Optimisation of the ablation profiles in custumised treatments for laser corneal refractive surgery

Resumen

Tema A ANÁLISIS DE LA ASFERICIDAD CORNEAL OBJETIVO: Evaluación de un método para calcular la asfericidad corneal y los cambios en asfericidad post cirugía refractiva. MÉTODO: 60 ojos de 15 pacientes consecutivos miopes y 15 pacientes consecutivos hipermétropes (n = 30 cada uno) fueron evaluados retrospectivamente. En el preoperatorio y a los tres meses postoperatorios se realizaron análisis topográficos y de la aberración frente de onda corneal mediante topografía corneal. Las ablaciones se realizaron con un láser con un perfil libre de aberraciones. Los cambios topográficos en la asfericidad de la córnea y en las aberraciones corneales se evaluaron para un diámetro de 6 mm. RESULTADOS: La inducción de aberración esférica corneal y los cambios de asfericidad correlacionaron con la corrección del desenfoque. Tanto pre- como postoperatoria, la asfericidad corneal calculada a partir de la asfericidad de los meridianos principales correlacionó con la asfericidad derivada del frente de onda corneal. Se obtuvo un fuerte correlación entre la asfericidad postoperatoria calculada y las predicciones teóricas calculadas a partir del frente de onda pero no de los meridianos. En tratamientos hipermétropes se obtuvo una mejor correlación que en los tratamientos de miopía. CONCLUSIONES: La asfericidad corneal calculada a partir de las aberraciones de frente de onda corneal representa un ajuste tridimensional de la superficie corneal; mientras la asfericidad calculada a partir de los meridianos principales representa un ajuste de dos dimensiones. La asfericidad corneal postoperatoria puede ser calculada a partir de las aberraciones de frente de onda corneal con mayor fidelidad que de la topografía corneal de los meridianos principales. El método demostró una mayor exactitud en tratamientos de hipermetropía que en los tratamientos miopes. Tema B MODELO DE UN PERFIL LIBRE DE ABERRACIÓN Objetivo: Proporcionar un modelo de un perfil libre de aberración y evaluar clínicamente los efectos en la córnea de tratamientos en base a estos perfiles teóricos, así como los resultados clínicos de tratamientos con los perfiles de ablación optimizados libres de aberración de las plataformas ESIRIS y AMARIS. Se incluye la comparación de resultados de la ablación centrados en el vértice corneal y el centro de pupilar, así como la comparación entre la aberración de frente de onda corneal inducida mediante perfiles de ablación asférica neutral frente a un perfil clásico basado en Munnerlyn. Método: Los perfiles libres de aberración se dedujeron de la expansión Zernike de la diferencia entre dos óvalos cartesianos corneales. Se incorpora una compensación de los efectos de desplazamiento de foco provocados por la remoción de tejido de la córnea, mediante la preservación de la localización física del foco óptico de la superficie corneal anterior. La simulación de la eficacia quirúrgica del perfil se realizó por medio de simulación de trazado de rayos a través de una córnea descrita por su superficie anterior y paquimetría. Dos grupos clínicos (vértice corneal y centro de la pupila) con desplazamiento pupilar > 200 micras fueron comparados. Los resultados clínicos fueron evaluados en términos de predictibilidad, resultados refractivos, seguridad, y aberración de frente de onda. La simetría bilateral OD / OS se evaluó en términos de la aberración de frente de onda corneal. Resultados: La propuesta teórica de perfiles "libres de aberraciones" efectivamente preserva las aberraciones, y predice una asfericidad más oblata después de tratamientos miopes, y más prolata después de tratamientos hipermétropes. La inducción de aberraciones corneales en 6-mm estuvo por debajo de niveles clínicamente relevantes: 0.061 ± 0.129µm de HO-RMS (p <.001), 0.058 ± 0.128µm la aberración esférica (p <.001) y 0.053 ± 0.128µm para el coma (p <.01), mientras la razón de cambio de aberraciones por dioptría de corrección fue -0.042µm / D,-0.031µm / D, y-0.030µm / D para