Resumen de Cambios anatómicos en el proceso de emetropización: influencia de las propiedades biomecánicas corneales y los parámetros anatómicos oculares
- español
Objetivos: El objetivo principal de este trabajo ha sido investigar los parámetros anatómicos oculares (longitud axial, espesor corneal, curvatura corneal, profundidad de cámara anterior, espesor de la capa de fibras nerviosas de la retina y configuración papilar) mediante técnicas no invasivas, valorando la influencia que sobre ellos pueden tener los valores que aporta el estudio de la biomecánica corneal, relacionándolos todos con la aparición de ametropías en el grupo de edad de 6 a 17 años.
En segundo lugar se han comparado los parámetros anatómicos oculares de niños emétropes con niños de la misma edad, amétropes sanos y la correlación de estos con la refracción.
También se ha evaluado la relación entre las propiedades biomecánicas corneales y configuración de la papila (papila/excavación) comparando el grupo de emétropes frente a los amétropes. Con todo ello se ha pretendido establecer unos valores de referencia de los parámetros del nervio óptico (capa de fibras nerviosas y configuración papilar) así como analizar su variación con la longitud axial, sexo, edad y biomecánica corneal en niños de 6-17 años emétropes y amétropes sanos.
Material y métodos: Se evaluaron 293 ojos de 293 niños sanos (135 niños y 158 niñas), con edades comprendidas entre los 6 y 17 años. Se dividió a los sujetos en función de la ametropía, emétropes como grupo control (99 niños), miopes (100 niños) e hipermétropes (94 niños). Se midió histéresis corneal (CH), factor de resistencia corneal (CRF), presión intraocular corneo compensada (PIOcc) y presión intraocular equivalente a Goldman (PIOg), con el Analizador de Respuesta Ocular (ORA; Reichert Ophthalmic Instruments, Depew, New York). La longitud axial (LA), y la potencia dióptrica corneal media (Km) se midieron mediante Interferometría de Coherencia Parcial (IOLMaster Carl Zeiss Meditec Inc, Dublin, CA) y la profundidad de cámara anterior (PCA), así como el espesor corneal central (ECC) se evaluaron mediante Tomografía de Coherencia Óptica de Segmento Anterior (VisanteTM OCT Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA). La capa de fibras nerviosas de la retina (CFNR) y los parámetros del nervio óptico se valoraron mediante Tomografía de coherencia óptica de dominio espectral (Cirrus OCTTM Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA).
El cálculo y el análisis estadístico se realizaron mediante el programa estadístico SPSS (versión 19.00) para Windows (SPSS Inc., Chicago, IL). Para el estudio del comportamiento que siguen los datos, se ha aplicado el test de Kolmogorov¿Smirnov y el coeficiente de correlación de Pearson se ha utilizado para el análisis de la relación existente entre los diferentes parámetros medidos, considerando este valor estadísticamente significativo para un valor de p inferior a 0.05. Se hizo el análisis de regresión lineal múltiple, método pasos sucesivos (Stepwise) para examinar y cuantificar la relación entre una variable llamada dependiente y una o más variables llamadas independientes o explicativas.
Para valorar si existen diferencias significativas entre ambos sexos en todos los parámetros evaluados, así como entre ambos ojos, se utilizó la prueba t-test Student. El análisis de varianza entre grupos, ANOVA se realizó para evaluar la influencia tanto de la edad, como del error refractivo en la biomecánica corneal y en los parámetros del nervio óptico y CFNR. Para identificar la existencia de diferencias significativas entre grupos se utilizó el análisis post hoc, aplicando el test HSD Tukey.
Resultados: La media (±DE) de edad fue de 10.84±3.05 años. Los valores medios (±DE) de CH y CRF fueron 12.12±1.71 y 12.30±1.89 mmHg respectivamente. El valor medio (±DE) del ECC fue 542.68±37.20 ¿m y la media (±DE) del espesor de la CFNR fue de 99.46±11.21¿m. El valor medio (±DE) del equivalente esférico fue +0.14±3.41D (rango de -8.75 a -8.25 D).
Todos los parámetros evaluados siguieron una distribución normal.
