Τοπογραφία Κερατοειδούς & Διαθλαστική Χειρουργική. Θωμάς Ε. Ορφανίδης

Transcript

1 Τοπογραφία Κερατοειδούς & Διαθλαστική Χειρουργική Θωμάς Ε. Ορφανίδης

2 Ο οπτικός ρόλος του κερατοειδούς Ο κερατοειδής είναι το σημαντικότερο οπτικό μέσο του οφθαλμού Το φως πάνω του ανακλάται, διαθλάται, απορροφάται και διαχέεται Είναι υπεύθυνος για τα 2/3 της διαθλαστικής ισχύος του οφθαλμού Ή διαθλαστική του δύναμη δεν οφείλεται τόσο στο σχήμα του όσο στη διαφορά του διαθλαστικού δείκτη του από τον διαθλαστικό δείκτη του αέρα.

3 Ο οπτικός ρόλος του κερατοειδούς Η διάμετρος της κόρης καθορίζει την οπτική ζώνη του κερατοειδούς Οι διαστάσεις της κόρης είναι σημαντικές στην ανάλυση της οπτικής ζώνης του κερατοειδούς Επειδή ο κερατοειδής είναι το ισχυρότερο διαθλαστικό μέσο του οφθαλμού, οι εκτροπές του κερατοειδούς ευθύνονται για το 75-80% των συνολικών εκτροπών

4 Ζωνες κερατοειδούς ΖΩΝΕΣ Σκληροκερ/κή Περιφερική Παρακεντρική ΚΡΟΤΑΦΙΚΟ 13mm ΡΙΝΙΚΟ 4mm 7-8mm 12mm 11mm Κεντρική Κορικό διάφραγμα

5 Η θέση της εισόδου της κόρης είναι άνω ρινικά Η μαύρη κηλίδα είναι το γεωμετρικό κέντρο του κερατοειδούς Η κόκκινη κηλίδα είναι το κέντρο της κόρης δηλαδή το οπτικό κέντρο του κερατοειδούς Η διακεκομμένη άσπρη γραμμή απεικονίζει την μεσοπική είσοδο της κόρης

6 Ο οπτικός ρόλος του κερατοειδούς Η διάμετρος της κόρης που επιτρέπει την ελάχιστη επίδραση των εκτροπών είναι τα 2,8mm (diffraction limiting point) H διάμετρος που οι εκτροπές φθάνουν στο μέγιστο της οπτικής τους επίδρασης είναι τα 8mm (abberation limiting point)

7 Το σχήμα του κερατοειδούς Ο κερατοειδής έχει δύο ασφαιρικές επιφάνειες, την πρόσθια και την οπίσθια Η οπίσθια επιφάνεια έχει περίπου 30% μεγαλύτερη καμπυλότητα από την πρόσθια Καμπυλομετρικά ο κερατοειδής είναι μια υπερβολική (prolate( prolate) επιφάνεια δηλαδή κυρτότερος στο κέντρο από την περιφέρεια (85%) Υπάρχουν όμως και κερατοειδής με παραβολική (oblate) επιφάνεια, δηλαδή κυρτότεροι στην περιφέρεια απ ότι στο κέντρο (15%) Μετά από φωτοδιαθλαστική επέμβαση ο κερατοειδής από prolate γίνεται oblate.

8 Το σχήμα του κερατοειδούς H μαύρη διακεκομμένη γραμμή είναι η περίμετρος ενός κύκλου Η κόκκινη γραμμή παριστά την prolate επιφάνεια Η πράσινη γραμμή παριστά την oblate επιφάνεια

9 Asphericity (Q) Prolate Spherical Oblate αρνητικό θετικό κερατόκωνος φυσιολογικό calibration RK Κεντρική κύρτωση, Περιφερική επιπέδωση Κεντρική επιπέδωση, Περιφερική κύρτωση

10 Το σχήμα του κερατοειδούς Πρόσφατες μελέτες συσχέτισαν την ασφαιρικότητα του κερατοειδούς μετά από φωτοδιαθλαστική επέμβαση με την αύξηση της σφαιρικής εκτροπής και τη μείωση της μεσοπικής όρασης Σύγχρονες μελέτες και επεμβάσεις με profiles μας δίνουν τη δυνατότητα της διατήρησης της ασφαιρικότητας του κερατοειδούς και διόρθωσης χωρίς τα προβλήματα της νυχτερινής όρασης

