Aberrazioni corneali e. dell ortocheratologia. vantaggi della reversibilità. In collaborazione con Società Optometrica Italiana S.OPT.I.

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1 In collaborazione con Società Optometrica Italiana S.OPT.I. ORTOCHERATOLOGIA - PARTE I Aberrazioni corneali e vantaggi della reversibilità dell ortocheratologia Silvia Di Benedetto Laureata in Ottica e Optometria presso l Università di Torino ABSTRACT Scopo. Lo scopo di questo studio riguarda l analisi delle aberrazioni corneali indotte da due trattamenti di ortocheratologia, uno decentrato e uno centrato, la reversibilità della tecnica e l influenza delle aberrazioni sulla qualità visiva soggettiva e sulla qualità di vita. Metodo. Studio retrospettivo in cui è stata analizzata la storia refrattiva e l applicazione decentrata; sospensione del trattamento e ripristino delle condizioni refrattive originarie; studio prospettico in cui sono state rilevate acuità visiva, refrazione, qualità ottica della cornea, topografia corneale, aberrazioni corneali. Nuova applicazione di ortocheratologia che risulta centrata sul centro della pupilla. È stata analizzata la qualità visiva soggettiva ed è stato somministrato un questionario per quantificare gli effetti dei trattamenti sulla qualità di vita, National Eye Institute Refractive Error Quality of Life (NEI RQL-42), composto da 13 sottoclassi calcolate con un punteggio predefinito in cui vengono calcolate l acuità visiva ad alto e basso contrasto e le aberrazioni indotte. Risultati. Il nuovo trattamento di ortocheratologia centrato sul centro della pupilla garantisce un ottima qualità visiva ma induce un aumento di aberrazioni corneali quando la pupilla aumenta il proprio diametro. A 3 mm non si riscontra un aumento di aberrazioni, rimaste uguali alle condizioni precedenti al trattamento. A 5 mm e 7 mm si ha un aumento di aberrazioni di alto ordine in cui l aberrazione sferica ha il ruolo predominante. Con il trattamento decentrato aumentano in modo significativo l aberrazione di coma e gli alti ordini, oltre a percepire immagini disturbanti con presenza di aloni attorno alle sorgenti luminose. Conclusioni. L ortocheratologia ha un notevole impatto sulla qualità della vita del paziente e fornisce un ottima condizione visiva, tuttavia causa l aumento di aberrazioni corneali che non risultano essere disturbanti se il trattamento è centrato sul centro della pupilla mentre in caso di complicanze ottiche, come il decentramento, è possibile interrompere l applicazione delle lenti notturne e rimediare. INTRODUZIONE L ortocheratologia fu proposta per la prima volta da Jessen nel 1962 [Jessen GN 1962, Jessen GN 1964], ma fu considerata di scarso interesse clinico fino agli anni 90, perché inizialmente forniva risultati modesti e poco prevedibili. La tecnica si è evoluta molto grazie all introduzione di topografi corneali, allo sviluppo di nuove geometrie di lenti e materiali per contattologia rigida ad elevata permeabilità all ossigeno che hanno aumentato il livello di sicurezza e prevedibilità della procedura permettendo l uso delle lenti a contatto durante la notte. L ortocheratologia notturna è una procedura refrattiva non chirurgica che utilizza lenti a contatto rigide gas permeabili (RGP) a geometria inversa 32 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012

2 con il compito di modificare temporaneamente il potere refrattivo corneale. È un applicazione programmata che permette al paziente di portare le lenti a contatto durante le ore di sonno e di essere libero da ausili ottici durante le ore di veglia. Questo aspetto ha permesso all ortocheratologia di diventare un importante alternativa alla chirurgia refrattiva, all uso di occhiali e alle tradizionali lenti a contatto [Reinstein DZ 2009, Rah MJ 2002, Soni PS 2004, Sorbara L 2005, Walline JJ 2004]. Le lenti ad uso ortocheratologico possono essere applicate per la correzione della miopia, dell ipermetropia e dell astigmatismo. Sebbene i procedimenti siano differenti, l ortocheratologia produce effetti simili agli interventi di chirurgia refrattiva PRK, LASEK e LASIK in cui si modifica la forma corneale a scopo rifrattivo. In caso di miopia si appiattisce la cornea centrale, mentre