La topografia corneale (corneal topography) è una tecnica di esame non invasiva che misura e visualizza quantitativamente la forma della superficie anteriore della cornea. Le prime ricerche topografiche risalgono all’inizio del XVII secolo con Scheiner, che utilizzava la riflessione dalla cornea, e progressi significativi sono stati compiuti con l’introduzione del disco di Placido alla fine del XIX secolo.
La tomografia corneale (corneal tomography) è una tecnica avanzata che misura la struttura tridimensionale includendo non solo la superficie anteriore ma anche la forma della superficie posteriore e la distribuzione dello spessore corneale1). Clinicamente, topografia e tomografia vengono combinate per una valutazione corneale completa.
Topografia corneale
Oggetto di misura : Forma della superficie anteriore della cornea
Principio : Principalmente riflessione dell’anello di Placido
Dati forniti : Mappa del potere refrattivo corneale (curvatura)
Vantaggi : Elevata riproducibilità e risoluzione spaziale. Adatto per astigmatismo irregolare da normale a moderato.
Tomografia corneale
Oggetto di misura : Struttura tridimensionale delle superfici anteriore e posteriore della cornea
Principio : Camera Scheimpflug o OCT del segmento anteriore
Dati forniti: curvatura anteriore e posteriore, elevazione, mappa dello spessore corneale
Vantaggi: consente la valutazione della superficie posteriore della cornea. Può talvolta misurare anche in presenza di opacità o edema 1)
La topografia è una tecnica che misura principalmente la forma (curvatura) della superficie anteriore della cornea utilizzando la riflessione degli anelli di Placido. La tomografia, invece, utilizza una camera Scheimpflug o un OCT del segmento anteriore per misurare la struttura tridimensionale della cornea, incluse le superfici anteriore e posteriore e lo spessore. Nel cheratocono, le alterazioni della superficie posteriore possono manifestarsi prima di quelle della superficie anteriore, pertanto la valutazione tomografica è più importante.
Le principali indicazioni cliniche della topografia/tomografia corneale sono elencate di seguito.
Screening e follow-up del cheratocono: La topografia corneale è il gold standard per lo screening precoce dei casi sospetti di cheratocono 6). Il cheratocono iniziale può apparire normale all’esame con lampada a fessura e la topografia può essere l’unico indizio. L’irrigidimento inferiore (rapporto I-S ≥1,2) e l’inclinazione dell’asse radiale >21° sono pattern tipici 6). Nei bambini e nei giovani adulti, la progressione è stata confermata alla tomografia nel 77% degli occhi 7), pertanto è importante un follow-up regolare. Sono stati riportati anche casi atipici come l’irrigidimento laterale (cheratocono temporale) 3). In un paziente di 14 anni, il Pentacam ha rilevato un irrigidimento temporale e un assottigliamento, e il rapporto T-N (temporale-nasale) è risultato più utile del rapporto I-S per la diagnosi 3).
Diagnosi della degenerazione marginale pellucida (DMP): Nella DMP, la topografia corneale rivela un pattern caratteristico di irrigidimento inferiore chiamato pattern a chela di aragosta. In un caso di DMP in un adolescente, la valutazione biomeccanica corneale con Belin-Ambrosio enhanced ectasia display e Corvis ST è stata utile per la diagnosi 5).
Pianificazione della chirurgia refrattiva e valutazione post-operatoria: Nel determinare l’idoneità alla chirurgia refrattiva, è essenziale escludere una potenziale ectasia corneale 6). Nel post-operatorio, viene utilizzata per valutare il cambiamento diottrico corneale, rilevare ablazioni decentrate o fallimenti di ablazione. Nel LASIK guidato dalla topografia (CONTOURA, ecc.), i dati della superficie anteriore corneale acquisiti con Topolyzer Vario determinano direttamente il pattern di irradiazione laser 2).
Valutazione delle irregolarità della superficie corneale: L’immagine di Placido è utile per valutare l’astigmatismo irregolare dovuto a infiltrati subepiteliali dopo congiuntivite da adenovirus. Le irregolarità superficiali fini, difficili da rilevare sulla mappa a colori SS-OCT, possono essere visualizzate come distorsione degli anelli4).
Altre indicazioni: Valutazione dell’astigmatismo dopo chirurgia della cataratta o trapianto di cornea, applicazione di lenti a contatto, valutazione dei cambiamenti della forma corneale dovuti a pterigio o opacità corneali.
Gli analizzatori di topografia corneale sono classificati in tre grandi categorie in base al principio di misura1).
Anelli concentrici (disco di Placido) vengono proiettati sul film lacrimale della superficie anteriore della cornea e la curvatura corneale viene calcolata dalla forma dell’immagine riflessa. Esistono tipi a cono grande (TMS, Atlas, ecc.) e a cono piccolo (Keratograph, ecc.), nonché sistemi a LED colorati (Cassini)1).
Vantaggi: Elevata risoluzione spaziale e riproducibilità. Ottimale per la misurazione della superficie anteriore della cornea.
