Comparación del grosor estromal y epitelio corneal entre distribución de ojos con queratocono y ojos sanos con astigmatismo corneal 2 D (mio)

Comparación del grosor estromal y epitelio corneal entre distribución de
ojos con queratocono y ojos sanos con astigmatismo corneal ≥ 2.0 D
Abstracto
Propósito: Identificar los patrones de distribución del grosor del epitelio corneal y del estroma en el queratocono
mediante la tomografía de coherencia óptica de dominio espectral (SD-OCT).
Pacientes y métodos: Analizamos los hallazgos de SD-OCT en 20 casos confirmados de queratocono (grupo 1) y en 20
sujetos sanos con astigmatismo corneal ≥ 2 D (grupo 2). Se midieron los espesores epiteliales y estromales en 11
ubicaciones estratégicas a lo largo de los meridianos más curvos y planos, previamente localizados por topografía
corneal. La superposición de simetría vertical espejada se utilizó en el análisis estadístico.
Resultados: Las mediciones de queratometría máxima promedio en los grupos 1 y 2 fueron 47.9±2.9 D (rango, 41.852.8) y 45.6±1.1 D (rango, 42.3-47.5), respectivamente, con cilindros corneales medios de 3.3±2.2 D (rango, 0.5-9.5) y
3.6±1.2 D (rango, 2.0-6.4), respectivamente. El grosor epitelial medio a lo largo del meridiano más curvo del grupo 1 fue
el más bajo (37,4±4.4 mm) en 1,2 mm inferotemporal y el más alto (59,3±4.4 mm) a 1,4 mm supranasal desde el vértice
corneal. Solo había una pequeña desviación en el espesor a lo largo del meridiano más curvo en el grupo 2, así como a lo
largo de los meridianos más planos en ambos grupos. La distribución del grosor del estroma en los dos grupos fue similar
al epitelial, mientras que el grosor del estroma fue en general más bajo en el grupo 1 que en el grupo 2.
Conclusiones: SD-OCT proporciona detalles sobre la distribución del grosor epitelial y estromal de la córnea. El epitelio y
el estroma en los ojos con queratocono eran más delgados inferotemporalmente y más gruesos en comparación con los
ojos de control. El patrón de distribución fue más distinto en el epitelio que en el estroma. Este hallazgo puede ayudar a
mejorar el diagnóstico precoz del queratocono.
Introducción
La identificación del adelgazamiento inferotemporal del epitelio corneal y el engrosamiento supranasal mediante el uso
de SD-OCT puede ayudar en el diagnóstico precoz del queratocono.
El epitelio corneal es una capa corneal moldeable y activa que mantiene la calidad óptica del ojo al remodelarse para
compensar cualquier cambio en la forma de la superficie del estroma, por ejemplo, aquellos inducidos por la cirugía
queratorefractiva, cicatrización después de lesiones corneales o queratitis, o en queratocono. La información sobre la
distribución del espesor del epitelio corneal puede ayudar a identificar las irregularidades de la superficie del estroma,
como en el queratocono subclínico, antes de que sean detectables en la topografía corneal. El mapeo
del epitelio corneal ha sido utilizando en diversas tecnologías, incluidas las técnicas de inmersión, tales como
biomicroscopía de ultrasonido de alta frecuencia, ecografía digital de muy alta frecuencia y microscopía confocal. Sin
contacto, tenemos la tomografía de coherencia óptica (OCT) que también ha sido usado.
OCT ha sido desarrollado para secciones transversales imágenes no invasivas en sistemas biológicos mediante el uso de
interferometría de baja coherencia para producir una imagen bidimensional de dispersión óptica de microestructuras
internas del tejido de una manera análoga a imágenes ultrasónicas de pulso-eco. Spectral – domain (SD), es la
generación más reciente de OCT, parece ser lo suficientemente confiable y reproducible para medir el grosor del epitelio
corneal con suficiente resolución axial, en contraste con las mediciones con la generación anterior, instrumentos
basados en el time - domain (TD) OCT.
El presente estudio evaluó el grosor epitelial y estromal, distribuciones medidas por SD-OCT en ojos con queratocono y
en ojos sanos con ≥2.0 D de astigmatismo. Recientemente, estudios que utilizaron la misma tecnología OCT comparó las
córneas queratocónicas con córneas de sujetos sanos en cantidades no especificadas de astigmatismo. El estudio actual
usó córneas sanas con ≥2D de astigmatismo como grupo de control para eliminar la influencia de posibles variaciones
debido al astigmatismo en sí. Este estudio tuvo como objetivo para definir la distribución de espesores epiteliales y
estromales, variaciones que pueden ayudar en la detección temprana de queratocono.
