CALCOLO DELLA LENTE INTRAOCULARE DOPO CHIRURGIA REFRATTIVA E SCELTA DELLA LENTE TORICA PER LA CORREZIONE DELL ASTIGMATISMO CORNEALE

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1 CALCOLO DELLA LENTE INTRAOCULARE DOPO CHIRURGIA REFRATTIVA E SCELTA DELLA LENTE TORICA PER LA CORREZIONE DELL ASTIGMATISMO CORNEALE Giacomo Savini Michele Carbonelli Piero Barboni Studio Oculistico d Azeglio - Bologna

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4 PERCHE IL CALCOLO DELLA IOL E INACCURATO DOPO CHIRURGIA REFRATTIVA CORNEALE Giacomo Savini Studio Oculistico d Azeglio - Bologna

5 3 PRINCIPALI FONTI DI ERRORE Errore dell indice cheratometrico Errore del raggio di misurazione Errore della formula (predizione ELP)

6 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Keratometers Autokeratometers Placido-rings topographers Scheimpflug cameras Scanning slit topographers OCT Misurano la curvatura corneale (raggio), non il potere (diottrie)

7 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Negli occhi non operati il potere corneale è calcolato per mezzo dell INDICE CHERATOMETRICO P = (n-1)/r n = INDICE CHERATOMETRICO = NUMERO FITTIZIO x convertire il raggio misurato della superficie corneale anteriore nel potere totale della cornea (superficie anteriore + posteriore)

8 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Indice cheratometrico Pro: il potere corneale può essere calcolato senza misurare la curvatura corneale posteriore Contro: numero fittizio, convenzionale (non calcola il vero potere corneale). Dipende da un rapporto fisso fra curvatura anteriore e posteriore della cornea

9 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO La LASIK e la PRK cambiano il rapporto fra la curvatura anteriore e posteriore della cornea e invalidano l indice cheratometrico Seitz et al. JRS 2000

10 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Dopo LASIK e PRK miopiche, l indice cheratometrico si riduce proporzionalmente all entità della correzione Savini et al. JRS 2007

11 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Formule per calcolare l indice cheratometrico dopo LASIK/PRK N = x Rx change (Savini) N = x Rx change (Camellin) N = x Rx change (Jarade)

12 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Cheratotomia radiale: entrambe le superfici corneali si appiattiscono E sempre stato detto che si deformano in parallelo e che l indice cheratometrico è ancora valido dopo RK Seitz et al. JRS 2000

13 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Cheratotomia radiale: entrambe le superfici corneali si appiattiscono Recente dimostrazione che il rapporto fra curvatura anteriore e posteriore varia anche dopo RK (Camellin, Savini, Hoffer, Carbonelli, Barboni. JRS 2012)

14 ERRORE INDICE CHERATOMETRICO Dopo RK l appiattimento corneale è più marcato sulla superficie corneale posteriore 1,4000 Number of incisions 1,3000 1,2000 1,1000 1,0000 1,1200 RK 1,2200 1,3400 Controls PRK/LASIK Anterior-to-posterior radius ratio

15 ERRORE DEL RAGGIO DI MISURAZIONE In occhi con zona ottica piccola o decentrata, il raggio potrebbe essere misurato fuori dalla zona ottica (sul ginocchio) RK LASIK

16 ERRORE DEL RAGGIO DI MISURAZIONE In occhi con zona ottica piccola o decentrata, il raggio potrebbe essere misurato fuori dalla zona ottica (sul ginocchio) RK LASIK

17 ERRORE DEL RAGGIO DI MISURAZIONE In occhi con zona ottica piccola o decentrata, il raggio potrebbe essere misurato fuori dalla zona ottica (sul ginocchio) RK LASIK

18 ERRORE DEL RAGGIO DI MISURAZIONE In caso di zona ottica piccola utilizzare misurazioni più centrali del SimK ACP (Average Central Power) - TMS EffRP (Effective Refractive Power) - EyeSys Anelli centrali del disco di Placido Scheimpflug cameras

19 ERRORE DEL RAGGIO DI MISURAZIONE Nessuna differenza clinicamente rilevante fra valori centrali (ACP) e paracentrali (SimK) dopo LASIK/PRK miopica con Z.O. = 6-6.5mm

20 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP)

21 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP) Le formule Hoffer Q, Holladay e SRK/T predicono la posizione della IOL (ELP) sulla base della curvatura corneale.