nell ipermetropia si incurva. Nell astigmatismo si cerca di ottenere una variazione di forma differenziata nei diversi meridiani, allo scopo di sfericalizzare la cornea centrale. Solitamente dopo un trattamento miopico si ottiene un profilo della cornea oblato, mentre dopo un trattamento ipermetropico si ottiene un profilo corneale iperprolato. Le convenzionali procedure di chirurgia refrattiva fotoablativa o incisionale migliorano in modo consistente gli errori refrattivi di basso ordine (defocus e astigmatismo regolare) ma solitamente producono aberrazioni corneali d ordine più elevato non presenti prima dell operazione [Calossi A 2000, Seiler T 2000, Hong X 2000, Oshika T 1999, Ninomiya S 2003, Marcos S 2001 A, Marcos S 2001 B]. Usualmente si ha solo l aumento di aberrazione sferica ma in caso di complicanze, tra cui i decentramenti, compaiono aberrazioni più invalidanti come il coma ed altre aberrazioni d ordine elevato [Lackner B 2003]. L ortocheratologia, a sua volta, causa un aumento di aberrazioni corneali e oculari di alto ordine [Hiraoka T 2005, Berntsen DA 2005, Joslin CE 2003 El Hage 2007]. A parità di trattamento, solitamente nell ortocheratologia aumenta maggiormente l aberrazione sferica rispetto alla chirurgia rifrattiva fotoablativa, data la possibilità di ottenere zone ottiche più ampie [Goldstone RN 2009]. Con l ortocheratologia la variazione diottrica ottenuta mettendo le lenti notturne è temporanea, per questo motivo è indispensabile applicare lenti di mantenimento per conservare i benefici del trattamento. Data la reversibilità, in caso di complicanze ottiche, la sospensione delle lenti notturne permette di tornare alle condizioni precedenti al trattamento, contrariamente alla chirurgia refrattiva in cui il modellamento corneale è irreversibile [Nichols JJ 2000; Rah MJ 2002; Cheung S-W 2004]. In questo lavoro abbiamo valutato gli esiti di un trattamento di ortocheratologia decentrato, l interruzione per ripristinare una condizione di base e la ripresa dell applicazione con un altra tipologia di lente ad uso ortocheratologico. Abbiamo misurato le aberrazioni corneali indotte dai due trattamenti, la loro influenza sulla qualità soggettiva della visione ed il loro effetto sulla qualità della vita. METODO Per valutare gli aspetti dichiarati precedentemente sono stati effettuati i seguenti esami: l esame in lampada a fessura; la topografia corneale, con il topografo EyeTop 2005 (CSO, Firenze), per valutare la forma corneale durante il primo trattamento di ortocheratologia, durante la sospensione delle lenti notturne in cui si è permesso il ripristino delle condizioni refrattive precedenti al trattamento e durante la seconda applicazione delle lenti ad uso ortocheratologico. È stata rilevata l acuità visiva naturale senza correzione (UCVA) e con la miglior correzione (BCVA) in condizioni di illuminamento dell ambiente pari a 10 lux e luminanza dello sfondo pari a 180cd/m 2, mantenuti sempre costanti, la refrazione manifesta e la cheratometria; è stata valutata la qualità ottica della cornea utilizzando come riferimento gli indici cheratorefrattivi Calossi-Vinciguera. Per valutare le aberrazioni corneali, rilevate tramite il topografo EyeTop, ci siamo serviti dell analisi del fronte d onda di Zernike. Ispirandoci al lavoro condotto da Hiraoka, è stata analizzata attraverso una scala analogica la soddisfazione soggettiva relativa alla qualità visiva del paziente, durante i tre periodi sopra elencati [Hiraoka 2009 B]. In PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO

3 Nonostante la complicanza del decentramento la qualità visiva durante le ore diurne era soddisfacente, infatti l acuità visiva risultava essere di 0,05 logmar (9/10) in monoculare per entrambe gli occhi e di 0,00 logmar (10/10) in binoculare; la sera la visione non era confortevole a seguito di aloni e immagini fantasma che rendevano la qualità visiva scadente. Nell arco dei quattro anni sono seguite sostituzioni a ricambio annuale delle lenti a contatto ad uso ortocheratologico in cui veniva sospeso il trattamento per un mese e si permetteva alla cornea di tornare alle condizioni iniziali. L interruzione serviva a ricalcolare i parametri delle lenti a contatto notturne per poter