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Número 4 - Diciembre 1999 ARTÍCULO ORIGINAL

NUEVOS ÍNDICES EN EL DIAGNÓSTICO DE ECTASIAS CORNEALES

Luque Valentín-Fdez. ML, Cortés Valdés C, Balado Vázquez P

 

Objetivo: Desarrollar nuevos índices topográficos para el estudio de ectasias corneales. Demostrar las diferencias entre distintas formas de ectasia para esos índices.

Métodos: Se recogieron 156 topografías corneales y se calcularon 9 nuevos índices (astigmatismo oblicuo, ángulo de curvatura del astigmatismo, índice inferior-superior modificado, anillo de mayor curvatura e índice de asimetría máxima entre cuadrantes y entre hemicórneas). Se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) para demostrar las diferencias entre medias para los grupos queratocono, degeneración marginal pelúcida, control y topografías irregulares.

Resultados: Se demostraron diferencias estadísticamente significativas para los distintos grupos e índices.

Conclusiones: Los nuevos índices pueden resultar de ayuda en el diagnóstico de córneas patológicas y en la diferenciación entre distintas formas de ectasias.

Palabras clave: Queratocono, degeneración pelúcida, topografía, índices topográficos.

 

NEW DIAGNOSTIC INDEX FOR CORNEAL ECTASIAS

Objective: To develop new topographic index for the diagnosis of corneal ectasias. To show the differences among the regarding those new index.

Methods: We collected 156 corneal topographies and 9 new index were calculated (tilted astigmatism, curvature astigmatism angle, modified inferior-superior index, centripetal index, mayor curvature index and maximum asymetry index between quadrants and hemicorneas). An ANOVA analisys was performed in order to examine the differences among groups (queratoconus, pellucid marginal degeneration, control and irregular topographies).

Results: We found statistical differences among differents groups and index.

Conclusions: The new topographic index can be an excellent tool in the diagnosis of pathologic corneas and the differentiation among different forms of corneal ectasias.

Key words: Keratoconus, pellucid degeneration, corneal topography, topographic index.


INTRODUCCIÓN

Los topógrafos corneales son dispositivos capaces de analizar punto por punto la curvatura corneal y medir el poder dióptrico en cada uno de ellos. Esta información se representa habitualmente en forma de un mapa de colores en el que cada tono corresponde a un intervalo dióptrico. Existen asimismo índices que, calculados a partir de esos datos, permiten integrar características específicas de la topografía. Resultan especialmente útiles en casos de difícil diagnóstico o para hacer estudios comparativos en el tiempo o entre distintos sujetos. Wilson (1) y Maeda (2) han diseñado muchos de los índices empleados actualmente para el diagnóstico de queratocono. El objeto de este trabajo es el de describir nuevos índices topográficos específicamente orientados a la distinción entre diferentes ectasias corneales.

 

SUJETOS, MATERIAL Y MÉTODOS

Se recogieron topografías de 34 pacientes con queratocono, 7 con degeneración marginal pelúcida y 25 controles normales. Las edades se encontraban entre 20 y 80 años, siendo 36 varones y 30 mujeres. El grupo control se eligió de manera que las características de edad y sexo fueran comparables a las del grupo de casos. En total se estudiaron 156 topografías. La distribución de las patologías de estas topografías puede verse en la tabla 1. Se utilizó un topógrafo corneal que obtuviera la información por el análisis computerizado de las videoqueratoscopias resultantes de la proyección sobre la córnea de 31 anillos concéntricos (TMS-1™, Topographic Modeling System, versión 1.141 y versión 1.50 Update, Computed Anatomy Inc, 28 West 36th St, New York, New York 10018). En todos los casos las videoqueratografías se realizaron cuando el paciente llevaba al menos dos semanas sin portar lentes de contacto, en el caso de usarlas. No se empleó ningún tipo de solución humectante para la obtención de las imágenes.

Se agruparon las topografías en función de la patología que representaban. Además se creó un grupo aparte para aquéllas irregulares, según lo descrito en la literatura previa (3).

Los índices diseñados y calculados específicamente en este estudio fueron los siguientes:

Para calcular estos valores se elaboró un programa informático personalizado en C++ mediante el compilador Turbo C++, versión 1.01, 1990 Borland International, con excepción de los dos últimos índices, para los que el análisis se realizó sobre una hoja de cálculo (Microsoft Excel 97, Microsoft Ibérica SRL).

A continuación se empleó un análisis de la varianza (ANOVA), junto con la prueba de Student-Neumann-Keuls para una significación del 0,05, con lo que se valoró qué índices son diferentes de manera estadísticamente significativa entre cada uno de los grupos. Para estos cálculos se empleó el programa SPSS para Windows, versión 5.0.2, enero 1993 (SPSS Inc.).

