refrazione

Variazione di refrazione oculare con sensore piramidale in ortocheratologia

Estratto Tesi di Laurea: Osenga Francesca

Relatore: M. Frisani

Corso di Laurea in Ottica e Optometria, Università degli Studi di Torino

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Articolo completo : 8 min

Abstract Le immagini aberrometriche misurate dall’aberrometro Osiris, mediante un sensore del fronte d’onda piramidale ad alta risoluzione, ci permettono di valutare la variazione dei valori dell’errore refrattivo dopo 12 mesi di trattamento ortocheratologico per miopia e astigmatismo. Viene posta a confronto la variazione di refrazione oculare nella posizione centrale, di media-periferia e di periferia nelle direzioni dei quattro meridiani principali.

Abstract Aberrometric images measured by the aberrometer Osiris, with a high resolution pyramidal wavefront sensor, enable us to evaluate refractive error variation, after 12 months of myopic and astigmatism orthokeratology treatment. The variation of the ocular refraction is compared among central position, middle-periphery and periphery in the spots of four main meridians.

INTRODUZIONE

Numerose sono le ricerche che negli ultimi anni hanno studiato la variazione della refrazione periferica relativa, in relazione alla refrazione centrale.

I primi ad accorgersi della possibile relazione tra stato refrattivo periferico e refrazione centrale furono Hoogerheide, Rempt e Hoogenboom, studiando la condizione miopica in giovani piloti dell’aviazione militare americana, nel 1971. [J. Hoogerheide, et al, 1971]

Inoltre alcuni ricercatori hanno valutato la possibilità di correggere lo shift ipermetropico periferico. Charman, Mountford e Atchison hanno infatti studiato gli effetti dell’ortocheratologia sulla correzione periferica; mediante questo tipo di trattamento si correggerebbe lo shift ipermetropico periferico, riscontrabile nei soggetti miopi, lasciando la periferia leggermente miope e bloccando quindi la progressione miopica. [WN Charman, 2006]

È stato rilevato come le lenti da ortocheratologia inducono uno shift miopico verso la periferia lungo il meridiano orizzontale, causando un aumento della simmetria e dell’eccentricità lungo l’asse orizzontale negli adulti; mentre nei bambini sembrerebbe causare un’asimmetria fra porzione nasale e temporale, con una maggiore miopia nella parte nasale. [P. Kang, 2011]

L’analisi della refrazione periferica è uno studio di difficile valutazione, poiché la visione periferica non è raffinata tanto quanto la visione foveale, a causa della diversa struttura anatomica della retina. Per farlo è necessario utilizzare nuove tecniche d’indagine, prima fra le quali l’uso dell’aberrometro, ritenuto il più affidabile, oppure l’uso di un autorefrattometro.

Lo scopo di questo studio è proprio quello di investigare la variazione di refrazione, sia centrale sia periferica, indotta da trattamento ortocheratologico, tramite l’utilizzo di un sensore piramidale.


METODO

A. Partecipanti e criteri di inclusione

Gli esaminati sono 13 soggetti miopi, in trattamento ortocheratologico, di cui 6 di sesso femminile e 7 di sesso maschile. I soggetti inclusi nello studio dovevano avere trattamento per un periodo non inferiore ai 12 mesi, durante i quali non ci doveva essere stata alcuna variazione refrattiva. La miopia è studiata nell’intervallo da -4,50D a -0,50D. I soggetti hanno tutti seguito il protocollo nella maniera indicata, con l’adatto livello di compliance; non sono stati riscontrati problemi alla superficie oculare e nessuna complicanza tale da far sospendere il trattamento durante i 12 mesi del trattamento.

Nelle topografie, l’immagine risulta ben centrata, con l’anello rosso indicante la zona di trattamento simmetrico rispetto al centro pupillare nelle direzioni dei quattro meridiani principali.

Tutti i soggetti sono stati sottoposti ad un esame con l’aberrometro Osiris, con sensore piramidale.


B. Sensore piramidale dell’aberrometro Osiris

L’aberrometro Osiris basa le sue misurazioni su un sistema ad alta risoluzione utilizzando un sensore a forma piramidale. L’operatore ha un’immagine della pupilla trasmessa in tempo reale su un monitor, la quale permette e facilita il corretto allineamento orizzontale e verticale.

Il sensore del fronte d’onda è costituito da un prisma piramidale, utilizza un diodo LED a 850nm e compensa le aberrazioni oculari per una lunghezza d’onda pari a 585nm. Questo sensore permette di ottenere una risoluzione da 45000 punti, al massimo valore di diametro pupillare, con una risoluzione spaziale di 41nm [NK Singh, 2019] [A. Plaza-Puche, 2018].

