Tomografia a coerenza ottica e immagini fluoroscopiche a confronto nell’adattamento di lenti RGP in pazienti affetti da cheratocono

Francesco Lorè
Optometrista e Ottico presso Studio Eoos Technology e Specialist Vita Research

Abstract
Il cheratocono è una patologia della cornea. Tale patologia, quasi sempre bilaterale, insorge solitamente nell’età giovanile ed assume un carattere degenerativo-distrofico infiammatorio (Lema I, et al, 2009), caratterizzata da un progressivo assottigliamento e sfiancamento della parte centrale, assumendo la caratteristica forma conica (McMonnies, 2009).
La qualità della visione viene fortemente compromessa a causa dell’ectasia che determina un astigmatismo irregolare.
Il decadere della performance visiva, nei pazienti con cheratocono, è imputabile essenzialmente alla presenza di aberrazioni di basso e alto ordine le quali, se in eccedenza, deprimono la qualità delle immagini. Il paziente è spinto inizialmente a sostituire occhiali di diverso tipo più o meno soddisfacenti, il più delle volte poco efficaci nel garantire una buona visione, passerà poi alle lenti a contatto (morbide, rigide gas permeabili, gemellate, ibride, sclerali) ottenendo il più delle volte un buon visus ed un discreto comfort. Tra le diverse tipologie di lenti a contatto la rigida gas permeabile (Lac RGP) in questo tipo di patologia è sicuramente la più diffusa. Essa rappresenta, attualmente, uno degli strumenti in grado di controllare le aberrazioni di basso ordine come il defocus e ridurre, contemporaneamente, in modo significativo quelle di alto ordine come la coma e l’aberrazione sferica longitudinale; la Lac RGP, riesce a compensarle in buona parte, grazie alla superficie interna sferica che si adatta sulla cornea irregolare creando un menisco lacrimale che regolarizza tutto il sistema. Nel 1938 Theodoro Obrig (New York) introduce l’uso della fluoresceina per il controllo della prima lente sclerale in PMMA. Da allora, la ricerca del migliore adattamento della Lac RGP è ancora fortemente legata all’uso delle immagini fluoroscopiche e solo da alcuni anni alla elaborazione teorica che grazie ad alcuni software ci mostrano la clearance fluoresceinica. Lo scopo del lavoro sarà quello di valutare l’applicazione delle lenti rigide gas permeabili (RGP) nei pazienti affetti da cheratocono, utilizzando e mettendo a confronto la clearance fluoroscopica, la tomografia a coerenza ottica (SD-OCT) misurando lo spessore periferico del film lacrimale (AEC) e un questionario di gradimento (Amal M. Elbendary, et al, 2013).
Il Cheratocono
Il cheratocono è una patologia della cornea a carattere degenerativo-distrofico infiammatorio, caratterizzata da un suo progressivo assottigliamento e sfiancamento della parte centrale (Fig. 1-2).
L’ectasia causa un astigmatismo irregolare tale da compromettere fortemente la qualità della visione (Rabinowitz, 1998).
Il quadro clinico del cheratocono fu descritto nel 1729 da Duddel; dopo cento anni Adams consigliava l’estrazione del cristallino per curare il cheratocono, mentre Wabe proponeva delle paracentesi ripetute associate a cure compressive.
Bisogna arrivare al 1888 epoca in cui Kalt proponeva la correzione ottica con vetri a contatto e Elsching nel 1930, la cheratoplastica.

Videocheratografia
Tecnologie topografiche
Il principio della topografia è basto sulla riflessione di anelli concentrici luminosi sulla cornea.
Le variazioni di curvatura e dell’astigmatismo sono rappresentati come un’asimmetria dei pattern cheratografici. L’evoluzione topografica è stata guidata dalla diffusione della chirurgia rifrattiva e dalla domanda di una maggiore precisione.
Le nuove tecnologie rispondono bene alla domanda di maggior precisione di analisi, soprattutto nelle cornee complesse.
I vari sistemi comprendono le immagini del disco di Placido, la topografia tridimensionale, la topografia a scansione, le immagini Scheimpflug, gli ultrasuoni e i sistemi interferometrici.
