Hyperbaric Oxygenation Maintains Elevated Stromal Oxygen Availability During Corneal Collagen Crosslinking with and Without Epithelial Removal.

PURPOSE: Corneal collagen cross-linking (CXL) can halt corneal ectasia. Leaving corneal epithelium intact during treatment may reduce the incidence of complications. However, it is under debate whether this reduces efficacy and if oxygen supplementation may be necessary to optimize the cross-linking effect. This study aimed to investigate the impact of hyperbaric oxygenation (HBO) on intracorneal oxygen concentrations during epi-off and epi-on CXL. METHODS: CXL was performed using riboflavin and ultraviolet-A (UV-A) irradiance (3 mW/cm2 for 30 min) on porcine corneas under normobaric and hyperbaric conditions, with and without supplemented oxygen, with and without epithelium. Intracorneal oxygen concentrations were continuously monitored before and during irradiation. Biomechanical properties were assessed through tensile strength testing. RESULTS: HBO alone did not cause perceivable changes in stromal oxygen concentrations. Oxygen supplementation resulted in higher oxygen concentration in corneal stroma during CXL. HBO may cause a further increase in oxygen levels, although this was not statistically significant in this study. Notably, a tendency of oxygen levels to rise continuously during UV-irradiation was observed using HBO. Biomechanical properties showend no statistically significant differences between any groups. CONCLUSIONS: In this ex-vivo model, HBO increased stromal oxygen levels during CXL, regardless of the presence of corneal epithelium. The dynamics in oxygen concentrations in corneal stromal tissue during CXL suggest that time is an important factor to consider in modifications of established protocols. Also, we hypothesize that stromal levels of riboflavin and UV-A irradiance may be more critical to the CXL effect when oxygen is supplemented and epithelium is not removed.

Corneal biomechanics and diagnostics: a review.

PURPOSE: Corneal biomechanics is an emerging field and the interest into physical and biological interrelations in the anterior part of the eye has significantly increased during the past years. There are many factors that determine corneal biomechanics such as hormonal fluctuations, hydration and environmental factors. Other factors that can affect the corneas are the age, the intraocular pressure and the central corneal thickness. The purpose of this review is to evaluate the factors affecting corneal biomechanics and the recent advancements in non-destructive, in vivo measurement techniques for early detection and improved management of corneal diseases. METHODS: Until recently, corneal biomechanics could not be directly assessed in humans and were instead inferred from geometrical cornea analysis and ex vivo biomechanical testing. The current research has made strides in studying and creating non-destructive and contactless techniques to measure the biomechanical properties of the cornea in vivo. RESULTS: Research has indicated that altered corneal biomechanics contribute to diseases such as keratoconus and glaucoma. The identification of pathological corneas through the new measurement techniques is imperative for preventing postoperative complications. CONCLUSIONS: Identification of pathological corneas is crucial for the prevention of postoperative complications. Therefore, a better understanding of corneal biomechanics will lead to earlier diagnosis of ectatic disorders, improve current refractive surgeries and allow for a better postoperative treatment.

The Influence of Lens Position, Vault Prediction, and Posterior Cornea on Phakic Posterior Chamber Intraocular Lens Power.

BACKGROUND: Achieving precise refractive outcomes in phakic posterior chamber intraocular lens (pIOL) implantation is crucial for patient satisfaction. This study investigates factors affecting pIOL power calculations, focusing on myopic eyes, and evaluates the potential benefits of advanced predictive models. DESIGN: Retrospective, single-center, algorithm improvement study. METHODS: Various variations with different effective lens position (ELP) algorithms were analyzed. The algorithms included a fixed constant model, and a multiple linear regression model and were tested with and without incorporation of the posterior corneal curvature (Rcp). Furthermore, the impact of inserting the postoperative vault, the space between the pIOL and the crystalline lens, into the ELP algorithm was examined, and a simple vault prediction model was assessed. RESULTS: Integrating Rcp and the measured vault into pIOL calculations did not significantly improve accuracy. Transitioning from constant model approaches to ELP concepts based on linear regression models significantly improved pIOL power calculations. Linear regression models outperformed constant models, enhancing refractive outcomes for both ICL and IPCL pIOL platforms. CONCLUSIONS: This study underscores the utility of implementing ELP concepts based on linear regression models into pIOL power calculation. Linear regression based ELP models offered substantial advantages for achieving desired refractive outcomes, especially in lower to medium power pIOL models. For pIOL power calculations in both pIOL platforms we tested with preoperative measurements from a Scheimpflug device, we found improved results with the LION 1ICL formula and LION 1IPCL formula. Further research is needed to explore the applicability of these findings to a broader range of pIOL designs and measurement devices.