HO-RMS, SphAb y coma respectivamente (todos p <.001). Ningún otro modo de Zernike cambió de forma significativa. En 38% de los ojos CV la AV mejoró en comparación con el 24% de los ojos PC (comparación CV / PC P = 0.38). Coma ocular inducido fue en promedio 0.17 micrones para el grupo de CV y 0.26 micrones para el grupo de PC (comparación CV / PC P = 0.01 favoreciendo CV). La aberración esférica ocular inducida fue en promedio 0.01 micras para el grupo de CV y 0.07 micrones para el grupo de PC (comparación CV / PC P = 0.05 favoreciendo CV). En 6.0 mm, las aberraciones corneales cambiaron en una cantidad más alta después de perfiles basados en Munnerlyn que después perfiles de aberración neutrales. Conclusiones: Los perfiles "libres de aberración" para cirugía refractiva definidos aquí, junto con el examen de otras fuentes de aberraciones como las zonas de transición, eye-tracking, y la biomecánica corneal producen resultados comparables a los de tratamientos personalizados. Los tratamientos centrados en CV obtuvieron mejores resultados en términos de inducción de aberraciones oculares y esfericidad, pero ambos fueron idénticos en términos de agudeza visual fotópica. Los tratamientos libres de aberración con el SCHWIND AMARIS no inducen aberraciones clínicamente significativas, mantienen la simetría OD- vs-OS (que influye en la visión binocular). Las aberraciones corneales fueron menos que en comparación con el perfil clásico u otras publicaciones. El uso de perfiles próximos al ideal debería mejorar los resultados clínicos disminuyendo la necesidad de nomogramas, y la disminución de las aberraciones inducidas después de la cirugía. Tema C ANÁLISIS POR ÁRBOL DE DECISIÓN PARA OPTIMIZAR RESULTADOS EN CIRUGÍA REFRACTIVA OBJETIVO: Evaluar un sistema de análisis de árbol de decisiones para optimizar los resultados de la cirugía refractiva. MÉTODO: Un árbol de decisión de 5 pasos, el Asistente de Decisión, basado en la experiencia anterior con el láser SCHWIND AMARIS, se aplicó para la selección de modos personalizados de tratamiento en cirugía refractiva (aberración asférica neutral, guiado por frente de onda corneal, o guiado por frente de onda ocular) para eliminar o reducir la aberración total. RESULTADOS: Se realizaron 6467 tratamientos LASIK con el Asistente de Decisión durante un período de 30 meses; 5262 y 112 para tratamientos miópicos e hipermetrópicos con astigmatism, respectivamente, con los perfiles de aberración asférica neutral (AF), 560 utilizando perfiles guiadas por frente de onda corneal, y 533 utilizando perfiles guiados por frente de onda ocular. Se realizaron veinte y dos (0.3%) retratamientos general, 18 (0.3%) y 0 (0%) después de astigmatismo miópico e hipermetrópico, respectivamente, con AF, 3 (0.5%) después de perfiles guiados por frente de onda corneal, y 1 ( 0.2%) después de perfiles guiados por frente de onda ocular. CONCLUSIONES: Los asistentes de decisión pueden optimizar aún más los resultados quirúrgicos en cirugía refractiva proporcionando el patrón de ablación más apropiado basado en la anamnesis de un ojo, el diagnóstico y las demandas visuales. Los principios generales pueden aplicarse a otros sistemas láser, sin embargo, los detalles dependerán de las especificaciones del fabricante. Tema D ANÁLISIS DE LA PÉRDIDA DE EFICIENCIA DE ABLACIÓN EN INCIDENCIA NO-NORMAL Se propone un método general para analizar de una forma geométrica la pérdida de eficacia de ablación en incidencia no normal. El modelo considera la curvatura, la geometría del sistema, la corrección aplicada, y el astigmatismo como parámetros directos, e indirectamente las características y propiedades del haz láser de ablación. El modelo sustituye la dependencia directa de la exposición radiante por una dependencia directa sobre el volumen nominal de tejido y por consideraciones sobre el área iluminada por el haz, lo que reduce el análisis a la geometría pura del impacto. La pérdida de eficacia de ablación en la incidencia no normal se puede compensar a un costo relativamente bajo y así directamente mejorar la calidad de los