L’analisi della forma corneale (topografia corneale) è un esame che misura quantitativamente la curvatura e la forma delle superfici anteriore e posteriore della cornea. I suoi scopi principali sono la rilevazione e la quantificazione dell’astigmatismo irregolare corneale, la valutazione della progressione della malattia e l’applicazione nella chirurgia refrattiva.
Storicamente, all’inizio del XVII secolo Scheiner utilizzò il riflesso corneale per le sue ricerche, e il disco di Placido fu introdotto alla fine del XIX secolo. I dispositivi moderni utilizzano anelli concentrici, luce a fessura o luce interferenziale per mappare l’intera cornea con alta precisione.
La topografia corneale è una tecnica che utilizza principalmente il riflesso degli anelli di Placido per misurare la forma (curvatura) della superficie anteriore della cornea. La tomografia corneale, invece, è una tecnica avanzata che misura la struttura tridimensionale della cornea, incluse le superfici anteriore e posteriore e lo spessore, utilizzando una camera Scheimpflug o un OCT del segmento anteriore1). In clinica, si combinano topografia e tomografia per una valutazione completa della cornea.
Topografia corneale
Oggetto di misura : Forma della superficie anteriore della cornea
Principio : Principalmente riflesso degli anelli 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 : Mappe di curvatura anteriore e posteriore, elevazione e spessore corneale
Vantaggi : Consente la valutazione della superficie posteriore della cornea. Può misurare anche in presenza di opacità o edema1).
La topografia è una tecnica che utilizza principalmente il riflesso degli anelli di Placido per misurare la forma (curvatura) della superficie anteriore della cornea. La tomografia, invece, misura la struttura tridimensionale della cornea, incluse le superfici anteriore e posteriore e lo spessore, utilizzando una camera Scheimpflug o un OCT del segmento anteriore. Nel cheratocono, le alterazioni della superficie posteriore possono manifestarsi prima di quelle della superficie anteriore, quindi la valutazione tomografica è più importante.
Gli analizzatori di topografia corneale sono classificati in quattro categorie principali in base al principio di misura 1).
Gli anelli di Mire (cerchi concentrici bianchi e neri) vengono proiettati sulla superficie anteriore della cornea (film lacrimale precorneale) e dalla forma della loro immagine riflessa si misurano quantitativamente il raggio di curvatura e il potere refrattivo corneale. Dispositivi rappresentativi: TMS (TOMEY), Atlas, Keratograph.
Vantaggi: Elevata risoluzione spaziale e riproducibilità. Ottimale per la misurazione della superficie anteriore della cornea.
Limiti: Influenzato dall’instabilità del film lacrimale. La superficie posteriore della cornea non è misurabile. Viene valutato solo circa il 60% della superficie corneale, limitando la rilevazione di lesioni periferiche 6). In caso di anomalie corneali gravi, la visualizzazione degli anelli di Mire diventa difficile.
L’immagine di Mire degli anelli di Placido consente una valutazione qualitativa delle irregolarità corneali senza apparecchio di misura, particolarmente utile nei bambini e nei pazienti non collaboranti 4).
Una fotocamera Scheimpflug fotografa la luce di fenditura rotante e ricostruisce la struttura tridimensionale delle superfici anteriore e posteriore della cornea. È possibile misurare la forma delle superfici anteriore e posteriore, lo spessore corneale, nonché il potere refrattivo complessivo e le aberrazioni di ordine superiore della cornea 1). Dispositivi rappresentativi: Pentacam (OCULUS), Galilei (doppio Scheimpflug + Placido), Sirius (Scheimpflug + Placido).
Vantaggi: Acquisizione simultanea di curvatura anteriore e posteriore, elevazione e mappa di spessore corneale.
Limiti: Abbagliamento durante la misurazione; in caso di opacità corneale, la diffusione rende difficile la visualizzazione delle sezioni.