11 Τοπογραφία κερατοειδούς Είναι η μέτρηση, η ανάλυση και η απεικόνιση της μορφολογίας της πρόσθιας επιφάνειας του κερατοειδούς με τοπογραφικά κριτήρια Επειδή η πρόσθια επιφάνεια του κερατοειδούς καλύπτεται από τη δακρυική στιβάδα, η τοπογραφία κερατοειδούς περιγράφει την μορφολογία της πρόσθιας επιφάνειας της προκερατοειδικής δακρυικής στιβάδας

12 Τεχνολογίες τοπογραφίας Placido disc (ανάκλασης)( Υψομετρική (προβολής) Αμπερρομετρική (wavefront analysis) Σκοπός όλων είναι η ποιοτική ανάλυση της καμπυλότητας του κερατοειδούς

13 Placido disc H πρόσθια επιφάνεια του κερατοειδούς είναι ένα λείο και στιλπνό κάτοπτρο Ένα αντικείμενο με δεδομένο μέγεθος σε ορισμένη απόσταση ανακλώμενο από ένα κάτοπτρο γνωστής ισχύος θα σχηματίσει ένα είδωλο καθορισμένου μεγέθους Τέλος γίνεται η μέτρηση της ισχύος (ή εμμέσως του σχήματος) της επιφάνειας με μαθηματικούς υπολογισμούς

14 Τοπογραφία ανάκλασης O I F C

15 Radius of Curvature Axial / Global / Saggital True / Local / Instantaneous / Tangential X Y X Y r X r X r Y r Y

16 Maps TRUE AXIAL

17 Υψομετρική Οι γνωστότερες μέθοδοι είναι: 1. Slit scanning 2. Raster stereography 3. Fluroscein profilometry 4. Moire interference 5. Laser interferometry

18 Slit scanning To orbscan II είναι η μόνη συσκευή με τεχνολογία σχισμοειδούς σάρωσης Μετρά καμπυλότητες και υψομετρικές διαφορές της πρόσθιας αλλά και της οπίσθιας επιφάνειας του κερατοειδούς

19 Τοπογραφία προβολής O I F C

20 Διαφορά από τη σφαίρα κερατοειδής Καλύτερα εφαρμοζόμενη σφαίρα Κερατοειδικό ύψος Μεγαλύτερο της σφαίρας (κόκκινο) Κερατοειδικό ύψος Μικρότερο της σφαίρας (μπλε) Κερατοειδικό ύψος Μεγαλύτερο της σφαίρας (κόκκινο)

21 Orbscan II

22 Αμπερρομετρική τοπογραφία (Wavefront analysis)

23 Videokeratoscopes

24 Τοπογραφικές μετρήσεις Radius of curvature / Power

25 Παρουσίαση δεδομένων Mετρήσεις - ύψος, ROC, διοπτρίες Εικόνες - 1D, 2D, 3D Στατιστικά - δείκτες, χάρτες Λειτουργικά - όραση

26 Ερμηνεία χαρτών 1 Ονομα ασθενούς 5 Χάρτης 6 Στατιστικά α) cursor box β) statistics box 3 Οφθ. 2 Ημ/νία 4 Kλίμακα

27 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΑ 22% Στρογγυλό 21 % Οβάλ 17% Συμμετρική 50% Ασσύμετρη κλεψύδρα κλεψύδρα

28 Εναντιομορφισμός Συμμετρία καθρέφτη (60-79%)

29 Artefact

30 Ρόλος τοπογραφίας Ενημέρωση ασθενή Επικοινωνία με συναδέλφους Νομικό έγγραφο

31 Προεγχειρητικά Screening - Κερατόκωνος CL-induced warpage Σχεδιασμός - θέση τομής, μήκος, βάθος Υπολογισμός δύναμης ενδοφακών

32 Κερατόκωνος Σημεία Παρακεντρική λέπτυνση Εκτασία Δακτύλιος Fleisher Γραμμές Vogt s Κερατοειδική ουλοποίηση Ορατότητα νευριδίων

