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Dr. Isaac Ramos
Oftalmologia Clínica e Cirúrgica
CRM-AL: 5089

Científico - Tomografia de Segmento Anterior

Tomografia de Córnea e Segmento Anterior através do Sistema Rotacional de Fotografias de Scheimpflug

Até recentemente a maioria das informações conhecidas sobre o segmento anterior do olho eram obtidas pelas técnicas convencionais de gonioscopia, biomicroscopia, paquimetria e biometria. Os dados assim obtidos apresentavam uma série de limitações, e com a evolução da cirurgia refrativa fez-se necessário o surgimento de novos instrumentos com maior precisão e acurácia das medidas do segmento anterior.

O termo Tomografia é derivado a partir das palavras gregas “tomos” (um corte ou secção) e “graphein” (para escrever). Trata-se de um método que permite calcular matematicamente uma estrutura e reproduzi-la em 3 dimensões (3D).

O sistema de Scheimpflug foi descrito inicialmente por Jules Carpentier em 1901, e teve sua técnica aprimorada e patenteada por Theodor Scheimpflug em Viena em 1904. Diferente das câmeras fotográficas convencionais onde o plano do objeto está paralelo ao do filme, este sistema consiste no registro fotográfico da imagem de um objeto localizado em um plano não paralelo ao plano do filme, com suficiente profundidade de foco por meio de uma inclinação no plano da imagem. O principio de Scheimpflug determina que a inclinação do plano do objeto que favorece o melhor foco é aquela que intersecta o plano da lente e o plano da imagem em uma única linha.

Há mais de meio século, este sistema fotográfico vem sendo utilizado na oftalmologia para avaliação e documentação da córnea e segmento anterior uma vez que permite uma maior amplitude de foco com mínima distorção da imagem.

Os sistemas comerciais NideK EAS 1000 e Topcon SL-45 fazem fotografias de Scheimpflug digitais do segmento anterior que permitem avaliar a quantidade de scattering óptico e como isso, documentar objetivamente a redução da transparência da córnea e cristalino, bem como medidas biométricas da câmara anterior. Com estes sistemas tornou-se possível uma avaliação objetiva da evolução da perda de transparência da córnea durante a vida, bem como a evolução das opacidades do cristalino e formação da catarata.

No congresso da Academia Americana de 1999, a Oculus demonstrou pela primeira vez o uso de uma câmera rotatória de Scheimpflug para realização de uma sequência de fotos que, integradas por computador, possibilitavam a reconstrução do segmento anterior em um modelo tridimensional.

Em 2002, o Pentacam foi introduzido no mercado oftalmológico como primeiro sistema de tomografia com imagens de Scheimpflug obtidas por sistema rotacional, sob a proteção da patente arquivada por Gert Koest, que se refere a uma câmera de Scheimpflug que gira mais de 360º para estudo tomográfico de segmento anterior do olho.

Fig_Tomo

O Sistema de imagens obtidas de forma rotacional representa uma evolução para estudo tomográfico da córnea e segmento anterior uma vez que existe um ponto central de referência, contrastando com o método de escaneamento horizontal que não tem pontos coincidentes.

Durante a aquisição do exame, uma segunda câmera frontal é utilizada para alinhamento, juntamente com a câmera de Scheimpflug de modo a iniciar o escaneamento em modo automático. O software de alinhamento facilita muito o examinador realizar o exame, o que permite uma curva de aprendizado bastante tranqüila. Durante o escaneamento, a primeira rotação é realizada para fins de calibração do sistema de acordo com a velocidade da câmera. 25 ou 50 fotos são obtidas quando a câmera passa pela região temporal de cada olho, de modo a minimizar influencia de sobras geradas pela conformação orbitária do paciente. Cada imagem de Scheimpflug cobre uma faixa de 0.8mm, com 14mm de diâmetro, e  são computadas juntamente com as obtidas simultaneamente pela câmera frontal de modo a se corrigir movimentos do olho durante o exame.

Existe uma função de controle da qualidade do exame que avalia a área de cobertura das fotos exame, as perdas de fixação e outros artefatos. Tal função aumenta significativamente a confiabilidade do exame, que deve ser repetido de acordo com os problemas encontrados no escaneamento.

Até 25.000 pontos são computados num escaneamento tri-dimensional no Pentacam standard, enquanto a versão HR (High Resolution) pode avaliar até 136.000 pontos de elevação. As imagens de Scheimpflug são apresentadas ao examinador que pode verificar as linhas de detecção que representam a córnea, íris e cristalino.

