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0 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica Elvira Orduna Hospital Dirigido por: Dra. Isabel Pinilla Lozano Grado en Óptica y Optometría Curso 2012-2013 Universidad de Zaragoza 1 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica Índice 1) Resumen 2) Introducción a. Tomografía de coherencia óptica i. Bases físicas ii. Imagen tomográfica iii. Tomografía de Coherencia Óptica de Dominio Espectral, Spectralis OCT iv. Adquisición de imágenes coroideas b. La coroides c. Biometría óptica, IOL Master 3) Hipótesis y objetivos 4) Material y métodos a. Sujetos a estudio b. Protocolos tomográficos c. Protocolos biométricos d. Análisis estadístico e. Resultados f. Discusión g. Conclusiones 5) Bibliografía 2 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica 1. Resumen Proyecto de investigación mediante la utilización del Tomógrafo de Coherencia Óptica (OCT) de dominio espectral SD-OCT. En él se valora la variación de la capa vascular coroidea medida con OCT mediante la técnica de EDI (enhanced depth imaging), así obtenemos su espesor, volumen y distribución tridimensional, en jóvenes sanos, de edades comprendidas entre 19 y 31 años. Una vez obtenidos los resultados, se elabora un estudio en el que se relacionan los datos obtenidos con las pruebas de OCT, con la longitud axial del ojo, calculada tras una biometría con el biómetro de no contacto IOL Master, y el sexo. Existen pocos datos sobre el espesor coroideo en sujetos jóvenes y sus variaciones en dependencia del defecto de refracción. Es necesaria la obtención de estos datos para generar una base normativa para los valores coroideos en el OCT. 2. Introducción a. Tomografía de coherencia óptica La Tomografía de Coherencia Óptica (OCT) es una técnica de diagnóstico por imagen, no invasiva, de no contacto y de alta resolución, introducida en el año 1991 por Huang 1 que se aplica para el estudio “in vivo” del segmento anterior y posterior del globo ocular. Consiste en la realización de cortes transversales (tomográficos) micrométricos, de un haz de luz sobre el tejido a estudiar con una resolución axial/longitudinal de entre 8-10 micras y transversal de 20 micras en el tejido, existiendo equipos de dominio espectral que presentan una resolución próxima a las 3 micras. La OCT obtiene imágenes de la retina y del nervio óptico que, aunque “virtuales”, recrean de manera fidedigna la morfología de dichos tejidos, semejando un corte histológico “in situ” y en tiempo real. Permite, además, obtener medidas cuantitativas 3 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica de la capa de fibras nerviosas retinianas, de la cabeza del nervio óptico y del espesor macular. Es una técnica reproducible capaz de explorar la misma zona retiniana en diferentes ocasiones, pudiendo valorar la evolución de diferentes patologías. 1, 2 i. Bases físicas La OCT emplea la luz como onda de exploración, emitida por un láser diodo de espectro infrarrojo de baja coherencia (820-830nm), lo que permite obtener imágenes 10 veces superiores a las imágenes ecográficas que utilizan las ondas ultrasónicas para su funcionamiento. Ello se debe a que la velocidad de la luz es casi un millón de veces mayor que la del sonido, mostrando una resolución inferior a 10 micras, en contraste con escalas de 100 micras características del ultrasonido y sin requerir contacto con el tejido examinado. Se basa para su funcionamiento en el interferómetro de Michelson, desarrollado inicialmente por Albert Michelson en 1920 (premio Nobel de física en 1907) para mediciones de longitud muy precisas. Consiste en un dispositivo capaz de dividir la luz procedente de una fuente emisora en dos haces perpendiculares, uno de los cuales irá dirigido a un espejo de referencia que se encuentra a una distancia conocida y el otro a la retina. Cuando ambos reflejos coinciden en el tiempo se produce el fenómeno de la interferencia que es captada por un detector, hecho que permite determinar la distancia a la que está el tejido retiniano que ha generado el reflejo. 