33 Κερατόκωνος Υποκλινικός? Ηπιος Μέτριος Σοβαρός

34 PRK σε ύποπτο κερατόκωνο Fellow Eye Treated Eye

35 CL εισαγώμενο Warpage

36 Μετεγχειρητικά Ελεγχος αποτελέσματος Εκτιμά την επούλωση Σχεδιασμός επανεπέμβασης Χειρισμός/αφαίρεση ραμμάτων Υπολογισμός δύναμης ενδοφακών Εφαρμογή φακών επαφής

37 Photorefractive Keratectomy Επέμβαση Επούλωση Νέος ιστός

38 PRK για μυωπία Preop 1 week 1 month 1 year

39 Ablation profile

40 Difference Map - PRK Post-PRK Pre-PRK

41 Difference Map - Post-PRK Επούλωση 1 year post-prk 1 week post-prk

42 PRK επούλωση επιθηλίου day 0 day 1 day 2 day 3

43 Εκκεντρη εκτομή PRK

44 Εκκεντρη εκτομή

45 Κεντρικά νησίδια

46 LASIK - Epithelial Ingrowth 3m 4m post-scrape

47 LASIK - Flap Melt

48 PRK ΥΠΕΡΜΕΤΡΩΠΙΑ Preop 1 month 1 year

49 Aστιγματικό PRK Preop Postop Difference

50 Conductive keratoplasty (CK) Το έγκαυμα προκαλεί συρρίκνωση του κολλαγόνου Τοπική επιπέδωση γύρω από το έγκαυμα

51 CK > 4mm

52 Holmium LTK Preop Postop Difference diopters diopteric change

53 Ακτινωτή Κερατοτομή (RK) radial incision gapes open

54 Ακτινωτή Κερατοτομή (RK) Οπτική ζώνη Ακτινωτή τομή Καθαρή ζώνη Επιπέδωση κερατοειδούς wound gape paracentral knee ΕΟΠ

55 Ακτινωτή Κερατοτομή (RK) Preop παχυμετρία Postop σχήμα (ύψος) pachymetry (mm) difference (mm) from sphere

56 Arcuate Keratotomy Εστιακή κύρτωση Κεντρική κύρτωση Κεντρική επιπέδωση Συνεκτικές δυνάμεις

57 Arcuate Incision / Thinning Corneal flattening PRESSURE AT SITE OF WEAKNESS COUPLING FORCES COUPLING FORCES Corneal steepening Corneal flattening GUTTER

58 diopteric change RK & AK Preop Postop Difference diopters

59 Ενδοστρωματικοί κερατοειδικοί δακτύλιοι ICR Τομή Ενδοστρωματικός Δακτύλιος

60 ICR Οι ίνες του κολλαγόνου διανύουν μεγαλύτερη απόσταση περιφερικά Κεντρική επιπέδωση Εστιακή κύρτωση Δακτύλιος... Οπότε κονταίνουν κεντρικά

61 ICR

62 ICR Preop Postop Difference diopters dioptric change

63 Topo-guided Q-adjustment

64 Θεραπευτικές Custom-guided εκτομές Επανεπεμβάσεις - Εκκεντρες εκτομές - Μικρές ή ανώμαλες οπτικές ζώνες - Μη ολοκληρωμένες διορθώσεις Ανώμαλος αστιγματισμός

65 Wavefront Technology στη Διαθλαστική Χειρουργική

66 Τι είναι wavefront?

67 Γεωμετρική οπτική: φωτεινές ακτίνες απομακρύνονται από την σημειακή πηγή Κυματική οπτική: το φώς ταξιδεύει σαν σφαιρικό κύμα. Wavefront (μέτωπο κύματος): επιφάνεια που ορίζεται από τα σημεία (κατά μήκος των ακτίνων),που βρίσκονται στην ίδια φάση.

68 Wavefronts Ακτίνες Το φώς που έρχεται από το άπειρο μπορεί να θεωρηθεί σαν παράλληλες ακτίνες ή σαν επίπεδα wavefront. Ένα οπτικό σύστημα διαθλά τις φωτεινές ακτίνες (γεωμετρική οπτική) αλλάζει σχήμα στο wavefront (κυματική οπτική). Σημ: : Το wavefront είναι κάθετο στην κατεύθυνση των ακτίνων.