Se encontró una fuerte correlación positiva entre CH y CFR (p<0.0001) y ambos se correlacionaron con el ECC (p<0.0001). Se aprecia una tendencia de la CH a disminuir con el incremento de la edad, aunque esta relación no fue estadísticamente significativa (p=0.07), sin embargo CRF disminuyó ligeramente con la edad (p=0.01). CH disminuyó con el aumento de la longitud axial (p<0.0001), así como con el incremento de la miopía (r=-0.20, p=0.001), y aumentó con el incremento de la hipermetropía. Se encontraron diferencias significativas en la CH entre los grupos de emétropes y miopes (p<0.0001) y entre miopes e hipermétropes (p=0.011). En el CRF, se encontraron diferencias significativas entre el grupo de emétropes y el de miopes (p=0.02). PIOcc correlacionó positivamente con la longitud axial (p=0.001) y con el aumento de la miopía (p=0.04). En el análisis de regresión lineal múltiple valores más bajos de CH y CRF fueron significativamente asociados con espesores corneales más delgados (p<0.0001 y p<0.0001 respectivamente), longitudes axiales mayores (p<0.0001 y p=0.01 respectivamente) y curvaturas corneales más planas (p<0.0001 y p=0.02 respectivamente).
El espesor medio de la CFNR disminuye en valores más bajos de CH (p=0.01) y longitudes axiales mayores (p<0.0001). La relación excavación/papila (C/D) aumenta con valores más bajos de histéresis corneal (p=0.02). Se observó disminución del espesor de la CFNR y del área del anillo con el incremento de la miopía (p=0.009 y p<0.0001 respectivamente). Ni el error refractivo ni la longitud axial influyeron en la relación excavación/papila (C/D). La edad no influyó en el espesor de la CFNR ni en los demás parámetros evaluados del segmento posterior. Se observa reducción del espesor medio de la CFNR con el incremento de la PIO (PIOg y PIOcc), y reducción en el Área del anillo, pero dentro del rango de valores normales. Según el análisis de regresión lineal múltiple, cuando la longitud axial aumente 1.00 mm, el espesor medio de la CFNR disminuirá 2.80 mµ (p<0.0001).
Conclusiones: La resistencia mecánica del segmento anterior del ojo está comprometida en miopes ya desde edades tempranas, y aún más en miopías elevadas, independientemente de la edad. La medida de los valores de las propiedades biomecánicas corneales (CH y CRF) nos puede dar información de la resistencia a la deformación de todo el globo ocular, entendida esta como riesgo de desarrollo de ametropías (miopía). Las propiedades biomecánicas corneales se relacionan con el desarrollo del segmento posterior. Valores más bajos de histéresis corneal, no solo son indicativos de una reducción en la capacidad de amortiguación viscoelástica de la córnea, sino que también nos indican la existencia de un nervio óptico más fácilmente deformable, acompañado de un adelgazamiento de la capa de fibras nerviosas de la retina, sobre todo en niños miopes.
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- English
ABSTRACT Aims: The objective of this study was to investigate ocular biometry parameters (axial length, corneal thickness, corneal curvature, anterior chamber depth, retinal nerve fibre layer thickness and optic disc morphology) using non-invasive techniques and to assess the association with corneal biomechanics, which may provide insight into the onset of refractive errors in children aged between 6-17 years.
The study also assessed whether any differences in ocular parameters occur between emmetropic and ametropic healthy children, and evaluated the relationship between ocular parameters and refractive error.
We also evaluated the relationship between corneal biomechanical properties, optic disc morphology and retinal nerve fibre layer in order to establish differences related to refractive error. Hence this study also aims to report normal values for retinal nerve fibre layer and optic nerve head measurements as well as the associations between optic disc parameters and axial length, age, gender and corneal biomechanical properties in emmetropic and healthy ametropic children aged from 6 to 17 years.