2 En base a diferentes distancias recibidas por la interferencia del espesor retiniano se obtiene un gráfico que da una imagen en sentido axial (A-SCAN). El registro repetido de varios escáneres A permite construir una imagen bidimensional que denominamos tomografía. La principal ventaja de este principio óptico es que la luz incide de forma directa sobre el tejido, sin necesidad de utilizar un transductor, con el inconveniente de que la luz se refleja y absorbe casi en su totalidad por el tejido explorado. 3 4 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica ii. Imagen tomográfica Cada escáner A (rango de barrido longitudinal) tiene una profundidad de 2mm y se compone de 500 a 1024 puntos longitudinales y de 128 a 768 puntos transversales de píxeles de barrido. En cada barrido se realizan entre 100 y 768 escáneres A según el equipo y el protocolo de adquisición (generalmente 512 A-SCAN para la mayoría de los protocolos y 768 escáneres A para los protocolos rápidos). El tiempo de adquisición de la imagen varía de 0,32 segundos a 1,92 segundos. Una imagen tomográfica individual está compuesta por un conjunto de puntos que fluctúa entre 50.000 y 524.288, según el protocolo y las características del barrido del equipo. La resolución transversal calculada es de aproximadamente 20 µm y está en relación con el número de escáneres A por tomografía y con la longitud de éstos; en consecuencia, un mayor número de escáneres A distribuidos en una menor longitud, generará la mayor resolución transversal posible. Cada medida longitudinal muestra el comportamiento de una porción de tejido frente a un haz de luz y se expresa en función de la reflectividad presente: • Una reflectividad alta implica un bloqueo parcial o total al paso de luz (sangre, lípidos, fibrosis, infiltrados, pigmento). • Una reflectividad baja expresa poca o nula resistencia de los tejidos al paso de la luz (edema, acumulo de fluidos, cavidades). Las imágenes resultantes vienen expresadas en una falsa escala de colores, o en tonos de grises, según el aparato, donde el espectro blanco-rojo señala una alta reflectividad, mientras el azul-negro corresponde a una baja reflectividad. Por tanto, la morfología de las capas retinianas mostradas en la OCT representa las propiedades ópticas de los tejidos, y no a los tejidos en sí, puesto que diferentes tejidos pueden estar representados por el mismo color; lo que sí muestra son las verdaderas dimensiones del tejido estudiado. 3 5 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica Figura 1. Imagen retiniana obtenida con OCT de dominio espectral a nivel macular. iii. Tomografía de Coherencia Óptica de Dominio Espectral, Spectralis OCT: Protocolos de estudio: El Spectralis OCT (Heidelberg Engineering, Heidelberg, Alemania) se incluye en los OCT de cuarta generación, también llamados de Dominio Fourier. Es capaz de realizar 40.000 escáneres tipo A, con una profundidad de resolución de 7µm, y una resolución transversal de 14µm. Con este OCT se pueden hacer imágenes lineales, circunferenciales, radiales y tipo volumen de 15, 20 ó 30 grados en la zona de retina elegida. 3 El instrumento tiene una base normativa para comparar los resultados, en el análisis de la adquisición circunferencial de la CFNR y de la adquisición volumen en la mácula. 4, 5 El estudio macular se realiza mediante el protocolo de escaneo “volumen”, que realiza hasta un total de 37 cortes en el área macular. Las medidas del espesor macular se obtienen en nueve regiones, similares a aquellas descritas en el Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) 6 en la que el área central tiene 1mm de diámetro y se centra en la fóvea, el anillo interno tiene 3mm de diámetro y está dividido a su vez en zona temporal, superior, nasal e inferior. El anillo externo tiene 6mm de diámetro y también se subdivide igualmente en cuatro. Este sistema de OCT, permite fijar un punto de referencia que se repetirá en sucesivas exploraciones para permitir un seguimiento preciso (Sistema Tru-Track) lo que proporciona una gran fiabilidad para el seguimiento de patologías que precisan obtener mediciones repetidas de la misma zona. 6 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica iv. Adquisición de Imágenes coroideas EDI-SD-OCT (“enhanced depth imaging spectral-domain optical coherence tomography) fue descrito por primera vez por el Dr. Spaide y colaboradores en 2008 como una técnica para obtener imágenes de las capas superficiales y profundas del fondo de ojo. El método consiste en colocar OCT más cerca del ojo y así producir una imagen invertida tanto de la retina como de la coroides. 