69 Τι είναι wavefront error? Αν θεωρήσουμε το κεντρικό βοθρίο σαν σημειακή φωτεινή πηγή, το φώς περνώντας από τον φακό και τον κερατοειδή εξέρχεται προς τα έξω

70 Φως

71 Φως Το wavefront error (WFE) είναι η διαφορά μεταξύ του πραγματικού wavefront (κόκκινο) και του ιδεατού wavefront (λευκό). Κορικό χείλος

72 Πώς μετράμε το wavefront error?

73 Hartmann/Shack wavefront sensor

74 Άλλες μέθοδοι: Tscherning aberrometer. Smirnov aberrometer. The subjective and objective Cross-Cylinder Aberroscope of Howland and Howland. Subjective and objective ray-tracing methods.

75 Πώς λειτουργεί το Hartman/Shack aberrometer?

76 Lenslet Array Beam Splitter CCD Relay Lenses Laser Μια λεπτή δέσμη φωτός προβάλλεται στον αμφιβληστροειδή και το ανακλώμενο φως περνώντας από τα διαθλαστικά μέσα εξέρχεται από τον οφθαλμό.

77 Lenslet Array Samples Pupil Aberrated Wavefront CCD Records Point Image of Each Lenslet Ο αισθητήρας Shack-Hartman διαθέτει μια επιφάνεια που αποτελείται από πολλούς μικρούς φακούς μέσα από την οποία διέρχεται το φως.

78 Το φως που εξέρχεται από τον οφθαλμό, εστιάζεται μέσα από κάθε μικρό φακό σε μια CCD κάμερα,σχηματίζοντας ένα Spot pattern.. Lenslet Array CCD Το spot pattern από ένα ιδεατό οφθαλμό με τέλειο wavefront συμπίπτει με το spot pattern αναφοράς.

79 dx CCD f Lenslet Μικροσκοπικό wavefront Αν το spot pattern δεν συμπίπτει με το σχήμα αναφοράς η απόσταση του ειδώλου κάθε μικρού φακού από την θέση αναφοράς, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του σχήματος του wavefront συνολικά.

80 CCD Lenslet Array

81 Πώς απεικονίζεται το wavefront error?

82 Το σχήμα του wavefront μπορεί να εκφρασθεί με την χρήση μαθηματικών υπολογισμών y=x 2 Οσο πιο σύνθετο το σχήμα της επιφάνειας του wavefront είναι αναγκαία η χρήση μαθηματικών υψηλής τάξης για την περιγραφή του.

83 Το σχήμα του wavefront μπορεί να αναλυθεί με την χρήση των πολυωνύμων του Zernike.

84 Z(r n,fθ) = Z n f Common names Piston Tip, Tilt Astigmatism, Defocus Coma, Trefoil Spherical Secondary coma Secondary spherical Double-index Zernike polynomials f=angular frequency sine phase cosine phase n=radial order

85 Piston Prism Sphere and Cylinder Coma

86 H τελική αναπαράσταση του WFE αποδίδεται με τον συνδυασμό των κατάλληλων πολυωνύμων Zernike.

87 Wavefront Διαθλαστικός χάρτης μυωπία αστιγματισμός εμμετρωπία

88 Tι επιτυγχάνεται με την μείωση του wavefront error?

89 Η βελτίωση των οπτικών μέσων του οφθαλμού προς την κατεύθυνση της μείωσης του wavefront error επιφέρει αύξηση της αντίθεσης και της λεπτομέρειας του ειδώλου στον αμφιβληστροειδή.

90 Το αποτέλεσμα εξαρτάται από την διάμετρο της κόρης.

91 Οι διαθλαστικές ανωμαλίες τρίτης (coma)( και τέταρτης (spherical) τάξης μπορεί να μειώσουν σε μεγάλο βαθμό την ποιότητα της όρασης. (νυκτερινή όραση, κλπ) Η επίπτωση στην ποιότητα της όρασης διαθλαστικών ανωμαλιών ανώτερης τάξης δεν έχει ακόμα διευκρινισθεί. Επιπρόσθετα το σχήμα του wavefront που παρέχει την τέλεια οπτική λειτουργία δεν είναι απαραίτητα το τέλειο επίπεδο. Η ύπαρξη μικρού βαθμού spherical aberration ή coma πιθανώς να είναι επιθυμητή για την βελτίωση του βάθους πεδίου και της περιφερικής όρασης.

