Cátedra N° 02
Topografía y Aberrometría
Docente: TMO Hugo Berrios Arvey
Año: 2013
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| Fig. 1 Topografía corneal |
Topografía corneal
Queratometría
Proporciona información solo a nivel local de una pequeña zona central de 3,0 mm aproximado de la córnea. El resultado es una medida "Cuantitativa".
Queratoscopio
Corresponde a un sistema de 6 anillos circulantes concéntricos y una lupa en su centro para aumentar la imagen de anillos reflejados sobre la córnea. Proporciona información de asimetría corneal. El resultado es una medida "Cualitativa".
Autorrefractómetro
Proporciona más información que el queratómetro manual entregando la localización del ápex corneal. El parámetro de forma es la "Excentricidad".
Mide radios de curvatura en la zona central de diámetro 3,2 mm y dos medidas periféricas.
> Limitación:
- Interpolación de datos.
- SCA es esférica o esferocilíndrica.
- Medida del radio de curvatura en puntos separados entre sí solo por 3,2 mm.
- Suposición meridianos simétricas y perpendicular entre sí.
> Medidas inexactas:
- Pterigion.
- Degeneración pelúcida.
- Queratocono.
- Queratoglobo.
Topografía computarizada
Se trata de una Videoqueratografía computarizada, es un sistema diagnóstico multifuncional no invasivo. Que permite entregar un promedio de 8.000 puntos de toda SCA alrededor de 11,5 mm.
La interpretación de la desviación de los anillos de plácido reflejados sobre la córnea permite analizar la curvatura corneal de un punto cualquiera. Su precisión es:
> < 70 D.
> +/- 0,25 D en córneas normales.
> En superficies anormales de +/- 0,50 a 1,00 D.
> Córneas muy alteradas con errores de hasta 4,00 D.
Utilidades
> Temprana detección de alguna enfermedad sobre córnea.
> Seguimiento de la ectasia en el paciente.
> Evaluar astigmatismos regulares e irregulares.
> Programar cirugía refractiva.
> Resultados post operatorios.
> Adaptación de LC.
> Ortoqueratología.
> Evaluación de la calidad lagrimal.
> Implantes de IOL.
> < 70 D.
> +/- 0,25 D en córneas normales.
> En superficies anormales de +/- 0,50 a 1,00 D.
> Córneas muy alteradas con errores de hasta 4,00 D.
Utilidades
> Temprana detección de alguna enfermedad sobre córnea.
> Seguimiento de la ectasia en el paciente.
> Evaluar astigmatismos regulares e irregulares.
> Programar cirugía refractiva.
> Resultados post operatorios.
> Adaptación de LC.
> Ortoqueratología.
> Evaluación de la calidad lagrimal.
> Implantes de IOL.
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| Fig. 2 Disposición de los anillos de plácidos |
Medidas de topografías corneales
Superficie anterior
> Keraton picolo/Scout.
> Atlas.
> Tomey.
> Keratograph.
> Cono ancho/Estrecho.
Superficie anterior y posterior
> Orbscan I y IIz.
> Pentacam.
> Galilei.
> Visante.
> Sirius.
> RTvue SD - OC.
¿Cuál topógrafo comprar?
> El que tenga cono ancho y estrecho.
> Puntos medidos y analizados.
> Mayor número de anillos.
> Buen software y actualizado.
Modelos topográficos de superficie anterior
Tomey
Se hace una proyección sobre la córnea de 31 anillos concéntricos. El índice de refracción empleado es de 1,3375 sobre la cara corneal anterior.
Modelos topográficos de superficie anterior y posterior
Orbscan
Sistema de diagnóstico multidimensional no invasivo plenamente integrado. Mide más de 9.600 puntos en 1,5 segundos. No solo SCA sino que entrega valores paquimétricos. Los valores generales, son:
> Valores de "k" simulados.
> Meridianos más curvo - plano a 3 y 5 mm.
> Distancia blanco - blanco (WTW).
> Diámetro pupilar. (Visión fotópica).
> Ángulo de la cámara anterior desde endotelio.
> Ángulo Kappa.
> Punto mínimo espesor.
