TOPOGRAFIA CORNEALE
2015:
come analizzarla
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Emanuela F. Legrottaglie,
Paolo Vinciguerra.
Humanitas Clinical and Research Center
Via Manzoni 56, 20089
Rozzano (MILAN) – Italy
Chairman: Paolo Vinciguerra, MD
Congresso OPI 19-9-2015 Roma
La topografia corneale computerizzata
è un metodo d’indagine quantitativa
della superficie anteriore della cornea
t
Principi di ottica: .i
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Legge della riflessione degli specchi
• Misurazione del potere
refrattivo della superficie
anteriore della cornea
• Ottenere il raggio di
curvatura per ogni punto
della cornea
Mire
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• Anelli concentrici riproducono la geometria corneale
ed evidenziano deformazioni e variazioni di
curvatura.
• Bianco-neri
massimo contrasto
• Posizione dell’apice corneale nota (centro)
• Sensibilità a messa a fuoco e centratura
p
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Superficie riflettente
Uniformità e levigatezza correlati alla regolarità
del film lacrimale sono alla base della refrazione
e della specularità della superficie oculare.
Telecamere
Ad alta risoluzione e elevata sensibilità luminosa
Ottenute le distanze tra i pixel d’intersezione
lungo i meridiani e le circonferenze
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formule matematiche
calcolare raggio di curvatura
Come è possibile trasformare un rilievo di
punti disposti in modo tridimensionale in
una mappa bidimensionale?
Algoritmi
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Formule che consentono di ricostruire la
superficie corneale in chiave
bidimensionale mediante un procedimento
ripetitivo matematico-statistico.
-
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Algoritmo Assiale
Algoritmo Tangenziale o Istantaneo
Algoritmo Refrattivo
Algoritmo Altimetrico
Algoritmo Assiale o sagittale
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- Primo algoritmo (modalità a riflessione più vicino
all’oftalmometria)
- Centro di curvatura posto sulla perpendicolare all’apice
corneale.
- Il raggio di curvatura coincide con la distanza assiale
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Si considera la cornea come una
superficie sferica vero per la zona
ottica, mentre la cornea in periferia è
asferica e questo comporta errore di stima
ed approssimazione.
Centro di Curvatura
r
c
Valore del raggio
Mappa assiale (o sagittale) misura la curvatura
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di un punto corneale in direzione assiale rispetto al
centro ed approssima il potere rifrattivo medio
della cornea
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Rappresentazione di
tipo refrattivo in D,
buona nella zona
centrale
Poco attendibile in
periferia oltre i 3-4 mm
Ma la cornea è
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ASFERICA
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Se la cornea è “regolare”
l’imprecisione è di scarso rilievo
centro di curvatura cade lungo l’asse
cheratoscopico passante per l’apice corneale.
NEL CHERATOCONO
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L’apice del cono non coincide con
l’asse cheratoscopico
Algoritmo Tangenziale o istantaneo
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• Calcolo geometrico svincolato dalla perpendicolare all’apice.
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• Calcola i raggi di curvatura della superficie corneale
considerando la tg ad ogni punto analizzato
•
Asse cheratoscopico allineato con ogni punto della
superficie corneale
• Misura la curvatura di un punto in direzione tangenziale
rispetto agli altri
Approssima la cornea ad una superficie asferica
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Analisi non influenzata dalla distanza dal centro corneale
Supera i limiti dell’algoritmo assiale fornendo
rappresentazione con buona attendibilità della periferia
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Algoritmo tangenziale
Algoritmo Assiale
CORNEA NORMALE - Algoritmo istantaneo. Scala assoluta.
Profilo prolato.
Algoritmo Refrattivo
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Calcolo del potere corneale determinato con la formula
refrattiva (legge di Snell) per cui la cornea viene
rappresentata come una superficie refrattiva.
