ΕΞΑΤΟΜΙΚΕΥΜΕΝΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ EXCIMER LASER (WAVEFRONT H TOPOGRAPHY GUIDED ABLATION) ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΟΡΑΣΗΣ
Τεχνολογία wavefront
Η τεχνολογία wavefront χρησιμοποιεί συνδυασμό εξελιγμένων διαγνωστικών συστημάτων (aberrometer) με σκοπό να λαμβάνει υπόψιν την ξεχωριστή διάθλαση και το ιδιαίτερο σχήμα του κάθε οφθαλμού. Με τον τρόπο αυτό μετρείται το συνολικό διαθλαστικό σφάλμα του οφθαλμού.
Με βάση ένα ειδικό σύστημα ακτίνων που εισέρχονται στο μάτι και αντανακλώνται από τον αμφιβληστροειδή αποκαλύπτονται ανωμαλίες σε ολόκληρο το οπτικό σύστημα προκειμένου να εξασφαλισθεί μία ακριβής εκτίμηση. Στους οφθαλμούς όπου υπάρχει ανωμαλία η μέτρηση των παρεκκλίσεων μεταξύ της πραγματικής κατεύθυνσης των εξερχόμενων ακτίνων και της ιδανικής θέσης καθορίζει την συνολική παρέκκλιση του ματιού σύμφωνα με την θεωρία wavefront.Οι ακτίνες του φωτός εισέρχονται μέσα στο μάτι σαν επίπεδα φύλλα που ονομάζονται wavefronts (μέτωπα κύματος). Εάν το οπτικό σύστημα του ματιού είναι τέλειο τα wavefronts εξέρχονται από το μάτι πάλι σαν επίπεδα φύλλα .

Οταν ο κερατοειδής η άλλα οπτικά μέρη του οφθαλμού (φακός , υαλοειδές κλπ) παρουσιάζουν ατέλειες προκαλούν παραμόρφωση ανώμαλη καμπύλωση των wavefronts που εξέρχονται από το μάτι .

Οι παραμορφώσεις (εκτροπές, aberrations) αυτές μπορούν να μετρηθούν με ειδικά μηχανήματα που ονομάζονται εκτροπόμετρα.

Τα διαθλαστικά σφάλματα δεν είναι μόνο η σφαιρική (μυωπία και υπερμετρωπία) και η κυλινδρική εκτροπή (αστιγματισμός). Υπάρχουν πιο σύνθετοι τύποι διαθλαστικών σφαλμάτων που αναφέρονται με το γενικό όνομα ανώμαλος αστιγματισμός.

Ακριβέστερα ο όρος ανώμαλος αστιγματισμός αναφέρεται στην ουσία σε υψηλότερης τάξης εκτροπές που οφείλονται σε ατέλειες του οπτικού συστήματος του οφθαλμού στην περιφέρεια όταν η κόρη είναι μεγάλη η και στο κέντρο όταν έχει προηγηθεί διαθλαστική επέμβαση.
Οι σημερινοί wavefront αναλυτές (εκτροπόμετρα) έχουν σχεδιαστεί να απεικονίζουν σχετικά φυσιολογικούς οφθαλμούς. Οταν το μάτι είναι διαθλαστικά πολύ ανώμαλο υπάρχει δυσκολία στην απεικόνιση. Επομένως σήμερα η προσπάθεια αποσκοπεί στην διόρθωση των προυπαρχόντων εκτροπών με στόχο κυρίως την βελτίωση της contrast sensitivity και της ποιότητας της νυκτερινής όρασης και όχι της οπτικής οξύτητας.
Ο wavefront αναλυτής δίδει πληροφόρηση μέχρι τα όρια της διεσταλμένης κόρης. Εξω από τα όρια αυτά δεν υπάρχει πληροφόρηση και είναι απαραίτητος ο συνδυασμός με τοπογραφία. Με τον ειδικό αναλυτή λαμβάνεται η εικόνα wavefront.

Η wavefront ανάλυση μπορεί να απεικονιστεί σαν έγχρωμος χάρτης μεταβολών της οπτικής οξύτητας πάνω από την εκάστοτε περιοχή της κόρης.

Σε αντίθεση με τον τοπογραφικό χάρτη όπου παρουσιάζονται μεταβολές κυρτότητας η υψομετρικής διαμόρφωσης πάνω στον κερατοειδή στη wavefront ανάλυση μετρείται το οπτικό σύστημα του ματιού σαν σύνολο

Με την τεχνολογία wavefront αποκαλύπτονυαι οι ατέλειες του οπτικού συστήματος που είναι μεγαλύτερες όσο η κόρη μεγαλώνει.