Indici topografici per lo screening e il follow-up del cheratocono
Le più moderne tecniche di videocheratografia computerizzata permettono di analizzare la cornea e la sua qualità ottica attraverso alcuni indici, chiamati anche indici cheratorefrattivi, che in modo semplice definiscono numericamente quanto la cornea analizzata si discosta da una cornea ideale di riferimento (Fig. 3).
OCT Tomografia a coerenza ottica
La tomografia a coerenza ottica o Tomografia ottica a radiazione coerente (OCT) si basa sul principio dell’interferometria.
L’esperimento più noto nel quale si utilizzò l’interferometro fu quello di Michelson e Morley nel 1887 (Fig. 4-5).
Una figura di interferenza è ottenuta suddividendo, indirizzando su percorsi diversi e facendo convergere nuovamente un fascio di fotoni. I due percorsi devono avere lunghezze differenti, o avvenire in materiali diversi, in modo che sia notevole uno sfasamento nel cammino ottico dei due fasci suddivisi.
In fisica l’interferometria è un metodo di misura che sfrutta le interferenze fra più onde coerenti fra loro, utilizzando degli strumenti detti interferometri, permettendo di eseguire misurazioni di lunghezze d’onda, di distanze e di spostamenti dello stesso ordine di grandezza della lunghezza d’onda utilizzata. L’OCT è una tecnica diagnostica che fornisce immagini in vivo della cornea (Fig. 6), della retina e del nervo ottico ad altissima risoluzione assiale.
Utile per la diagnosi ed il follow-up di numerose patologie corneali, retiniche, nella diagnosi preoperatoria, e nel follow-up postoperatorio. L’OCT è un esame semplice, rapido, affidabile altamente riproducibile non a contatto e assolutamente non invasivo, generalmente non è necessario l’impiego di midriatici. Trattandosi di un esame digitalizzato consente di mettere a confronto gli esami eseguiti nel tempo dal paziente, fornendo delle mappe differenziali (Fig. 7).
La biomicroscopia e il concetto di clearance delle lenti a contatto RGP.
I parametri geometrici di una lente a contatto rigida gas permeabile (Lac RGP) devono essere conformati quanto più possibile alla morfologia corneale in esame, alla giusta correzione dell’ametropia e al raggiungimento delle migliori performance visive. Nella superficie anteriore di una Lac, troviamo la zona ottica utile alla compensazione del potere, mentre il design interno condizionerà l’allineamento della stessa sulla superficie corneale. L’adattamento e il comfort sono sicuramente i fattori legati in modo indissolubile ai parametri della superficie posteriore.
La faccia posteriore
La faccia posteriore di una lente RGP può essere suddivisa in due zone, distinte per la funzione che svolgono: una centrale, la zona ottica, che determina l’allineamento sulla cornea e l’area portante della lente ed una zona periferica di disimpegno, le flange, sollevata dalla cornea per un adeguato ricambio lacrimale (Fig. 8). La transizione fra la zona centrale e quella periferica può essere più o meno brusca a seconda della geometria della lente.
Per evitare erosioni epiteliali è comunque necessario un blend fra zona ottica e flange (Calossi A, 2002 ).
La zona ottica
Concetto di Clearance e Tear Layer Thickness (TLT)
Nelle geometrie RGP tradizionali la curvatura e il diametro della zona ottica determinano le zone di appoggio e di sollevamento della lente sulla cornea. Poiché lo spazio che si forma fra la lente e la cornea si riempie di lacrime, la distanza fra la superficie posteriore della lente e quella anteriore della cornea può essere rappresentata dal profilo dello spessore del film lacrimale sotto la lente.
Questo spessore viene solitamente denominato in senso generico con il termine inglese clearance ed è espresso in micron. Il clearance centrale viene definito con l’acronimo TLT (dall’inglese Tear Layer Thickness) (Fig. 9). Secondo le diverse filosofie applicative, una lente può essere a sollevamento apicale, ad allineamento apicale o ad appoggio apicale.