 

RESULTADOS

Los resultados obtenidos para las medias de cada uno de los grupos se expresan en la tabla 2. Al comparar los valores de las medias de cada uno de los grupos se observó que únicamente el astigmatismo oblicuo era capaz de discernir entre todos ellos, con una probabilidad de error menor del 0,05.

Los resultados obtenidos para cada índice se expresan en las tablas 3 a 11. En ellas cruces indican diferencia estadísticamente significativa. Los grupos están ordenados de menor valor a mayor de manera que el primer grupo es el que tiene un valor medio más bajo y el último más alto, para cada índice.

Se puede observar que I-S mod, Cent y AO son capaces de diferenciar las topografías de degeneración marginal pelúcida de las demás. ACA es más elevado en las topografías irregulares, que también se diferencian de queratoconos y controles mediante el índice ASYb.

Las topografías de sujetos normales se distinguen del resto en el caso de los valores AO e I-S mod, del queratocono en el Cir y AVG, y de la pelúcida en Cent y ASYa.

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Gráfica 1: Ejemplo de cálculo de los índices Sect y Cent.

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Gráfica 2: Ejemplo de cálculo de los índices ASYa y ASYb.

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Gráfica 3: Ejemplo de cálculo de los índices AO y ACA.

 

DISCUSIÓN

La instauración y cada vez más amplia utilización de los topógrafos corneales ha permitido un análisis más profundo del relieve de las ectasias corneales. La información se presenta de forma simplificada como mapas de colores (4-6). Sin embargo, el problema de la subjetividad en la interpretación de estos mapas seguía presente. Como solución surgen diferentes índices que agrupan la información del topógrafo y la simplifican. Cada uno de ellos recoge y transforma la información topográfica de manera que represente una peculiaridad diferente de la superficie corneal. Algunos índices ya han sido descritos (1,2), sin embargo, el desarrollo de métodos de diagnóstico automático (árboles de decisiones, sistemas de discriminación lineal, redes neuronales) hace necesaria la creación de otros nuevos que transmitan la mayor cantidad de información posible sobre el relieve corneal al aparato de análisis, como ya apuntaba Maeda en 1995 (2). Debido a esta necesidad, se han desarrollado nuevos índices especialmente para este trabajo con objeto de detectar de manera más sensible córneas con irregularidades ectásicas.

El astigmatismo oblicuo (AO) mide la mayor diferencia de poder dióptrico entre dos meridianos corneales cualesquiera. Su concepto es similar al del astigmatismo en ángulo recto o escalar, aunque mide las mayores diferencias entre ejes, no las de meridianos separados 90°. En una córnea con una distribución de potencias regular será muy similar al astigmatismo clásico, pero si la irregularidad es menor indicará mediciones más acusadas de cilindro.

El índice ACA (ángulo de curvatura del astigmatismo) se calcula hallando la diferencia en grados entre el eje de menor curvatura y el que se encuentra a 90° del más curvo. De manera intuitiva, podemos decir que cuanto mayor sea esta diferencia más irregular será el astigmatismo.

AVG es un índice simple que indica la media del poder corneal total (corregida por el área). Será mayor en córneas muy curvas y menor en las más planas. No indica distribución de poderes refractivos sobre la superficie, pero es más explícito que la medida de la K central en la detección de protrusiones corneales anormales.

En el caso del índice I-S modificado, se trata de un indicador similar al I-S descrito por Rabinowitz en 1990 (7), con la particularidad de que recoge la diferencia entre el poder dióptrico corneal inferior y superior de toda la córnea, no sólo de determinados puntos en ciertos anillos como hace el anterior indicador. Consideramos que con ello se consigue integrar más información y eliminar el sesgo evidente que supone elegir únicamente 10 puntos de medida, ya que éstos pueden coincidir o no con los lugares más interesantes para el diagnóstico.

De manera similar, el índice Cir busca el anillo para el que esa diferencia es mayor. Con ello se consigue contabilizar la excentricidad de la asimetría.

Otros índices desarrollados son el Cent y Sect. Ambos pretenden localizar en la superficie corneal un punto de máxima curvatura (que en un queratocono correspondería al ápex). El primero (Cent) corresponde al anillo en que se encuentra el centro de una nube de puntos de medida con gran valor dióptrico. Al elegir un grupo de puntos en lugar de uno sólo se pretende buscar una zona elevada evitando el sesgo que podría suponer la existencia de un punto con un valor dióptrico alto debido a un error aislado de medida por parte del topógrafo. El segundo (Sect) localiza el sector en que se encontraría ese ápex. Con estos dos índices, elaborados específicamente para buscar elevaciones corneales anormales, tendríamos localizada la situación del posible cono, en el caso de que se tratara de un queratocono.

