Comparación de las mediciones de curvatura corneal y astigmatismo entre tres biómetros ópticos en pacientes con cataratas relacionadas con la edad

Resumen

Este estudio compara las mediciones de curvatura corneal y astigmatismo de tres biómetros en pacientes con cataratas relacionadas con la edad y evalúa la concordancia y diferencias entre dispositivos. Con una gran cohorte de 800 ojos, este estudio aporta nuevas pruebas de que la concordancia entre dispositivos varía sustancialmente según el parámetro: excelente para queratomemetría simulada pero pobre para queratomemetría total y posterior, lo que pone de manifiesto la importancia de la selección específica de dispositivos por parámetro.

Resumen

Las mediciones preoperatorias precisas de la córnea son cruciales para optimizar el cálculo de la potencia del cristalino intraocular en la cirugía de cataratas. No obstante, el acuerdo entre los diferentes biómetros sigue siendo ambiguo. Este estudio fue diseñado para comparar la concordancia de las mediciones de curvatura corneal y astigmatismo obtenidas con CASIA2 (dispositivo 1), IOLMaster 700 (dispositivo 2) y Pentacam HR (dispositivo 3) en pacientes con catarata relacionada con la edad. En este estudio transversal, se examinaron 800 ojos de 593 pacientes con cataratas relacionadas con la edad antes de la facoemulsificación. Se documentaron la queratometría empinada (Ks), la queratomatría plana (Kf), la queratomatría media (Km) y el astigmatismo (J0, J45) de la córnea anterior, posterior y total. Se emplearon análisis de varianza con medidas repetidas (rANOVA) o pruebas de Friedman para evaluar diferencias entre dispositivos. La concordancia se evaluó utilizando coeficientes de correlación intraclase (ICC) y análisis de Bland-Altman con límites de concordancia (LoA) del 95%. Se detectaron diferencias estadísticamente significativas en la mayoría de los parámetros entre dispositivos. La queratomemetría simulada (SimK) mostró una excelente fiabilidad entre dispositivos, con más del 95% de diferencias dentro de ± 1,0 D. La queratomemetría total (TK) mostró buena concordancia, mientras que la queratomemetría posterior (PK) mostró baja concordancia. En cuanto al astigmatismo, los componentes J0 mostraron mayor consistencia que los componentes J45. El análisis de Bland-Altman reveló una Ley de Augurio clínicamente aceptable para SimK, pero una mayor variabilidad para los parámetros TK y PK. Las mediciones de SimK mostraron una alta concordancia entre los tres dispositivos de esta cohorte de cataratas, lo que respalda su utilidad clínica. Sin embargo, debido a discrepancias significativas en los parámetros TK y PK, se recomiendan protocolos específicos para cada dispositivo para evaluaciones posteriores y totales de la córnea. Estos hallazgos pueden proporcionar orientación para la selección del dispositivo en la evaluación preoperatoria de cataratas.

Introducción

La cirugía moderna de cataratas ha pasado de un procedimiento de restauración visual a una intervención refractiva sofisticada, donde la calidad visual postoperatoria ha surgido como un factor determinante principal del éxito quirúrgico. Teniendo en cuenta que la córnea constituye aproximadamente dos tercios del poder refractivo total del ojo, la caracterización precisa de su curvatura es de suma importancia. El astigmatismo corneal superior a 0,5 dioptrías (D) puede provocar deterioros visuales clínicamente significativos, como visión borrosa, deslumbramiento y diplopía^{monocular 1}. Esta sensibilidad refractiva requiere una selección cuidadosa de los dispositivos de topografía corneal, ya que las discrepancias de medición entre tecnologías (por ejemplo, queratometría manual frente a tomografía Scheimpflug, un sistema de imagen basado en cámara giratoria) afectan directamente a la precisión de la planificación quirúrgica. La precisión biométrica óptima mejora la fiabilidad de los cálculos del cristalino intraocular (LIO), minimiza las incertidumbres refrativas postoperatorias y, en consecuencia, mejora los resultados visuales y los índices de satisfacción del^{paciente 2}.