Pacientes y métodos
El protocolo para esta versión de prueba y la lista de comprobación de CONSORT están disponibles como información de
apoyo; ver lista de verificación S1 y Protocolo S1.
Declaración de ética
Este estudio fue aprobado por el comité de ética regional (Nombre del registro: REK - Regionale Komiteer para
Medisinsk Forsknings Etikk - MH Bygget, Universitetet i Tromsø, Noruega. Número de registro: 2013/758). Los
participantes proporcionaron por escrito un consentimiento informado antes del examen. El formulario de
consentimiento fue aprobado por el comité de ética. Este estudio se adhirió a inquilinos de la declaración de Helsinki.
Pacientes
Los participantes fueron reclutados previamente diagnosticados con queratocono remitidos al Departamento de visual
de la University Hospital North Norway en Tromsø, Noruega para tratamiento corneal de cross-linking de colágeno (CXL)
y en el caso de los sujetos sanos buscaban una evaluación preoperatoria para cirugía refractiva en SynsLaser Kirurgi AS
Tromsø, Noruega. Los pacientes fueron examinados por RTVue100 (OptoVue Inc. Fremont, California, EE. UU.) 26000-Hz
SD-OCT usando un modo de lente adicional (CAM-L), por Precisio (iVISTechnologies, Taranto, Italy) Topografía /
tomografía basada en Scheimpflug, y por OPD-scan II (Nidek CO, LTD, Aichi, Japón) basada en la topografía de plácidos.
Analizamos escáneres corneales SD-OCT de 20 ojos consecutivos con queratocono (nueve ojos categorizados como
etapa 1, 7 ojos etapa 2 y 4 ojos etapa 3 en la escala Krumeich) (grupo1) y de 20 ojos sanos consecutivos con
astigmatismos corneales ≥2 D, usados como controles (grupo 2).
Métodos
Los pacientes se fijaron en el objetivo del RTVue100 mientras 3 imágenes consecutivas fueron adquiridas para asegurar
la medición de reproducibilidad. Analizamos dos secciones transversales meridionales, perfiles corneales obtenidos por
SD-OCT a lo largo de los meridianos más curvos y más planos, previamente ubicados por Scheimpflug-topografía. La
Figura 1 muestra la topografía de la elevación corneal anterior y la sección transversal en imágenes de OCT tanto, en el
meridiano más curvo (A, C) como meridiano más plano (B, D) para un ojo queratocónico y otro sano ojo con
astigmatismo corneal alto.
Para mapear los espesores epiteliales y estromales, se utilizó un software herramienta de calibre del RTVue100. En el
seguimiento se midieron 11 puntos en ojos del grupo 1: siete puntos
a lo largo del meridiano más curvo (vértice corneal, los puntos del epitelio más delgado y más grueso, así como los
puntos de 1,5 mm y 2,5 mm desde el vértice corneal) y 4 puntos a lo largo de la parte del meridiano más plano (1,5 mm
y 2,5 mm desde el vértice corneal). Once de los puntos correspondientes se midieron en ojos del grupo 2. Se midió la
cantidad de astigmatismo corneal a partir de la topografía de los mapas obtenidos por OPD-scan.
El tamaño de la muestra fue decidido por el cálculo de poder fundado en los datos de los estudios previos que analizan
el epitelio corneal grosor en queratocono y ojos sanos. Para un nivel de significancia de 0.05 y una potencia estadística
de 0.8, la ecuación para la muestra del tamaño es: N= 31.46 Ꝺ 2 / D2, donde Ꝺ se supone la distribución estándar de
cada grupo y D es la mínima diferencia esperada entre los dos medios. De acuerdo con los datos preliminares recogidos
de estudios comparables, la población Ꝺ y D son elegidos para ser 5,0 y 4,7 respectivamente, lo que arroja un tamaño de
muestra N = 35.5. En el estudio actual, hemos elegido un tamaño de muestra 40.
