Evaluación teórica y validación clínica de la eficacia y seguridad de los segmentos de anillo intracorneales de espesor y base variables en queratoconos de baja asfericidad con ejes comático y astigmático no coincidentes

Abstract

Introducció: El queratoconus és una patologia que produeix un excessiu aprimament i incurvament de la còrnia que comporta una disminució progressiva de l’agudesa visual i de la qualitat de vida. Un dels possibles tractaments que ajuden a millorar l’agudesa visual dels pacients amb queratoconus són els segments d’anell intracorneals. No obstant, aquests segments d’anell sempre han estat constants en gruix i amplada de base. Tot i els avenços en classificar de manera fenotípica i morfològica aquesta patologia, els tipus de segments utilitzats no han progressat paral·lelament. Això explica els resultats desiguals presentats a la literatura que tenen una marcada relació amb el patró fenotípic. Hipòtesi: La implantació de segments d’anell progressius de base i gruix variables produirien, teòricament, un efecte diferent al llarg de la longitud d’arc respecte als segments d’anell constants, podent ser utilitzats de manera eficaç i segura en pacients amb fenotips asimètrics i, en conseqüència, millorar-ne la rehabilitació visual. Disseny: En primer lloc, es va plantejar un estudi experimental i analític on es van crear dos models d’elements finits. Al model en 2D es va buscar una comparativa a nivell teòric dels efectes geomètrics i canvis refractius entre un segment d’anell convencional i constant i el segment progressiu de gruix i amplada de base variables en una còrnia sana. Al model en 3D, la comparativa es va realitzar a partir d’un model de queratoconus lleugerament asimètric. En aquest estudi, es van observar els canvis a nivell aberromètric. Realitzem un estudi observacional i prospectiu en 35 ulls de 35 pacients amb queratoconus amb fenotip asimètric amb baixa asfericitat i eixos comàtic i astigmàtic no coincidents als que es va implantar un segment d’anell intracorneal de gruix i base variables i es van estudiar els resultats refractius, topogràfics , aberromètrics i visuals així com l’eficàcia i la seguretat del procediment. Resultats: Els models teòrics van demostrar que els anells asimètrics produeixen un aplanament asimètric al llarg de la longitud d’arc encara que més homogeni en casos de còrnies asimètriques que els segments convencionals. Finalment, aquests anells van tenir un efecte més gran sobre el coma, l’aberració esfèrica primària i el desenfocament, capitals per al control de la qualitat visual dels pacients amb queratoconus. Pel que fa a l’estudi clínic, l’agudesa visual va millorar de 0,44 ± 0,11 logMar preoperatòriament a 0,21 ± 0,13 logMar (p<0,001) postoperatòriament. Al camp refractiu, tots els paràmetres (esfera, astigmatisme, equivalent esfèric i Blur strengh) van millorar significativament. A nivell topogràfic, la queratometria mitjana, màxima, l’astigmatisme topogràfic, l’índex d’asimetria inferior-superior i l’índex d’asimetria superficial van millorar significativament. Les aberracions totals d’alt ordre així com el coma primari van disminuir un 42% després de la implantació dels segments variables. L’índex de seguretat de la tècnica va ser de 1,67 i només un pacient va perdre una línia de visió. Conclusions: La combinació de dos paràmetres variables com l’espessor i l’amplitud de la base en un segment d’anell intracorneal redueix de manera efectiva la corba corneal facilitant l’obtenció d’una superfície corneal més homogènia respecte als SAIC simètrics. Els segments d’anell progressius de base i gruix variables han demostrat ser els millors correctors aberromètrics, especialment del coma vertical i de les aberracions d’alt ordre, fet que els fan ser especialment efectius i indicats en fenotips de queratocon asimètrics. Els resultats refractius, topogràfics, aberromètrics i visuals després de l’implant de segments d’anell asimètrics en fenotips de baixa asfericitat amb eixos topogràfic i comàtic no coincidents han demostrat ser eficaços i segurs.