Il dispositivo è inoltre in grado di misurare il wavefront totale in tempo reale con un frame rate fino 33 immagini al secondo: tale peculiarità rende possibile la misura di tutti i fenomeni non stazionari quali ad esempio le variazioni del potere e delle aberrazioni durante le fasi di accomodazione.

Il range di refrazione su cui può effettuare misurazioni si trova tra un valore di sfera da sph -25 D a sph +15 D, e di cilindro da cyl 0 D a cyl 10 D, per una distanza al vertice di 0,00mm. Il diametro pupillare può essere misurato da 1,0mm fino a 9,0mm. [A. Plaza-Puche, 2018]

Questo sensore piramidale, con la sua alta sensibilità e il suo maggior grado di risoluzione spaziale, garantisce immagini di misura più dettagliate, rispetto ad altre tipologie di sensori.

Il sensore agisce creando quattro immagini pupillari (p.ti A B C D, figura 1), chiamate sotto pupillari (sub-pupil), distribuendo il livello di intensità di luce, secondo l’inclinazione del wavefront di una determinata coordinata pupillare. Prendendo in considerazione il raggio passante per un determinato punto, nel caso questo fosse affetto da un errore di vergenza, rispetto ad una determinata coordinata retinica coniugata con il vertice della piramide, andrà a fuoco deviato dal vertice.

Questa tipologia di sensore è stata studiata da R. Ragazzoni, all’Osservatorio Astronomico di Padova, nello studio “Pupil plane wavefront sensing with an oscillating prism”, nel 1995. Studio nel quale si confronta il sensore piramidale con il già noto sensore di fronte d’onda Shack-Hartmann. I risultati mostrano come le performance dei due sensori siano equivalenti in efficienza, accuratezza e sensibilità, infatti possiamo ritrovare il medesimo tempo di integrazione. La differenza fra i due sta nella quantità di punti misurata; infatti il sensore piramidale, misura, per lo stesso diametro pupillare, un maggior numero di punti. Questo strumento consente dunque di prendere delle misurazioni con una maggiore risoluzione rispetto allo Shack-Hartmann [A.B. Plaza-Puche, 2018].

Per quanto riguarda la ripetibilità delle misure dello strumento, si è preso in considerazione lo studio condotto da A. Plaza-Puche, et al, (2018) ‘Clinical evaluation of the repeatability of ocular aberrometry obtained with a new pyramid wavefront sensor’. Risultato di tale studio ci conferma che le misure prese dallo strumento siano coerenti e ripetibili.

Figura 1, da A. Plaza-Puche Clinical evaluation of the repeatability of ocular aberrometry obtained with a new pyramidal wavefront sensor, 2018

ANALISI

I 13 soggetti sono stati esaminati mediante l’utilizzo dell’aberrometro Osiris, nelle stesse condizioni ambientali e dal medesimo operatore.

Figura 2, Aberrometro Osiris, CSOItalia

Vengono prese in considerazione due misurazioni: la prima precedente al trattamento orto-k, indicata con t0 (figura 3), e una seconda, a distanza di 12 mesi dall’inizio del trattamento, t12 (figura 4).

Dopo aver elaborato mediante il software Phoenix le immagini provenienti dallo strumento, dalle mappe aberrometriche sono stati estrapolati i dati relativi all’errore refrattivo in nove posizioni: centrale, nella media-periferia, ossia ad una distanza di 3mm dal centro, e in periferia, ossia ad una distanza di 5mm dal centro, in posizione tempiale (T), centrale (C), superiore (U) e inferiore (D).

Le misure di potere refrattivo corrispondono a un preciso valore, preso in un determinato punto di precise coordinate, valore costante ed equidistante. Non si tratta dunque di una misura mediata. È stata fatta una valutazione preliminare di ogni singola immagine aberrometrica per eliminare i casi di possibili artefatti.


Per valutare la variazione di refrazione si è calcolata la differenza per le nove posizioni al tempo t0 e al corrispondente t12 (figura 5, figura 6).


La statistica descrittiva si presenta in forma di valore minimo, valore massimo, media e deviazione standard σ. (Tabella 1, 2)

È stato utilizzato il test non parametrico di Wilcoxon per identificare la differenza tra due gruppi di campioni autoappaiati, in cui non si può supporre una distribuzione di tipo gaussiana.

Successivamente è stato utilizzato il test non parametrico di Friedman per comparare i dati, dapprima a 3mm e successivamente a 5mm, in funzione delle quattro posizioni studiate, per valutare se ci fosse una differenza statisticamente significativa.