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Rappresenta il valore refrattivo
di ciascun punto corneale
Per il principio della rifrazione il rapporto tra i
seni degli angoli di incidenza e di rifrazione è
uguale al rapporto tra indice di rifrazione del
secondo mezzo e indice di rifrazione del primo
mezzo.
Legge di Snell: nisin θi = nrsin θr
r
Algoritmi altimetrici
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-Forniscono informazioni sulla forma della cornea,
non sul potere diottrico
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- Non esaminano la cornea in termini di curvatura
ma di altezza di ogni punto analizzato rispetto ad
una superficie di riferimento sferica (BFS), che offre
la migliore approssimazione con la cornea.
Forniscono informazioni strettamente morfologiche
(tridimensionali) sulla superficie corneale in microns
ed indirettamente informazioni funzionali.
I colori Verdi rappresentano il “sea level” (Best Fit Sphere, migliore
superficie sferica che approssima quella della cornea)
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I colori Caldi stanno sopra il “sea level” (si elevano)
I colori Freddi stanno sotto il “sea level” (depressioni)
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Colori variano d’intensità
al variare della distanza
dal BFS.
CORNEA NORMALE - Algoritmo altimetrico. Scala normalizzata.
Scale Cromatiche
- Scala Assoluta
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- Scala Relativa o Normalizzata
- Scala Aggiustabile o
personalizzata
SCALE CROMATICHE
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I dati numerici vengono trasformati in una
sequenza di colori
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Ogni colore corrisponde ad un raggio di curvatura
(D per la curvatura e microns per l’elevazione)
• Blu = basso, piatto, profondo,
spesso, o aberrato
• Rosso = alto, curvo, superficiale,
sottile, o focalizzato
Scala assoluta
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Universalmente utilizzata, attribuisce un valore
diottrico costante a ciascun colore
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Range da 101,5 a 9 D con intervalli di 5 D
(minore risoluzione) per estremi superiori
(101,5/50,5 D) ed inferiori (9/35,5 D) ed
intervalli che si riducono ad 1/1,5 D (maggiore
risoluzione) per range intermedi (50/35 D), più
riscontrati
Valutazione globale, immediata del profilo corneale.
Possibilità di confrontare con esami precedenti
CORNEA NORMALE
Algoritmo assiale. Scala assoluta.
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Profilo prolato.
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CORNEA NORMALE - Algoritmo
istantaneo. Scala assoluta. Profilo
prolato.
Scala relativa o normalizzata
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•
Range diottrico dipende esclusivamente dalle
caratteristiche della cornea in esame (intervalli della
scala compresi tra un massimo ed un minimo in base ai
valori diottrici rinvenuti nella cornea)
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• Gli intervalli colorimetrici si riducono sensibilmente
(0.4-0.5 D) consentendo di analizzare dettagliatamente
la cornea ma non confrontare con esami diversi
• Sovrastima minime variazioni ed intervalli cromatici
soprattutto in cornee con curvature non omogenee.
CORNEA NORMALE - Algoritmo istantaneo.
Scala normalizzata. Profilo prolato.
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CORNEA NORMALE - Algoritmo altimetrico. Scala normalizzata.
Scala aggiustabile
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• L’ operatore ha la possibilità di modificare
l’intervallo in D, creando una scala
personalizzata a seconda delle esigenze
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• Si possono analizzare variazioni diottriche
anche di 0.10 D
• E’ consigliabile attribuire il colore verde
sempre a valori diottrici di 43 D per
ottenere zone a potere diottrico maggiore in
rosso e zone a potere diottrico minore in
blu.
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Maggiore è l’ASTIGMATISMO
maggiore sarà la distribuzione
cromatica
ASTIGMATISMO - Elaborazione con algoritmo assiale
(in alto) e con algoritmo tangenziale (in basso). Scala
assoluta. La mappa cromatica di un astigmatismo
regolare assume un aspetto a clessidra orientata verso
il meridiano più refrattivo.
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ASTIGMATISMO - Elaborazione con
algoritmo assiale (in alto) e con algoritmo
tangenziale (in basso). Scala normalizzata.
