Comparação das medições de curvatura da córnea e astigmatismo entre três biômetros ópticos em pacientes com catarata relacionados à idade

Resumo

Este estudo compara as medições de curvatura corneana e astigmatismo de três biômetros em pacientes com catarata relacionada à idade e avalia a concordância e as diferenças entre dispositivos. Com uma grande coorte de 800 olhos, este estudo fornece evidências inovadoras de que a concordância entre dispositivos varia substancialmente por parâmetro: excelente para ceratometria simulada, mas fraca para ceratometria total e posterior, destacando a importância da seleção específica de dispositivos por parâmetro.

Resumo

Medições pré-operatórias precisas da córnea são cruciais para otimizar o cálculo da potência da lente intraocular na cirurgia de catarata. No entanto, o acordo entre os diferentes biômetros permanece ambíguo. Este estudo foi projetado para comparar a concordância das medições de curvatura corneal e astigmatismo obtidas com CASIA2 (dispositivo 1), IOLMaster 700 (dispositivo 2) e Pentacam HR (dispositivo 3) em pacientes com catarata relacionada à idade. Neste estudo transversal, 800 olhos de 593 pacientes com catarata relacionada à idade foram examinados antes da facoemulsificação. A ceratometria íngreme (Ks), ceratometria plana (Kf), ceratometria média (Km) e astigmatismo (J0, J45) da córnea anterior, posterior e total foram documentados. Análises de variância por medidas repetidas (rANOVA) ou testes de Friedman foram empregados para avaliar diferenças entre dispositivos. A concordância foi avaliada usando coeficientes de correlação intraclasse (ICCs) e análise de Bland-Altman com 95% de limites de concordância (LoA). Diferenças estatisticamente significativas foram detectadas na maioria dos parâmetros entre dispositivos. A ceratometria simulada (SimK) apresentou excelente confiabilidade entre dispositivos, com mais de 95% de diferenças dentro de ± 1,0 D. A ceratometria total (TK) apresentou boa concordância, enquanto a queratometria posterior (PK) demonstrou baixa concordância. Quanto ao astigmatismo, os componentes J0 apresentaram maior consistência do que os componentes J45. A análise de Bland-Altman revelou uma Lei de Atracção clinicamente aceitável para SimK, mas maior variabilidade para os parâmetros TK e PK. Medições de SimK mostraram alta concordância entre os três dispositivos dessa coorte de catarata, apoiando sua utilidade clínica. No entanto, devido a discrepâncias significativas nos parâmetros TK e PK, protocolos específicos de cada dispositivo são recomendados para avaliações posteriores e totais da córnea. Esses achados podem fornecer orientações para a seleção de dispositivos na avaliação pré-operatória de cataratas.

Introdução

A cirurgia moderna de catarata passou de um procedimento de restauração da visão para uma intervenção refrativa sofisticada, onde a qualidade visual pós-operatória se tornou um dos principais determinantes do sucesso cirúrgico. Considerando que a córnea constitui cerca de dois terços do poder refrativo total do olho, a caracterização precisa de sua curvatura é de suma importância. Astigmatismo corneano superior a 0,5 dioptria (D) pode levar a comprometimentos visuais clinicamente significativos, como visão embaçada, encandeamento e diplopia^{monocular 1}. Essa sensibilidade refrativa exige uma seleção cuidadosa dos dispositivos de topografia corneana, pois discrepâncias de medição entre tecnologias (por exemplo, ceratometria manual versus tomografia Scheimpflug, um sistema de imagem baseado em câmera rotativa) afetam diretamente a precisão do planejamento cirúrgico. A precisão biométrica ideal aumenta a confiabilidade dos cálculos de lentes intraoculares (LIO), minimiza as incertezas refrativas pós-operatórias e, consequentemente, melhora os resultados visuais e os índices de satisfação^{do paciente 2}.