La cuantificación precisa de la curvatura corneal y el astigmatismo es un requisito preoperatorio crítico en la cirugía de cataratas, influyendo directamente en la selección de la potencia óptima de la LIO. Investigaciones previas han indicado que una diferencia de 1,0 D en la medición de la potencia corneal puede provocar un cambio de aproximadamente 1,0 D en el cálculo de la potencia de la LIO, dependiendo de la fórmula y la longitud^{axial 3}. Se ha informado que el error de medición de la queratomemetría representó el 22% del error total de^{predicción 4}. La evidencia emergente sugiere que integrar el poder refractivo corneal total en las fórmulas de cálculo mejora la agudeza visual postoperatoria al optimizar la corrección^{astigmatica 3}. La queratomemetría convencional mide la potencia corneal en función de la curvatura de la superficie anterior, mientras que la potencia refractiva total está determinada conjuntamente por las superficies corneal anterior y posterior. La TK incorpora parámetros biométricos esenciales, incluyendo el grosor corneal y la curvatura^{posterior 5}. Por lo tanto, TK aborda el problema prevalente de subestimar la alteración en la potencia corneal, que se encuentra con frecuencia al utilizar los métodos estándar y SimK, que se basan únicamente en las mediciones de curvatura corneal anterior³ .

Las investigaciones epidemiológicas sugieren que aproximadamente la mitad de los ojos sometidos a cirugía de cataratas presentan astigmatismo corneal superior a 1,0 D, siendo la mayoría de los candidatos (60%) que tienen mediciones preoperatorias que van de 0,25 D a 1,25 D⁶. Cabe destacar que más del 20% de los casos presentan astigmatismo superior a 1,50^D7. La corrección de astigmatismo superior a 0,50 D mejora significativamente la agudeza visual postoperatoria, mientras que el astigmatismo corneal central superior a 0,75 D puede comprometer los resultados visuales con LIO trifocales debido a la inducción de aberraciones de orden superior ^2,8. Las LIO esféricas provocan la persistencia de errores astigmaticos en la córnea, que se manifiestan como astigmatismo refractivo. Las LIO tóricas, que corrigen este astigmatismo corneal, facilitan la visión libre de espectáculos en el ojo^{pseudofáquico.} Su eficacia está directamente asociada con la precisión de medición de la potencia del meridiano principal y la alineación del eje por parte de biómetros^{oculares 10}. Estudios previos han demostrado que por cada desviación de 1° en la colocación del eje LIO, el efecto de corrección del astigmatismo se reduce en un 3,3%, y el efecto de corrección se pierde si la desviación supera 30°¹¹. Ignorar el astigmatismo corneal antes de la operación o no adoptar las medidas de tratamiento adecuadas durante la cirugía puede afectar el resultado quirúrgico. Por lo tanto, la medición preoperatoria precisa de la biometría óptica es el factor crucial para lograr resultados refractivos postoperatorios^{precisos 12}.

La evaluación contemporánea de la curvatura corneal utiliza múltiples modalidades, incluyendo tomografía Scheimpflug, reflectometría óptica de baja coherencia y sistemas de topografía con barrido por rendija. Aunque estudios previos han evaluado la fiabilidad de dispositivos individuales, los análisis comparativos multicéntricos y de gran muestra de estos sistemas de tres dispositivos son escasos. Evaluaciones recientes de los dispositivos 1, 2 y Pentacam han proporcionado datos clave: En primer lugar, los tres dispositivos muestran una fuerte concordancia entre dispositivos en las mediciones de potencia corneal anterior, lo que indica un rendimiento comparable en la evaluación de^{curvatura 2,13}. En segundo lugar, la repetibilidad de estas mediciones respalda sus aplicaciones clínicas y de investigación^14,15. Además, las correlaciones de medición para la cuantificación del astigmatismo son más débiles en comparación con las del poder corneal, y las implicaciones clínicas diferenciales requieren una validación adicional.