92 Laser refractive surgery Εισαγωγή δεδομένων αντικειμενικής διάθλασης :σφαίρωμα,κύλινδρος. Μέτρηση αποτελέσματος : σφαίρωμα,κύλινδρος. Τροποποίηση κεντρικού κερατοειδή. Διαθλαστικές ανωμαλίες υψηλότερης τάξης προέρχονται από ευρύτερη/περιφερικότερη επιφάνεια του κερατοειδούς.

93 Μετά από ένα τυπικό LASIK αυξάνονται οι διαθλαστικές ανωμαλίες ανώτερης τάξης με επιπτώσεις στην ποιότητα της όρασης.

94 0,0005 RMS Amplitude (mm) 0,0004 0,0003 0,0002 Coma significantly worse Spherical aberration significantly worse Pre-Op 1 Week 1 Month 3 Months N = 40 0, c6/c7 c8/c9 c10 c11/c12 c13/c14

95 Σφαιρικές εκτροπές Oσο αυξάνει η απόσταση από το κέντρο, Αυξάνει η διάθλαση των ακτίνων του φωτός, Με αποτέλεσμα αύξηση της διοπτρικής ισχύος. Λόγω της μεγαλύτερης γωνίας πρόπτωσης.

96 No WFE

97 6mm pupil Post LASIK >1yr

98 Wavefront-guided refractive surgery Το ιδανικό: Μέτρηση της οπτικής λειτουργίας του οφθαλμού. Προγραμματισμός του laser με το wavefront error, ώστε να εξαλειφθούν όλες οι διαθλαστικές ανωμαλίες του οφθαλμού χαμηλότερης ή υψηλότερης τάξης.

99 Παράδειγμα εκτομής Deepest Wavefront Point Deepest Ablation Wavefront Ablation Profile

100 Το αποτέλεσμα εξαρτάται: Επούλωση Βιο-μηχανική του κερατοειδούς Μηχανική του Flap Φυσιολογικό μέγεθος κόρης Ενυδάτωση στρώματος

101 Ηεκτομήτου κρημνού μεταβάλλει την δομή του κερατοειδούς. PRK :μικρότερη μετεγχειρητική διακύμανση του wavefront error σε σχέση με το LASIK. H διαφορά? Δεν υπάρχει Flap!

102 Βιο-μηχανική κερατοειδούς: Η επίπτωση της μηχανικής ανταπόκρισης του κερατοειδούς στην φωτοεκτομή,, (επιπέδωση( στο κέντρο, πάχυνση περιφερικού στρώματος), στη τελική διαμόρφωση της επιφάνειας χρήζει πληρέστερης κατανόησης. Η δυσκολία συνίσταται στην πρόβλεψη για τον κάθε ασθενή ξεχωριστά.

103 Wavefront-guided refractive surgery Η πραγματικότητα : Οι αρχικές προσδοκίες μείωσης μετεγχειρητικά των διαθλαστικών ανωμαλιών ανώτερης τάξης, σε σχέση με την προεγχειρητική κατάσταση, δεν έχουν επαληθευθεί στην πράξη ακόμη. Οι προσδοκίες τροποιήθηκαν σε ρεαλιστικό επίπεδο, με σκοπό την μείωση των ανωμαλιών ανώτερης τάξης που ΕΙΣΑΓΟΝΤΑΙ κατά την φωτοδιαθλαστική κερατεκτομή.

104 Με την χρήση: Μικρού spot Καλό έλεγχο Ακινητοποίηση του οφθαλμού Συνεχή βελτίωση αλγορίθμων Επιτυγχάνεται μείωση των εισαγόμενων διαθλαστικών ανωμαλιών υψηλότερης τάξης κατά 40%.

105 Οστόχος μπορεί να γίνει πραγματικότητα? Εξάλειψη όλων των διαθλαστικών ανωμαλιών κάθε τάξης : ΌΧΙ Tέλεια/Super Oραση: ΌΧΙ Εξάλειψη Spherical aberration: OXI Ελαχιστοποίηση των διαθλαστικών ανωμαλιών κάθε τάξης : ΝΑΙ Βελτίωση της όρασης: ΝΑΙ Mείωση εισαγόμενων χειρουργικά διαθλαστικών ανωμαλιών : ΝΑΙ Με ρεαλιστικές προσδοκίες!!!

106 Ευχαριστώ