PRK PERSONALIZZATA
(Fotoablazione
con laser ad eccimeri guidata dal topografo)
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.
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.
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;
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:
l’ablazione
tiene conto della reale forma della cornea, e non di un suo modello
matematico;
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;
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
1)
KURT A. BUZARD, FACS‑ BRADLEY R. Fundingsland BS. Treatment
of Irregular Astigmatism with a Broad Beam Excimer Laser. J Refract Surg
1998; 13: 624-636.
2)
BUZARD KA. Optical aspects of refractive
surgery. In: Elander R, Rich L, Robin J, eds. Principles and practice of
refractive surgery. Philadelphia: Saunders Co, 1997.
3)
SBORGIA C. Topographic assisted PRK: a
work hypotesis. Symposium on Cataract, IOL and Refractive Surgery Congress
on Ophtalmic Practice Management. Boston, Massachussets 26-30 Aprile 1997.
4)
ROBERTS C. Characterization of the
inherent error in a spherically-biased corneal topography system in mapping a
radially aspheric surface. J Refract Corneal Surg 1994; 10: 103‑111.
5)
ROBERTS C. The accuracy of power maps to
display curvature data in corneal topography system. Invest
Ophtalmol Vis Sci 1994; 35: 3525‑3532.
6)
FRIEDLANDER MH, GRANET NS. Non-placido
disk corneal topography. In:
Elander R, Rich L, Robin J, eds. Principles and practice of refractive surgery.
Philadelphia: Saunders Co, 1997.
7)
SCHULTZE RL. Accuracy of corneal
elevation with four corneal topography system. J Refract Surg 1998; 14:
100-104.
8)
SNOOK R. Pachymetry and true topography
using the Orbscan system. In: GilIs J, Sanders D, Thornton S, Martin R, and
coll. eds. Corneal Topography The State of the Art. Thorofare NJ: SLACK
Incorporated; 1995:89-103.
9)
SBORGIA C. Usefulness of the Orbscan
Machine in the Management of Photorefractive Keratectomy. IRSS/AAO
“Orbscan Clinical Topography Syrnposium” Leading the way in refractive
surgery around the world. Chicago, 24-26 Ottobre 1996.
10)
VETRUGNO M, ALESSIO G, SBORGIA C. Scanning
Excimer Laser: caratteristiche tecniche e prime esperienze cliniche. Estratto
da: Annali di Oftalmologia e Clinica Oculistica; vol. CXXII, gennaio 1996, n°
l.
11)
ALPINS NA. New metod of targeting vectors
to treat astigmatism. J
Cataract Refract Surg 1997; 23: 65-67.
12)
SEITZ B ET AL. Topography-based
flying-spot mode correction of irregular corneal astigmatisin using the 193nm
excimer laser. Invest
Ophtalmol Vis Sci 1997; 4(suppl.):
S537-544.
13)
WIESINGER-JENDRITZA B, KNORZ MC, HUGGER P, LIERMANN A. Laser
in situ Keratomileusis assisted by topography. J Cataract Refract Surg 1998;
24: 166-174.