Le flange
Concetto di Axial Edge Lift (AEL) e di Axial Edge Clearance (AEC)
Da un punto di vista fisiologico il successo di un’applicazione dipende da un gran numero di fattori, ma principalmente dalla possibilità che ha il fluido lacrimale sotto la lente di essere ricambiato durante l’ammiccamento. Questo ricambio è necessario da una parte per portare nuovo liquido lacrimale allo scopo di ossigenare la cornea e dall’altra per portare via i detriti ed i residui metabolici di superficie che si formano sotto la lente.
Il sollevamento del bordo ha anche altre funzioni: impedisce l’adesione della lente, impedisce una pressione del bordo della lente con conseguente rischio di insulto corneale, aiuta a rimuovere la lente mediante la tensione delle palpebre.
Il parametro geometrico che indica l’apertura delle flange rispetto alla zona ottica è detto sollevamento assiale al bordo (AEL, dall’inglese Axial Edge Lift) e rappresenta, in millimetri, di quanto le curve periferiche si sollevano rispetto al prolungamento della zona ottica (Fig. 10).
L’AEL è solo un parametro costruttivo che non indica esattamente quanto è il sollevamento effettivo del bordo della lente sulla cornea. La misura che indica il sollevamento sulla cornea è il clearance al bordo, che può essere inteso sia in direzione assiale (AEC, Axial Edge Clearance) che in direzione radiale (REC, Radial Edge Clearance) Townsley, 1970 è stato probabilmente il primo a suggerire di definire l’applicazione di una lente a contatto in termini di clearance apicale (TLT) e di clearance al bordo (AEC) e a riportare per una buona applicazione questi due valori che devono essere ottimali.
Il clearance ottimale
I livelli di clearance ottimali dipendono dalla geometria della lente, dai diametri, dalla permeabilità all’ossigeno, dalle caratteristiche di flessione del materiale e dalla filosofia applicativa. In linea generale, con la maggior parte delle geometrie e dei materiali attuali si ottengono buoni risultati con un TLT di 5-10 µm, un appoggio sul meridiano orizzontale nella zona di transizione fra la zona ottica e quella periferica ed un clearance al bordo di 70-80 µm. Sul meridiano verticale è utile un clearance di 20-40 µm nella zona di transizione e di 90-110 µm al bordo. Questo tipo di appoggio permette alla lente di sollevarsi al centro quel tanto che basta per non interferire con la zona ottica della cornea ed evitarne sfregamenti e deformazioni.
Qualità di vita dei pazienti con cheratocono
Qualunque trattamento del cheratocono venga messo in atto, l’obiettivo principale è quello di migliorare l’acuità visiva (Lupelli et al, 1998). Un’altra scoperta dello studio CLEK è stata che la qualità di vita correlata alla visione col tempo cambiava maggiormente rispetto a quanto indicato dalla funzione visiva misurabil. Zadnik e coll hanno somministrato il questionario “The National Eye Institute-Visual Function Questionnaire” (NEI-VFQ) a 1166 dei pazienti iscritti al protocollo CLEK per sette anni consecutivi, in modo da esaminare le relazioni tra i cambiamenti delle variabili cliniche e demografiche e i cambiamenti nei punteggi dei loro NEI-VFQ.
Lo studio ha dimostrato che i pazienti affetti da cheratocono con un’acuità visiva di 5/10 o maggiore, presentavano una qualità di vita correlata alla visione paragonabile a quella dei pazienti affetti da degenerazione maculare associata all’età (AMD) clinicamente più grave. C’era un’associazione statisticamente significativa tra i punteggi NEI-VFQ più bassi e il peggioramento delle acuità visive meglio corrette, nonché un aumento della curvatura corneale. Il principale scopo del centro studi CLEK era quello di individuare un protocollo standardizzato per l’applicazione sul cheratocono esaminando l’evoluzione naturale del quadro clinico e verificando se la presenza di un vuoto apicale era preferibile al contatto per prevenire la formazione di cicatrici (Fig. 11).