Todavía existen importantes lagunas de conocimiento en la investigación actual sobre medición oftálmica. Aunque las comparaciones entre dispositivos emparejados son frecuentes, los análisis multiplataforma completos están infrarrepresentados. Además, las variaciones temporales en la potencia refractiva corneal y el astigmatismo, especialmente la progresión postintervencionista, requieren una caracterización a largo plazo. Finalmente, los protocolos de estandarización para dispositivos que utilizan diferentes principios de adquisición óptica y algoritmos propietarios necesitan validación sistemática. Resolver estas limitaciones es esencial para lograr la precisión de medición multiplataforma y la comparabilidad clínica en la evaluación biométrica corneal. Se han demostrado diferencias estadísticamente significativas en las mediciones de TK, PK y astigmatismo asociado entre los dispositivos 2, dispositivos 1 y Pentacam AXL, confirmando su no intercambiabilidad¹³. Aunque su análisis reveló correlaciones entre dispositivos para los parámetros TK y PK, su aplicabilidad clínica estuvo limitada por el pequeño tamaño de la muestra. Ningún estudio multicéntrico previo ha comparado directamente los dispositivos 1, 2 y 3 en poblaciones de cataratas. Por ello, este estudio tiene como objetivo evaluar sistemáticamente la concordancia interdispositivo para la curvatura corneal y las mediciones astigmaticas entre los dispositivos 1, 2 y 3 utilizando una amplia muestra de pacientes con cataratas relacionados con la edad, proporcionando así directrices basadas en la evidencia para la selección óptima del dispositivo en la evaluación preoperatoria de cataratas. En la Figura 1 se presenta una visión esquemática del flujo de trabajo de estudio y el procedimiento de medición.

Protocolo

Este estudio fue aprobado por el comité de ética del Hospital Oftalmológico Aier de la Universidad de Wuhan (número de aprobación: 2022IRBKY032001, fecha: 2022-03-20) y se ajustó a los principios de la Declaración de Helsinki. El estudio incluyó a 593 pacientes (800 ojos). Todos los participantes proporcionaron consentimiento informado por escrito antes de la inscripción.

Diseño del estudio
Se realizó un flujo de trabajo de medición comparativa transversal en pacientes con cataratas relacionadas con la edad en un hospital oftalmológico terciario. Un total de 593 pacientes (800 ojos) con cataratas relacionadas con la edad que tenían programada la facoemulsificación en el Hospital Oftalmológico Aier de Wuhan entre abril de 2022 y mayo de 2023 fueron reclutados consecutivamente. La cohorte estaba compuesta por 255 pacientes masculinos y 338 pacientes mujeres, con una edad media de 67,74 ± 8,42 años. Ambos ojos de cada paciente fueron incluidos cuando cumplieron los criterios de elegibilidad. Si solo un ojo cumplía los requisitos, ese ojo estaba inscrito. En los pacientes con ambos ojos incluidos, cada ojo se analizó de forma independiente, dada la naturaleza bilateral de la patología de cataratas y el enfoque en comparaciones a nivel de dispositivo en lugar de simetría entre ojos. Se recuperaron datos demográficos relevantes, como la edad y el sexo, a partir de los registros médicos electrónicos.

Criterios de inclusión
Los criterios de inclusión fueron los siguientes: (1) Los participantes tenían 18 años o más y eran capaces de cooperar para completar este estudio. (2) Las lentillas blandas llevaban al menos dos semanas descontinuadas, y las rígidas durante al menos un mes.

Criterios de exclusión
Los criterios de exclusión incluían queratitis activa, pterigio, cicatrices corneales, queratocono, glaucoma, uveítis, desprendimiento de retina, nistagmo que alteraba la fijación, uso prolongado de lentes de contacto (> 2 semanas preoperatorias) y antecedentes de traumatismo ocular o cirugía intraocular.

Dispositivos
Este estudio evaluó tres biómetros ópticos. Los tres dispositivos fueron ajustados a sus configuraciones predeterminadas.