22 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP) Le formule Hoffer Q, Holladay e SRK/T predicono la posizione della IOL (ELP) sulla base della curvatura corneale. La predizione non è affidabile se si basa sul potere corneale post-refrattiva

23 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP) Le formule Hoffer Q, Holladay e SRK/T predicono la posizione della IOL (ELP) sulla base della curvatura corneale. La predizione non è affidabile se si basa sul potere corneale post-refrattiva Soluzione: Metodo del DOPPIO-K di Aramberri

24 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP) Le formule Hoffer Q, Holladay e SRK/T predicono la posizione della IOL (ELP) sulla base della curvatura corneale. La predizione non è affidabile se si basa sul potere corneale post-refrattiva Soluzione: Metodo del DOPPIO-K di Aramberri In alternativa: formule di Camellin, Haigis o Shammas-PL (non predicono la posizione della IOL dal potere corneale)

25 ERRORE DELLA FORMULA (PREDIZIONE ELP) Metodo del DOPPIO-K di Aramberri K preop: predizione ELP K postop: potere della IOL con formula di vergenza

26 CONCLUSIONI Cosa succede se non correggiamo le formule di calcolo? In caso di LASIK/PRK miopica: IPERMETROPIA proporzionale alla correzione miopica eseguita (circa 1 D ogni 3 D corrette) In caso di LASIK/PRK ipermetropica: MIOPIA proporzionale alla correzione miopica eseguita (circa 1 D ogni 3 D corrette)

27 SOLUZIONI PER IL CALCOLO DEL POTERE DELLA IOL DOPO CHIRURGIA REFRATTIVA Giacomo Savini Studio Oculistico d Azeglio - Bologna

28 TROPPI METODI...

29 TROPPI METODI... ASCRS website

30 TROPPI METODI... Hoffer-Savini LASIK IOL Power Tool

31 TROPPI METODI... Questi calcolatori danno molti risultati ma NON CI DICONO QUAL E LA FORMULA MIGLIORE PER IL SINGOLO PAZIENTE

32 TROPPI METODI... Qual è il metodo migliore? Quale metodo dovrebbe essere usato quando Abbiamo tutti i dati perioperatori? Abbiamo alcuni dati perioperatori? Non abbiamo dati perioperatori?

33 QUALE METODO?

34 QUALE METODO?» Awwad (equation 2)» Camellin» Clinical History Method» Diehl-Miller» Feiz-Mannis (formula and nomogram)» Ferrara» Latkany» Masket» Rosa» Savini» Speicher-Seitz» Speicher-Seitz-Savini» Shammas No-History» Walther (Corneal Bypass)

35 QUALE METODO? SRK/T per tutti i metodi Eccezioni - Shammas (Shammas PL formula) - Camellin e Awwad: Holladay 1 Metodo del Doppio-K (Aramberri) quando richiesto Potere IOL per l emmetropia back-calcolato dalla refrazione ad 1 mese Main outcomes: ME e MAE nella predizione del potere della IOL (valori + = sovrastima potere IOL e risultato miopico)

36 RISULTATI Dati perioperatori disponibili Cambio Rx (piano corneale): ±3.36 D AL = ±1.68 Preop K = ± 1.21 D METODO MAE (D) ME (D) Speicher/Seitz/Savini + D-K SRK/T 0.53 ± ±0.70 Speicher/Seitz + D-K SRK/T 0.56 ± ±0.73 Savini + D-K SRK/T 0.62 ± ±0.79 Masket 0.76 ± ±0.88 Camellin + D-K Holl ± ±1.00 Shammas No-Hx + PL formula 0.93 ± ±0.94 Awwad + D-K Holl ± ±1.10

37 RISULTATI Refraz. preop disponibile (K no) Cambio Rx (piano corneale): ±4.19 D AL = ±1.46 Preop K = N.A. METODO MAE (D) ME (D) Masket 0.23 ± ±0.71 Savini + D-K SRK/T 0.49 ± ±0.86 Speicher/Seitz/Savini + D-K SRK/T 0.68 ± ±0.82 Shammas No-Hx + PL formula 0.84 ± ±1.22 Camellin + D-K Holl ± ±1.05 Awwad + D-K Holl ± ±1.13 Latkany 1.44 ± ±0.76

