluar posibles irregularidades en la cornea. 


Mapa de elevación de la cara posterior


Mapa de elevación de la cara anterior
La clave en la interpretación de estos mapas, son sus superficies de referencia adaptadas. Se aconseja en potenciales ectasias o en casos "borderline", con mapas de elevación normalmente atípicos, usar superficies de referencia tóricas ajustadas y customizadas a la superficie calculada para el paciente, de esta forma sensibilizaremos el análisis y afinaremos en el diagnóstico.
"para los que ven más allá..."


4 comentarios:

  1. Hola, gracias por postear sobre este tema. Sólo comentar que creo que hay un error en la figura de las asfericidades, ya que las formas de elipse oblata o prolata en la córnea provocan ab. esférica corneal positiva; En una córnea parabólica no habría Ab. esférica; Para valores de Q menores de -1, es decir para córneas hiperbólicas, la Ab. esférica pasaría a ser negativa.
    Un saludo.

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  2. De nada anónimo. La superficie oblata hace que los rayos periféricos se refracten más que los centrales, ya que el radio de curvatura es mayor en esa zona. Por el contrario en la superficie prolata en las zonas marginales los rayos se refractan menos que en en el ámbito paraxial. De este modo, las aberraciones esféricas producidas en los dos tipos de geometría son diferentes.

    Saludos igualmente.

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  3. Hola David! Enhorabuena por tu página. Tengo una pregunta con respecto a tu post:

    Si tuvieras que realizar un estudio de la elevación corneal (anterior y posterior) con el Pentacam en un grupo de población determinado en el que sospechas que pueden existir valores fuera de norma ¿Qué cuerpo de referencia usarías para el estudio?

    Al ser un estudio grande lo ideal sería usar el mismo cuerpo de referencia para todos los pacientes, lo que además permitiría comparar los resultados con un futuro grupo control... ¿Pero Cuál?

    Saludos y enhorabuena de nuevo.

    Cristina

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  4. Estimado, tengo una consulta: me realizaron un pentacam y en.los mapas de colores en la parte de información del paciente esta un horario diferente al que realmente fue al momento de la medición. Es decir, me realizaron el estudio despues de medio día y el horario en el informe es a las 8:30 am. Ante la consulta el médico me dice que esto se debe a que estos análisis son monitoreados en el exterior y por ello la diferencia... le consulté dónde y me responde suiza. .. suiza está a seis horas de diferencia de mi país y adelantadas... usted me puede dar algún comentario sobre este tema? Le agradeceré mucho

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