Durante l’analisi si è deciso di procedere distinguendo fra occhio destro e occhio sinistro, dunque ripetendo l’analisi per il controlaterale, poiché i valori degli stessi parametri nei due occhi dello stesso paziente sono spesso legati, ma non tanto da avere una correlazione. Con questo andiamo ad escludere possibili bias che avremmo potuto riscontrare nel caso avessimo analizzato i dati come un unico campione.

CONCLUSIONE

Dai risultati del test di Wilcoxon possiamo vedere quanto la differenza sia significativa nei dati relativi al valore centrale, sia per OD (tabella 3) che per OS (tabella 4) e per i dati relativi alle quattro posizioni alla distanza di 3mm dal centro, per cui si conferma l’ipotesi che il trattamento ortocheratologico ridistribuendo l’epitelio corneale causi una variazione di potere refrattivo. Osservando invece i dati alla distanza di 5mm, si può notare come la loro variazione sia minima, soprattutto riguardo i valori corrispondenti al meridiano verticale (U e D); la differenza non significativa andrebbe contro la letteratura, la quale sostiene che la variazione di potere sia estesa a tutta la superficie corneale.

Inoltre, se osserviamo i risultati relativi ai 5 mm, distinguendo fra meridiano verticale e orizzontale possiamo confermare la tesi sostenuta da diverse ricerche, le quali sostengono che le variazioni sono minori lungo il meridiano verticale, rispetto che al meridiano orizzontale [D.A. Atchinson, 2006].

Analizzando i risultati del test di Friedman, possiamo affermare che non ci sia una variazione simmetrica dei valori di refrazione fra i quattro settori (T, N, U e D) (tabella 5, 6). Simmetria che non ritroviamo rispettata anche confrontando OD da OS.

Non esistono studi in letteratura che mostrino come vari la refrazione oculare in 12 mesi di trattamento ortocheratologico miopico, con i parametri rilevati da questa tipologia di sensore. Inoltre il campione utilizzato è molto ristretto, dati i parametri inclusivi scelti; incrementando il numero di soggetti si andrebbe di conseguenza a confermare o meno la bontà dei risultati.

Si potrebbe valutare la variazione in relazione alla durata del trattamento, utilizzando dunque le immagini aberrometriche prese durante le visite di controllo previste per i portatori di LaC, ovvero a 3, 6, 9 mesi dalla prima applicazione.

Approfondire questo studio sarebbe dunque interessante al fine di avere una visione più generale della variazione di refrazione presa in esame.

Un ulteriore proseguimento potrebbe essere quello di confrontare i risultati ottenuti con quelli estrapolati dalle mappe topografiche, utilizzando lo stesso campione e sempre utilizzando i dati iniziali e i dati misurati a 12 mesi dall’inizio del trattamento ortocheratologico.

Inoltre un’altra possibilità potrebbe essere quella di esaminare l’area di trattamento, ovvero il “ginocchio”, e valutare dove essa si trovi e quali siano le sue dimensioni. Una ragione per cui non abbiamo variazione significativa a una distanza di 5 mm dal centro pupillare potrebbe essere causata dal fatto che a quella distanza il trattamento non è più significativo. Condizione data dalla curva periferica della lente, la quale costituisce un disimpegno periferico, finalizzato ad agevolare il flusso lacrimale sotto la lente ed evitare aderenze epiteliali, chiamata edge lift.

APPENDICE

Figura 3 (t0)

Figura 3 (t12)

Figura 5 OD

Figura 6 OS

Bibliografia:


  • D.A. Atchinson, N. Pritchard, K.L: Schmid, Peripheral refraction along the horizontal and vertical visual fields in myopia, Contact Lenses and Anterior Eye (2006


  • WN Charman, J Mountford, DA Atchinson, EL Markwell. Peripheral refraction in orthokeratology patients (2006)


  • J. Hoogerheide, F.Rempt, W.P. Hoogenboom, Acquired myopia in yung pilots, Ophthalmologica 163 (1971)


  • P. Kang, H. Swarbrik, Peripheral refraction in miopi children wearing ortho-keratology and gas-permeable lenses (2011)


  • L. Lupelli, R. Fletcher, A. L. Rossi. Contattologia. Una guida clinica. Palermo : Medical Books, 1998.


  • A.B. Plaza-Puche, L C. Salerno, F. Versaci, D. Romero, J. Alio. Clinical evaluation of the repeatability of ocular aberrometry obtained with a new pyramid wavwfront sensor, European Journal of Ophtalmology (2018)


  • R. Ragazzoni. Pupil plane wavefront sensing with an oscillating prism, Journal of Modern Optics (1995)



  • H. Swarbrick. Orthokeratology revew and update. Clinical and Experimental Optometry. Clinical and Experimental Optometry (2006)


  • Wang, Unusual Morphology in Orthokeratology Contact Lens, Eye & Contact Lens (2006)


  • Www.csoitalia.com


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