Limiti: Sensibile all’instabilità del film lacrimale. La superficie posteriore della cornea non può essere misurata. Viene valutato solo circa il 60% della superficie corneale, limitando la rilevazione di lesioni periferiche (degenerazione marginale pellucida, ecc.)6).
L’immagine di Placido può essere utilizzata qualitativamente per valutare le irregolarità corneali senza apparecchiatura, particolarmente utile nei bambini o pazienti non collaboranti4).
Immagini Scheimpflug vengono acquisite con una fenditura luminosa rotante e viene ricostruita la struttura tridimensionale delle superfici anteriore e posteriore della cornea1). Gli apparecchi rappresentativi sono Pentacam (Scheimpflug rotante singolo), Galilei (doppio Scheimpflug + Placido) e Sirius (Scheimpflug + Placido)1).
Vantaggi: Acquisizione simultanea della curvatura delle superfici anteriore e posteriore, dell’elevazione e della mappa dello spessore corneale.
Limiti: Impossibile osservare tessuti non trasparenti alla luce. L’angolo della camera anteriore è difficile da riprendere a causa dell’incidenza obliqua della luce. Problemi di precisione della correzione dovuti all’influenza delle superfici rifrattive.
| Apparecchio | Principio di misura | Superficie anteriore | Superficie posteriore | Spessore corneale |
|---|---|---|---|---|
| Placido | Riflessione anulare | ○ | × | × |
| Scheimpflug | Fessura rotante | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | Interferenza luminosa | ○ | ○ | ○ |
La struttura tridimensionale della cornea viene ricostruita dalle immagini OCT in sezione 1). L’OCT a swept-source (SS-OCT, lunghezza d’onda 1.310 nm, CASIA, ecc.) ha un ampio campo di misura e può visualizzare l’intera cornea in un’unica immagine. L’OCT a dominio spettrale (SD-OCT, lunghezza d’onda 840 nm) ha un campo più stretto ma offre un’alta risoluzione.
Vantaggi: Consente l’analisi della morfologia corneale anche in presenza di opacità o edema. Non a contatto e veloce. Poco influenzato dal film lacrimale. Può essere eseguito al buio.
Il Belin-Ambrosio Enhanced Ectasia Display integra il profilo spaziale dello spessore corneale e le deviazioni di elevazione delle superfici anteriore e posteriore sul Pentacam, migliorando l’accuratezza dello screening dell’ectasia corneale 5).
La testa del paziente viene fissata con un appoggio per il mento e una fascia frontale, e gli viene chiesto di fissare una luce di fissazione. Si regolano messa a fuoco e centratura, quindi si acquisisce l’immagine. Fare attenzione a evitare una cattiva fissazione, una pressione oculare involontaria o una deformazione corneale dovuta al sollevamento della palpebra. Acquisire almeno due immagini per verificare la riproducibilità. Per i portatori di lenti a contatto, si raccomanda un periodo di sospensione di almeno due settimane 6).
Mappa di potenza (assiale / tangenziale / refrattiva): Mostra il potere refrattivo corneale in codice colore. La potenza assiale si basa sull’inclinazione ed è resistente al rumore. La potenza tangenziale (istantanea) riflette la curvatura locale ed è eccellente per identificare l’apice del cheratocono. La potenza refrattiva riflette le proprietà ottiche basate sulla legge di Snell.
Mappa di elevazione: Mostra la differenza tra la superficie corneale e una sfera di riferimento come altezza. Rialzi isolati sulle superfici anteriore e posteriore sono indicatori importanti di ectasia corneale 6). La mappa di elevazione posteriore mostra un’alta sensibilità e specificità per la rilevazione del cheratocono frusto 6).
Mappa pachimetrica: Mostra la distribuzione dello spessore corneale. In una cornea normale, il centro è il più sottile e lo spessore aumenta gradualmente verso la periferia. Un’eccentricità della zona più sottile suggerisce un’ectasia corneale.
| Mappa | Utilizzo principale | Caratteristiche |
|---|---|---|
| Potenza assiale | Valutazione globale dell’astigmatismo | Resistente al rumore |
| Potenza tangenziale | Rilevamento dei cambiamenti locali | Utile per identificare l’apice del cono |
| Elevazione | Screening dell’ectasia | La superficie posteriore è un indicatore precoce |
Le lenti a contatto (in particolare quelle rigide) modificano temporaneamente la forma corneale, pertanto è necessario un periodo di sospensione per ottenere dati topografici accurati. In genere, per le lenti morbide si raccomanda almeno 2 settimane, mentre per quelle rigide un periodo più lungo (2-4 settimane). In situazioni importanti come la valutazione dell’idoneità alla chirurgia refrattiva, è richiesto un periodo di sospensione rigoroso.
Nella topografia corneale vengono utilizzate tre definizioni del potere corneale.