Acute hydrops followed by corneal perforation five years after corneal cross-linking for keratoconus / Hidropisia aguda seguida de perfuração da córnea cinco anos após reticulação corneana para ceratocone

ABSTRACT We report a case of acute corneal hydrops followed by corneal perforation five years after corneal cross-linking for keratoconus. A healthy 24-year-old female patient underwent Dresden protocol cross-linking in her left eye due to advanced keratoconus. After five years of a stable cornea, she returned with epiphora, blurred vision, and a soft left eye. Acute hydrops and corneal perforation were diagnosed. There was no history of pregnancy, atopy, eye rubbing, trauma, or contact lens use. Local antibiotic and eye patching were applied. Three months after the resolution of the acute episode, she retained useful visual acuity with no need for further surgery. Although cross-linking efficiently halts keratoconus, progression can occur, leading to corneal hydrops and perforation, even in the absence of any risk factors.

RESUMO Este é o relato de um caso de hidropisia aguda seguida de perfuração corneana cinco anos após reticulação corneana para ceratocone. Uma paciente saudável de 24 anos foi submetida a reticulação corneana no olho esquerdo pelo protocolo de Dresden, devido a um ceratocone avançado. Após cinco anos com a córnea estável, a paciente retornou com epífora, visão turva e amolecimento do olho esquerdo. Foram diagnosticadas hidropisia aguda e perfuração corneana. A paciente não tinha história de gravidez, atopia, fricção ocular, trauma ou uso de lentes de contato. Foram aplicados um antibiótico local e um tampão oftalmológico. Três meses após a resolução do episódio agudo, ela manteve uma acuidade visual útil, sem necessidade de novas cirurgias. Embora a reticulação interrompa de forma eficiente o ceratocone, pode ocorrer progressão, levando a hidropisia e perfuração da córnea, mesmo na ausência de fatores de risco.

Prognóstico visual de 'crosslinking' para ceratocone com base em tomografia de córnea pré-operatória / Visual prognosis of crosslinking for kearatoconus based on preoperative corneal tomography

Objetivo: Verificar índices tomográficos do pré-operatório de pacientes com ceratocone submetidos à crosslinking corneano (CXL) como fatores preditivos para a melhora na acuidade visual corrigidas (AVc) após um ano. Métodos: Estudo retrospectivo que incluiu 63 olhos de 53 pacientes com ceratocone progressivo submetidos à CXL segundo o protocolo de Dresden: deseptelização corneana, riboflavina 0,1% por 30 minutos e luz ultra-violeta A (UVA) a uma irradiância de 3mW/cm2 por 30 minutos. Foram avaliados exames de tomografia corneana com sistema de Scheimpflug rotacional (Pentacam, Oculus) antes do CXL e a acuidade visual corrigida antes e após a cirurgia. A análise estatística foi feita com o teste de Kolmorov-Smirnov, teste t de student e curvas de característica operador-receptor (ROC). Resultados: Houve diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre os pacientes que obtiveram melhora de AVc em um ano e os que não experimentaram melhora na AVc nesse período nos índices tomográficos pré-operatórios relacionados com espessura e volume corneano. Entre os pacientes que obtiveram melhora na AVc todos possuíam volume corneano em 6,0mm maior que 14,55mm3 e 97,2% deles possuíam volume corneano em 6,5mm maior que 17,76mm3. Assim como, 94,29% desses pacientes apresentavam paquimetria média em 4,0mm maior que 487 μm e 82,86% paquimetria no ponto mais fino maior de 421 μm. Conclusão: Pacientes com ceratocone menos avançado (volume e espessura da córnea maiores) no período pré-operatório obtiveram mais chances de ter melhora da AVc um ano após CXL. Estudos prospectivos envolvendo outras variáveis relacionadas com a aberrometria total e o estudo biomecânico da córnea são relevantes para se aumentar a capacidade prognóstica do resultado após CXL. .