A quantificação precisa da curvatura corneana e do astigmatismo é um requisito pré-operatório crítico na cirurgia de catarata, influenciando diretamente a escolha da potência ótima da LIO. Pesquisas anteriores indicaram que uma diferença de 1,0 D na medição da potência corneana pode levar a uma variação de aproximadamente 1,0 D no cálculo da potência da LIO, dependendo da fórmula e do comprimento axial³. Foi relatado que o erro de medição da ceratometria representou 22% do erro total de^{previsão 4}. Evidências emergentes sugerem que integrar o poder refrativo corneano total nas fórmulas de cálculo melhora a acuidade visual pós-operatória ao otimizar a correção^{astigmatica 3}. A ceratometria convencional mede a potência corneana com base na curvatura da face anterior, enquanto o poder refrativo total é determinado conjuntamente pelas superfícies corneana anterior e posterior. A TK incorpora parâmetros biométricos essenciais, incluindo espessura da córnea e curvatura^{posterior 5}. Portanto, a TK aborda o problema prevalente de subestimar a alteração na potência corneana, que é frequentemente encontrada ao usar os métodos padrão e SimK, que dependem exclusivamente de medições da curvatura corneana^{anterior 3} .

Investigações epidemiológicas sugerem que aproximadamente metade dos olhos submetidos à cirurgia de catarata apresentam astigmatismo corneano superior a 1,0 D, com a maioria dos candidatos (60%) apresentando medições pré-operatórias variando de 0,25 D a 1,25 D⁶. Notavelmente, mais de 20% dos casos apresentam astigmatismo superior a 1,50 D⁷. A correção de astigmatismo acima de 0,50 D melhora significativamente a acuidade visual pós-operatória, enquanto astigmatismo corneano central superior a 0,75 D pode comprometer os resultados visuais com LIOs trifocais devido à indução de aberrações de ordem superior ^2,8. As LIOs esféricas resultam na persistência de erros astigmáticos na córnea, que se manifestam como astigmatismo refrativo. As LIOs tóricas, que corrigem esse astigmatismo corneano, facilitam a visão livre de óculos no olho^{pseudofáquico.} Sua eficácia está diretamente associada à precisão da medição da potência do meridiano principal e do alinhamento dos eixos pelos biômetros^{oculares 10}. Estudos anteriores mostraram que, a cada desvio de 1° na posição do eixo da LIO, o efeito de correção do astigmatismo é reduzido em 3,3%, e o efeito de correção é perdido se o desvio exceder 30°¹¹. Ignorar o astigmatismo corneano antes da cirurgia ou não adotar medidas de tratamento adequadas durante a cirurgia pode impactar o resultado cirúrgico. Portanto, a medição pré-operatória precisa da biometria óptica serve como fator crucial para alcançar resultados refrativos pós-operatórios^{precisos 12}.

A avaliação contemporânea da curvatura corneal utiliza múltiplas modalidades, incluindo tomografia de Scheimpflug, reflectometria óptica de baixa coerência e sistemas de topografia por varredura por fendas. Embora estudos anteriores tenham avaliado a confiabilidade de dispositivos individuais, análises comparativas multicêntricas e de grande amostra desses sistemas de três dispositivos são escassas. Avaliações recentes dos dispositivos 1, dispositivo 2 e Pentacam forneceram insights críticos: Primeiro, os três dispositivos apresentam forte concordância entre dispositivos nas medições de potência da córnea anterior, indicando desempenho comparável na avaliação^{de curvatura 2,13}. Segundo, a repetibilidade dessas medições apoia suas aplicações clínicas e de pesquisa^14,15. Além disso, as correlações de medição para a quantificação do astigmatismo são mais fracas em comparação com as da potência corneana, e as implicações clínicas diferenciais exigem validação adicional.