Η τοπογραφία μπορεί να μας δώσει μεμονομένα το wavefront σχήμα της πρόσθιας κερατοειδικής επιφάνειας. Αυτό έχει ιδιαίτερη αξία όταν οι εκτροπές οφείλονται κυρίως σε ανώμαλη κερατοειδική διαμόρφωση όπως συμβαίνει μετά από διαθλαστική επέμβαση.

Με τα πολυώνυμα του Zernike μπορούμε να περιγράψουμε οποιοδήποτε σχήμα wavefront. Το σχήμα σπάζεται σε πιο απλές επιφάνειες.Οσο πιο σύνθετο είναι το σχήμα τόσο πιο υψηλής τάξης εκτροπές έχει.

ΜΗΔΕΝ ΤΑΞΗ

ΠΡΩΤΗ ΤΑΞΗ

Εκτροπές δεύτερης τάξης: σφαιρική (μυωπία και υπερμετρωπία) ) και κυλινδρική εκτροπή.Αποτελούν το 90% των εκτροπών σε φυσιολογικά μάτια όταν η κόρη είναι 6 χιλ.

Από την τρίτη τάξη και πάνω έχουμε τις υψηλής τάξης εκτροπές που αποτελούν το 15-20% των ολικών εκτροπών.

Από αυτές κλινικά σημαντικές είναι οι εκτροπές ίδίως της 3ης και 4ης τάξης.

ΤΡΙΤΗ ΤΑΞΗ : κάθετο και οριζόντιο κόμα, τριγωνικός αστιγματισμός

ΤΕΤΑΡΤΗ ΤΑΞΗ : σφαιρική εκτροπή, τετραγωνικός αστιγματισμός, δευτερογενής αστιγματισμός.

ΠΕΜΠΤΗ ΤΑΞΗ ΚΑΙ ΠΑΝΩ: Ανώμαλες εκτροπές

Μέτρηση των εκτροπών

MTF (Modulation transfer function)
Είναι το αντικειμενικό ισοδύναμο της contrast sensitivity και μετρά την ποιότητα του σχηματιζομένου ειδώλου. Μας δείχνει πόσο ποσοστό της ευαισθησίας στην φωτεινή αντίθεση έχει χαθεί λόγω των ατελειών του οπτικού συστήματος.

PSF( Point spread function)
Είναι η απεικόνιση του πως αντιλαμβάνεται ο ασθενής μία σημειακή φωτεινή πηγή σε δυσδιάστατο επίπεδο.

Σε ένα τέλειο μάτι το φως της σημειακής πηγής εστιάζεται επίσης σε ένα σημείο.

PSF (Spread Point Function)
Εάν υπάρχουν ατέλειες η σημειακή φωτεινή πηγή θα γίνεται αντιληπτή σε ποικίλα σχήματα ανάλογα με τον τύπο της εκτροπής.

RMS (Root mean squair)
Η τιμή αυτή προσπαθεί να ποσοτικοποιήσει τις εκτροπές.
Σε ένα φυσιολογικό μάτι από 0.1 αυξάνεται σε 0.7 όταν η κόρη διασταλεί σε 7mm.
Οι τιμές RMS είναι σχετικές με το μέγεθος της κόρης. Για αυτό πάντα θα πρέπει να συγκεκριμενοποιείται σε πιο μέγεθος κόρης αναφέρονται.
Αναγνώριση της προέλευσης των εκτροπών.

ΕΚΤΡΟΠΕΣ

1.Χρωματική εκτροπή.

2.Μονοχρωματική εκτροπή

1.ΧΡΩΜΑΤΙΚΕΣ
Η χρωματική εκτροπή οφείλεται στην διαφορετική εστίαση των φωτεινών ακτίνων ανάλογα με την διακύμανση του δείκτη διάθλασης των διαφόρων οπτικών τμημάτων του ματιού σε συνάρτηση με το μήκος κύματος του φωτός.

2.ΜΟΝΟΧΡΩΜΑΤΙΚΕΣ
ΟΛΙΚΕΣ ΟΦΘΑΛΜΙΚΕΣ (RMS)
Αστιγματισμός (μέτρηση σε RMS, D)
Σφαιρικές εκτροπές (μέτρηση σε RMS, D)
Coma,( μέτρηση σε RMS)
Irregular (μέτρηση σε RMS)
ΟΛΙΚΕΣ ΚΕΡΑΤΟΕΙΔΙΚΕΣ(μέτρηση σε RMS)
Αστιγματισμός (μέτρηση σε RMS, D)
Σφαιρικές εκτροπές (RMS, D)
Coma (RMS)
Irregular (RMS)

ΟΛΙΚΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ (RMS)

ΟΛΙΚΕΣ ΟΦΘΑΛΜΙΚΕΣ ΕΚΤΡΟΠΕΣ=ΟΛΙΚΕΣ ΚΕΡΑΤΟΕΙΔΙΚΕΣ+ΟΛΙΚΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ
Ο ολικός και εσωτερικός ανώμαλος αστιγματισμός δύνανται πιθανώς να διορθωθούν μόνο με τεχνολογία Wavefront.