Lenti a contatto RGP
Dato che una cornea affetta da cheratocono presenta mediamente dei raggi di curvatura molto piccoli (in funzione dello stadio) che aumentano rapidamente verso la periferia, è raro che si riesca a raggiungere una corneoconformità fra lente e cornea, si deve cercare di ottenere un appoggio abbastanza ampio e di caricare il minor “peso” possibile sull’apice. Il BPR e il BPZD devono essere necessariamente sollevati per garantire il ricambio lacrimale sotto la lente e una sufficiente mobilità della stessa. Quanto più avanzato è il cheratocono, tanto più la lente inevitabilmente toccherà in modo più marcato la zona apicale. L’utilizzazione di tale tecnica di applicazione è da evitare quando il cheratocono presente un apice decentrato in basso (Lupelli et al, 1998).
Tecnica dello spazio apicale
Poiché un consistente appoggio apicale può favorire lo sviluppo di cambiamenti e cicatrici apicali, Korb e coll nel 1982 hanno proposto di applicare la lente corneale con una superficie posteriore più curva dell’usuale in modo tale da evitare il contatto con l’apice corneale.
Sia il TD (intorno a 8,00 mm) che il BOZD (intorno a 5,80 mm) hanno un’estensione ridotta.
Nel 1995, la tecnica dello spazio apicale (clearance apicale) è stata adottata in uno degli studi più accreditati a livello internazionale, il protocollo CLEK (The Collaborative Longitudinal Evaluation in Keratoconus).
Come è stato attuato il protocollo CLEK nella fase sperimentale: per determinare la prima lente che definisce la clearance apicale, si inizia ad usare la lente del set con il BOZR equivalente al parametro più curvo della cornea.
La seconda fase è rappresentata dalla visualizzazione della pattern fluoresceinica.
Se il pattern fluoresceinico è stretto (Fig. 12) allora la lente successiva da applicare sarà più piatta (Fig. 13) fino a quando si vedrà il primo tocco apicale (Fig. 14), dopodiché si applicherà la precedente lente più curva.
Se il pattern fluoresceinico è piatto si provvederà ad applicare una nuova lente di prova più stretta, questa procedura si ripete fin quando si definisce la prima lente con clearance apicale.
Quindi il punto cruciale della procedura con il set di prova è determinare la prima lente più piatta che mostra la clearance fluoresceinica apicale.
Il BOZR di questa lente si definisce “FIRST DEFINITIVE APICAL CLEARANCE LENS”.
Indagine clinica personale
L’uso della fluoresceina per il controllo della prima lente sclerale in PMMA risale al 1938.
Da allora, la ricerca del migliore adattamento della Lac RGP è ancora fortemente legata all’uso delle immagini fluoroscopiche e solo da alcuni anni alla elaborazione teorica che grazie ad alcuni software ci mostrano la clearance fluoresceinica.
Lo scopo del lavoro sarà quello di valutare l’applicazione delle lenti RGP nei pazienti affetti da cheratocono, utilizzando e mettendo a confronto il clearance fluoroscopico, la tomografia a coerenza ottica (SD-OCT) e un questionario di gradimento.
Case series
Lo studio è stato condotto su 8 pazienti (quattro femmine e quattro maschi) età compresa dai 19 ai 26 anni con cheratocono al secondo stadio (classificazione ABCD grading system
A= Anterior Surface, B= Back Surface, C= Corneal Thickness, D= Distance visual acuity).
Le immagini fluoroscopiche con Lac RGP tetracurve per cheratocono (Paragon HDS, 40 x 10 -11) sono state acquisite con lampada a fessura a led Elite 9900 (CSO) e le immagini interferometriche sono state acquisite dalla SD-OCT iVue (Opto Vue, Freemont, USA). Si inserisce uno speciale obiettivo per la messa a fuoco ideale sulla cornea chiamato CAM. In base ai valori videocheratografici si sono ricavate le parametrie (BOZR, BPR e TD) delle Lac RGP adottando il metodo CLEK. Dopo l’inserimento della Lac si instilla fluoresceina sodica, con l’ausilio della lampada a fessura a 10X e 16X, la pattern fluoresceinica fino al raggiungimento del miglior quadro fluoroscopico. Il BOZR che è stato scelto, è quello più lungo che ha consentito di evidenziare la prima immagine fluoresceinica a distacco apicale-FDACL (Edrington, et al., 1996).
Le misurazioni sono state eseguite tre volte per ogni soggetto e a ogni soggetto è stato dato almeno un periodo di riposo di almeno 10 minuti tra una misurazione e l’altra.
