PRK PERSONALIZZATA

(Fotoablazione con laser ad eccimeri guidata dal topografo)

  CIPTA(Corneal Interactive Programmed Topographic Ablation)

 

Ogni cornea possiede delle caratteristiche proprie che la rendono diversa da tutte le altre: diametri, spessore, profilo, potere diottrico, asfericità, toricità, curvatura, profilo dei meridiani, forma. Anche se non è un’affermazione scientificamente corretta possiamo dire che una mappa corneale è come un’impronta digitale, diversa per ogni occhio.

I software che gestiscono la fotoablazione tengono conto solo della variazione refrattiva che vogliamo produrre (solo alcuni considerano il potere cheratometrico medio) e la calcolano su un modello ideale di cornea.

  Ad esempio, utilizzando un pattern standard, nella correzione di un astigmatismo a “clessidra piccola” otterremo un risultato migliore rispetto a quello ottenibile in un astigmatismo di uguale entità ed asse ma a “clessidra grande”. Ciò perché avremo apportato le stesse modifiche su due cornee con caratteristiche topografiche diverse.

Il successo della chirurgia con laser ad eccimeri è legato ai risultati soddisfacenti in termini di correzione refrattiva e acuità visiva che essa offre, ciononostante, alcune volte, capita di osservare pazienti che, pur avendo ottenuto buoni risultati da un punto di vista refrattivo, si lamentano di una cattiva qualità della visione, insorta dopo il trattamento chirurgico, la cui causa (decentramenti, isole centrali ... ) è spesso svelata dal topografo. Ciò rappresenta un grosso motivo di insoddisfazione per chi si sia sottoposto ad intervento di chirurgia refrattiva per migliorare la propria qualità di vita.

Da tutte queste considerazioni scaturisce la necessità di studiare un sistema che consenta la preparazione di un pattern ablativo specifico per ciascuna cornea, che porti da un lato alla correzione dell’ametropia, dall’altro alla realizzazione di una superficie corneale regolare. Questo rappresenterebbe il presupposto teorico anche per la correzione di forme di astigmatismo irregolare, non correggibili con le comuni tecniche di chirurgia refrattiva. Nasce cosi l’idea dell’ablazione “customizzata” [1-2-3].

Nel 1996 si sono resi disponibili gli strumenti che erano in grado di permettere la realizzazione di un programma di ablazione personalizzata: un topografo altimetrico ed un flying spot excimer laser.

La scelta di un topografo altimetrico è basata sul fatto che i laser consumano micron, non diottrie, e quindi ragionare in altezze si rende indispensabile perché laser e topografo parlino la stessa lingua.

  Il flying spot era, ed è ancora, l’unico laser in grado di eseguire in maniera semplice, cioè via software e senza modifiche strutturali del laser, un pattern ablativo di qualsiasi profondità, forma e diametro.

  L’Ing. Giuseppe D’Ippolito della ditta Ligi (Taranto) ha realizzato un sistema computerizzato, il CIPTA (Corneal Interactive Programmed Topographic Ablation) che ha permesso di realizzare una ablazione personalizzata [3].

L’Orbscan è un topografo ottico, che presenta caratteristiche peculiari che lo differenziano dagli altri topografi presenti in commercio.

La maggior parte dei topografi disponibili utilizza, come metodo di misura, il “disco di Placido”. Tali strumenti consentono l’esecuzione di mappe che danno informazioni sulla curvatura corneale (Assiali e Tangenziali), realizzate mediante il calcolo di derivate matematiche; recentemente sono stati inseriti programmi che permettono di realizzare mappe che rappresentano le differenze altimetriche della superficie corneale anteriore rispetto ad una sfera di riferimento; queste ultime sono calcolate, mediante operazioni integrali, partendo dalla misurazione della curvatura corneale, cioè dalla topografia assiale [4-5].

L’Orbscan è un topografo che utilizza come sistema di proiezione delle fessure luminose che operano una scansione attraverso l’intera superficie corneale. Quando una fessura luminosa interseca la cornea viene “diffusamente riflessa” da ciascun punto vicino della porzione anteriore dell’occhio attraverso cui passa la luce (effetto Tyndall) ed appare come un arco, che definisce il profilo corneale.