Uma vez que se trata de luz azul, com 475nm, não é possível estudo através de opacidades importantes e estruturas opacas. Adicionalmente, o estudo do ângulo da câmara anterior é limitado pela reflexão interna total da luz. Porém, cálculos de extrapolação permitem estimar o valor do ângulo, o que se mostrou equivalente aos achados gonioscópicos em estudo envolvendo 146 olhos, com 84% de correlação com a escala de Schaffer.

As imagens de Scheimpflug permitem estudo objetivo de opacidades da córnea e do cristalino. O sistema PNS calcula o nível de scattering do núcleo do cristalino considerando um modelo cônico tridimensional. O valor do PNS tem uma forte correlação com o estadiamento clinico da catarata de acordo com o sistema LOCS III. Adicionalmente tem uma correlação ainda mais forte que este com o tempo e energia necessários durante a cirurgia de facoemulsificação.

Diversos mapas ser calculados para representar curvatura e elevação das faces anterior e posterior da córnea, juntamente com os mapas paquimétrico e de profundidade da câmara anterior.

A curvatura axial ou sagital considera a normal de cada ponto avaliado em relação a um eixo axial. A curvatura tangencial ou instantânea considera o raio de cada ponto individualmente, o que determina mapas com maiores variações ceratométricas.

Os mapas de curvatura consideram o índice de refração da córnea de 1.3375 e a fórmula simplificada de “Dpt=(1.3375-1)*(1000)/Raio, de modo a haver equivalência com os mapas ceratométricos obtidos com o sistema de topografia de Plácido.

Estudos envolvendo o Pentacam e diferentes sistemas de topografia de Placido: Atlas, Magellan, Vista e Keratograph demonstraram um elevado índice de correlação dos achados nos mapas de curvatura.

Entretanto, existem diferenças que são resultantes do método de projeção das imagens de Scheimpflug e a reflexão dos anéis de Placido. Adicionalmente é importante ressaltar que devemos obedecer a nomenclatura referente a toPografia de superfície e a reconstrução tomográfica tridimensional da córnea e segmento anterior.

Os dados tomográficos permitem um cálculo mais acurado do poder de vergência da córnea.

Estudos de óptica geométrica por meio de ray tracing devem considerar a superfície anterior e posterior, juntamente com a paquimetria para calcular o Poder Refrativo Total da córnea. Tais cálculos possibilitam valores ceratométricos mais acurados para cálculo de LIO, o que representa uma área de intensa pesquisa e desenvolvimento.

O estudo da elevação carece de uma referencia, uma vez que os dados elementares de elevação tanto para as faces anterior como posterior não são possíveis de serem interpretados clinicamente.

Os mapas de elevação consideram a referencia que é um padrão geométrico conhecido. Com isso, cada ponto de elevação vai estar mais ou menos elevado que esta referencia no mapa de cores. A escala de Belin intuitiva é a mais adequada para os mapas de elevação.

O software do Pentacam permite usar uma infinidade de superfícies geométricas de referencia, que podem ser calculadas para se obter o maior numero de pontos coincidentes – o que denominamos “Best fit”.

Devemos entender que a área considerada da córnea para se obter o “Best fit” vai influenciar o raio da superfície de referencia. Considerando-se que uma córnea normal é mais plana na periferia, maiores áreas geram superfícies com raios maiores, o que gera valores de elevação maiores.

Aqui verificamos em um exame de córnea normal com baixo astigmatismo e nenhum sinal de ectasia, a diferença entre os mapas de elevação posterior com a melhor superfície esférica para 8mm e 12 mm.

Recomendamos como padrão fixar a área em 8mm para possibilitar comparação com valores de referencia em estudos realizados, uma vez que 8mm representa uma área de excelente cobertura na maioria dos casos.

Tanto superfícies esférica e tórica-elipsoide podem ser utilizadas, sendo a primeira mais adequada para identificar presença de astigmatismo enquanto que a segunda é mais adequada para verificar o padrão de irregularidade do astigmatismo.

No mapa paquimétrico, obtemos informações da espessura corneana de limbo a limbo, sendo possível identificar o ponto mais fino, determinando seu valor e localização em relação ao ponto central.

Considerando-se que a córnea é um menisco mais fino no centro e mais espesso na periferia, um método gráfico para descrever o a progressão paquimétrica foi proposto por Ambrósio, quando se iniciou o Grupo de Estudos de Tomografia e Biomecânica de Córnea do Rio de Janeiro.