El análisis estadístico se realizó con el programa SPSS 13.0. La t-test de muestras independientes se utilizó para evaluar
la diferencia en espesor epitelial y estromal en las ubicaciones correspondientes entre los dos grupos y entre diferentes
lugares dentro del grupo. Se realizaron estadísticas descriptivas para todos los ojos usando superposición de simetría
vertical espejada: valores de espesor para los ojos izquierdos se reflejaban en el eje vertical y se superponían a los
valores del ojo derecho para que las características nasales / temporales puedan ser en conjunto.
Resultados
Analizamos los datos de 20 ojos queratocónicos de 15 sujetos (10 hombres y 5 mujeres) (grupo 1) y de 20 ojos
astigmáticos sanos de 15 sujetos (7 mujeres y 8 hombres) (grupo 2). Las edades promedio fueron 28.5±6.5 años (rango,
19-41 años) y 29.4±9.5 años (rango, 15-46 años) para los dos grupos, respectivamente. El significado de las mediciones
de queratometría máxima fueron 47.9±2.9 D (rango, 41.8-52.8 D) y 45.6±1.1 D (rango, 42.3-47.5 D), respectivamente.
Los cilindros corneales anteriores promedio fueron 3.3±2.2 D (rango, 0.5-9.5 D) y 3.6±1.2 D (rango, 2.0-6.4 D) para el
grupo 1 y 2, respectivamente. Los dos grupos fueron similares con respecto a la cantidad de astigmatismo (P = 0.54) y
edad (P = 0.74). La cornea y los espesores del estroma en cada ubicación se muestran en la Tabla 1.
Distribución del espesor epitelial
Los ángulos promedio del meridiano más curvo fueron 67.8±14.7° (rango, 50-105°) y 90.3±5.5° (rango, 80-100°) para el
grupo 1 y el grupo 2, respectivamente. El mapa de grosor epitelial promedio en el grupo 1 mostró adelgazamiento
epitelial inferotemporal y engrosamiento supranasal (Figura 2). El epitelio más delgado y grueso era ubicado 1.2 mm
inferiormente y 1.4 mm superior al vértice corneal, a lo largo del meridiano más curvo, respectivamente. La media del
espesor epitelial a lo largo del meridiano más plano estaba aumentando centrífugamente, aunque no varió tanto como a
lo largo del pendiente meridiano. El mapa de grosor epitelial promedio en el grupo 2 mostró pequeñas desviaciones en
la distribución a lo largo del meridiano más curvo y el meridiano más plano. La Figura 2 (arriba) muestra mapas
topográficos de grosores epiteliales promedio para ambos grupos.
Comparación
del
grosor
epitelial
entre
los
dos
grupos
En promedio, el epitelio en el grupo 1 era más delgado del centro-inferior a centro (p, 0.001) y más grueso mediosuperior (p, 0.001) a lo largo del meridiano más curvo en comparación con el grupo 2. No hubo diferencias significativas
en el periférico-superior y grosores epiteliales periféricos inferiores entre los dos grupos (p = 0.21 y 0.50,
respectivamente). Tampoco no hubo diferencias significativas entre los dos grupos a lo largo del meridiano más plano,
excepto por la ubicación en el vértice corneal. La comparación de la sección transversal meridional más curvo (arriba) y
espesores epiteliales promedio más plano-meridional (inferior) para los dos grupos se muestran en la Figura 3.
Distribución del espesor del estroma
Los mapas del grosor promedio del estroma para ambos grupos se muestran en la Figura 2 (abajo).
Comparación del espesor del estroma entre los dos grupos
La comparación de la sección transversal meridional más curvo (arriba) y espesor del estroma promedio más plano
(inferior) para los dos grupos se muestran en la Figura 4.
Discusión
El fenómeno de la remodelación epitelial se ha descrito en ojos sometidos a ablaciones con láser excimer para la
corrección de errores de refracción, en ojos con queratocono, y en conexión con el uso de lentes de contacto rígidos de
terapia refractiva durante la noche. Se ha teorizado que la fricción del párpado puede ser rozando el epitelio de la
superficie corneal durante el parpadeo con la superficie posterior del tarso semirrígido que proporciona una plantilla en
la forma externa de la superficie epitelial. Por lo tanto, parece que el mapeo epitelial se puede aplicar para detectar y
diagnosticar queratocono, ya que varias variables basadas en el grosor epitelial han demostrado una potencia de
diagnóstico buena a excelente. Los patrones epiteliales parecen depender de la gravedad del queratocono y también se
puede utilizar para controlar el progreso de la enfermedad. Del mismo modo, el análisis del perfil de espesor epitelial
puede ser utilizado para detectar cambios en curso después del tratamiento con queratocono CXL y parece ser más
sensible que la topografía corneal. La distribución del grosor epitelial también tiene un impacto en la refracción,
contribuyendo al poder de refracción corneal así como a la potencia y el eje del astigmatismo. La causa de regresión
postoperatoria después de los tratamientos con láser excimer para la corrección de errores de refracción a menudo se
puede atribuir a compensaciones de remodelación epitelial, que también puede ser responsable de la falta de eficacia
(menos del 50%) del frente de onda o guiado por topografía perfiles de ablación personalizados.