Sono utilizzate due fessure, posizionate a 45° a destra ed a sinistra rispetto all’asse dello strumento, che si spostano automaticamente lungo tutta la cornea e periodicamente “catturano” delle immagini. Il numero totale di fessure acquisite è 40 (20 da destra e 20 da sinistra). Per ottenere informazioni più dettagliate sui 7 mm di cornea centrale, vi è un overlapping delle fessure luminose da destra e da sinistra, in questa zona. La sequenza di queste immagini raccolte in vari punti corneali viene elaborata per produrre una ricostruzione tridimensionale della superficie corneale, dal centro all’estrema periferia. La pendenza e la curvatura in ogni punto corneale ed in ogni direzione vengono direttamente calcolate secondo derivate matematiche; anche l’analisi altimetrica viene effettuata direttamente, mediante derivate matematiche, e ciò rende tale topografia particolarmente precisa ed affidabile, più di quella ottenuta dai topografi con disco di Placido, realizzata mediante calcolo integrale, più soggetto ad errore.

Il sistema di proiezione a fessura presenta quindi numerosi vantaggi ai fini dell’ablazione topografica rispetto a quello basato sul disco di Placido. Il principale di questi vantaggi è senza dubbio dato dalla possibilità di eseguire topografie altimetriche di estrema precisione, che permettono un’esatta ricostruzione della reale forma della superficie corneale [8-9]; è cosi possibile evidenziare anche aree di minima irregolarità. Inoltre l’Orbscan dà informazioni precise sulla reale forma della cornea a prescindere dall’orientamento relativo di quest’ultima rispetto allo strumento.

Per l’esecuzione del trattamento fotoablativo “personalizzato” viene utilizzato un flying-spot laser, che fino al 1998 era il Laserscan 2000, dal 1999 è l’LSX (Lasersight). E’, questo, un laser con un sistema di ablazione software-guidato, regolato da una scansione interna, che non necessita quindi di sistemi aggiuntivi (maschere, dischi rotanti ... ). Utilizza uno spot di piccolo diametro (800-1000 m) con distribuzione gaussiana dell’energia, guidato via software sulla superficie da trattare con una frequenza di 100-200 Hz (emette cioè 100-200 spots al secondo). L’energia utilizzata dal laser è di 3-5 mJ alla sorgente e solo di 0.7-1.2 mJ in uscita [10]. Tutte queste proprietà gli consentono di eseguire trattamenti di qualsiasi forma, di realizzare ablazioni di profondità variabile nell’ambito dello stesso trattamento, di poter raggiungere ogni punto corneale, anche il più periferico.

Il CIPTA si basa sui seguenti principi:

costruzione della forma ideale che la cornea del paziente dovrebbe avere, ottenuta combinando fra loro dati soggettivi refrattivi e dati oggettivi topografici;

confronto altimetrico, punto per punto, fra la reale forma del paziente e quella teorica;

realizzazione di una mappa ablativa, in differenze altimetriche, che consenta al laser di riprodurre fedelmente l’ablazione prevista, tramite la lettura di una griglia in coordinate cartesiane.

Tra le varie mappe altimetriche, quella che più fedelmente riproduce ogni asimmetria ed anomalia corneale è quella che utilizza come sistema di riferimento una sfera. Nell’Orbscan la differenza in altezza tra la sfera di riferimento e la superficie dell’occhio in esame è espressa in distanza radiale dal centro della sfera e tradotta in una scala di colori, per consentirne una lettura immediata.

Il software CIPTA adotta lo stesso principio della topografia altimetrica, solo che anziché confrontare la cornea in esame con una calotta sferica di riferimento, la confronta con una calotta di un ellissoide aconico al fine di conservare l’astigmatismo fisiologico. La forma ideale a cui si ispira il CIPTA è una superficie asferica, con coefficiente di asfericità regolabile, in grado di fornire la massima regolarità possibile. Dato che le complicanze della fotoablazione, principalmente haze e regressione, sono, molto probabilmente, legate principalmente alla scarsa levigatezza ed alle improvvise variazioni di pendenza, è quindi molto più importante ottenere una superficie perfettamente regolare a costo di tralasciare variazioni refrattive indotte da altre componenti del diottro oculare piuttosto che correggere difetti refrattivi interni lasciando una cornea irregolare. Questa è la differenza di principi fra l’ablazione personalizzata topografica ed il wave-front.

La “costruzione” di questo modello ideale di cornea viene eseguito, mediante il software CIPTA, dal chirurgo, che può studiare i vari tipi di ablazione realizzabili e scegliere il migliore. Ciò è possibile perché il software è interattivo, richiede cioè un’attiva partecipazione da parte dell’operatore che può scegliere, passo dopo passo, la via da seguire.

Il punto di partenza è l’acquisizione della topografia altimetrica della cornea in esame, che viene effettuata tramite l’Orbscan.