garantire il miglior trattamento possibile. Sono riassunte in Tabella 2 le aberrazioni corneali indotte dal trattamento decentrato. Il 1 agosto 2009 ho interrotto il trattamento facendo ripristinare le condizioni corneali precedenti all applicazione decentrata, portando occhiali e in alcune occasioni lenti a contatto morbide disposable. Le strade possibili da intraprendere riguardavano la sospensione definitiva delle lenti per ortocheratologia oppure migliorare la resa del trattamento provando un altra geometria di lenti notturne. Si è scelta la seconda opportunità e a ottobre 2009 sono stati effettuati i seguenti esami: Refrazione ed acuità visiva naturale e corretta; esame in lampada a fessura per verificare che la fisiologia oculare fosse in buone condizioni, indispenultima analisi abbiamo valutato l influenza della visione sulla qualità di vita attraverso il questionario National Eye Institute Refractive Quality of Life (NEI-RQL), composto da 42 domande e sviluppato per analizzare gli effetti delle correzioni ottiche sulla qualità di vita [Berry S 2003, Berntsen 2006]. La validità di questo strumento è usata per comparare diversi metodi refrattivi, inclusa la chirurgia refrattiva [McDonnell PJ 2003,Nichols JJ 2003, Hays RD 2003]. CASE REPORT La discussione di questa tesi si basa sulla descrizione del mio caso. Sono diventata miope in entrambi gli occhi all età di 11 anni, per un anno corretta con occhiali. Quindi, ho portato lenti rigide gas permeabili (RGP) dall età di 12 anni fino ai 18 anni. Durante questo periodo, non si sono mai verificate reazioni avverse significative. A Luglio 2005, all età di 18 anni, ho interrotto il porto diurno delle RGP e ho iniziato a portare le lenti notturne ad uso ortocheratologico dato l aumento miopico che si era verificato. Età OD OS Lenti a contatto 11 anni -2,25-0,50 ax 20-2,25-0,50 ax 180 occhiali 12 anni -2,75-0,50 ax 20-2,75-0,50 ax 180 RGP convenzionali 16 anni -3,25-0,75 ax 20-3,25-0,75 ax 180 RGP convenzionali 18 anni -4,25-0,75 ax 180-4,25-1,25 ax 180 OK notturna 19 anni -3,75-1,00 ax 180-3,75-0,75 ax 180 OK notturna 20 anni -3,75-0,75 ax 180-3,75-0,75 ax 180 OK notturna 21 anni -3,75-0,75 ax 170-3,75-0,75 ax 180 OK notturna Tabella 1. Progressione miopica dall età di 11 anni a 21 anni. Le prime lenti per ortocheratologia che mi sono state applicate erano in materiale Boston XO (hexafocon A, Polymer Technology Corp.), con permeabilità all ossigeno (Dk) di 100*10-11 (cm 2 /s) (ml O2/ml*mm Hg) e geometria inversa HortoOne custom (Horus) i primi tre anni e Horus S3 il quarto anno. Alla prima applicazione le lenti risultavano centrate sulla cornea ma dopo il porto notturno risultavano decentrate e il trattamento era anch esso decentrato. Questa condizione si è mantenuta costante per i quattro anni in cui ho portato le lenti notturne descritte sopra. Il decentramento è visibile dalle topografie con mappa istantanea e scala assoluta e dalle immagini fluoroscopiche in figura 1 e 2. Figura 1. Topografi e relative al primo trattamento decentrato. Figura 2. Immagini fl uoroscopiche delle lenti decentrate 34 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012

4 1 Trattamento Sospensione 2 Trattamento UCVA 0,00 logmar (10/10) 1,10 logmar (0,8/10) -0,24 logmar (16 +2 /10) Rx -0,50-0,50 ax 145-4,25-0,75 ax 175 plano K1 8,28mm ax 141 7,84 mm ax 1 8,46mm ax 7 K2 7,85mm ax 51 7,64mm ax 91 8,21mm ax 97 Pot Pupill medio 41,32 D 43,67, D 40,07 D Asfericità p 2,68 0,74 2,68 LSA 4,20 D 0,57 D 3,86 D Tabella 2. Dati relativi alle tre condizioni analizzate, 1 trattamento decentrato, sospensione delle lenti notturne e 2 trattamento di ortocheratologia centrato sul centro della pupilla. È riportata l acuità visiva senza correzione per permettere un immediato confronto delle tre situazioni analizzate. Sono riportate le aberrazioni corneali a 3, 5 e 7 mm. Irreg Curvat (SD) 4,99 D 0,37 D 1,45 D SAI Asimmetria 3,87 D 0,22 D 0,20 D RMS Totale 3 mm 1,37 μm 0,32 μm 0,34 μm RMS astigmatismo 3 mm 0,61 μm 0,30 μm 0,27 μm RMS Ab. Sferica 3 mm -0,20 μm 0,00 μm -0,01 μm LSA 3 mm 4,82 D 0,06 D 0,28 D RMS coma 3 mm 0,54 μm 0,04 μm 0,03 μm RMS alti ordini 3 mm 0,27 μm 0,07 μm 0,07 μm RMS Totale 5 mm 5,78 μm 0,85 μm 1,43 μm RMS astigmatismo 5 mm 2,02 μm 0,76 