7 La tecnología convencional de OCT visualiza las capas retinianas y el epitelio pigmentario retiniano (EPR), pero poco el subyacente tejido coroideo. Este nuevo método permite una mejor resolución y sensibilidad hacia las estructuras más profundas del fondo de ojo como la coroides y la esclerótica interior usando la tecnología sin contacto. 8 Un dispositivo estándar OCT utiliza luz casi infrarroja de aproximadamente 800nm sin necesidad de una pupila midriática. Esta forma de luz permite la visualización de la retina y del espacio subrretiniano pero al llegar al epitelio pigmentario, la luz, se dispersa quedándonos muy poca información sobre la coroides. Al mover el dispositivo más cerca del ojo permite que las capas de la coroides reciban un flujo de luz más centrado, proporcionando una mejor visualización en detalle de la capa coroidea. Este desarrollo ha facilitado la medición del grosor coroideo y de las variaciones que se dan en él en las diferentes patologías que afectan a la coroides. 7 Figura 2. Imagen con un SD-OCT de un ojo normal. Se puede ver la retina con excelente detalle, pero cuando la luz incide sobre el EPR perdemos información para evaluar la coroides. 9 Figura 3. Imagen con SD-OCT utilizando la técnica de EDI en el mismo ojo que en la figura anterior. Los detalles retinianos se conservan, pero ahora la luz llega hasta la coroides y la esclera. 9 7 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica b. La coroides La coroides es la capa más vascularizada del globo ocular, se encuentra entre la esclera y la retina, separada de ésta última por la membrana de Bruch que queda en contacto con el EPR. Fisiológicamente, una de las principales funciones de la coroides es nutrir (aporte de O 2 y glucosa) a las capas más externas de la retina (fundamentalmente a los fotorreceptores y al EPR). No obstante, la coroides parece estar perfundida en una proporción que excede las necesidades nutritivas, sugiriéndose por tanto, un papel adicional para la alta tasa de flujo coroideo. Así se piensa que el flujo sanguíneo coroideo podría por un lado ayudar a mantener la regulación de la PIO y por otro tener una acción termorreguladora mediante los siguientes mecanismos: disipando el calor generado durante el proceso de fototransducción visual, previniendo el sobrecalentamiento de la retina externa durante la exposición a la luz brillante, y por último calentando las estructuras intraoculares que pueden enfriarse por la exposición con el medio externo en condiciones extremas. 10 La coroides sufre cambios con la edad disminuyendo de grosor y se asocia con la fisiopatología de muchas enfermedades que afectan a la retina, como la degeneración macular asociada a la edad, Coroidopatía serosa central, agujero macular, la miopía alta, etc. Dado que el cambio coroideo tiene un papel importante en el desarrollo y progresión de estas enfermedades, el espesor de la coroides, que refleja el cambio coroideo, proporciona información muy útil para los clínicos. 11 La visualización de la coroides por oftalmoscopia indirecta y angiografía con fluoresceína es difícil porque el pigmento en el EPR y la coroides obstruye la visión. La angiografía con verde de indocianina permite la visualización de la perfusión de los vasos coroideos pero no proporciona visión tridimensional anatómica y no se permite hacer evaluaciones cuantitativas. 12 SD-OCT es una modalidad de gran alcance para la investigación de la estructura de la retina y coroides. La baja relación señal-ruido y una mayor velocidad de escaneado 8 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica permiten obtener unas imágenes con mayor resolución y una densidad de escaneado superior al OCT convencional. Esta ventaja nos permite observar no sólo los cambios retinianos iniciales, sino también los cambios coroideos. Por ejemplo, la coroides adelgazada en miopías altas también puede observarse con esta tecnología para evaluar los cambios morfológicos que en ellos se producen. Con el SD-OCT se pueden medir el espesor coroideo y la curvatura. Figura 4. Imagen representativa de los parámetros medidos con un SD-OCT. El grosor de la retina se define como la distancia desde la membrana limitante interna al EPR (a). El espesor coroideo se define como la distancia desde el EPR a la superficie hiperfluorescente escleral (b). La altura del estafiloma posterior se define como la distancia desde la línea del EPR subfoveal al borde de la imagen (c). 