La prima domanda che viene posta dal software è se si vuole conservare l’attuale asse visivo (Visual) o sceglierne uno diverso. In caso di cornee regolari, simmetriche e di pazienti soddisfatti dalle proprie performance visive, viene conservato l’attuale asse visivo. Quando sussistono delle asimmetrie o delle irregolarità idiopatiche o iatrogene, ad esempio un trattamento fotoablativo decentrato che induce un effetto prismatico, l’asse visivo può essere cambiato utilizzando la perpendicolare (Normal) ad un punto corneale a nostro piacimento.

 

Il secondo passo da effettuare è la scelta del centro dell’ipotetica ablazione:

Pupilla, cioè il centroide della pupilla; rappresenta la scelta più semplice come centro dell’ablazione, soprattutto perché su di esso è automaticamente tarato l’eye-tracker del laser;

Fissazione, cioè il riflesso corneale della mira di fissazione del topografo (o asse visivo topografico del paziente, cioè la linea ideale che unisce la telecamera del topografo con la macula del paziente); rappresenta il punto di scelta nei trattamenti ipermetropici, in pazienti con un angolo k elevato. In questo modo è possibile far coincidere, nel postoperatorio, l’apice corneale con l’asse visivo topografico;

Apice, il punto più sporgente della cornea (ovvero il più vicino alla telecamera del topografo); in genere è prossimo ai primi due, ma in presenza di cornee irregolari con astigmatismi asimmetrici, potrebbe essere preso in considerazione come centro del trattamento;

Pachimetria. Il software offre la possibilità di scegliere come centro dell’ablazione un punto di un determinato spessore. A tal proposito, può risultare utile l’indicazione del punto corneale più sottile, che il topografo è in grado di fornire;

Cursore, permette di selezionare un punto qualunque della cornea, a scelta del chirurgo, spostando il cursore del computer sull’immagine topografica;

  Input, funzione che permette di selezionare un determinato punto corneale localizzandolo tramite coordinate cartesiane.

 

Una volta selezionato il centro dell’ablazione, si procede con la scelta dei diametri di ablazione.

Il primo diametro richiesto dal computer è quello della minima zona ottica refrattiva. Questa rappresenta la zona ottica minima in cui sarà rispettata tutta la variazione refrattiva desiderata (non corrisponde cioè al diametro effettivo del trattamento). Dovrebbe corrispondere sempre al diametro pupillare del paziente in condizioni scotopiche, per consentire una buona qualità visiva anche in condizioni di scarsa luminosità. Il diametro massimo della zona refrattiva sarà invece scelto per limitare l’estensione del trattamento. Facciamo un esempio: nei trattamenti per astigmatismo miopico la forma dell’ablazione prevista dal computer sarà quella di un cilindro che occupa tutta la cornea; impostando il diametro massimo siamo in grado di limitare l’estensione di tale cilindro. Quindi, dopo aver scelto la larghezza del cilindro in base al diametro pupillare, ne limiteremo la lunghezza fino al valore che ci interessa (anche questo diametro sarà inferiore al diametro effettivo del trattamento).

 

Passo seguente, se abbiamo precedentemente scelto di cambiare l’asse visivo dell’occhio in esame, è la definizione dell’asse dell’ablazione. Come già accennato, l’ablazione viene calcolata in base alla differenza micrometrica tra la “forma ideale” e la forma reale della cornea. Nella scelta dell’asse dell’ablazione abbiamo due possibilità: Visual o Floating. Nel primo caso l’asse della cornea ideale coinciderà obbligatoriamente con quello della forma reale e quindi con quello della forma risultante dall’intervento. Nel secondo caso verrà preso in considerazione l’asse della forma ideale che meglio si approssima alla forma reale della cornea, pur conservandone lo stesso centro e diametri esterni. La scelta dell’asse “flottante” è particolarmente utile per cornee dal profilo molto irregolare, quando si vuole limitare la profondità dell’ablazione e quindi la quantità di energia applicata.

Il programma ci fornirà, a questo punto, la visualizzazione dei dati refrattivi. In particolare, nella finestra appariranno tre colonne di dati che, da sinistra a destra riguardano dati preoperatori, quelli relativi al trattamento e quelli postoperatori. I primi comprendono:

• valori cheratometrici preoperatori;

• valore dell’astigmatismo e suo asse;

• coefficiente di asfericità.

Nella colonna centrale saranno inseriti:

• difetto sferico (miopia od ipermetropia) espresso in diottrie;

• difetto cilindrico espresso in diottrie negative, e rispettivo asse. Il software suggerisce sempre la correzione totale del difetto cilindrico corneale; sta all’operatore scegliere l’entità della correzione cilindrica da effettuare.

Nella terza colonna appariranno:

• valori stimati cheratometrici postoperatori;

• valore stimato dell’astigmatismo postoperatorio e suo asse;

• coefficiente di asfericità postoperatorio.