μm 0,90 μm RMS Ab. Sferica 5 mm -0,76 μm -0,10 μm -0,63 μm LSA 5 mm 6,55 D 0,88 D 5,40 μm RMS coma 5mm 2,01 μm 0,19 μm 0,45 μm RMS alti ordini 5 mm 0,74 μm 0,12 μm 0,35 μm RMS Totale 7 mm 9,58 μm 1,66 μm 5,04 μm RMS Astigmatismo 7 mm 2,06 μm 1,26 μm 1,80 μm RMS Ab Sferica 7 mm -0,49 μm -0,27 μm -2,28 μm LSA 7 mm 2,14 D 1,20 D 10,01 D RMS coma 7 mm 1,49 μm 0,44 μm 1,46 μm RMS alti ordini 7 mm 2,31 μm 0,19 μm 0,61 μm verificare che non ci fossero ulteriori cambiamenti di refrazione e di topografia corneale. Dopo aver superato gli esami preliminari, ho ricominciato il trattamento ortocheratologico con lenti Esa Ortho-6 (TS-New Optical). Le lenti sono in materiale Boston XO (hexafocon A, Polymer Technology Corp.), un copolimero alifatico di fluoro silossano metacrilato con permeabilità all ossigeno (Dk) di 100*10-11 (cm 2 /s) (ml O2/ml*mm Hg). La lente destra è caratterizzata da una curva base nominale di 7,80 mm, il diametro della zona ottica interna è di 5,80 mm, il diametro totale è di 11,20 mm, il potere frontale di +0,50 D ed effetto corretsabile prima di applicare lenti per porto notturno, dove sono state controllate le condizioni corneali, la lacrimazione che risulta essere appena sufficiente, lo stato di congiuntiva e sclera. L esame in fluoresceina mostrava una lieve colorazione epiteliale nel quadrante corneale inferiore riconducibile alle condizioni lacrimali. Non erano presenti altri segni significativi. Sono state acquisite le topografie corneali con il topografo Eye Top 2005 (CSO, Firenze) per appurare che non ci fossero segni del trattamento precedente e la cornea fosse tornata alla forma originaria. Gli stessi esami sono stati ripetuti dopo 15 giorni per 36 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012

5 tivo di 4,25 D. La lente sinistra è caratterizzata da una curva base nominale di 7,65 mm, il diametro della zona ottica interna è di 5,80 mm, il diametro totale è di 11,20 mm, il potere frontale di +0,75 D ed effetto correttivo di -4,75 D. Le lenti sono composte da 6 curve: una zona ottica che determina la forma assunta dalla cornea dopo l azione di modellamento corneale, una zona di inversione, una zona di invito per facilitare la dinamica del flusso lacrimale e la ridistribuzione del tessuto epiteliale, una zona di allineamento che garantisce stabilità alla lente e ne determina il corretto centraggio sulla cornea, una zona di disimpegno periferica formata da due curve per permettere un adeguato ricambio lacrimale sotto la lente. ESAMI DOPO LA SOSPENSIONE DEL PRIMO TRATTAMENTO Prima di iniziare il nuovo trattamento, l acuità visiva naturale è stata misurata con il Vision Chart (CSO, Firenze) e risultava essere di 0,8/10 per entrambi gli occhi. La refrazione per l occhio destro era di -4,25-0,75 x180 con acuità visiva di 16/10+2; per l occhio sinistro era -4,25-1,25 x 175 con acuità visiva di 16/10. I valori cheratometrici erano 7,84 x 1 / 7,64 x 91 per l occhio destro e per l occhio sinistro 7,79 x 3 / 7,57 x 93. La topografia corneale metteva in evidenza un andamento regolare delle cornea con una lieve toricità secondo regola in entrambe gli occhi che risultava essere per l occhio destro di 1,15 D e per l occhio sinistro di 1,25 D come mostrato in Figura 3. Figura 3. Topografi e corneali relative al periodo di sospensione delle lenti notturne. Gli indici cheratorefrattivi (Calossi, Vinciguerra), presenti nel programma del topografo EyeTop 2005 dopo la sospensione del trattamento mostravano valori di normalità. Le aberrazioni corneali presenti dopo aver sospeso le lenti sono visibili nelle mappe aberrometriche di figura 4 e sono riassunte in tabella 2. L analisi pupillografica nelle diverse condizioni di luce mostrava diametri pupillari che si estendevano da 3 a 7 mm in entrambi gli occhi. Figura 4. Mappe aberrometriche corneali relative al periodo di sospensione delle lenti notturne riportate per le tre condizioni pupillari Figura 5. Topografi e corneali relative al periodo di sospensione delle lenti notturne. RISULTATI In Tabella 2 sono riassunte le condizioni refrattive e lo stato aberrometrico presenti nelle tre fasi da noi analizzate: il primo trattamento di ortocheratologia decentrato, la sospensione delle lenti in cui presumiamo si siano