13 El swept-source OCT (SS-OCT) es un aparato de alta penetración que hace un barrido con un láser de longitud de onda más larga y tiene una innovadora fuente luminosa de 1μm más larga que los aparatos convencionales, proporcionando mayor penetrancia a través del EPR y permitiendo imágenes de la coroides más profundas. Todavía no se comercializan estos SS-OCT y los prototipos que hay se utilizan principalmente para la investigación incluida la valoración del espesor coroideo. 21, 22, 23 c. Biometría óptica, IOL Master La biometría es la ciencia que estudia las medidas de los fenómenos y los procesos biológicos, la técnica mediante la cual obtenemos las dimensiones y poder dióptrico del ojo y de las estructuras ópticas que lo componen: longitud axial, potencia, queratometría, grosor del cristalino, espesor de cámara anterior, etc. Con todos estos datos medibles se puede calcular la potencia de la lente intraocular que se va a implantar en una cirugía. La medida de estos parámetros se realiza midiendo los fenómenos que se producen en las ondas al incidir en cada una de las diferentes superficies que componen las estructuras intraoculares. Esta técnica es rápida no 15 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica Gráfica 1. Correlación “centro en μm” con longitud axial o espesor subfoveal Se observa la tendencia de que la longitud axial es inversamente proporcional al espesor coroideo (p<0,05), es decir, a mayor longitud axial más delgada es la coroides con un buen coeficiente de determinación (R 2 =0,36). Si lo relacionamos con la ametropía también obtenemos constancia de que a mayor potencia dióptrica (más miope) menor es el espesor coroideo (p<0,05). Si además realizamos una distinción entre 13 miopes y 18 emétropes obtenemos valores del espesor central subfoveal de 289,07±47,44μm y 346,72±65,17μm respectivamente. En los coeficientes de correlación interclase (ICC) respecto a los resultados intraobservador no existieron diferencias entre los tres mapas medidos, con un ICC>0,8 en todos los casos, ajustándose perfectamente a la línea, obteniendo un intervalo de confianza muy bueno (Tabla 3) indicando un muy alto índice de repetibilidad. Lo mismo ocurrió con los coeficientes de correlación interclase (ICC) obtenidos para las medidas de repetibilidad interobservador (mismo mapa medido por dos personas), siendo ICC>0,8 en todos los parámetros estudiados. 16 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica El coeficiente de variación valora las medidas obtenidas respecto a la media. No tendría que ser superior al 10%, pero encontramos mucha variación de espesor coroideo entre miopes y emétropes que hace que esto no sea así tanto para la medida intraobservador como para interobservador. Tabla 3. ICC y COV intraobservador e interobservador. f. Discusión Es la primera vez que se establecen valores normales para este grupo poblacional de jóvenes sanos comprendidos entre 19 y 31 años, pero obtenemos las mismas tendencias que otros autores 17,12 . Al comparar con poblaciones infantiles nuestras medias de espesores subfoveales, medidas mediante OCT de dominio espectral, son inferiores (348,4±82,5μm vs 334,57±70,68μm), pero sin grandes diferencias 17 y al comparar el volumen del círculo centro con poblaciones de edades avanzadas 12 (>61años), nuestros volúmenes son superiores (0,206±0,076mm 3 VS 0,26±0,05mm 3 ). Estos resultados son compatibles con la idea de que el espesor, y con ello el volumen coroideo, va disminuyendo conforme avanza la edad de la persona, es decir, es inversamente proporcional a la edad. Las disminuciones de los espesores del OCT se dan preferentemente en el sector temporal conforme avanza la edad (media a 3mm 17 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica temporal de fóvea: niños 352,0±84,8μm; jóvenes 337,32±56,39μm y 0,53±0,09mm 3 ; adultos 299±21,6μm 0,34±0,08mm 3 ) 17, 12,21 Margolis describe una reducción del espesor coroideo de 1,56μm por cada año de vida 24 , pero Agawa 25 and Li 18 comentan que esa correlación entre el espesor coroideo y la edad no se da