Dispositivo 1: La tomografía óptica de coherencia del segmento anterior de segunda generación (AS-OCT) emplea una fuente de luz con una longitud de onda de 1310 nm. Alcanza resoluciones axiales y laterales de 10 μm y 30 μm, respectivamente, con una velocidad de adquisición de 50.000 escaneos A por segundo. El sistema captura 16 escaneos volumétricos tridimensionales (16 × 16 × 13 mm) del segmento anterior en 0,3 segundos⁴. Para mediciones corneales, el dispositivo identifica automáticamente los límites corneales anterior y posterior mediante interferometría de baja coherencia y reconstruye mapas topográficos basados en 16 escaneos radiales B centrados en el^{ápice corneal 14}. Utiliza una zona óptica de 3,0 mm para simular la queratomería. Los ojos de cada sujeto fueron examinados una vez por un operador experimentado, asegurando datos de calidad "aceptable".

Dispositivo 2: Adopta tecnología OCT de fuente barrida con una longitud de onda de 1055 nm, logrando una resolución axial de 22 μm¹⁵. Este sistema realiza escaneos de seis meridianos a lo largo de 6 mm de ancho corneal y obtiene queratometría anterior a partir de 18 puntos proyectados dentro de la zona central de 2,5 mm. La curvatura corneal posterior y la paquimetría se cuantifican mediante la adquisición de OCT a alta velocidad (2.000 escaneos A por segundo). Utiliza interferometría de coherencia parcial y algoritmos de procesamiento de imágenes para medir la distancia entre seis manchas de luz reflejada dispuestas simétricamente en la superficie corneal anterior. Al determinar la separación entre estos puntos, el dispositivo calcula el radio de curvatura de la superficie corneal anular y la curvatura media de la córnea entre dos puntos. Durante el examen, los seis puntos de luz deben estar en foco nítido. Se pide al paciente que parpadee para mantener la estabilidad de la película lagrimal antes de cada lectura. Un indicador verde de "√" y una imagen de curvatura corneal sin distorsión verifican la adecuación de la calidad de la medición.

Dispositivo 3: Este sistema de imagen Scheimpflug giratorio emplea una longitud de onda monocromática de 475 nm como fuente de luz. Este sistema ejecuta escaneos rotacionales de 360° a través de 25 meridianos en un segundo usando un haz de rendija de 14 mm. Reconstruye modelos anatómicos tridimensionales del segmento anterior a partir de 138.000 datos de elevación discretos mediante algoritmos de imagen Scheimpflug propietarios. La obtención del poder refractivo total de la córnea requiere la extracción de datos de las superficies anterior y posterior mediante imagen tomográfica. Los radios de curvatura sagital y tangencial se determinan computacionalmente mediante análisis vectorial de estos conjuntos de datos topográficos, lo que permite una caracterización óptica corneal integral¹⁶. El sistema determina computacionalmente el poder refractivo corneal total mediante trazado de rayos que sigue la ley de Snell a través de múltiples loci corneales. Este análisis de distribución de potencia óptica permite la derivación de valores SimK para zonas anulares discretas mediante modelado de regresión^{polinómica 17}. En este estudio, la potencia refractiva corneal total se midió como la potencia refractiva corneal total calculada para la zona central de 3,0 mm centrada en el ápice corneal, utilizando los ajustes predeterminados del dispositivo. Durante el examen, la barbilla y la frente del paciente se colocan sobre los soportes del instrumento dentro de un cuarto oscuro, y el paciente observa un objetivo de fijación. Tras enfocar, el paciente parpadea para humedecer la córnea y comienza una medición automática. Solo se incorporaron en este estudio los escaneos que cumplen con los criterios "OK" del sistema de especificación de calidad de Pentacam. Si aparecen advertencias amarillas o rojas (como parpadeos, movimientos oculares o interferencias de luz), es necesario volver a medir.