Ainda existem lacunas significativas de conhecimento nas pesquisas atuais em medição oftalmológica. Embora comparações entre dispositivos pareados sejam comuns, análises abrangentes multiplataforma estão sub-representadas. Além disso, variações temporais no poder refrativo corneano e no astigmatismo, especialmente a progressão pós-intervencionista, exigem caracterização a longo prazo. Por fim, protocolos de padronização para dispositivos que utilizam diferentes princípios de aquisição óptica e algoritmos proprietários precisam de validação sistemática. Resolver essas limitações é essencial para alcançar precisão de medição multiplataforma e comparabilidade clínica na avaliação biométrica da córnea. Diferenças estatisticamente significativas nas medições de TK, PK e astigmatismo associado entre dispositivos 2, dispositivo 1 e Pentacam AXL foram demonstradas, confirmando sua não intercambiabilidade¹³. Embora sua análise tenha revelado correlações entre dispositivos para os parâmetros TK e PK, sua aplicabilidade clínica foi limitada pelo pequeno tamanho da amostra. Nenhum estudo multicêntrico anterior comparou diretamente os dispositivos 1, dispositivo 2 e dispositivo 3 em populações de catarata. Portanto, este estudo visa avaliar sistematicamente a concordância entre dispositivos para medições de curvatura corneana e astigmaticismo entre dispositivos 1, dispositivo 2 e dispositivo 3, utilizando uma grande amostra de pacientes com catarata relacionados à idade, fornecendo assim diretrizes baseadas em evidências para a seleção ideal de dispositivos na avaliação pré-operatória de catarata. Uma visão geral esquemática do fluxo de trabalho do estudo e do procedimento de medição é apresentada na Figura 1.

Protocolo

Este estudo foi aprovado pelo comitê de ética do Hospital de Oftalmologia Aier da Universidade de Wuhan (número de aprovação: 2022IRBKY032001, data: 2022-03-20) e seguiu os princípios da Declaração de Helsinque. O estudo incluiu 593 pacientes (800 olhos). Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes da inscrição.

Desenho do estudo
Um fluxo de trabalho de medição comparativa transversal foi realizado em pacientes com catarata relacionada à idade em um hospital oftalmológico terciário. Um total de 593 pacientes (800 olhos) com catarata relacionada à idade, que estavam programados para facoemulsificação no Hospital Oftalmológico Aier de Wuhan entre abril de 2022 e maio de 2023, foram recrutados consecutivamente. A coorte era composta por 255 pacientes do sexo masculino e 338 do sexo feminino, com uma idade média de 67,74 ± 8,42 anos. Ambos os olhos de cada paciente foram incluídos quando atendiam aos critérios de elegibilidade. Se apenas um olho se qualificava, esse olho era matriculado. Para pacientes com ambos os olhos incluídos, cada olho foi analisado de forma independente, dada a natureza bilateral da patologia da catarata e o foco em comparações em nível de dispositivo, em vez da simetria entre os olhos. Dados demográficos relevantes, como idade e sexo, foram recuperados de prontuários eletrônicos médicos.

Critérios de inclusão
Os critérios de inclusão foram os seguintes: (1) Os participantes tinham 18 anos ou mais e eram capazes de cooperar para concluir este estudo. (2) Lentes de contato macias foram descontinuadas por pelo menos duas semanas, e lentes rígidas foram descontinuadas por pelo menos um mês.

Critérios de exclusão
Os critérios de exclusão incluíram ceratite ativa, pterigígio, cicatrizes da córnea, ceratocone, glaucoma, uveíte, descolamento de retina, nistagmo que prejudicou a fixação, uso prolongado de lentes de contato (> 2 semanas pré-operatórias) e histórico de trauma ocular ou cirurgia intraocular.

Dispositivos
Este estudo avaliou três biômetros ópticos. Os três dispositivos foram ajustados para suas configurações padrão.