38 CONCLUSIONI Il metodo di Speicher/Seitz (Savini) = nuovo Gold Standard quando i dati perioperatori sono disponibili Non dipende dal cambio refrattivo Metodo Storia Clinica non affidabile Metodo di Masket = soluzione migliore in assenza di K preop Metodo di Shammas = soluzione migliore senza dati perioperatori

39 CONCLUSIONI

40 METODO DI SPEICHER/SEITZ Non dipende dalla correzione eseguita Necessita del K preop K = SimK POSTOP x 376/ (SimK PRE x 376/ SimK PRE ) Speicher L. Curr Opin Ophthalmol 2001

41 METODO DI SPEICHER/SEITZ Non dipende dalla correzione eseguita Necessita del K preop K = SimK POSTOP x 376/ (SimK PRE x 376/ SimK PRE ) Speicher L. Curr Opin Ophthalmol 2001

42 METODO DI SPEICHER/SEITZ Non dipende dalla correzione eseguita Necessita del K preop K = SimK POSTOP x 376/ (SimK PRE x 376/ SimK PRE ) Anterior K POSTOP Speicher L. Curr Opin Ophthalmol 2001

43 METODO DI SPEICHER/SEITZ Non dipende dalla correzione eseguita Necessita del K preop K = SimK POSTOP x 376/ (SimK PRE x 376/ SimK PRE ) Anterior K POSTOP Speicher L. Curr Opin Ophthalmol 2001

44 METODO DI SPEICHER/SEITZ Non dipende dalla correzione eseguita Necessita del K preop K = SimK POSTOP x 376/ (SimK PRE x 376/ SimK PRE ) Anterior K POSTOP Posterior K PRE Speicher L. Curr Opin Ophthalmol 2001

45 METODO DI SPEICHER/SEITZ Se il K preop non è disponibile Metodo di Speicher/Seitz modificato da Savini K = SimK POSTOP x 376/ Savini G et al. Ophthalmol 2006

46 METODO DI SPEICHER/SEITZ Se il K preop non è disponibile Metodo di Speicher/Seitz modificato da Savini K = SimK POSTOP x 376/ Savini G et al. Ophthalmol 2006

47 METODO DI SPEICHER/SEITZ Se il K preop non è disponibile Metodo di Speicher/Seitz modificato da Savini K = SimK POSTOP x 376/ Anterior K POSTOP Savini G et al. Ophthalmol 2006

48 METODO DI SPEICHER/SEITZ Se il K preop non è disponibile Metodo di Speicher/Seitz modificato da Savini K = SimK POSTOP x 376/ Anterior K POSTOP Savini G et al. Ophthalmol 2006

49 METODO DI SPEICHER/SEITZ Se il K preop non è disponibile Metodo di Speicher/Seitz modificato da Savini K = SimK POSTOP x 376/ Anterior K POSTOP Posterior K PRE Savini G et al. Ophthalmol 2006

50 METODO DI SPEICHER/SEITZ In entrambi i casi il K calcolato va inserito in una formula con Doppio-K

51 METODO DI SAVINI L indice cheratometrico viene aggiustato in base al cambio di refrazione Il K calcolato va inserito in una formula con Doppio-K Savini G et al. JRS 2007

52 METODO DI SAVINI Savini G et al. JRS 2007

53 METODO DI MASKET Fattore di correzione del potere della IOL Masket S et al. JCRS 2006

54 DOPPIO-K Come ottenere le formule con doppio-k? Calcolatore ASCRS Excel Tabella Koch-Wang (JCRS Nov 2003)

55 DOPPIO-K Tabella Koch-Wang (JCRS Nov 2003)

56 HAIGIS L Sviluppata da Haigis Disponibile solo su IOLMaster Modifica il K (diverso per miopia ed ipermetropia) Utilizza la formula di Haigis (senza doppio-k) Risultati...

57 PENTACAM EKR (Equivalent K Reading) - Holladay True Net Power - Ottica Gaussiana Total Corneal Refractive Power - Raytracing Risultati...