Introducción: El queratocono es una patología que produce un excesivo adelgazamiento e incurvamiento de la córnea que conlleva una disminución progresiva de la agudeza visual y de la calidad de vida. Uno de los posibles tratamientos que ayudan a mejorar la agudeza visual de los pacientes con queratocono son los segmentos de anillo intracorneales. Sin embargo estos segmentos de anillo siempre han sido constantes en espesor y anchura de base. A pesar de los avances en clasificar de manera fenotípica y morfológica a esta patología, los tipos de segmentos utilizados no han progresado paralelamente. Ello explica los resultados desiguales presentados en la literatura que tienen una marcada relación con el patrón fenotípico. Hipótesis: La implantación de segmentos de anillo progresivos de base y espesor variables producirían, teóricamente, un efecto diferente a lo largo de su longitud de arco respecto a los segmentos de anillo constantes, pudiendo ser utilizados de manera eficaz y segura en pacientes con fenotipos asimétricos y, en consecuencia, mejorar su rehabilitación visual. Diseño: En un primer lugar, se planteó un estudio experimental y analítico donde se crearon dos modelos de elementos finitos. En el modelo en 2D se buscó una comparativa a nivel teórico de los efectos geométricos y cambios refractivos entre un segmento de anillo convencional y constante y el segmento progresivo de espesor y anchura de base variables en una córnea sana. En el modelo en 3D, la comparativa se realizó a partir de un modelo de queratocono ligeramente asimétrico. En este estudio, se observaron además los cambios a nivel aberrométrico. Realizamos un estudio observacional y prospectivo en 35 ojos de 35 pacientes con queratocono con fenotipo asimétrico con baja asfericidad y ejes comático y astigmático no coincidentes a los que se implantó un segmento de anillo intracorneal de espesor y base variables y se estudiaron los resultados refractivos, topográficos, aberrométricos y visuales así como la eficacia y la seguridad del procedimiento. Resultados: Los modelos teóricos demostraron que los anillos asimétricos producen un aplanamiento asimétrico a lo largo de su longitud de arco aunque más homogéneo en casos de córneas asimétricas que los segmentos convencionales. Por último, estos anillos tuvieron un mayor efecto sobre el coma, la aberración esférica primaria y el desenfoque, capitales para el control de la calidad visual de los pacientes con queratocono. Respecto al estudio clínico, la agudeza visual mejoró de 0,44 ± 0,11 logMar preoperatoriamente a 0,21 ± 0,13 logMar (p<0,001) postoperatoriamente. En el campo refractivo, todos los parámetros (esfera, astigmatismo, equivalente esférico y Blur strengh) mejoraron significativamente. A nivel topográfico, la queratometría media, máxima, el astigmatismo topográfico, el índice de asimetría inferior-superior y el índice de asimetría superficial mejoraron significativamente. Las aberraciones totales de alto orden así como el coma primario disminuyeron un 42% tras la implantación de los segmentos variables. El índice de seguridad de la técnica fue de 1,67 y solamente un paciente perdió una línea de visión. Conclusiones: La combinación de dos parámetros variables como el espesor y la amplitud de la base en un segmento de anillo intracorneal reduce de manera efectiva la curvatura corneal facilitando la obtención de una superficie corneal más homogénea respecto a los SAIC simétricos. Los segmentos de anillo progresivos de base y espesor variables han demostrado ser los mejores correctores aberrométricos, especialmente del coma vertical y de las aberraciones de alto orden, lo que los hacen ser especialmente efectivos e indicados en fenotipos de queratocono asimétricos. Los resultados refractivos, topográficos, aberrométricos y visuales tras el implante de segmentos de anillo asimétricos en fenotipos de baja asfericidad con ejes topográfico y comático no coincidentes han demostrados ser eficaces y seguros.

Introduction: Keratoconus is a pathology that produces excessive thinning and curvature of the cornea that leads to a progressive decrease in visual acuity and quality of life. One of the possible treatments that help improve visual acuity of patients with keratoconus is intracorneal ring segments. However these ring segments have always been constant in thickness and base width. Despite advances in classifying this pathology phenotypically and morphologically, the types of segments used have not progressed in parallel. This explains the unequal results presented in the literature that have a marked relationship with the phenotypic pattern. Hypothesis: The implantation of progressive ring segments with variable base and thickness would, theoretically, produce a different effect along their arc length compared to constant ring segments, being able to be used effectively and safely in patients with asymmetric phenotypes and, consequently, improve their visual rehabilitation. Design: In the first place, an experimental and analytical study was proposed where two finite element models were created. In the 2D model, a comparison was sought at a theoretical level of the geometric effects and refractive changes between a conventional and constant ring segment and the progressive segment of variable base thickness and width in a healthy cornea. In the 3D model, the comparison was made from a slightly asymmetric keratoconus model. In this study, changes at the aberrometric level were also observed. We also carried out an observational and prospective study in 35 eyes of 35 patients with keratoconus with an asymmetric phenotype with low asphericity and non-coinciding comatic and astigmatic axes who underwent implantation of an intracorneal ring segment of variable thickness and base and studied the refractive, topographi, aberrometric and visual results as well as the efficacy and safety of the procedure. Results: Theoretical models showed that asymmetric rings produce an asymmetric flattening along their arc length, although more homogeneous in cases of asymmetric corneas than conventional segments. Finally, these rings had a greater effect on coma, primary spherical aberration, and defocus, which are essential for the control of visual quality in patients with keratoconus. Regarding the clinical study, visual acuity improved from 0.44 ± 0.11 logMar preoperatively to 0.21 ± 0.13 logMar (p<0.001) postoperatively. In the refractive field, all parameters (sphere, astigmatism, spherical equivalent, and blur strength) improved significantly. At the topographic level, mean and maximum keratometry, topographic astigmatism, inferior-superior asymmetry index, and superficial asymmetry index all improved significantly. Total high-order aberrations as well as primary coma decreased by 42% after implantation of the variable segments. The safety index of the technique was 1.67 and only one patient lost a line of vision. Conclusions: The combination of two variable parameters such as the thickness and width of the base in an intracorneal ring segment effectively reduces corneal curvature, facilitating the achievement of a more homogeneous corneal surface compared to symmetric SAIC. Progressive ring segments with variable base and thickness have proven to be the best aberrometric correctors, especially of vertical coma and high-order aberrations, which makes them especially effective and indicated in asymmetric keratoconus phenotypes. The refractive, topographic, aberrometric and visual results after implantation of asymmetric ring segments in low asphericity phenotypes with mismatched topographic and coma axes have been shown to be effective and safe.