Un mapa de espesor epitelial también puede entregar datos clave para planificar los tratamientos con láser excimer
proporcionando información sobre forma de la superficie estromal subyacente (por sustracción del pachymetry map),
que puede ser especialmente útil guiada por topografía transepitelial ablación superficial. Programación precisa del
espesor epitelial en el plan de ablación en tratamientos guiados por topografía transepitelial, en lugar de usar un valor
anticipado, disminuirá la cantidad de tejido estromal eliminado por la ablación cuando el epitelio es más delgado de lo
esperado, o lo hará garantizar que todo el tejido del estroma planificado se elimine si el epitelio es más grueso de lo
esperado. Los datos proporcionados por el mapeo de espesor epitelial también puede aumentar la seguridad y
predictibilidad de retratamientos para que ocurra una regresión miope después de la cirugía con láser excimer
proporcionando información con respecto a si la regresión se produjo debido a la hiperplasia epitelial o cambios
biomecánicos corneales. Usando la misma lógica, los datos sobre el grado de adelgazamiento epitelial central, que
comúnmente se produce con la regresión después de la cirugía con láser excímero hiperópico, puede ser crucial para
determinar si un retratamiento para los hipermetrópico, en la que la regresión sería viable en un caso particular.
La distribución del grosor epitelial ha sido estudiada previamente utilizando biomicroscopía de ultrasonido de alta
frecuencia en córneas normales, córneas ectásicas no tratadas y en córneas ectásicas previamente tratado con CXL.
Reinstein evaluó a la Artemisa, es un sistema de ultrasonido digital de muy alta frecuencia (VHF) (ArcScan Inc., Morrison,
Colo), extensivamente para medir epitelio, estroma, y distribuciones totales del espesor corneal en ojos sanos, ojos que
se sometieron a cirugía refractiva con láser, en ojos con queratocono, para mostrar la eficacia de CXL. Reinstein también
introdujo el término "patrón de donut epitelial", que es a menudo utilizado en el diagnóstico de queratocono. Además,
según Reinstein, el mapeo del espesor epitelial puede ser una herramienta invaluable para detectar el queratocono
subclínico en candidatos para cirugía refractiva con topografía anterior normal así como para excluir el diagnóstico de KC
en candidatos con sospecha de topografía. El RTVue-100 SD-OCT ha sido recientemente utilizado para el mapeo de
espesor epitelial en la normalidad y en queratocono, así como para comparar el grosor epitelial entre usuarios normales
sin lentes y rígido permeable al gas (RGP), portadores de lentes y en pacientes con queratocono con RGP. VHF el
ultrasonido digital presenta una resolución axial más alta y robusto mapeo automático en comparación con la tecnología
SD-OCT. En Además, debido a la técnica de inmersión, el componente de la película lagrimal no necesita ser tratado; sin
embargo, carece de control de la fijación, en la colocación de la sonda no se puede repetir, y es difícil garantizar la
perpendicularidad durante el examen. Por otra parte, SD-OCT presenta un examen sin contacto, rápido y fácil de realizar
que se puede agregar de forma conveniente a los existentes exámenes previos a la cirugía corneal y refractiva.
Li y Rocha estudiaron el grosor epitelial en la distribución en queratocono, utilizando la misma tecnología que en el
estudio actual. Sin embargo, usaron ojos sanos sin importar el astigmatismo y el espesor epitelial comparado entre los
grupos solamente; mientras que el estudio actual usó ojos sanos con astigmatismo corneal de ≥ 2 D como el grupo
control y el grosor epitelial eran comparados tanto entre grupos como entre ubicaciones dentro de cada grupo. En el
estudio de Li, el grosor epitelial fue automáticamente medido por un software, mientras que el estudio actual
empleando una inspección visual del límite epitelial y una '' manual '' medición del espesor epitelial con el calibre de
software, eliminando el error de segmentación con el epitelio automatizado de detección de límites, que tiende a ocurrir
en el mapeo de OCT en ojos con queratoconos. En el estudio de Rocha, se eligieron los meridianos vertical y horizontal,
mientras que en el estudio actual se utilizó los meridianos más curvos y planos. La mayoría de los casos en nuestro
grupo 1 tenía un queratocono leve y nuestro grupo de control consistía en ojos con una cantidad comparable de
astigmatismo para el grupo 1 con el fin de lograr la mayor sensibilidad y especificidad posible. La mayoría de otros
estudios sobre la distribución del espesor epitelial en queratocono no clasificó la etapa de su grupo de queratocono y
usaron ojos normales no seleccionados como controles.