Potere assiale (potere sagittale) : Pa = (n-1)/d. Calcolato dalla distanza d della normale nel punto di misura dall’asse di riferimento. Robusto al rumore poiché basato sull’inclinazione. È un’estensione della misura cheratometrica a un’area più ampia.
Potere istantaneo (potere tangenziale) : Pi = (n-1)/r. Calcolato dal raggio di curvatura locale r nel punto di misura. Riflette più accuratamente i cambiamenti di forma locali, ma è sensibile al rumore.
Potere refrattivo (potere focale) : Pr = n/f. Basato sulla distanza focale f. Riflette più accuratamente le proprietà ottiche secondo la legge di Snell.
Gli autokeratometri e i dispositivi di tipo Placido misurano solo la superficie anteriore della cornea senza considerare quella posteriore. Assumendo che le forme delle superfici anteriore e posteriore siano proporzionali, si utilizza l’indice cheratometrico (solitamente 1,3375) al posto dell’indice di rifrazione dello stroma corneale per calcolare il potere refrattivo totale della cornea. Questa assunzione è generalmente valida per le cornee normali, ma dopo chirurgia refrattiva o in caso di ectasia corneale, la proporzionalità viene meno, causando errori1).
In una fotografia ideale, il piano della lente e il piano dell’immagine sono paralleli, ma per oggetti non planari come la cornea si verificano distorsioni dell’immagine. Il principio di Scheimpflug prevede che le tangenti ai piani dell’oggetto, della lente e dell’immagine si intersechino in un punto (punto di Scheimpflug) inclinando il piano dell’immagine e il piano della lente, consentendo di ottenere un’immagine a fuoco anche per oggetti non planari1). Questo principio permette di acquisire immagini della sezione trasversale della cornea con luce a fessura senza distorsioni.
Combinando l’analisi della forma corneale e l’analisi delle aberrazioni del fronte d’onda, è possibile valutare quantitativamente sia le aberrazioni sferiche e cilindriche (aberrazioni del secondo ordine) sia le aberrazioni di ordine superiore (coma, aberrazione sferica, ecc.). Le aberrazioni vengono sviluppate in polinomi di Zernike e quantificate come valore RMS (root mean square). Nel cheratocono è caratteristico un marcato aumento del coma verticale6). Alcuni dispositivi possono eseguire simultaneamente topografia e analisi delle aberrazioni1).
Negli ultimi anni sono comparsi dispositivi combinati che integrano topografia, tomografia e biometria (lunghezza assiale, profondità della camera anteriore, ecc.)1). È stato proposto il concetto di potere refrattivo corneale totale (Total Corneal Refractive Power) per il calcolo del potere delle lenti intraoculari, e ci si aspetta un miglioramento della precisione del calcolo, specialmente nella chirurgia della cataratta dopo chirurgia refrattiva1).
L’ablazione personalizzata basata sui dati topografici è ampiamente utilizzata nella chirurgia refrattiva. I dati della superficie corneale anteriore acquisiti con Topolyzer Vario determinano direttamente il pattern di irradiazione laser per l’intervento CONTOURA 2). È stato proposto un nomogramma 3Z per gestire le discrepanze tra i valori di astigmatismo della rifrazione soggettiva e quelli della topografia 2). È stata riportata anche l’uso combinato di PTK e PRK guidata dalla topografia per le cicatrici corneali.
Il display Belin-Ambrosio enhanced ectasia integra il profilo spaziale dello spessore corneale (CTSP) e l’aumento percentuale dello spessore (PTI), migliorando la precisione nel rilevamento del cheratocono subclinico 5). L’indice tomografico e biomeccanico (TBI) in combinazione con Corvis ST consente uno screening completo che tiene conto anche della biomeccanica corneale 5). La segnalazione di cheratocono temporale 3) come caso atipico suggerisce l’importanza di una valutazione multidirezionale che includa non solo il rapporto I-S standard ma anche il rapporto T-N.
Nella valutazione dell’astigmatismo irregolare dovuto a infiltrati subepiteliali (SEI) post-adenovirus, è stato riportato che l’immagine a mire degli anelli di Placido rileva le irregolarità superficiali in modo più sensibile rispetto alla mappa a colori SS-OCT 4). La fotografia seriale degli anelli di Placido è stata utile anche per monitorare il trattamento con collirio di tacrolimus 4). Anche in ambienti in cui non sono disponibili apparecchiature avanzate, la valutazione qualitativa dell’immagine degli anelli di Placido può costituire un mezzo semplice ed efficace per lo screening delle anomalie della superficie corneale.
Sì, la topografia corneale è lo standard di riferimento per lo screening precoce del cheratocono. Anche nel cheratocono iniziale che appare normale all’esame con lampada a fessura, la topografia può rilevare pattern caratteristici come un appiattimento inferiore. Inoltre, la combinazione con la tomografia (Pentacam, ecc.) consente di valutare i cambiamenti della superficie posteriore della cornea e una valutazione completa tramite il display Belin-Ambrosio, consentendo una diagnosi ancora più precoce.
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