Pentacam
Captura y analiza en 2 segundos 2.500 puntos de elevación. Posee una cámara de alta resolución CCD que rota 180°. El principio fotográfico que ocupa es el de Scheimpflug. Además posee el "Módulo Belin/Ambrosio" y "EKR".
Visante
La captura de imágenes es obtenida a través de la combinación de disco de plácidos altas. La paquimetría que se obtiene es por el OCT.
Pentacam (Imagen de Scheimpflug)
> Análisis 3D de cámara anterior.
> Mapas paquimétricos.
> Mapas topográficos (Anterior y posterior).
> Mapas de elevación (Anterior y posterior).
> Análisis de cataratas en 3D.
> 3Dp IOL simulación/predicción.
> Belin/Ambrosio ectasia realizada.
> Holladay report.
> Tomografía.
> Wavefront Corneal (Con una sola medida en menos de 2 segundos).
Superficie anterior
> Keraton picolo/Scout.
> Atlas.
> Tomey.
> Keratograph.
> Cono ancho/Estrecho.
Superficie anterior y posterior
> Orbscan I y IIz.
> Pentacam.
> Galilei.
> Visante.
> Sirius.
> RTvue SD - OC.
¿Cuál topógrafo comprar?
> El que tenga cono ancho y estrecho.
> Puntos medidos y analizados.
> Mayor número de anillos.
> Buen software y actualizado.
Modelos topográficos de superficie anterior
Tomey
Se hace una proyección sobre la córnea de 31 anillos concéntricos. El índice de refracción empleado es de 1,3375 sobre la cara corneal anterior.
Modelos topográficos de superficie anterior y posterior
Orbscan
Sistema de diagnóstico multidimensional no invasivo plenamente integrado. Mide más de 9.600 puntos en 1,5 segundos. No solo SCA sino que entrega valores paquimétricos. Los valores generales, son:
> Valores de "k" simulados.
> Meridianos más curvo - plano a 3 y 5 mm.
> Distancia blanco - blanco (WTW).
> Diámetro pupilar. (Visión fotópica).
> Ángulo de la cámara anterior desde endotelio.
> Ángulo Kappa.
> Punto mínimo espesor.
Pentacam
Captura y analiza en 2 segundos 2.500 puntos de elevación. Posee una cámara de alta resolución CCD que rota 180°. El principio fotográfico que ocupa es el de Scheimpflug. Además posee el "Módulo Belin/Ambrosio" y "EKR".
Visante
La captura de imágenes es obtenida a través de la combinación de disco de plácidos altas. La paquimetría que se obtiene es por el OCT.
Pentacam (Imagen de Scheimpflug)
> Análisis 3D de cámara anterior.
> Mapas paquimétricos.
> Mapas topográficos (Anterior y posterior).
> Mapas de elevación (Anterior y posterior).
> Análisis de cataratas en 3D.
> 3Dp IOL simulación/predicción.
> Belin/Ambrosio ectasia realizada.
> Holladay report.
> Tomografía.
> Wavefront Corneal (Con una sola medida en menos de 2 segundos).
Fuentes de error
> Una hendidura palpebral estrecha.
> Ptosis palpebral.
> Escasa película lagrimal o mala calidad lagrimal.
> Pestañas excesivamente largas.
> Introducir erróneamente los datos del paciente (Software: Screening Keratoconus).
> Alteraciones sobre la superficie corneal (Trauma, cicatrices, edema, etc).
> Alineamiento y enfoque incorrectos.
> Errónea calibración del instrumento.
> Una hendidura palpebral estrecha.
> Ptosis palpebral.
> Escasa película lagrimal o mala calidad lagrimal.
> Pestañas excesivamente largas.
> Introducir erróneamente los datos del paciente (Software: Screening Keratoconus).
> Alteraciones sobre la superficie corneal (Trauma, cicatrices, edema, etc).
> Alineamiento y enfoque incorrectos.
> Errónea calibración del instrumento.
Queratoconos (Kc)
Definición de Kc
Es una ectasia de carácter primario, siendo la más común, que por lo general es bilateral y asimétrica. Ocurre un adelgazamiento corneal que conduce a protrusión corneal.