L’analisi mediante luce interferometrica riduce l’influenza di lacrime e opacità e fornisce anche informazioni periferiche. L’SS-OCT (lunghezza d’onda 1.310 nm) è rappresentato dal CASIA2 (TOMEY), con un ampio campo di misura che consente di visualizzare l’intera cornea in un’unica immagine. L’SD-OCT (lunghezza d’onda 840 nm) offre alta risoluzione.
Vantaggi: Senza contatto, rapido, valutabile anche in caso di opacità corneale. Scarsa influenza del film lacrimale.
Limite: Non adatto per la valutazione della rottura del film lacrimale (occhio secco).
Combinando un dispositivo di tipo Placido (misurazione della forma corneale e delle aberrazioni) e il metodo Hartmann-Shack (misurazione delle aberrazioni del sistema refrattivo tramite sensore di fronte d’onda), è possibile confrontare i dati di rifrazione corneale e i dati di rifrazione oculare.
Le caratteristiche di ciascun dispositivo sono mostrate di seguito.
| Dispositivo | Principio di misura | Superficie anteriore | Superficie posteriore | Spessore corneale |
|---|---|---|---|---|
| Tipo Placido | Riflessione ad anelli | ○ | × | × |
| Tipo Scheimpflug | Fessura rotante | ○ | ○ | ○ |
| OCT del segmento anteriore | Interferenza luminosa | ○ | ○ | ○ |
Fissare la testa del paziente sul poggiamento e poggiatesta, e chiedergli di guardare dritto davanti a sé verso la luce di fissazione. La regolazione della messa a fuoco e del centraggio influisce direttamente sulla precisione della misurazione. Incoraggiare un’apertura sufficiente delle palpebre per ridurre al minimo l’influenza delle palpebre. Eseguire almeno due scatti per verificare la riproducibilità.
Periodo di sospensione delle lenti a contatto: Le lenti a contatto modificano temporaneamente la forma corneale. Per ottenere dati accurati, è necessario sospendere l’uso delle lenti rigide (RGP) per almeno 2 settimane e delle lenti morbide per almeno 1 settimana. Per la valutazione dell’idoneità alla chirurgia refrattiva, si raccomanda di eseguire più misurazioni dopo la sospensione delle lenti e verificare la riproducibilità6).
Nella verifica dei risultati, controllare prima che la messa a fuoco e il centraggio siano entro un intervallo accettabile e che la digitalizzazione automatica non abbia riconosciuto erroneamente anelli diversi. Quindi valutare la mappa a colori per la scala di potenza.
Per la valutazione quantitativa della forma corneale vengono utilizzati i seguenti indici.
| Indice | Significato |
|---|---|
| SimK (Chetometria simulata) | Valore più alto tra le medie degli anelli 6-8 del meridiano corneale |
| SimK1/Ks | Meridiano principale forte |
| SimK2/Kf | Meridiano ortogonale a SimK1 |
| AveK (Chetometria media) | Media di SimK1 e SimK2 |
| MinK (Chetometria minima) | Meridiano principale debole |
| SAI (Indice di asimmetria superficiale) | Indice di simmetria della forma corneale |
| SRI (Indice di regolarità superficiale) | Indice di uniformità locale della cornea |
| PVA (Acuità visiva potenziale) | Acuità visiva corretta prevista dal SRI |
Mappa di potenza (Assiale / Tangenziale / Rifrattiva) : Mostra il potere refrattivo corneale in codice colore. La potenza assiale si basa sull’inclinazione, è resistente al rumore ed è adatta per la valutazione globale dell’astigmatismo. La potenza tangenziale (istantanea) riflette la curvatura locale ed è eccellente per identificare l’apice del cheratocono. La potenza rifrattiva 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. Elevazioni isolate sulle superfici anteriore e posteriore sono indicatori importanti di ectasia corneale 6). La mappa di elevazione posteriore mostra un’elevata 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 ectasia corneale.