Por último, los índices ASYa y ASYb son variaciones del previamente descrito I-S modificado, aunque en este caso la orientación del eje de simetría depende del lugar en que se localiza el ápex del cono. El índice I-S mod calcula la diferencia entre el valor refractivo de la mitad inferior de la córnea con respecto a la superior. El eje de simetría para este índice sería el diámetro que va de 3 a 9 horas. En los índices ASYa y ASYb este eje de simetría no es fijo, sino que varía en función de las características de la topografía separando la hemicórnea en la que se encontraría el cono (o la zona de mayor curvatura) de la opuesta. La diferencia entre las medidas obtenidas en un sector y el otro serán por tanto más marcadas.

En los resultados obtenidos puede observarse que tres de los índices desarrollados en este trabajo son diferentes en el grupo de las topografías de degeneraciones pelúcidas. Se trata del astigmatismo oblicuo (AO), I-S modificado, índice de centralidad (Cent) e índice de asimetría a (ASYa). Ello nos informa de que son córneas con alto grado de astigmatismo y asimetría. Curiosamente, el área más elevada se localiza muy cercana al centro (índice Cent), más que en queratoconos o córneas normales. Esto puede deberse al hecho de que muchas veces el área de mayor curvatura está tan periférica que no se consigue incluir en la imagen queratoscópica. Por ello mismo la simetría se mide mejor con el nuevo índice ASYa que con el clásico I-S de Rabinowitz (7).

Otros índices diferencian córneas afectas de queratocono de las normales, a saber:AO, I-S mod, Cir y AVG. Ello demuestra que en estas topografías hay mayor poder dióptrico de manera general, pero también que está repartido de manera más asimétrica.

Para considerar el valor diagnóstico de los índices propuestos en este trabajo sería necesario determinar los puntos de corte más adecuados para obtener una sensibiliidad y especificidad óptimas. También sería interesante conseguir un sistema de diagnóstico más o menos automatizado que, integrando la información suministrada por varios de estos indicadores fuera capaz de clasificar topografías corneales con el mínimo error y la mayor objetividad. De hecho ya ha habido propuestas en este sentido (2, 8-10).

Todos los índices desarrollados en el presente estudio están orientados específicamente a la detección de patologías ectásicas corneales. Se ha demostrado que existen diferencias estadísticamente significativas entre distintas ectasias corneales y topografías normales con lo que respecta a estos índices. En cada caso el objeto de la búsqueda es lo que determina la forma más adecuada de representar la información aportada por el topógrafo y por tanto los índices empleados. Evidentemente para diagnosticar diferentes patologías o determinar otras características, tales como astigmatismos complejos debidos a queratoplastias, resultados de cirugías refractivas o cambios en las topografías a lo largo del tiempo es muy posible que se necesitaran nuevos índices o modificaciones de los preexistentes.

 

BIBLIOGRAFÍA

  1. Wilson SE, Klyce SD. Quantitative descriptors of corneal topography. Arch Ophthalmol 1991; 109: 349-353.
  2. Maeda N, Klyce SD, Smolek MK. Neural network classification of corneal topography. Invest Ophthalmol Vis Sci 1995; 36(7): 1.327-1.335.
  3. Luque ML, Balado P, Rodríguez MP, León MJ, Al-Kathiri H, Cortés C. Características topográficas de las ectasias corneales en nuestro medio. Arch Soc Esp Oftalmol 1998; 73: 563-568.
  4. Klyce SD. Computer assisted corneal topography. High-resolution graphic presentation and analysis of keratoscopy. Invest Ophthalmol Vis Sci 1984; 25: 1.426-1.435.
  5. Belin MW, Cambier JL, Nabors JR, Ratliffs CD. PAR corneal topography system (PAR CTS): The clinical application of close-range photogrammetry. Optm & Vis Sci 1995; 72(11): 828-837.
  6. Wilson SE, Klyce SD, Husseini ZM. Standarized color-coded maps for corneal topography. Ophthalmology 1993; 100: 1.723-1.727.
  7. Rabinowitz YS, Garbus J, McDonnell PJ. Computer-assisted corneal topography in family members of patients with keratoconus. Arch Ophthalmol 1990; 108: 365-371.
  8. Maeda N, Klyce SD, Smolek MK. Comparison of methods for detecting keratoconus using videokeratography. Arch Ophthalmol 1995; 113: 870-874.
  9. Maeda N, Klyce SD, Smolek MK, Thompson HW. Automated keratoconus screening with cornealtopography analysis. Invest Ophthalmol Vis Sci 1994; 35: 2.749-2.757.
  10. Luque ML, Rodríguez MP, Yáñes L. Redes neuronales en el diagnóstico de ectasias corneales. Mayo 1999. Comunicación al 14° Congreso SECOIR. Zaragoza. España.

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