ristabilite le condizioni refrattive uguali all età di 18 anni e le conseguenti variazioni dopo due mesi di porto di lenti per ortocheratologia con applicazione centrata sulla pupilla. Le topografie corneali che mostrano il cambiamento ottenuto sono visibili in figura 5. La topografia corneale mostra una significativa riduzione del potere corneale all apice e un cambiamento nelle letture cheratometriche rispetto alle condizioni iniziali precendenti al trattamento. Il potere pupillare medio è un parametro utile a definire la curvatura media centrale di cornee che hanno subìto un intervento di chirurgia refrattiva o come in questo caso un trattamento ortocheratologico. L asfericità media di un area della cornea di 4,5 mm, centrata sul centro della pupilla, è utile ad indicare quanto la zona ottica della cornea sia prolata oppure oblata. A seguito dell ortocheratologia l equivalente sferico è notevolmente diminuito, nel Grafico 1 sono riportate le condizioni refrattive presenti alla mattina e alla sera. È da notare che dopo la prima settimana dall inizio del nuovo trattamento l equivalente sferico tende all emmetropia sia alla mattina che alla sera, mentre per i primi sei giorni si osserva una lieve regressione. 38 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012

6 Grafico 1. Dati relativi alla variazione dell equivalente sferico in funzione del 1 trattamento notturno, del porto di occhiali durante il periodo di sospensione delle lenti e dopo il 2 trattamento notturno. Grafico 3. Dati relative alla BCVA nei tre periodi analizzati, 1 trattamento decentrato, sospensione dale lenti notturne e 2 trattamento. Grafico 2. Dati relativi all acuità visiva senza correzione riferiti ai tre periodi analizzati, 1 trattamento, sospensione dalla lenti notturne e 2 trattamento. Grafico 4. Dati relativi alla variazione di tre parametri corneali, l aberrazione sferica longitudinale, l irregolarità di curvatura e l indice di asimmetria riferiti al 1 trattamento notturno, al periodo di sospensione delle lenti a contatto e al 2 periodo di trattamento notturno. 40 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012

7 L aberrazione sferica longitudinale (LSA), riguardante un area della cornea di 4,5 mm, è anch essa centrata sulla pupilla e rappresenta la differenza tra il potere marginale e quello parassiale. L irregolarità di curvatura riguarda la deviazione standard delle curvature istantanee rispetto a una superficie asferica ed è calcolata per un area di cornea del diametro di 4,5 mm, centrata sul centro pupillare. L indice di asimmetria (SAI) rappresenta l asimmetria di una superficie dell area di cornea del diametro di 4,5 mm, centrata sul centro della pupilla. Per una cornea con zona ottica simmetrica il valore SAI è uguale a zero, mentre in presenza di irregolarità, la curvatura istantanea dell emisfero più piatto viene rappresentata in blu e in rosso viene indicata la curvatura istantanea dell emisfero corneale più curvo [Calossi A 2000]. Analizzando i due grafici relativi alla mattina e alla sera si può notare che con un trattamento decentrato i tre valori in questione, aberrazione sferica longitudinale, irregolarità di curvatura e indice di asimmetria sono aumentati. Permettendo alla cornea di tornare alle condizioni iniziali, interrompendo quindi l uso delle prime lenti notturne, si nota una diminuzione dei valori. In presenza del trattamento centrato è possibile notare l aumento significativo di aberrazione sferica e un leggero aumento, rispetto alle condizioni iniziali, dell irregolarità di curvatura. L indice di asimmetria si mantiene uguale ai valori precedenti al trattamento. In Figura 6 è possibile notare le differenze topografiche dei due trattamenti di ortocheratologia analizzati. In Figura 7 sono mostrate le immagini fluoroscopiche delle relative lenti. Figura 6. Topografi e corneali a confronto. A sinistra si può vedere il trattamento decentrato e a destra il trattamento centrato sul centro della pupilla. Figura 7. Immagini fl uoroscopiche relative alle due tipologie di lenti notturne. A sinistra è visibile la lente a contatto decentrata nasalmente, a destra la lente centrata da cui si ottiene il trattamento centrato. 42 PROFESSIONAL OPTOMETRY FEBBRAIO 2012