Ο κερατοειδικός ανώμαλος αστιγματισμός δύναται πιθανώς να διορθωθεί με topography – guided τεχνολογία.

ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΣ

Α.Μείωση προυπαρχουσών εκτροπών
Β. Μείωση εισαγωμένων εκτροπών από την διαθλαστική επέμβαση
Γ. Διόρθωση εκτροπών που προέρχονται από τον κερατοειδή μετά από διαθλαστική επέμβαση

Α.Μείωση προυπαρχουσών εκτροπών
Με την ανάλυση wavefront αποκαλύπτονται οι ατέλειες του οπτικού συστήματος που είναι μεγαλύτερες όσο η κόρη μεγαλώνει.Αν από 3mm η κόρη μυδριαστεί στα 7mm έχουμε 6 φορές αύξηση των ολικών εκτροπών στο φυσιολογικό μάτι.
Οι προυπάρχουσες εκτροπές στο φυσιολογικό μάτι προέρχονται κυρίως από την περιφέρεια του οπτικού συστήματος του ματιού και παίζουν ρόλο όταν η διάμετρος της μεσοπικής κόρης είναι μεγαλύτερη από 6.00 χιλ.
Η εφαρμογή του laser με τεχνολογία wavefront θα βελτίωνε θεωρητικά την ποιότητα της όρασης μετεγχειρητικά ιδίως την νύκτα.

Στις περισσότερες περιπτώσεις η τοπογραφία του κερατοειδή στα φυσιολογικά μάτια είναι συμμετρική.

Στην παραπάνω περίπτωση η τοπογραφία στην περιοχή της κόρης την ημέρα είναι συμμετρική.

Την νύχτα η κόρη μεγαλώνει και αποκαλύπτει την περιφερική ασυμμετρία του κερατοειδή.
Β. Μείωση εισαγωμένων εκτροπών από την διαθλαστική επέμβαση

Το Excimer Laser αυξάνει τις ολικές υψηλής τάξης εκτροπές.

Μετά από PRK με κόρη 7mm έχουμε αύξηση 30 φορές

Μετά από LASIK με κόρη 7mm έχουμε αύξηση 40 φορές

Το Excimer Laser αυξάνει τις εκτροπές 3ης ( ιδίως το coma) και 4ης τάξης (ιδίως τις σφαιρικές εκτροπές)

Η δημιουργία του flap αυξάνει το coma.
Η φωτοαφαίρεση προκαλεί σφαιρική εκτροπή
Η έκκεντρη φωτοαφαίρεση προκαλεί coma.

Οταν οι κόρες είναι μεγάλες (μεσοπική κόρη μεγαλύτερη από 6.00 χιλ) και επειδή η ίδια η διαθλαστική επέμβαση εισάγει εκτροπές, είναι πιθανό να υπάρχουν μετεγχειρητικά προβλήματα στην νυκτερινή όραση. Η εφαρμογή του laser με τεχνολογία wavefront θα βελτίωνε θεωρητικά την ποιότητα της όρασης μετεγχειρητικά ιδίως την νύκτα.

10/10 με καλή contrast sensitivity

10/10 με κακή contrast sensitivity

Η εφαρμογή του laser με τεχνολογία wavefront θα βελτίωνε θεωρητικά την ποιότητα της όρασης στις ακόλουθες περιπτώσεις
1.Μεσοπική κόρη μεγαλύτερη από 6.00χιλ
2.Προεγχειρητική τιμή RMS υψηλή
3. Διόρθωση μεγάλης αμετρωπίας
4. Επανεπέμβαση

Γ. Διόρθωση εκτροπών που προέρχονται από τον κερατοειδή μετά από διαθλαστική επέμβαση
Μετά από διαθλαστική επέμβαση λόγω διαφόρων λόγων υπάρχει κίνδυνος πρόκλησης ανώμαλου αστιγματισμού λόγω μεταβολών στην κεντρική περιοχή του κερατοειδούς. Ο κερατοειδικός ανώμαλος αστιγματισμός δύναται πιθανώς να διορθωθεί με topography – guided τεχνολογία και όχι με εφαρμογή wavefront.