En el estudio actual, los espesores epiteliales y estromales distribuido de manera similar y el epitelio parecía compensar
irregularidades de la forma de la superficie anterior estromal. En el grupo de queratocono, el estroma fue elevado y
estirado, mostrando adelgazamiento sobre el cono; mientras que en el epitelio tendía a tener un aspecto más suave, y
en la topografía anterior mostró un adelgazamiento en la mitad de la periferia y adelgazamiento superior del cono. La
desviación del espesor epitelial fue generalmente más pronunciada y localizada que el estromal, mostrando su mayor
sensibilidad diagnóstica. El anillo completo de engrosamiento epitelial que rodea el adelgazamiento corneal localizado,
presentado por Reinstein et al, no fue detectado por Li y colegas o en el estudio actual debido al bajo diámetro del área
estudiada. Sin embargo, dado que el ápex del queratocono se encuentra dentro de los 5 mm centrales de la córnea en la
gran mayoría de ojos queratocónicos, parece que la limitación del diámetro del mapeo epitelial a solo 5 mm puede ser
suficiente para detección de queratocono, pero menos para la degeneración marginal pelúcida.
Un punto que potencialmente limita la calidad de los datos del estudio actual es la falta de cuantificación de la magnitud
de la apertura del párpado y la duración de la exposición corneal durante el examen. Esto puede haber llevado a una
cierta variabilidad entre sujetos en la evaporación y el movimiento de la película lagrimal y podría haber inducido
algunos artefactos en la medida del espesor final del epitelio. Finalmente, el historial de lentes de contacto de los
pacientes no fye recogido y el tiempo transcurrido entre la eliminación de lentes de contacto y el examen no se registró.
Sin embargo, como dijo Haque, el adelgazamiento epitelial en el queratocono solo puede estar ligeramente influenciado
por el uso de lentes de contacto.
Conclusión
Los mapas de distribución del grosor epitelial y estromal son bastante detallados que pueden compilarse mediante el
uso de SD-OCT. Los estudios actuales demostraron que tanto el epitelio como el estroma, las distribuciones de espesor
en ojos con queratocono mostraron adelgazamiento a lo largo del hemimeridiano inferior más curvo, con el patrón más
distinto en el epitelio. Dado que el SD-OCT no tiene contacto en el procedimiento, es fácil de realizar y no es incómodo
para el paciente, tiene el potencial de convertirse en parte de la rutina de los exámenes para el diagnóstico de
queratocono temprano y para determinar la candidatura a cirugía refractiva.
Figura 1. Topografía de elevación corneal e
imágenes de OCT. Topografía de elevación corneal y
OCT, sección transversal en los meridianos más
curvos (A, C) y más planos (B, D) tomando en un ojo
con queratocono y con un ojo sano con
astigmatismo corneal alto.
Tabla 1. Espesor epitelial y estromal con queratocono y controles.
Figura 2. Mapas topográficos de grosores
promedio para ambos grupos. La escala de colores
representa el espesor en mm.
Figura 3. Comparación de la sección transversal,
meridiano más curvo y espesores promedios más
planos – meridional. Parte superior: corte transversal del
meridiano más curvo; grosores epiteliales para ojos
sanos astigmáticos y queratocónicos. Abajo: epitelio
promedio de sección transversal del meridiano más
plano; espesores para ojos sanos astigmáticos y
queratocónicos.
Figura 4. Comparación del grosor promedio del estroma
para ojos sanos astigmáticos y ojos queratocónicos.
Parte superior: corte transversal de meridiano más curvo
de espesores estromales promedio para ojos sanos
astigmáticos y ojos queratocónicos. Abajo: plano
transversal espesor estromal, meridiano más plano en
ojos sanos astigmáticos y queratocónicos.