resultados. Tema E EFECTOS CLÍNICOS DE LOS ERRORES DE CICLOTORSIÓN DURANTE CIRUGÍA REFRACTIVA OBJETIVO. Describir los efectos teóricos en las aberraciones de ablaciones realizadas con ciclotorsión y determinar los límites de tolerancia de la precisión en la compensación de los errores por ciclotorsión. MÉTODO. Hemos desarrollado un método para determinar la ciclotorsión promedio durante cirugía refractiva, sin necesidad de un tracker de ciclotorsión. Se proponen condiciones matemáticas teóricas y simuladas para determinar los beneficios ópticos, visuales y absolutos en 76 tratamientos consecutivos realizados en ojos derechos. Los resultados se evaluaron como la expansión de Zernike de las aberraciones del frente de onda residual. RESULTADOS. Ablaciones basadas en descomposición de Zernike que sufran errores de ciclotorsión resultan en aberraciones residuales de los mismos modos de Zernike con diferentes magnitudes y orientaciones. El efecto solo depende de la frecuencia angular y no del orden radial. Se obtuvo un valor promedio de 4.39° de ciclotorsión. En el 95% de los tratamientos se habría obtenido teóricamente un beneficio óptico, un beneficio visual teórico en el 95% y un beneficio absoluto en el 93% en comparación con 89%, 87% y 96% de los tratamientos que alcanzaron beneficios reales, respectivamente. CONCLUSIONES. La aberraciones residuales derivadas de errores por ciclotorsión dependen de las aberraciones incluidas y del error ciclotorsional. El impacto de ablaciones que sufren ciclotorsión es menor que el efecto de descentrajes o los efectos de borde en coma y aberraciones esféricas. Los resultados son válidos dentro de una condición de fallo único, ya que no se consideraron otras fuentes de aberraciones. El salto del modelo matemático de los resultados del mundo real no pueden extrapolarse sin más estudios. Tema F LA ZONA ÓPTICA EFECTIVA EN CIRUGÍA REFRACTIVA OBJETIVO: Evaluar la Zona Óptica Efectiva (EOZ) (la parte de la ablación que recibe la corrección completa), entre ojos que se sometieron a tratamientos LASEK / Epi-LASEK para la corrección de miopía con astigmatismo. MÉTODO: A los 6 meses de seguimiento se evaluaron retrospectivamente 20 tratamientos LASEK / Epi-LASEK con una media de -5.49 ± 2.35D de desenfoque utilizando el sistema SCHWIND AMARIS. En todos los casos se llevaron a cabo análisis pre-/post-operatorios del frente de onda corneal utilizando el Keratron-Scout (OPTIKON2000). EOZ se evaluó en función del cambio del RMS de la aberración del frente de onda corneal de orden superior (¿RMSho), el cambio de la aberración esférica (¿SphAb), y del valor RMS de la aberración del frente de onda corneal de orden superior (RMS(¿HOAb)). Las correlaciones de EOZ con la Zona Óptica Planeada (POZ) y la corrección de Desenfoque (SEQ), se analizaron utilizando una función bilineal, así como, los cálculos de las líneas isométricas (IOZ) para los que EOZ es igual a POZ y del nomograma para la Zona Óptica (NOPZ). RESULTADOS: A los seis meses, el desenfoque fue -0.05 ± 0.43D, el noventa por ciento de los ojos estaban dentro de ± 0.50D de emetropía. Después del tratamiento, la media de aumento de RMSho fue 0.12µm, 0.09µm para SphAb y 0.04µm para Coma (6-mm de diámetro). La POZ promedio fue de 6.76 ± 0.25 mm, mientras que la EOZ promedio fue para ¿RMSho 6.74 ± 0.66mm (correlación bilineal p <.005), EOZ para ¿SphAb fue 6.83 ± 0.58mm (correlación bilineal p <.0001), EOZ para RMS(¿HOAb) fur 6.42 ± 0.58mm (significativamente menor, p <.05, correlación bilineal p <.0005). EOZ correlaciona positivamente con POZ y disminuye de manera constante con la SEq. Un tratamiento de-5D en POZ 6.00 milímetros resulta en EOZ 5.75 milímetros (6.25 mm NPOZ), los tratamientos de POZ 6.50 milímetros resultan en cerca de 6.25 milímetros EOZ (6.75 mm NPOZ). La condición isométrica se cumple para POZ alrededor de 6.75 milímetros. CONCLUSIONES: ¿RMSho y ¿SphAb proporcionaron EOZ similares a POZ, mientras que EOZ para RMS(¿HOAb) fue significativamente menor. Las diferencias entre EOZ y POZ fueron mayores para pequeñas POZ o grandes correcciones. POZ mayor que 6.75 mm resulta en EOZ, al menos, tan grande como POZ. Para OZ menor que 6.75 mm, se podría aplicar un nomograma para OZ. Tema G MÉTODO PARA REDUCIR OBJETIVAMENTE EL TEJIDO DE ABLACIÓN DE UNA TRATAMIENTOS PERSONALIZADOS BASADOS EN LA EXPANSIÓN DE ZERNIKE DE LA ABERRACIÓN DEL FRENTE DE ONDA El propósito de este trabajo es estudiar la posibilidad de realizar cirugía refractiva personalizada reduciendo al mínimo la cantidad de tejido extirpada sin comprometer la calidad visual, así como evaluar la aplicación de estos métodos para reducir al mínimo el tejido ablación a la minimización objetivo de profundidad y el tiempo de ablaciones personalizadas. Se desarrolló un nuevo algoritmo para la selección de un conjunto de términos de Zernike optimizado en los tratamientos personalizados para cirugía láser refractiva corneal. Sus atributos de ahorro de tejido se han simulado en 100 aberraciones de onda diferentes en 6 mm de diámetro. Los resultados de la simulación se evaluaron en términos de cuánta profundidad y volumen se redujo para cada condición (en micras y en porcentaje), si la corrección propuesta consiste en una corrección completa de frente de onda o de un tratamiento libre de aberración, y si la profundidad o el volumen propuesto fue menor que la requerida para el tratamiento equivalente libre de aberración. Los resultados clínicos y los atributos de ahorro de tejido fueron evaluados en dos grupos (minimizar la profundidad: MD, y minimizar el volumen: MV; 30 ojos cada uno), más un grupo control (frente de onda corneal: CW, 30 ojos). Los resultados clínicos fueron evaluados en términos de previsibilidad, seguridad y sensibilidad al contraste. Los resultados de la simulación mostró una profundidad media ahorrada de 5µm (0-16µm), y un volumen medio salvado de 95nl (0-127nl) o una reducción de 11% en tejido (0-66% ahorro de tejido). La correcciones propuestas siempre 336 fueron menos profundas que las correcciones de frente de onda completo y en el 59% de los casos fueron menos profundos que los tratamientos equivalentes libres de aberraciones. En un primer caso, la ablación se redujo significativamente en un 15% en comparación con la corrección personalizada completa. La refracción se corrigió a niveles subclínicos, la agudeza visual sin corrección mejoró a 20/20, la agudeza visual mejor corregida aumentó en 2 líneas, las aberraciones se redujeron aproximadamente un 40% en comparación con los niveles basales preoperatorios, y la zona óptica funcional de la córnea se amplió en aproximadamente un 40% en comparación con los niveles basales preoperatorios. Se redujeron trébol, coma, aberración esférica, y RMS de las aberraciones de orden superior. En la evaluación clínica, el 93% de los tratamientos CW, el 93% en el grupo MD y 100% en el grupo MV se encontraron dentro de 0,50 D de la SEq después de la operación. El 40% de los tratamientos CW, el 34% en el grupo MD y 47% en el grupo MV mejoró por lo menos una línea de AVMC después de la operación. El ahorro de tejido arrojó una reducción media de 8µm (1-20µm) y un ahorro de tiempo de 6s (1-15s) en el grupo de MD, y 6µm (0-20µm) y el 8 (2-26s) en el grupo MV. A pesar de que la descomposición Zernike modos es una descripción matemática de la aberración, no es la aberración en sí misma. No todos los modos de Zernike afectan a la calidad óptica de la misma manera. El ojo no ve a través de la descomposición Zernike sino con su patrón propio de aberración. Sin embargo, parece factible de realizar con eficacia la cirugía láser refractiva corneal en una forma personalizada reduciendo al mínimo la cantidad de tejido extirpada sin comprometer la calidad visual. La eliminación de todas las aberraciones de orden superior puede no optimizar la función visual en ojos con gran aberración. El nuevo algoritmo reduce efectivamente la profundidad y el tiempo necesarios para la ablación (hasta un máximo del 50% y un 15% en promedio), sin afectar negativamente los resultados clínicos después de la operación, con resultados equivalentes a los del grupo de personalización completa.