58 DOPO LASIK IPERMETROPICA?

59 DOPO LASIK IPERMETROPICA Le correzioni eseguite sono in genere di entità minore Le fonti di errore sono le stesse della LASIK / PRK miopica L errore è di tipo MIOPICO

60 DOPO LASIK IPERMETROPICA Quali formule? Formula di Seitz-Speicher Metodo di Masket Formula di Shammas Formula di Latkany Metodo di Diehl-Miller

61 DOPO LASIK IPERMETROPICA these 4 equations. LASIK IOL power adjustment lookup toperative refractive error a surgeon IOL power calculations to achieve ct surgery. Target Refractive Error to Achieve Emmetropia (D) Quali formule? Metodo di Diehl-Miller omileusis; MRSE Z manifest refraction spher- with the best results were the Diehl-Miller, Masket, modified-masket, and Shammas. Pairwise comparisons (Kruskal-Wallis and Fisher exact test) did not show a significant difference in performance between DISCUSSION This study constitutes the first validation of the Diehl-Miller 2 equation and was primarily intended to confirm its conclusions. By applying the Diehl- Miller equation prospectively, we showed that it is accurate not only in the patient population from which it was derived but also in an independent set of eyes. Thus, the Diehl-Miller equation can be Table 2. Post-hyperopic LASIK IOL power adjustment lookup table showing the postoperative refractive error a surgeon should target during IOL power calculations to achieve emmetropia after cataract surgery. MRSE Change Induced by Hyperopic LASIK (D) J CATARACT REFRACT SURG - VOL -, Target Refractive Error to Achieve Emmetropia (D) C0.5 C0.1 C1.0 C0.1 C1.5 C0.2 C2.0 C0.3 C2.5 C0.3 C3.0 C0.3 C3.5 C0.3 C4.0 C0.4 LASIK Z laser in situ keratomileusis; MRSE Z manifest refraction spherical equivalent Date S et al. JCRS 2013

62 DOPO CHERATOTOMIA RADIALE?

63 RAY-TRACING

64 RAY-TRACING

65 RAY-TRACING Le formule teoretiche si basano su una serie di assunti (falsi...) Cornea = singola superficie (indice cheratometrico = ) IOL = lente infinitamente sottile L ACD predetta non corrisponde a quella misurata postop, ma dipende dalla costante della IOL

66 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell

67 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Descrive come i raggi di luce sono refratti quando attraversano 2 diottri con diverso indice refrattivo

68 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell

69 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro

70 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro Curvatura ed asfericità corneale

71 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro Curvatura ed asfericità corneale Aberrazioni corneali

72 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro Curvatura ed asfericità corneale Aberrazioni corneali Diametro pupilla

73 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro Curvatura ed asfericità corneale Aberrazioni corneali Diametro pupilla Posizione predetta della IOL

74 RAY-TRACING Calcola il tragitto dei raggi in base a Legge di Snell Indice di refrazione di ogni diottro Curvatura ed asfericità corneale Aberrazioni corneali Diametro pupilla Posizione predetta della IOL

75 RAY-TRACING Rappresenta la soluzione più logica Non si basa su falsi assunti (es. indice cheratometrico) causa di errori nel calcolo della IOL dopo LASIK, PRK, RK Non si limita all ottica parassiale, ma considera anche le aberrazioni I dati storici non sono richiesti

76 RAY-TRACING Limite principale E necessario conoscere i dati (curvatura e spessore) di ogni lente intraoculare

77 RAY-TRACING Quali soluzioni? Sirius (CSO) Okulix RTVue (Optovue) INNOVATI VE TOPOGRAPHIC SYSTEM EASY IOL-CALCUL ATION TMS-4 + OKULIX web: mail: Raytracing fits all eyes Works after refractive surgery Short or long eyes are now easy to calculate Just input of axial length is needed Huge IOL database TOMEY GmbH Am Weichselgarten 19a Erlangen / Germany phone +49 (0) fax +49 (0)

78 RAY-TRACING OKULIX

79 RAY-TRACING OKULIX

80 RAY-TRACING OKULIX

81 RAY-TRACING OKULIX

82 RAY-TRACING OKULIX

83 RAY-TRACING OKULIX OD

84 RAY-TRACING OCT-BASED IOL POWER FORMULA

85 RAY-TRACING SIRIUS

86 IOL Power calculation by ray-tracing after myopic LASIK and PRK 1,2 Giacomo Savini, MD Kenneth J Hoffer, MD, FACS 3,4 1 - GB Bietti Foundation, Rome, Italy 2 - Studio Oculistico d Azeglio - Bologna, Italy 3 - Jules Stein Eye Institute, University of California, Los Angeles, CA 4 - St.Mary s Eye Center, Santa Monica, CA Financial interests: none