Procedimiento de medición
Todas las mediciones biométricas fueron realizadas por dos técnicos certificados en oftalmología con más de cinco años de experiencia clínica. Para garantizar la consistencia, cada paciente fue examinado por el mismo técnico para los tres dispositivos a lo largo del estudio. Se implementó una secuencia aleatoria de medición de dispositivos para minimizar los efectos de orden. Los participantes mantuvieron una posición estandarizada con la barbilla estabilizada sobre el reposacabezas y la frente en contacto con el reposacabezas; Se les indicó que se fijaran en el objetivo interno de fijación de cada dispositivo. Antes de cada medición, se pidió a los pacientes que parpadearan dos veces completamente y luego mantuvieran los ojos abiertos para asegurar una película lagrimal intacta y distribuida uniformemente. Ambos ojos de cada paciente fueron incluidos en el estudio cuando cumplieron los criterios de elegibilidad, ya que esto refleja la práctica clínica rutinaria donde la cirugía bilateral de cataratas es común. Para los pacientes con un solo ojo elegible (por ejemplo, debido a cirugía previa o traumatismo en el otro ojo), ese ojo único se inscribió.

Control de calidad
Los tres sistemas de imagen adquirieron automáticamente las mediciones corneales durante la fijación constante. Todos los valores reportados representan la salida automática de los dispositivos, sin que se apliquen ajustes manuales. Los investigadores no realizaron promedios manuales ni eliminación de valores atípicos. Para cada dispositivo, solo se aceptaban mediciones que cumplieran con las especificaciones de calidad integradas del fabricante. Si algún escaneo no cumplía estos criterios de calidad, se descartaba inmediatamente y se repetía. Usando este protocolo, se obtuvieron tres escaneos aceptables para cada ojo con cada dispositivo. Para evitar que las secuencias de medición afectaran a los resultados, este estudio adoptó secuencias de medición aleatorizas. El intervalo entre mediciones en cada dispositivo se controló en un plazo de 10 minutos para reducir el impacto de las fluctuaciones naturales de la película lagrimal en los resultados de las mediciones.

Medidas de resultado
Se cuantificaron los valores de queratommetría anterior, posterior y total. Los análisis comparativos abarcaron mediciones de Kf, Ks, Km y magnitud/eje astigmatico a lo largo de los planos corneales. Todos los valores de queratomería se registraron en D, y los ejes de astigmatismo en grados de 0° a 180°.

Conversión vectorial
Para el análisis estadístico, las curvaturas corneales se convirtieron de dioptrías a representación vectorial de acuerdo con los métodos propuestos por Thibos y^{Horner 18}. Los parámetros J0 y J45 representan los componentes del cilindro cruzados en Jackson con potencias a lo largo de los ejes 180 y 45, respectivamente¹⁹, son más adecuados para análisis matemático y estadístico como componentes independientes y^{ortogonales 18}. Los valores positivos de J0 representaban astigmatismo con la regla, los valores negativos representaban astigmatismo contrario a la regla y J45 correspondían al astigmatismo oblicuo. El cilindro C era equivalente a la diferencia entre queratommetría empinada y queratommetría plana. Además, el eje correspondía al grado de la queratommetría empinada¹⁸. Antes del análisis, verificamos que los tres dispositivos reportan astigmatismo corneal usando el formato convencional de cilindro menos, con el eje indicando el meridiano pronunciado en grados de 0 a 180. No se identificaron discrepancias en la notación del eje ni en la convención de signos entre dispositivos. Por lo tanto, los valores brutos del eje se usaron directamente en la conversión del vector de potencia sin estandarización adicional. La conversión a componentes de cilindro cruzado Jackson (J0 y J45) siguió el método de Thibos y^{Horner 18}.