Dispositivo 1: A tomografia de coerência óptica do segmento anterior de segunda geração (AS-OCT) utiliza uma fonte de luz com comprimento de onda de 1310 nm. Ele alcança resoluções axiais e laterais de 10 μm e 30 μm, respectivamente, com uma velocidade de aquisição de 50.000 varreduras A por segundo. O sistema captura 16 varreduras volumétricas tridimensionais (16 × 16 × 13 mm) do segmento anterior em 0,3 segundos⁴. Para medições corneanas, o dispositivo identifica automaticamente as fronteiras corneanas anterior e posterior usando interferometria de baixa coerência e reconstrói mapas topográficos com base em 16 B-scans radiais centrados no^{ápice corneano 14}. Utiliza uma zona óptica de 3,0 mm para ceratometria simulada. Os olhos de cada sujeito foram examinados uma vez por um operador experiente, garantindo dados de qualidade "OK".

Dispositivo 2: Adota tecnologia OCT de fonte varrida com comprimento de onda de 1055 nm, alcançando resolução axial de 22^{μm 15}. Esse sistema realiza varreduras de seis meridianos em uma largura corneal de 6 mm e obtém queratometria anterior a partir de 18 pontos projetados dentro da zona central de 2,5 mm. A curvatura posterior da córnea e a paquimetria são quantificadas por meio da aquisição de OCT em alta velocidade (2.000 A-scans por segundo). Ele utiliza interferometria de coerência parcial e algoritmos de processamento de imagem para medir a distância entre seis pontos de luz refletida dispostos simetricamente na superfície corneal anterior. Ao determinar a separação entre essas manchas, o dispositivo calcula o raio de curvatura da superfície cornear anular e a curvatura corneana média entre dois pontos. Durante o exame, os seis pontos de luz devem estar em foco nítido. O paciente é solicitado a piscar para manter a estabilidade do filme lacrimal antes de cada leitura. Um indicador verde "√" e uma imagem de curvatura corneal sem distorção verificam a adequação da qualidade da medição.

Dispositivo 3: Este sistema rotativo de imagem Scheimpflug utiliza um comprimento de onda monocromático de 475 nm como fonte de luz. Esse sistema executa varreduras rotacionais de 360° em 25 meridianos em um segundo usando um feixe de fenda de 14 mm. Ele reconstrói modelos anatômicos tridimensionais do segmento anterior a partir de 138.000 pontos de dados discretos de elevação por meio de algoritmos proprietários de imagem Scheimpflug. A derivação do poder refrativo total da córnea requer a extração de dados das superfícies anterior e posterior por meio de imagem tomográfica. Raios de curvatura sagital e tangencial são determinados computacionalmente por meio da análise vetorial desses conjuntos de dados topográficos, permitindo uma caracterização abrangente da óptica^{corneal 16}. O sistema determina computacionalmente o poder refrativo corneano total por meio de ray tracing que segue a lei de Snell em múltiplos loci corneanos. Essa análise de distribuição de potência óptica permite a derivação de valores SimK para zonas anulares discretas por meio da modelagem de regressão^{polinomial 17}. Neste estudo, a potência refrativa corneana total foi medida como a potência refrativa corneana total calculada para a zona central de 3,0 mm centrada no ápice corneano, usando as configurações padrão do dispositivo. Durante o exame, o queixo e a testa do paciente são apoiados nos suportes do instrumento dentro de um laboratório escuro, e o paciente observa um alvo de fixação. Após o foco, o paciente pisca para umedecer a córnea, e uma medição automática começa. Apenas varreduras que atendem aos critérios "OK" no sistema de especificação de qualidade do pentacam foram incorporadas neste estudo. Se avisos amarelos ou vermelhos aparecerem (como piscar, movimento ocular ou interferência de luz), é necessário remedir.

Procedimento de medição
Todas as medições biométricas foram realizadas por dois técnicos certificados em oftalmologia com mais de cinco anos de experiência clínica. Para garantir a consistência, cada paciente foi examinado pelo mesmo técnico para os três dispositivos ao longo do estudo. Uma sequência randomizada de medição de dispositivos foi implementada para minimizar os efeitos da ordem. Os participantes mantiveram uma posição padronizada com o queixo estabilizado no apoio do queixo e a testa em contato com o apoio de cabeça; Eles foram instruídos a fixar o alvo interno de fixação de cada dispositivo. Antes de cada medição, os pacientes eram solicitados a piscar duas vezes completamente e então manter os olhos abertos para garantir um filme lacrimal intacto e distribuído uniformemente. Ambos os olhos de cada paciente foram incluídos no estudo quando atendiam aos critérios de elegibilidade, pois isso reflete a prática clínica rotineira onde a cirurgia bilateral de catarata é comum. Para pacientes com apenas um olho elegível (por exemplo, devido a cirurgia prévia ou trauma no outro olho), esse único olho foi incluído.