 

Ad eccezione dei dati preoperatori, tutti gli altri possono essere impostati a nostro piacimento, anche se sono interdipendenti, cioè al variare di uno varieranno contemporaneamente tutti gli altri. La correzione cilindrica è sempre valutata secondo un calcolo vettoriale.

L’impostazione dei dati refrattivi è un momento particolarmente importante, perché consente di importare nel programma le valutazioni precedentemente effettuate sul paziente, per meglio correggere il difetto refrattivo; permette cioè di combinare le valutazioni topografiche con quelle. refrattive cicloplegiche e/o soggettive del paziente.

Si potrà ora procedere con la scelta della sede dell’ablazione; questa potrà essere calcolata come superficiale (PRK) o come intrastromale (LASIK) a seconda della tecnica chirurgica prescelta.

Segue la definizione del diametro e profondità della Blend Zone. La zona di transizione è necessaria per raccordare la superficie corneale ablata con la cornea non trattata. La sua estensione è direttamente proporzionale all’entità delle modifiche apportate al profilo corneale. Il software ci consiglia un determinato diametro ed una profondità di ablazione, che però possiamo modificare a nostro giudizio. Rispetto alla chirurgia tradizionale, la zona di transizione è realizzata a pendenza costante, per cui sarà più estesa dove il trattamento è maggiore e meno estesa dove il trattamento è più superficiale. Una pendenza costante della zona di transizione rende minore il rischio di regressione.

 

Nel caso di un’ablazione superficiale il software propone una disepitelizzazione con il laser di 50m di profondità e diametro di 0,5mm superiore al diametro della zona di transizione; questi parametri sono modificabili dall’operatore, che può anche scegliere di effettuare altre forme di disepitelizzazione.

 

Apparirà ora sul monitor una finestra visualizzante lo schema dell’ablazione, con tre anelli che corrispondono, dall’interno verso l’esterno, alla zona ottica minima, a quella massima ed alla zona di transizione.

 

Successivamente vengono visualizzati i dati statistici dell’ablazione, comprendenti:

- volume di ablazione (espresso in mm3): ci informa sulla quantità di energia e sul tempo necessari per l’esecuzione della stessa;

- superficie di ablazione (espressa in mm2): ci dà indicazioni sull’estensione della superfície da preparare per il trattamento;

- profondità massima di ablazione e rispettive coordinate;

- spessore corneale residuo nel puntò più sottile, e sue coordinate, dopo il trattamento fotoablativo;

- diametro della zona ottica (minima);

- distanza fra il centro dell’ablazione ed il centroide pupillare, espressa in coordinate cartesiane: tali coordinate vanno inserite nell’eye-tracker del laser.

 

Infine, si avrà la visualizzazione della topografia dell’ablazione. Nei colori caldi sono rappresentate le aree trattate. In relazione alla profondità di ablazione sono mostrate in verde-giallo le ablazioni più superficiali ed in rosso via via più intenso le più profonde. Spostando il cursore sullo schermo è poi possibile conoscere, per ogni singolo punto, la profondità di ablazione, che è visualizzata sulla destra della videata. A questo punto i dati del trattamento verranno trasportati su dischetto, mediante il quale è possibile trasferirli direttamente al software di gestione del laser, che eseguirà il trattamento prestabilito.

  

Gli ottimi risultati che si ottengono con l’ablazione personalizzata sarebbero da ricondurre ai principi stessi su cui il software CIPTA è stato costruito, e cioè:

  1. l’ablazione tiene conto della reale forma della cornea, e non di un suo modello matematico;

  2. tra le possibili ablazioni è scelta quella che minimizza il volume di ablazione e, nello stesso tempo, rispetta la zona ottica determinata in base al diametro pupillare;

  3. la zona di transizione è a pendenza costante in tutte le direzioni, rendendo il profilo di ablazione molto graduale e riducendo, quindi, il rischio di regressione.

Inoltre, questo software tenta di risolvere il conflitto tra trattamenti eseguiti solo in base ai dati topografici e quelli eseguiti in base ai dati refrattivi. Infatti, il processo interattivo consente di impostare i dati di ablazione dando maggiore rilievo ora agli uni, ora agli altri, in base ad ogni singolo caso. Ciò assume valore soprattutto nelle forme di astigmatismo irregolare, in cui dati topografíci e dati refrattivi trovano difficilmente un punto d’incontro.

Questa nuova tecnica rappresenta senza alcun dubbio un grosso passo avanti per la chirurgia refrattiva perché consente di realizzare trattamenti “personalizzati” per ogni cornea e per ogni tipo di ametropia.

 

Bibliografia

 

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