Material and Methods: This study included 293 eyes of 293 healthy children (135 boys and 158 girls), ranging in age from 6 to 17 years. Subjects were divided according to refractive error: emmetropic as a control group (99 children), myopic (100 children) and hyperopic (94 children). Corneal hysteresis (CH), corneal resistance factor (CRF), corneal compensated intraocular pressure (IOPcc) and Goldman correlated intraocular pressure (IOPg), were recorded with an Ocular Response Analyser (ORA; Reichert Ophthalmic Instruments, Depew, New York). Axial length (AL), and mean corneal power were measured using a Parcial Coherence Interferometry (IOLMaster Carl Zeiss Meditec Inc, Dublin, CA) whereas central corneal thickness (CCT) and anterior chamber depth (ACD) were assessed by Anterior Segment Optical Coherence Tomography (VisanteTM OCT Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA). Retinal nerve fibre layer (RNFL) and optic disc parameters were assessed by in Spectral Domain Optical Coherence Tomography (Cirrus OCTTM Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA).¿ Statistical analysis was performed using SPSS software (Ver. 19.0; SPSS Inc, Chicago, IL). Kolmogorov-Smirnov Tests were used to test the data for normal distribution. Pearson¿s coefficient correlation was used to test the relationship between variables. A value of p<0.05 was considered to indicate statistical significance. A stepwise-forward multiple linear regression analysis was used to determine which independent variables contribute significantly to describe the variability in the dependent variable. Differences between right and left eye and between gender were evaluated using a Student t test.
The one-way analysis of variance (one-way ANOVA) was used to test the influence of age and refractive error on corneal biomechanics, RNFL and optic disc parameters. Tukey HSD test was used to confirm any significant group differences. A value of p<0.05 was considered statistically significant.
Results: Mean age (±SD) was 10.84±3.05 years. Mean (±SD) CH and CRF were 12.12±1.71 and 12.30±1.89 mmHg respectively. Mean (±SD) CCT was 542.68±37.20¿m and mean (±SD) RFNL thickness was 99.46±11.21¿m. Mean (±SD) spherical equivalent was +0.14±3.41D (range from -8.75 to -8.25 D).
All parameters were normally distributed.
We found a strong positive correlation between CH and CFR (p<0.0001) and both correlated moderately with CCT (p<0.0001). A trend in reduction in CH with increasing age was not found to be statistically significant (p=0.07), however CRF decreased slightly with increasing age (p=0.01). Lower levels of CH were significantly associated with longer axial length and more myopic eyes (p<0.0001 and p=0.001 respectively). On the other hand, higher values of CH values were found with increasing hyperopia. Significant differences in CH were found between emmetropic and myopic groups (p<0.0001) and between myopic and hyperopic groups (p=0.011). There were significant differences between emmetropic and myopic groups in CRF (p=0.02). IOPcc was found to correlate positively with both axial length (p=0.001) and negative spherical equivalent (p=0.04). In multiple linear regression analysis a lower CH and CRF were significantly associated with a thinner CCT (p<0.0001 and p<0.0001 respectively), longer axial length (p<0.0001 and p=0.01 respectively) and flatter corneal curvature (p<0.0001 and p=0.02 respectively). ¿ Average RNFL thickness decreased with lower values of corneal hysteresis (p=0.01) and longer eyes (p <0.0001). The average cup to disc ratio (C/D) increased with lower CH (p = 0.02). Average RFNL thickness and rim area decreased with increasing negative spherical equivalent (p=0.009 and p<0.0001 respectively). Neither refractive error nor axial length were associated with average cup to disc ratio (C/D). No associations were found between RNFL thickness and optic nerve head parameters and age. Thinner RNFL thickness and smaller ring area were associated with higher IOP (IOPg and IOPcc) but within normal range values. In multiple linear regression analysis, average RFNL thickness decreased by 2.80 mµ when axial length increased 1.00 mm (p<0.0001).
Conclusions: The mechanical strength in the anterior segment of the eye is compromised in myopia from an early age, more so in high myopia, regardless of age. Measurements of corneal biomechanical properties (CH and CRF) can provide us with information about the resistance to deformation of the eyeball and may be a risk of development of visual defects (myopia). Corneal biomechanics have an effect on the development of posterior segment. Low values of CH may indicate a reduction in the viscous dampening properties not just of the cornea, but also increased deformability of the optic nerve head as well as a thinning of the RFNL, especially in myopic children