Controle de qualidade
Todos os três sistemas de imagem adquiriram automaticamente medições da córnea durante a fixação estável. Todos os valores reportados representam a saída automática dos dispositivos, sem ajustes manuais aplicados. Nenhum cálculo manual de média ou remoção de outliers foi realizado pelos investigadores. Para cada dispositivo, apenas medidas que atendiam às especificações de qualidade embutidas pelo fabricante foram aceitas. Se algum escaneamento não cumprisse esses critérios de qualidade, era imediatamente descartado e repetido. Usando esse protocolo, três escaneamentos aceitáveis foram obtidos para cada olho em cada dispositivo. Para evitar que as sequências de medição afetassem os resultados, este estudo adotou sequências de medição randomizadas. O intervalo entre as medições em cada dispositivo foi controlado em até 10 minutos para reduzir o impacto das flutuações naturais do filme lacrimal nos resultados das medições.

Medidas de resultado
Os valores de ceratometria anterior, posterior e total foram quantificados. Análises comparativas abrangeram medidas de Kf, Ks, Km e magnitude e eixo astigmatico ao longo dos planos corneanos. Todos os valores de ceratometria foram registrados em D, e os eixos de astigmatismo foram registrados em graus de 0° a 180°.

Conversão vetorial
Para análise estatística, curvaturas corneanas foram convertidas de dioptrias para representação vetorial de acordo com os métodos propostos por Thibos e^{Horner 18}. Os parâmetros J0 e J45 representam os componentes do cilindro cruzados em Jackson com potências ao longo dos eixos 180 e 45, respectivamente¹⁹, sendo mais adequados para análise matemática e estatística como componentes ortogonais^{independentes 18}. Valores positivos de J0 representavam astigmatismo com a regra, valores negativos representavam astigmatismo contra a regra, e J45 correspondiam ao astigmatismo oblíquo. O cilindro C era equivalente à diferença entre ceratometria íngreme e ceratometria plana. Além disso, o eixo correspondia ao grau da ceratometria^{íngreme 18}. Antes da análise, verificamos que todos os três dispositivos relatam astigmatismo corneano usando o formato convencional de menos cilindro, com o eixo indicando o meridiano íngreme em graus de 0 a 180. Nenhuma discrepância na notação dos eixos ou na convenção de sinais foi identificada entre os dispositivos. Portanto, os valores brutos do eixo foram usados diretamente na conversão do vetor de potência, sem padronização adicional. A conversão para componentes de cilindro cruzado Jackson (J0 e J45) seguiu o método de Thibos e^{Horner 18}.