87 Purpose To analyze the outcomes of IOL power calculation by ray-tracing using Sirius (CSO, Italy) software Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013

88

89 Axial length (Immersion US biometry / PCI

90 Axial length (Immersion US biometry / PCI Target sphere (and pupil diameter)

91 Axial length (Immersion US biometry / PCI Target sphere (and pupil diameter) A-constant /pacd / Surgeon Factor

92 Axial length (Immersion US biometry / PCI Target sphere (and pupil diameter) A-constant /pacd / Surgeon Factor Predicted Lens Position

93 Axial length (Immersion US biometry / PCI Target sphere (and pupil diameter) A-constant /pacd / Surgeon Factor Predicted Lens Position IOL power (vs predicted refraction)

94 Methods The position of the IOL is predicted using the 3-D model of the eye and the A-constant of the IOL Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013

95 Methods 32 eyes with previous myopic LASIK/PRK AL measured by IOLMaster or immersion US biometry Implanted IOL: Acrysof SA60AT (n=16) Acrysof SN60WF (n=7) Acrysof MA60AC (n=5) B+L Akreos MI60 (n= 2) B+L Envista (n=1) Oculentis LS-313 (n=1) Main outcome: Refraction prediction error = predicted Rx - postop Rx Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013

96 Results Median Error = 0.25 D Mean Absolute Error: 0.38 D Range of error: to D 69% of cases within 0.5 D 84% of cases within 1.0 D Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013

97 Results Median Error = 0.25 D Mean Absolute Error: 0.38 D Range of error: to D 69% of cases within 0.5 D 84% of cases within 1.0 D This sample includes also 3 decentered cases and 2 eyes with haze Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013

98 Conclusions Ray-tracing by Sirius provides accurate IOL power calculation in eyes with previous LASIK and PRK Simplest method: no calculators or Excel spreadsheets are needed No preoperative Historical data required Higher accuracy than the best published methods Giacomo Savini, MD - ASCRS 2013 Savini et al JCRS 2010

99 POST-LASIK caso n.1 OD LASIK (2000) Correzione: D AL: mm IOL power (target: D) Seitzer/Speicher + Double-K SRK/T: D (21.77 D) Savini + Double-K SRK/T: (21.85 D) Masket: D (21.80) Shammas No Hx: (21.49 D) Camellin + Double-K Holladay 1: D (22.71 D) CHM + Double-K SRK/T: D (22.41 D)

100 POST-LASIK caso n.1

101 POST-LASIK caso n.1 IOL impiantata 22.0 D (Alcon MA60AC) Rx a 1 mese: -1.50D

102 POST-LASIK caso n.1 IOL impiantata 22.0 D (Alcon MA60AC) Rx a 1 mese: -1.50D Potere IOL calcolato: 22.0 D Expected Rx: D Errore: D

103 POST-LASIK caso n.2 (zona ottica decentrata) OD PRK (2001) Correzione: sconosciuta AL: mm IOL power: no metodi disponibili Trattamento decentrato No informazioni preopeatorie

104 POST-LASIK caso n.2 (zona ottica decentrata)

105 POST-LASIK caso n.2 (zona ottica decentrata) IOL implanted 18.0 D (Envista) Rx at 1 month: D

106 POST-LASIK caso n.2 (zona ottica decentrata) IOL implanted 18.0 D (Envista) Rx at 1 month: D Calculated IOL power: 18.0 D Expected Rx: D Error: D

107 POST-LASIK caso n.3 (zona ottica piccola) OD PRK Correzione: -15 D AL: mm IOL power Seitzer/Speicher + Double-K SRK/T: 16.19D Savini + Double-K SRK/T: 16.57D Masket: 16.16D Shammas no-hx: 14.19D Camellin + Double-K Holladay 1: 16.03D CHM + Double-K SRK/T: 17.38D

108 POST-LASIK caso n.3 (zona ottica piccola) IOL implanted 16.5 D (Alcon MA60AC) Rx at 1 month: -2.0

109 GRAZIE

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