Le lenti rigide (RGP) devono essere sospese per almeno 2 settimane, le lenti morbide per almeno 1 settimana. Le lenti a contatto modificano temporaneamente la forma corneale, pertanto, specialmente per l’indicazione alla chirurgia refrattiva, si raccomanda di eseguire più misurazioni dopo la sospensione per confermare la riproducibilità 6).
La topografia corneale è il gold standard per lo screening precoce dei casi sospetti di cheratocono 6). Il cheratocono iniziale può spesso apparire normale all’esame con lampada a fessura e la topografia può essere l’unico indizio.
Reperti di tipo Placido : irregolarità degli anelli centrali, impossibilità di proiezione degli anelli periferici, grande componente asimmetrica. Un appiattimento inferiore (rapporto I-S ≥ 1,2) e un’inclinazione dell’asse radiale ≥ 21° sono pattern tipici 6). Come indici di screening vengono utilizzati il metodo Klyce/Maeda e il metodo Smolek/Klyce.
Reperti di tipo Scheimpflug : un decentramento inferiore della protrusione della superficie posteriore della cornea e un assottigliamento corneale possono essere rilevati precocemente. La mappa di elevazione posteriore può apparire prima delle modifiche anteriori.
OCT del segmento anteriore : consente di valutare l’assottigliamento dello stroma corneale e la protrusione conica centrale-inferiore con una risoluzione di circa 10 μm.
Il Belin-Ambrosio enhanced ectasia display è una funzione del Pentacam che integra il profilo spaziale dello spessore corneale (CTSP), l’aumento percentuale dello spessore (PTI) e le deviazioni delle elevazioni anteriore e posteriore, migliorando la precisione dello screening dell’ectasia corneale 5). L’indice tomografico e biomeccanico (TBI) in combinazione con il Corvis ST consente uno screening completo che tiene conto della biomeccanica corneale 5).
Nel cheratocono temporale (temporal keratoconus), il rapporto I-S standard può rientrare nell’intervallo normale. In un paziente di 14 anni, il Pentacam ha rilevato un appiattimento temporale e un assottigliamento, e il rapporto T-N (temporale-nasale) è stato utile per la diagnosi 3). Ciò suggerisce l’importanza di una valutazione multidirezionale, non solo del rapporto I-S.
Nella degenerazione marginale pellucida (PMD) viene rilevato un caratteristico pattern di appiattimento inferiore chiamato « chela di aragosta » (lobster claw). In un adolescente, il Belin-Ambrosio enhanced ectasia display e la valutazione biomeccanica corneale con Corvis ST sono stati utili per la diagnosi 5).
Il sistema di classificazione ABCD viene utilizzato per valutare la progressione dell’ectasia corneale. Comprende i seguenti quattro elementi 6):
La definizione di progressione è la conferma di almeno due dei seguenti: irrigidimento della superficie anteriore, irrigidimento della superficie posteriore e assottigliamento6). Nei bambini e nei giovani adulti, la progressione tomografica è stata confermata nel 77% degli occhi7), ed è importante un follow-up regolare.
La topografia corneale è il gold standard per lo screening precoce del cheratocono6). Anche nel cheratocono iniziale che appare normale all’esame con lampada a fessura, la topografia può rilevare pattern caratteristici come l’irrigidimento inferiore. L’uso combinato della tomografia (Pentacam, ecc.) consente di valutare i cambiamenti della superficie posteriore della cornea e una valutazione globale tramite la visualizzazione di Belin-Ambrosio, consentendo una diagnosi ancora più precoce.
Quando la progressione è confermata dalla classificazione ABCD, è indicato il cross-linking corneale (CXL). Dopo CXL, si esegue un follow-up ogni 6 mesi-1 anno per confermare l’arresto della progressione. La topografia e la tomografia vengono utilizzate anche per la valutazione della forma corneale dopo CXL.
L’esclusione di un’ectasia corneale latente è essenziale per determinare l’idoneità alla chirurgia refrattiva6). Se lo screening topografico mostra anomalie, l’intervento viene annullato e si prendono in considerazione lenti a contatto rigide o il trapianto di cornea.