Con una scala colorimetrica più sensibile
meglio si colgono gli aspetti della clessidra
astigmatica dell’immagine precedente
INDICI NUMERICI
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Indici matematici che permettono di interpretare le mappe
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Indicativi delle caratteristiche di uniformità e qualità ottica
della superficie corneale
SIM K: cheratometria simulata relativa alla
curvatura corneale nei 3 mm centrali :
- K1 valore diottrico medio sul meridiano più curvo,
- K2 su quello perpendicolare a k1.
Non vengono riportati astigmatismi <0.2,
non significativi, considerati come sferici
CYL: valore di astigmatismo riscontrato
tra K1 K2
– Meridiani: valori cheratometrici
sul meridiano a maggior
curvatura e su quello a minor
curvatura (cilindro corneale nelle
zone a 3 mm, 5 mm e 7 mm )
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– Emimeridiani più piatti e più
curvi nelle zone a 3, 5 e 7 mm
Indice di asfericità Q indica quanto cambia la curvatura
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dal centro alla periferia.
Cornea è normalmente un’ellisse prolata (più curva al centro
e più piatta in periferia). Q= -0,26
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Indici di asfericità corneale a 8 mm, a 4.5 mm
Q = 0 (cerchio)
-1<Q < 0 (ellisse prolata)
Q = -1 (parabola)
Q < -1 (iperbole)
Q > 0 (ellisse oblata)
Possibilità di impostare mm o D per le misurazioni di
curvatura o di esprimere l’eccentricità e, fattore di forma p ed SF
INDICI
CHERATOREFRATTIVI
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calcolati per un’area di 4,5 mm
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LSA: aberrazione sferica longitudinale
SAI (Surface Asymmetry Index):
indice di asimmetria. Calcolando
la somma delle differenze tra i
valori diottrici di punti
corrispondenti su 2 metà dello
Irregolarità di
stesso meridiano (emi-meridiani).
curvatura: deviazione
standard delle curvature
<0.5,
istantanee rispetto ad una
0.5-1,
superficie asferica di best fit.
>1
Indice di screening del cheratocono
basati sulla differenza di curvatura tra metà inf e sup.
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KPI (Keratoconus prediction index) ottenuto dall’analisi
degli indici in %di probabilità di KC
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AK: curvatura apicale Curvatura istantanea
dell’apice corneale (massima curvatura)
AK<48 nei limiti
AK >48<50 sospetto kcono
>50 anomalo
SI: Indice di Simmetria
Differenza fra la curvatura istantanea media
di 2 zone circolari simmetriche (sup e inf).
Valori positivi indicano che la
zona inferiore è più curva della
superiore e viceversa.
Stessa stadiazione:
<1.5 normale
>1.5< 2 sospetto
>2 anomalo
AGC: gradiente di
curvatura apicale
Variazione media della
curvatura corneale istantanea
prendendo come riferimento
la curvatura apicale e quella
del perimetro del cono
Sommario presenta contemporaneamente tutte le
informazioni calcolate per l’esame visualizzato.
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E’ possibile muovere il cursone su un determinato punto della topografia e
rinvenire il valore di curvatura o diottrico specifico (meridiano, asse, valore in
D o mm, distanza dall’apice corneale)
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Postop. MIOPIA
Cheratocono
Mappe differenziali per il controllo del follow-up
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PRE with epithelium
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Nelle
mappe
differenziali
i colori non
rappresenta
no i poteri
diottrici
effettivi ma
il valore in
D della
differenza
tra le 2
cornee
esaminate.