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| Fig. 3 Queratocono |
Etiología
Es la consecuencia de varios procesos patológicos diferentes y de factores genéticos, no especificados.
Signos clínicos
> Adelgazamiento corneal.
> Estrías corneales.
> Anillo de Fleisher.
> Nervios corneales.
Tratamiento
> Gafas.
> LC.
> Anillos intraestromales.
> Cross Linking.
> Transplantes corneales.
Procedimientos quirúrgicos
> Queratoplastía.
> Cross Linking.
Mapas topográficos
La curvatura de la SCA se representa en forma de mapas topofráficos, utilizando 17 a 24 colores dependiendo del topógrafo. Ningún mapa por sí solo es el "Mejor", sino una combinación de todos ellos.
Las representaciones se realiza con cuatro mapas preferenciales, tanto de cara anterior como posterior. Respecto a la superficie de curvatura debemos tener en cuenta que a mayor poder, menor longitud focal, radio más corto (mm) y, por lo tanto, colores más rojos (Escala de colores).
Alto poder
> Longitud focal corta.
> Radio corto (mm).
Bajo poder.
> Longitud focal larga.
> Radio más largo (mm).
Colores de referencia
> Hacia el rojo: Curvaturas más cerradas.
> Hacia el azul: Curvaturas más planas.
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| Fig. 4 Mapa topográfico del equipo Orbscan |
Escalas topográficas
Escala absoluta
Los pasos dióptricos van relacionados directamente con una escala de coloración predeterminada por el propio instrumento. Usa siempre la misma relación color/curvatura para cada sujeto
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| Fig. 5 Escala absoluta |
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| Fig. 6 Código de colores usado en la escala absoluta |
Escala normalizada
Consta de una escala de color asignada a cada paso dióptrico. Identifica las dioptrías max y mín para una córnea en particular, por lo que es imposible al comparar directamente dos mapas de diferentes sujetos. Hay una mayor precisión en la medida.
Tipos de mapas topográficos
> Mapa axial o sagital.
> Mapa tangencial o meridional.
> Mapa refractivo.
> Mapa queratométricos.
> Mapa en 3D.
> Mapa en elevación.
> Mapa de paquimetría corneal.
Mapa sagital o axial
Mide la curvatura de un cierto punto de la superficie corneal en una dirección axial con relación l centro. Enmascara alteraciones localizadas de curvatura.
Los colores se distribuirán de acuerdo al tipo de córnea de cada persona clasificando en diferentes patrones topográficos.
Consta de una escala de color asignada a cada paso dióptrico. Identifica las dioptrías max y mín para una córnea en particular, por lo que es imposible al comparar directamente dos mapas de diferentes sujetos. Hay una mayor precisión en la medida.
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| Fig. 7 Escala normalizada |
Tipos de mapas topográficos
> Mapa axial o sagital.
> Mapa tangencial o meridional.
> Mapa refractivo.
> Mapa queratométricos.
> Mapa en 3D.
> Mapa en elevación.
> Mapa de paquimetría corneal.
Mapa sagital o axial
Mide la curvatura de un cierto punto de la superficie corneal en una dirección axial con relación l centro. Enmascara alteraciones localizadas de curvatura.
Los colores se distribuirán de acuerdo al tipo de córnea de cada persona clasificando en diferentes patrones topográficos.
Patrón esférico
Hay una uniformidad de la curvatura corneal en el globo de la superficie. El patrón característico es "Circular y oval".
Hay una uniformidad de la curvatura corneal en el globo de la superficie. El patrón característico es "Circular y oval".
Patrón astigmático simétrico
Ocurre una distribución de la pajarita superior e inferior, generando un efecto espejo entre ambas pajaritas.
Su disposición es de tipo "Corbatín" o "Pajarita" simétrica. Representando los cambios de curvaturas constantes en toda su extensión. Si él:
> Color más plano, está cercano al meridiano de 180°: AFR.
> Color más plano, está cercano al meridiano de 90°: ACR.
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| Fig. 8 Patrón astigmático "Corbatín" |
Patrón astigmático asimétrico
A lo largo de un mismo meridiano, los cambios de curvatura corneal no son uniformes.
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| Fig. 9 Clasificación de la topografía corneal normal |
Mapa tangencial o meridional
Mide la curvatura en un cierto punto de SC en dirección tangencial con respecto a otros puntos en el mismo anillo. Su función principal es detectar la localización de las distintas irregularidades sobre la SCA. Permite conocer el grado de progresión de irregularidad con el tiempo. Logra diferenciar la forma y curvatura corneal pre y post cirugía refractiva.
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| Fig. 10 Mapa tangencial |
Mapa refractivo
Denominado también como "Mapa de la ley de Snell" mide la refracción de los rayos de luz al atravesar la luz perpendicularmente al eje óptico hacia incidir sobre la superficie corneal.
Mapa de elevación
Estudia córnea respecto a una esfera de referencia "Mejor esfera de referencia" (BFS), dada por el instrumento como la que mejor se adapta a la forma de esta superficie. Los patrones topográficos, son:
> Caballete simétrico.
> Patrón irregular.
> Caballete asimétrico.
> Caballete incompleto.
> Patrón isla.
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| Fig. 11 Mapa de elevación |
Mapa numérico
La representación numérica muestra los valores dióptricos de hasta 10 zonas circulares de la SCA desde 0 mm hasta 12 mm en una escala de color. Se basa en la utilización de radios axiales de curvatura. Es un esquema radial a lo largo de los meridianos que están separados 15° entre sí (Fig. 12).
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| Fig. 12 Mapa numérico |
Mapa Queratométrico
Los valores queratométricos simulados, se obtienen de forma similar a como lo hacen los queratómetros en tres zonas.
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| Fig. 13 Mapa Queratométrico |
Índices topográficos
Índice de asimetría de la superficie (SAI)
Realiza un análisis de las diferencias de potencia entre puntos de un mismo anillo, separados por 180°. El valor en una córnea normal es < 0,50.
Índice de regularidad de superficie asimétrica (SRI)
Lo que hace es relacionar la topografía con el potencial de AV potencial. El valor en una córnea normal es < 1,00.
Irregularidad corneal (CIM)
Determina la regularidad o irregularidad de la superficie de la córnea analizando la diferencia en micras que existe entre la superficie de la córnea que es está examinando y una supericie perfectamente tórica. Algunos valores son:
> CIM Normal: De 0,35 a 0,50 micras.
> CIM Límite: De 0,60 a 1,00 micras.
> CIM Anormal: De 1,1 a 5,00 micras.
Índice de Klyce / Maeda (KCI)
Lo que hace es realizar una similitud con el Kc clínico, pero que es interpretado por el instrumento.
Índice de Klyce / Smolek (KSI)
Reporta el grado de severidad del Kc
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| Fig. 14 Algunos valores de normalidad, sospecha y anormalidad |
Resumen (Tabla)
Aberrometría óptica en la práctica clínica
3 Fases:
> Imagen óptica: Formación de imagen en la retina.
> Fotorrecepción.
> Transmisión nerviosa y procesado neural.
Factores que degradan la calidad de la imagen en retina
> Difracción.
> Aberraciones.
> Difusión intraocular.
Calidad imagen en retina (Métodos y medida)
Forma la imagen de una fuente puntual en retina y analizar la luz reflejada en esta. La técnica de doble paso, consiste en registro de la imagen retiniana y en la calidad global. Y las técnicas de tipo aberrométricas, solo realiza medida de aberraciones.
Técnica de doble paso
Al enviar un frente de onda plano hacia el ojo, este se refleja en la retina atravesando de vuelta todo el sistema visual (Doble paso). La aberración de onda total es la suma de la aberración de onda de cada uno de los dos pasos.
Basado en el registro de la imagen de una fuente de luz puntual proyectada en la retina después de la reflexión en la misma y doble paso, a través de los medios oculares.
Fundamentos de la técnica de doble paso
PSF
Ocurre lo siguiente:
> Función esparcimiento (Point spread function).
> Respuesta del sistema óptico a un punto del plano objeto.
> Permite caracterizar completamente 1 SO.
> La PSF permite la evaluación "Cualitativa" de la calidad óptica del ojo.