Análisis estadístico
Los análisis se realizaron utilizando SPSS, la normalidad se evaluó mediante la prueba de Kolmogorov–Smirnov, donde la significación estadística se delimitó como p < 0,05. Los datos que se ajustaban a una distribución normal se reportaron como la desviación estándar media ± (DS), mientras que los datos no distribuidos normalmente se presentaron en forma de rango intercuartíl, se utilizó rANOVA para evaluar diferencias entre dispositivos y posteriormente se realizaron pruebas de LSD de Fisher para obtener resultados significativos (p < 0,05). Las comparaciones no paramétricas utilizaron pruebas de Friedman con análisis post hoc corregidos por Bonferroni. La concordancia entre dispositivos se evaluó mediante el ICC calculado mediante un modelo de efectos aleatorios bidireccionales para mediciones individuales, basado en la definición de acuerdo^{absoluto 20}. El análisis se realizó en SPSS seleccionando "Analizar > escala > Análisis de Fiabilidad", configurando el modelo en "Acuerdo Absoluto > Aleatorio Bidireccional". Los valores de ICC (que iban de 0 a 1) se interpretaron de acuerdo con los umbrales de fiabilidad clínica establecidos: valores inferiores a 0,50 se consideraron indicativos de baja fiabilidad, aquellos entre 0,50 y 0,75 de fiabilidad moderada, entre 0,75 y 0,90 de buena fiabilidad y aquellos superiores a 0,90 de excelente^{fiabilidad 21}. Además, se realizó análisis de concordancia utilizando MedCalc, el método de Bland-Altman se empleó para cuantificar la concordancia entre dispositivos, informando de la diferencia media, el intervalo de confianza (IC) del 95% y la^{LoA 22,23}. En MedCalc, esto se realizó seleccionando "Comparación y evaluación de métodos de estadística > > diagrama de Bland-Altman", luego seleccionando las dos variables para comparar y marcando "Calcular límites de concordancia." Los gráficos mostraban visualmente el acuerdo, y la tabla de salida proporcionaba el sesgo, la Ley de Atracción y el IC del 95%. La diferencia media y el 95% de la Ley de Atracción se utilizaron para ilustrar el acuerdo y la variabilidad. La línea de acceso del 95% se definió como la media ± 1,96 SD de la diferencia entre los dispositivos. Además, la anchura de la Ley de Atracción se integró en el análisis, ya que es más aplicable en la práctica clínica. Una Ley de Atracción más estrecha del 95% se asoció con un mayor grado de concordancia. Un valor de P. inferior a 0,05 se consideró estadísticamente^{significativo 24}. La importancia clínica del análisis se contrastó teniendo en cuenta los siguientes factores: 1. En el caso de la queratometría, se consideró que una Ley de Aël aceptable era aquella en la que el 95% de las diferencias estaban dentro de 1,0 D de la media. 2. Una diferencia en el astigmatismo con una magnitud mayor a 0,5D influiría en el resultado^25,26.

Resultados

Concordancia de queratomemetría
Se detectaron disparidades estadísticamente significativas para SimKf, SimKs, SimKm, PKf, PKs, PKm y TKf, TKs, TKm obtenidas mediante estos tres biómetros (todos P < 0,001). El dispositivo 1 mostró la mayor media de SimK (SimKm; 44,33 ± 1,47 D), seguido por el dispositivo 2 (44,22 ± 1,49 D) y el dispositivo 3 (44,05 ± 1,46 D). El dispositivo 2 tenía el mayor TKm (TKm; 44,26 ± 1,48 D), seguido por el dispositivo 3 (43,31 ± 1,5 D...

Discusión

Este estudio evaluó la concordancia de las mediciones biométricas oculares en pacientes con cataratas entre tres dispositivos. Se identificaron disparidades estadísticamente significativas en las mediciones de curvatura corneal y astigmatismo entre los dispositivos. Específicamente, el dispositivo 1 presentó los valores SimK más altos. Para la queratomemetría total, el dispositivo 2 mostró los valores TK más altos, mientras que los dispositivos 1 y 3 mostraron valores comparablemente inf...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Dispositivo de tomografía óptica de coherencia del segmento anterior (AS-OCT)	Tomey Corporation, Nagoya, Japón	CASIA2 (Dispositivo 1)	Tomógrafo de coherencia óptica
Software MedCalc	MedCalc Software Ltd, Ostende, Bélgica	22.009	RRID: SCR_015044
Sistema de tomografía Scheimpflug	Oculus Optikgerä te GmbH, Wetzlar, Alemania	Pentacam HR (Dispositivo 3)	Sistema de análisis tridimensional del segmento anterior
Software SPSS	IBM, Armonk, NY, EE. UU.	27.0.1.0	RRID: SCR_016479
Tomografía de coherencia óptica de fuente barrida (SS-OCT) biómetro	Carl Zeiss Meditec AG, Jena, Alemania	IOLMaster 700 (Dispositivo 2)	Biómetro óptico