en ojo con una longitud axial menor a 25mm. Al comparar entre cuadrantes opuestos 180º (nasal vs temporal y superior vs inferior) nos encontramos con diferencias significativas entre las zonas nasal y temporal (p<0,05), siendo más delgada la coroides en el cuadrante nasal. Exceso de adelgazamiento nasal coroideo podría contribuir al desarrollo de la atrofia peripapilar y jugar un papel importante en el glaucoma, como se citó en otros artículos 7 . Al realizar las medidas de los mapas se vio también que en los cuadrantes inferiores el espesor coroideo descendía progresivamente respecto a los superiores, pero al calcular los resultados estadísticos nos encontramos con que no hay diferencias significativas entre ambos (p>0,05). Los valores más elevados de espesores los encontramos en las zonas subfoveal, temporal y superior. (Tabla 2) En la correlación con la longitud axial obtenemos R 2 =0,36 con el que vemos la tendencia de que a mayor longitud axial más delgada es la coroides. Por ello los miopes, que suelen tener longitudes axiales superiores, tienen una coroides más delgada que un emétrope. Nuestra serie no tiene ojos con longitudes axiales cortas con lo cual desconocemos el valor de sus espesores coroideos. Si sigue la tendencia observada, debería ser superior a la de los emétropes. Cuanto más se acerque a 1 el valor R cuadrado y p a 0 mayor correlación. En este caso vemos la tendencia, pero necesitaríamos mayor número de población. (Gráfica 1) Esta disminución de espesor coroideo en un miope lo relacionamos con la elongación del globo ocular, al aumentar de tamaño y con ello su longitud axial, la capa vascular, al igual que la retiniana, sufre un estiramiento que le hace repartirse por todo el globo ocular resultando un menor espesor. Este hecho hace sospechar que ocurra lo mismo conforme un niño va creciendo, el ojo se va elongando y con él la coroides disminuye de espesor. En estudios recientes surge la hipótesis de que este adelgazamiento 18 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica coroideo en algunos niños, conforme van creciendo y sobretodo en la segunda década de vida 21 , pueda estar originado por una variación innata en el espesor coroideo, tanto como para dar un resultado de un proceso patológico latente, que se podría observar cuando fueran adultos 17 . En miopías patológicas este adelgazamiento coroideo se podría asociar con un cambio degenerativo producido por el insuficiente aporte de suplemento metabólico al área macular 12, 21 . En otros estudios se han hallado medidas de espesores coroideos centrales anormales en ojos afectados de coroidopatía, comparados con el contralateral, que clínicamente no habían encontrado afectaciones. De la misma manera, en pacientes con vasculopatía coroidal polipoidea se ha encontrado un incrementado del espesor coroideo subfoveal. Otras investigaciones examinan el espesor coroideo en pacientes con glaucoma y otras afectaciones retinianas, viendo que el espesor coroideo disminuye significativamente en correlación con el tiempo que hace que padecen la enfermedad. 20 No observamos diferencias significativas entre los espesores coroideos medios subfoveales entre hombre y mujeres, siendo éstas las de espesor más delgado debido a factores hormonales, como otros estudios sugieren 12, 18. g. Conclusiones 1. La Tomografía de Coherencia Óptica (OCT), mediante el protocolo EDI, es un proceso no invasivo y bien tolerado por los pacientes con una excelente resolución para visualizar la capa vascular coroidea en el polo posterior, y cuantificarla tanto en espesores como en volúmenes por cuadrantes, sin necesidad de utilizar dilatación pupilar. 2. La longitud axial, el error refractivo y la edad están inversamente relacionados con el espesor coroideo. 3. El espesor coroideo más delgado se encuentra en la zona nasal a la fóvea, seguido del inferior y los valores de espesores más gruesos en los cuadrantes superior y temporal, siendo este último el más espeso y el que más cambia con la edad. 19 Variaciones del espesor coroideo en jóvenes sanos mediante Tomografía de Coherencia Óptica 5. Bibliografía 1. Huang D, Swanson EA, Lin CP, et al. Optical coherence tomography. Science 1991; 254:1178–1181. 2. Costa RA, Mirian S, Luiz RAS, et al. 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