O gráfico CTSP inicia no ponto mais fino e segue com os valores médios das paquimetrias nos pontos em círculos concêntricos no ponto mais fino, com raios que aumentam e de 0,1 em 0,1mm de raio. A linha que representa o olho examinado é avaliada no contexto da média e duas vezes o desvio padrão em uma população normal.

 O PTI representa o percentual de aumento em relação ao ponto mais fino e inicia sempre em zero.

Existe um padrão de aumento normal da espessura do centro para a periferia. Um aumento mais abrupto significa afinamento espacial e caracteriza ectasia. Com isso, tais gráficos possibilitam a diferenciação de uma córnea fina normal e outra afinada com ceratocone apesar de espessura central relativamente normal.

Por outro lado, uma retificação nos gráficos de progressão paquimétrica pode representar aumento da espessura por edema, o que pode ser correlacionado com a presença de guttata e um edema sub-clínico em Distrofia de Fuchs, quando pode ser observado um aumento da refletividade da camada de Descemet no Sinal do Camelo descrito por Cazal e Ambrósio em 2004.

A utilização do Pentacam para detectar ectasia considera a distribuição paquimétrica espacial e o método de enhanced elevation descrito pelo Professor Belin, da Universidade do Arizona.

Uma superfície de referencia mais sensível para detecção de protrusão nos mapas de elevação é gerada com a exclusão de uma área para se calcular a melhor esfera de referencia.

A exclusão de 3.5mm com centro no ponto mais fino gera uma nova esfera de referencia que deve ser comparada com a padrão que considera toda a córnea. Havendo diferença entre estas duas referencias, significa haver uma protrusão suspeita na região do ponto mais fino tanto para face anterior e posterior.

Os valores de elevação das faces anterior e posterior juntamente com os parâmetros de paquimetria determinam, com base em um estudo de regressão linear um valor D no display Belin Ambrósio enhanced Ectasia.

Além de detectar ceratocone, tal abordagem permite a identificação de formas sub-clínicas da doença, o que foi verificado, por exemplo, em estudo envolvendo 23 casos de ceratocone assimétrico, em que um olho se apresentava sem alterações topográficas da doença.

Assim, a tomografia da córnea e do segmento anterior do olho é capaz de caracterizar as superfícies anterior e posterior da córnea, juntamente com o mapeamento da paquimetria, além de fornecer medidas relacionadas com a câmara anterior, ângulo irido-corneano, pupila e cristalino.

Os índices topométricos derivados da curvatura anterior da córnea podem ser utilizados como parâmetros objetivos para detectar ectasia. No entanto, é importante relembrar que podem levar à identificação relativamente tardia da doença ectásica. Nesse sentido, os índices tomográficos baseados na elevação e na distribuição paquimétrica apresentam maior sensibilidade para o diagnóstico precoce deste tipo de patologia.

O Belin-Ambrosio Display, disponível no Pentacam (Oculus, Alemanha) apresenta, de forma consistente e simplificada, dados de elevação anterior e posterior, juntamente com a distribuição paquimétrica. Este software fornece índices que optimizam a sensibilidade e especificidade de detecção de formas precoces de ectasia. Destacam-se os índices BAD-D e o Ambrósio Relational Thickness-Max. (ART-Max). Estes parâmetros são capazes de detectar anormalidades suaves relacionadas com ectasia, previamente às alterações dos parâmetros topométricos.

Isto pode ser bem exemplificado em pacientes com ceratocone muito assimétricos, onde um dos olhos apresenta padrão topográfico clássico de ceratocone e o olho contra-lateral apresenta topografia “normal”. Neste olho com superfície “normal” é possível identificar índices tomográficos alterados.

ceratocone

Exemplo de caso de ceratocone assimétrico onde o olho esquerdo ainda não apresenta alterações topográficas, porém já apresenta alterações tomográficas importantes de elevação e paquimetria.

O mesmo raciocínio se aplica para o caso com topografia “normal” em ambos os olhos, mas com susceptibilidade (forma frusta ou sub-topográfica de ceratocone) para desenvolver ectasia pós-lasik, que pode ser detectada pela tomografia.

ectasia

Exemplo de caso de ectasia pós-lasik onde no pré-operatório não haviam alterações topográficas significantes porém as alterações tomográficas já indicavam presença de alta susceptibilidade para desenvolver ectasia.