Análise estatística
As análises foram realizadas usando SPSS, a normalidade foi avaliada pelo teste de Kolmogorov–Smirnov, onde a significância estatística foi delineada como p < 0,05. Dados conforme uma distribuição normal foram reportados como a média ± desvio padrão (SD), enquanto dados não normalmente distribuídos foram apresentados na faixa interquartil, rANOVA foi utilizado para avaliar diferenças entre dispositivos, e os testes de LSD de Fisher foram posteriormente realizados para resultados significativos (p < 0,05). Comparações não paramétricas utilizaram testes de Friedman com análises post hoc corrigidas por Bonferroni. A concordância entre dispositivos foi avaliada por meio do ICC calculado por meio de um modelo bidirecional de efeitos aleatórios para medições únicas, baseado na definição absoluta^{de concordância 20}. A análise foi realizada no SPSS selecionando "Analisar > Escala > Análise de Confiabilidade", definindo o modelo para "Acordo Absoluto Aleatório > Bidirecional." Os valores do ICC (variando de 0 a 1) foram interpretados de acordo com os limiares de confiabilidade clínica estabelecidos: valores menores que 0,50 foram considerados indicativos de baixa confiabilidade, aqueles entre 0,50 e 0,75 de confiabilidade moderada, aqueles entre 0,75 e 0,90 de boa confiabilidade, e aqueles maiores que 0,90 de excelente^{confiabilidade 21}. Além disso, análises de concordância foram realizadas usando MedCalc, o método Bland-Altman foi usado para quantificar a concordância entre dispositivos, relatando a diferença média, intervalo de confiança (IC) de 95% e^{LoA 22,23}. No MedCalc, isso foi realizado selecionando "Estatística > comparação e avaliação do método > gráfico Bland-Altman", depois selecionando as duas variáveis para comparar e marcando "Calcular limites de concordância." Os gráficos exibiam visualmente o acordo, e a tabela de saída fornecia o viés, a linha de acesso e o IC de 95%. A diferença média e 95% da Lei de Atracção foram utilizados para ilustrar o acordo e a variabilidade. A Lei de Acesso de 95% foi definida como a média ± 1,96 SD da diferença entre os dispositivos. Além disso, a largura da Lei de Atracção foi integrada à análise, pois é mais aplicável na prática clínica. Uma Lei de Atracção mais estreita de 95% estava associada a um grau maior de concordância. Um valor de P. inferior a 0,05 foi considerado estatisticamente^{significativo 24}. A importância clínica da análise foi contrastada levando em conta os seguintes fatores: 1. No caso da queratometria, uma Ordem de Atracção aceitável foi considerada aquela em que 95% das diferenças estavam dentro de 1,0 D da média. 2. Uma diferença no astigmatismo com magnitude maior que 0,5D influenciaria o resultado^25,26.

Resultados

Concordância da queratometria
Disparidades estatisticamente significativas foram detectadas para SimKf, SimKs, SimKm, PKf, PKs, PKm e TKf, TKs, TKm obtidas por meio desses três biômetros (todos P < 0,001). O dispositivo 1 apresentou a maior média de SimK (SimKm; 44,33 ± 1,47 D), seguido pelo dispositivo 2 (44,22 ± 1,49 D) e o dispositivo 3 (44,05 ± 1,46 D). O dispositivo 2 tinha o maior TKm (TKm; 44,26 ± 1,48 D), seguido pelo dispositivo 3 (43,31 ± 1,5 D) e o...

Discussão

Este estudo avaliou a concordância das medições biométricas oculares em pacientes com catarata entre três dispositivos. Disparidades estatisticamente significativas foram identificadas nas medições de curvatura corneana e astigmatismo entre os dispositivos. Especificamente, o dispositivo 1 apresentou os maiores valores de SimK. Para ceratometria total, o dispositivo 2 apresentou os maiores valores de TK, enquanto os dispositivos 1 e 3 apresentaram valores comparáveis mais baixos, com o d...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Tomografia de coerência óptica do segmento anterior (AS-OCT) dispositivo	Tomey Corporation, Nagoya, Japão	CASIA2 (Dispositivo 1)	Tomógrafo de coerência óptica
Software MedCalc	MedCalc Software Ltd, Ostende, Bélgica	22.009	RRID: SCR_015044
Sistema de tomografia Scheimpflug	Oculus Optikgerä te GmbH, Wetzlar, Alemanha	Pentacam HR (Dispositivo 3)	Sistema tridimensional de análise de segmentos anteriores
Software SPSS	IBM, Armonk, NY, EUA	27.0.1.0	RRID: SCR_016479
Tomografia de coerência óptica de fonte varrida (SS-OCT) biômetro	Carl Zeiss Meditec AG, Jena, Alemanha	IOLMaster 700 (Dispositivo 2)	Biômetro óptico