> Más pequeña y más concentrada:
- Menos aberraciones.
- Mayor calidad óptica.
> Mayor y menos concentradas:
- Más aberraciones.
- Menor calidad óptica.
MTF
> Función transferencia modulación (Modulation transfer function)
> Pérdida contrasta imagen retiniana, según la frecuencia espacial.
> Es de tipo "Cuantitativa".
> MTF tiene en cuenta solo el SO del ojo.
> Tiene una determinación "Objetiva".
CSF
> Función transferencia al contraste (Contrast sensitivity function).
> Pérdida de contraste en la percepción de una imagen en función de la frecuencia espacial.
> CSF tiene en cuneta todo el sistema visual.
> Determinación "Subjetiva".
Técnicas aberrométricas
Conceptos fundamentales
1. Aberración de rayo: Diferencia entre la dirección que sigue realmente un rayo de luz procedente del objeto y la dirección que debería seguir en un sistema óptico ideal.
2. Frente de onda: Corresponde a la superficie de camino óptico constante para un punto objeto.
- Frente de onda plano: Objeto puntual en el infinito.
- Frente de onda esférico: Objeto puntual máximo.
Sistema óptico perfecto
Se trata de un frente de onda de tipo esférico. Donde la imagen es perfecta (Solo afectada por difracción).
Sistema óptico real
Se trata de un frente de onda de tipo no esférico. Donde la imagen "Mancha luz" (Es afectada por aberraciones).
Función aberración de onda
Frente de onda de 1 SO perfecto vs frente de onda real para cada punto de la pupila del ojo. Basado en la siguiente fórmula:
Medida de aberración de onda polinomios Zernike
La función aberración de onda (p, 0) puede descomponerse en una suma de términos polinómicos.
Polinomios de Zernike
Miden el valor de las distintas aberraciones del sistema de manera independiente. La fórmula es:
Frente de onda de 1 SO perfecto vs frente de onda real para cada punto de la pupila del ojo. Basado en la siguiente fórmula:
Medida de aberración de onda polinomios Zernike
La función aberración de onda (p, 0) puede descomponerse en una suma de términos polinómicos.
Polinomios de Zernike
Miden el valor de las distintas aberraciones del sistema de manera independiente. La fórmula es:
El Cj, es el "Coeficiente de Zernike" (En micras). Si se conocen los índices n y m, el índice "j" lo podemos determinar del siguiente modo.
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| Fig. 15 Polinomio de Zernike |
Técnicas aberrométricas
Tipos
> Tscherning.
> LRT.
> Hartman - Sack.
Aberrómetro de Tscherning
Analiza la deflexión de múltiples haces de luz incidentes, de modo simultáneo en la pupila del ojo del sujeto. Dando la obtención de manera directa de:
> Aberración de rayo.
> PSF.
Aberrómetro LRT (Laser Ray Tracing)
Corresponde a la medida directa de la aberración de rayo mediante el barrido de la pupila del ojo con un haz láser. Se trata de un combinado con un topógrafo corneal y se puede analizar las contribuciones de lente y córnea a las aberraciones del ojo. Dando la obtención de manera directa de:
> Aberración de rayo.
> PSF.
Principio de medida:
- Se ilumina la retina con un haz láser imagen del fondo de ojo.
- Se puede medir en cada punto de la aberración de rayo.
Aberrómetro Hartman - Sack
Mide la pendiente local de un frente de onda con un array de microlentes. Hay una reconstrucción de AO a partir de su pendiente local. Dando la obtención de manera directa de:
> Aberración de rayo.
> Aberración de onda.
> PSF.
Técnica de doble paso vs Aberrometría
Los sensores de frente de ondas miden aberraciones de bajo y medio orden pero no el Scattering. Las imágenes de doble paso (O QAS) contienen información de aberraciones y difusión (Scattering).
Clínica y aberrometría
1. Parámetros fisiológicos modifican aberrometría:
- Edad.
- Acomodación.
- Lágrima.
2. Lentes oftálmicas.
3. Lente intraocular (LIO).
4. Cirugía refractiva.
5. Contactología:
- Córneas regulares.
- Córneas irregulares.
- Orto - K.
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