Η τεχνολογία wavefront στόχο έχει την βελτιστοποίηση του αποτελέσματος των διαθλαστικών επεμβάσεων σύμφωνα με τις διαθλαστικές ιδιαιτερότητες του κάθε οφθαλμού ξεχωριστά. Υπάρχουν όμως και κάποιοι προβληματισμοί.
Επιτυχία θα είναι να θεραπευτεί με customized φωτοαφαίρεση ο κεντρικός ανώμαλος αστιγματισμός.
Θα ήταν πολύ σημαντικό να θεραπευτεί ένας ασθενής με ανώμαλο αστιγματισμό παρά να δοθεί υπερόραση σε 100 άλλους (Machat)
Οι εξελίξεις στην διαθλαστική χειρουργική είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με την πρόοδο της τεχνολογίας των τοπογραφικών συστημάτων.
Οι τοπογραφικές μονάδες που βασίζονται στους φωτοκερατοσκοπικούς δακτυλίους έχουν περιορισμούς στην πραγματική απεικόνιση της σημασίας της διαμόρφωσης της πρόσθιας κερατοειδικής επιφάνειας στην συνολική διάθλαση του οφθαλμού. Νέα συστήματα τα οποία βασίζονται στην raster photogrammetry, στην laser holographic interferometry, στην pancorneal slit topography και στην confocal laser scanning topography βοηθούν όλο και περισσότερο στην αναλυτική και με ακρίβεια μελέτη του κερατοειδούς.
Επιτυχία θα είναι να αντιμετωπιστεί με εξατομικευμένη (customized) φωτοαφαίρεση η τοπογραφία του κάθε ματιου ξεχωριστά με στόχο την βέλτιστη διόρθωση ιδίως σε περιπτώσεις ανώμαλης κεντρικής τοπογραφίας.
Πριν από τα wavefront συστήματα γίνανε προσπάθειες για customized φωτοαφαίρεση και την σύνδεση του laser με βάση την τοπογραφία
Δεν υπάρχει μέχρι σήμερα πραγματικό topolink δηλαδή σύνδεση του flying spot excimer laser σημείο προς σημείο με την κερατοειδική τοπογραφία για εξατομικευμένη (customized) φωτοαφαίρεση. Αυτό θα ήταν πραγματικά πολύτιμο στην αντιμετώπιση του μετεγχειρητικού ανώμαλου αστιγματισμού μετά από διαθλαστικές επεμβάσεις.
Για να υπάρξει πραγματικό topolink θα πρέπει το flying spot excimer laser να είναι συνδεδεμένο με την τοπογραφία σημείο προς σημείο ξέροντας πιο ακριβώς σημείο φωτοαφαιρείται κάθε στιγμή και με την δυνατότητα αναστολής της φωτοαφαίρεσης πριν εφαρμοσθούν οι παλμοί του laser αν δεν υπάρχει αντιστοιχία.
Η νέα τεχνολογία wavefront αντιμετωπίζει τον κερατοειδή ως τον τελικό στόχο του laser στην προσπάθεια διόρθωσης του αλγεβρικού αθροίσματος των εκτροπών που παρουσιάζει το μάτι ως σύνολο και η κερατοειδική τοπογραφία χρησιμοποιείται στην ουσία μόνο επικουρικά στον αποκλεισμό παθολογικών καταστάσεων για αποφυγή κερατεκτασίας.
Μονολότι η νέα τεχνολογία wavefront είναι πολύτιμη θα κριθεί από τα αποτελέσματα στον χρόνο. Ο κερατοειδής δεν είναι ένα κομμάτι πλαστικό αλλά μετά την φωτοαφαίρεση παρουσιάζει επουλωτικές διαδικασίες. Για να μειωθούν οι εκτροπές υψηλής τάξης απαιτείται φωτοαφαίρεση της τάξης μερικών μικρών. Η επούλωση του επιθηλίου δεν είναι απόλυτα προβλέψιμη και μπορεί να εξουδετερώσει την ομαλοποιητική δράση του laser. Για αυτό τίθεται το ερώτημα αν το laser με wavefront σύστημα πρέπει να εφαρμόζεται με την τεχνική της lasik και όχι της PRK όπου οι επιθηλιακές μεταβολές είναι μεγαλύτερες και πιο απρόβλεπτες. Πάντως προβλήματα ακρίβειας υπάρχουν και με την τεχνική της lasik διότι επιθηλιακές μεταβολές παρατηρούνται και μετά lasik με το επιθήλιο να έχει την τάση να παχύνεται στην περιοχή των εμβυθύνσεων και να λεπταίνει στην περιοχή των κερατοειδικών υπεγέρσεων. Επι πλέον η ιδια η δημιουργία του flap μεταβάλλει τις εκτροπές υψηλής τάξης. Επιπρόσθετα η διακοπή της συνέχειας των πρόσθιων κερατοειδικών πεταλίων λόγω του κοψίματος του flap μεταβάλλει τις μηχανικές τάσεις στον κερατοειδή και πάχυνση των περιφερικών πεταλίων με αποτέλεσμα τάση για μυωπική εκτροπή μετά μυωπική lasik και υποδιόρθωση μετά υπερμετρωπική lasik. Η σημασία του όσο πιο δυνατόν αποτελεσματικού eye-tracker αυξάνεται με καλύτερο αυτόν που είναι και περιστροφικός και που ακολουθεί τον αξονα του αστιγματισμού.