Le misurazioni sono state prese manualmente, utilizzando un calibro controllato dal computer incorporato nell’analizzatore del software.
Le misure sono state prese direttamente perpendicolari alla parte della superficie posteriore del bordo della lente (AEC) a “ore 3” e a “ore 9” e la superficie anteriore della cornea su una superficie di 6 x 6 mm.
La misura del Tears Layer Thickness (TLT) centrale è stata trascurata in quanto, la misura del clearance risultava < 5µ e la sua variazione in relazione alla tecnica applicativa non determinava differenze in termini di comfort.
Il comfort soggettivo è stato valutato tramite la somministrazione di un questionario che prevede la gradazione su scala “1 – 5”, dove il punteggio più alto indica maggior livello di comfort (Ruston, 2010).
L’esame al biomicroscopico è stato svolto con e senza la lente a contatto RGP.
Il pattern floresceinico è stato utilizzato per determinare il miglior protocollo di applicazione, se ideale (tre punti di sfioramento), stretta (sollevamento apicale) o piatta (uno schiacciamento importante della zona centrale).
Risultati
I valori stimati dell’AEC sono risultati essere 99,31 ± 0,65μ per l’applicazione ideale, 63,38 ± 2,10μ per l’applicazione stretta, 127,75 ± 0,27μ per l’applicazione piatta.
Il comfort soggettivo è risultato essere 4,00 ± 0,76 per l’applicazione ideale, 2,13 ± 0,64 per l’applicazione stretta e 3,38 ± 0,52 per l’applicazione piatta.
Discussione e conclusioni
Ad oggi la valutazione del clearance viene fatta in modo qualitativo istillando fluoresceina ed illuminando la lente con una lampada di Burton o con la lampada a fessura con luce blu cobalto.
In quest’ultimo caso l’aggiunta di un filtro di sbarramento giallo davanti all’obbiettivo del microscopio aiuta ad apprezzare meglio l’immagine fluoroscopica.
Maggiore è lo spessore del film lacrimale, maggiore è la fluorescenza che ne deriva.
Questo metodo non permette una misura diretta del clearance, ma un occhio esperto è in grado di apprezzare con sufficiente precisione la qualità dell’applicazione e del ricambio lacrimale.
Molteplici applicazioni ed anni di esperienza insegnano quando gli spessori lacrimali sono adeguati o quando l’applicazione deve essere modificata.
Questa interpretazione qualitativa in auge da circa ottanta anni, attualmente, può essere osservata e rielaborata con metodiche strumentali di alta tecnologia come il Tomografo a Coerenza Ottica.
In definitiva, la SD-OCT è considerata una tecnica di indagine non invasiva e non a contatto in grado di fornire un’immagine ad alta risoluzione e di misurare e quantificare con estrema precisione lo spessore del film lacrimale post lente nei pazienti affetti da cheratocono ai quali vengono adattate Lac RGP con differenti approcci applicativi.
In questo studio si è evidenziato inoltre che la variazione altimetrica dell’AEC è direttamente correlabile al comfort soggettivo.
Infatti i parametri geometrici di una lente a contatto rigida gas permeabile (Lac RGP) devono essere conformati quanto più possibile alla morfologia corneale in esame, alla giusta correzione dell’ametropia e al raggiungimento delle migliori performance visive.
I dati emersi andranno analizzati sicuramente nell’ambito di casistiche più allargate, che sicuramente forniranno ulteriori utili indicazioni a garanzia della qualità del servizio che un paziente deve sempre ricevere.
Durante lo svolgimento di questo lavoro sperimentale è stato possibile constatare che pianificare e personalizzare le Lac RGP, contribuisce ad ottenere un grande vantaggio a livello funzionale, visivo e di comfort, senza tralasciare l’aspetto umano e sociale, in quanto, generalmente i soggetti affetti da cheratocono sono giovani pazienti che in assenza di compensazione ottica mostrano delle gravi minorazioni visive tanto da renderli il più delle volte suvedenti (Fig. 15-16-17-18).

Editor Andrea Altieri Optometrista (BSc Optom)
Articolo a cura di Sopti Società Optometrica Italiana
Bibliografia disponibile sul sito www.sopti.it