7 days post CXL
A 7 gg cono appare più largo e
di curvatura elevata
1 month post CXL
A 1 mos cono appare ancora largo e
di curvatura incrementata
Analisi del fronte d’onda corneale
Visus vs Diametro vs PSF
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• Decomposizione in polinomi di Zernike delle altimetrie corneali
• Sommario di fronte d’onda corneale a pupilla impostabile
Aberrazioni in miope a 7 mm e
• Un sommario di qualità visiva
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sommario di qualità visiva
Aberrazioni in
Kcono a 7 mm
e sommario di
qualità visiva
ANGOLO K
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Distanza tra Centro pupillare e Asse visivo
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0.04 mm
0.61mm
Asse Visivo
Centro
Pupillare
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L’Acquisizione
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Cosa tenere in considerazione?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Posizione del paziente e della mentoniera
Fissazione
Ombra del naso
Film lacrimale
Ammiccamento
Copertura topografica
Arcata sopracigliare
Film lacrimale
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Topografia mostra la riflessione del film
lacrimale…
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No film
No topo!
Creare anelli nuovi
Rimuovere gli
artefatti
Tener conto di :
-
Regolarità e continuità degli anelli
Buon contrasto
Circolarità e simmetria degli anelli
Assenza di anelli
Focalizzazione
Centratura
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- Distanza tra anelli : maggiore è la distanza fra gli
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anelli minore sarà il potere diottrico corneale (anelli più
ravvicinati indicano zone a maggior curvatura, anelli più
distanziati zone a maggior appiattimento)
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• Sferico
Stima dell’eccentricità corneale
Più vicini = più curvo
In cornea prolata la distanza aumenta dal centro alla
periferia, nel cheratocono si accentua tale eccentricità
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OD CHERATOCONO - Videocheratoscopia.
Avvicinamento degli anelli in sede infero-temporale sede del cheratocono.
Bassa copertura
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Arcata sopracigliare + film
insoddisfacente + messa a fuoco
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Arcata sopraccigliare
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L’obiettivo:
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Distinzione tra:
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• Patologia
• Artefatto
• Alterazione del film lacrimale
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CHERATOCONO
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OD CHERATOCONO in algoritmo assiale. Scala assoluta. zona di maggior curvatura localizzata
nel settore infero-temporale con poteri diottrici progressivamente decrescenti verso la periferia.
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CHERATOCONO - Algoritmo assiale. Scala Normalizzata. Aumento di curvatura localizzato nel
settore IT con estensione maggiore rispetto all’elaborazione con algoritmo tangenziale.
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CHERATOCONO con algoritmo Tangenziale. Scala Normalizzata. L’estensione del cheratocono
appare minore rispetto all’elaborazione assiale.
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CHERATOCONO Algoritmo altimetrico.
Scala normalizzata. I
colori caldi
rappresentano le zone
che si trovano al di
sopra della Superficie
di riferimento, cornea
normale.
Cxl nel tempo: da cheratocono ad
astigmatismo irregolare
Pre cxl (44,57 D)
1 mos post cxl (+1,02 D)
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3 mos post cxl (-0,37 D)
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1.0
-2.25@7
0,9 -0,75 -2.00@20
0,9 -2,50@15
6 mos post cxl (-0,14 D) 1 yrs post cxl (-3,42 D)
Mappe Differentiali
Tangentiali
Da pre op a 1yrs post cxl
-3,42 D
0,9 con
-2,50 @15
1.0 con -2.00@10
ARTEFATTI..
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Videocheratoscopia.
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ARTEFATTI - Elaborazione delle precedenti videocheratoscopie con algoritmo assiale.
La prima è acquisita correttamente. Scala assoluta.
Artefatto?
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Alterazione film?
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CONTACT o
LENS SCAR!!
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Paolo Vinciguerra M.D.
CHERATOCONO?
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CHERATOCONGIUNTIVITE
LAGOFTALMO
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Take home messages
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1. Acquisizione è fondamentale
2. Non demandare a tecnici o ortottisti se
non di fiducia
3. Sempre valutare la cheratoscopia che
rappresenta la base della topografia
4. Saper riconoscere gli artefatti
5. Importanza anche per specialisti non
esclusivamente della cornea
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Grazie per l’attenzione
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