PRK e SMILE presentano un rischio minore di ectasia corneale postoperatoria rispetto al LASIK6). Nel postoperatorio, la topografia viene utilizzata per valutare i cambiamenti diottrici corneali e rilevare un’ablazione decentrata.
Nel LASIK guidato dalla topografia (CONTOURA, ecc.), i dati della superficie anteriore della cornea acquisiti con Topolyzer Vario determinano direttamente il pattern di irradiazione laser2). È stato proposto un nomogramma 3Z per gestire le discrepanze tra l’astigmatismo refrattivo soggettivo e l’astigmatismo topografico2).
La topografia viene utilizzata per valutare l’astigmatismo corneale irregolare prima dell’intervento di cataratta. Contribuisce a migliorare la precisione dell’asse delle IOL toriche. Viene utilizzata anche per la valutazione dell’astigmatismo dopo trapianto di cornea, per l’adattamento delle lenti a contatto e per la valutazione dei cambiamenti della forma corneale dovuti a pterigio.
Inoltre, per la valutazione dell’astigmatismo irregolare dovuto a infiltrati subepiteliali (SEI) dopo congiuntivite da adenovirus, è stato riportato che l’immagine moiré dell’anello di Placido rileva le irregolarità superficiali in modo più sensibile rispetto alla mappa a colori SS-OCT4). Anche la fotografia seriale dell’anello di Placido è stata utile per il monitoraggio del trattamento con collirio di tacrolimus4).
Nella topografia corneale vengono utilizzate tre diverse definizioni del potere corneale.
Potere assiale (potere sagittale) : Pa = (n-1)/d. Calcolato dalla distanza d dalla normale nel punto di misura all’asse di riferimento. Robusto al rumore grazie all’inclinazione, estende la misurazione equivalente al cheratometro 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 lunghezza focale f. Riflette più accuratamente le proprietà ottiche secondo la legge di Snell.
Gli autocheratometri e i dispositivi a disco di Placido misurano solo la superficie anteriore della cornea e non tengono conto di quella posteriore. Assumendo che le forme delle superfici anteriore e posteriore siano proporzionali, si utilizza l’indice cheratometrico (solitamente 1,3375) 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, il rapporto proporzionale tra le superfici anteriore e posteriore viene meno, causando errori1).
Nel principio di Scheimpflug, il piano della lente e il piano dell’immagine vengono manipolati in modo che le tangenti ai piani dell’oggetto, della lente e dell’immagine si intersechino in un punto (punto di Scheimpflug), consentendo di ottenere un’immagine a fuoco anche per oggetti non piani1). Questo principio permette di acquisire un’immagine della sezione trasversale corneale 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 della coma verticale6). Alcuni dispositivi possono eseguire simultaneamente topografia e analisi delle aberrazioni1).
Negli ultimi anni sono comparsi dispositivi combinati che integrano topografia/tomografia e misurazioni biometriche (lunghezza assiale, profondità della camera anteriore, ecc.) 1). È stato proposto il concetto di potenza corneale totale (Total Corneal Refractive Power) per il calcolo della potenza delle lenti intraoculari, e si prevede un miglioramento della precisione del calcolo, in particolare per la chirurgia della cataratta dopo chirurgia refrattiva 1).
La ricerca sull’analisi della forma corneale mediante IA (apprendimento automatico/profondo) sta progredendo. L’applicazione per il rilevamento automatico del cheratocono e la previsione della progressione dai dati topografici è in fase di studio, ma attualmente è ancora in fase di ricerca.
La segnalazione di casi atipici di cheratocono temporale 3) mostra l’importanza di una valutazione multidimensionale che includa non solo il rapporto I-S standard ma anche il rapporto T-N. La rivalutazione dei dischi di Placido indica che, anche in ambienti privi di apparecchiature sofisticate, la valutazione qualitativa può costituire un semplice mezzo di screening per le anomalie della superficie corneale 4).
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