Purpose: To verify pre-operative tomographic indices as predictive parameters for the improvement in best corrected visual acuity (BCVA) in one year after corneal collagen crosslinking (CXL) procedure for keratoconus. Methods: Retrospective study that included 63 eyes of 53 patients with progressive keratoconus submitted to CXL following the Dresden’s protocol: topical anesthesia, 9.0 mm of epithelial abrasion, riboflavin 0.1% drops for 30 minutes and ultraviolet-light A (UVA) with an irradiance of 3mW/cm2 for 30 minutes. Corneal tomography taken by Scheimplug rotational system (Pentacam, Oculus) before CXL was evaluated along with pre and 1 year post-operative BCVA. Statistical analysis was accomplished with the Kolmogorov-Smirnov test, student’s t-test and Receiver Operating Characteristic (ROC) curve. Results: There were statistically significant differences (p<0.05) between patients who improved BCVA in one year after CXL and those who did not experienced improvement in BCVA in the same period of time in the pre-operative tomographic indices related to corneal volume and thickness. Among those who had its BCVA improved all of them had a corneal volume in 6.0mm grater then 14.55mm3 and 97.2% of them had corneal volume in 6.5mm grater then 17.76mm3. So with 94.29% of them hadthickness in 4.0mm grater then 487μm and 82.86% had thickness on the thinnest point grater then 421μm. Conclusion: Patients with less advanced keratoconus (grater corneal volume and thickness) in the pre-operative had more chances to improve its BCVA in one year after CXL. Prospective studies involving others variables related to total aberrometry and corneal biomechanics are relevant to increase the prognostic capability of CXL result. .

Frentes de ondas (wavefronts) e limites da visão humana. Parte 1 - Fundamentos / Wavefronts and the limits of human vision. Part 1 - Fundamentals

A luz se propaga uniformemente a partir de um ponto luminoso na mesma velocidade em todas as direções. Sua posição em cada determinado momento é uma esfera formada juntando-se todos os pontos em uma mesma fase e tendo como centro a sua própria fonte. Tais superfícies esféricas imaginárias chamam-se frentes de luz ou frentes de ondas. Há três fatores limitadores de detalhes mais finos para o olho humano: óptico (por causa da dispersão, difração, aberração cromática e aberração monocromática), retínico e neural (limitação máximade acuidade visual de aproximadamente 2,0 ou 20/10).Um sistema de equações matemáticas, polinômios de Zernike, pode definir superfícies geométricas para descrever aberrações ópticas monocromáticas, tanto as de baixa ordem (`prisma', `esfera' e 'astigmatismo'), quanto às de alta ordem (`coma', `aberração esférica' e outros). Medida das aberrações ópticas nos dá informação sobre o desempenho total de todos os elementos ópticos do olho em conjunto. Dois sistemas descritos aqui, o aberrômetro baseado no princípio de Tscherning e o originado do sensor Hartmann-Shack, têm a mesma lógica: comparar a posição atual das frentes de onda com a ideal, calcular matematicamentequal é a superfície geométrica que descreve essa discrepância e representa-la em termos de polinômios de Zernike. A topografia corneana computadorizada também pode, com "software" adequado, descrever as frentes de ondas definidas por irregularidades corneanas com polinômios de Zernike, porém tal caracterização representa somente a superfície anterior da córnea. Em conclusão, a tecnologia de frentes de ondas oferece nova maneira de quantificar e classificar os erros de imagem óptica do olho humano. O próximo artigo abordará as peculiaridades da análise de frentes de ondas, bem como algumas aplicações clínicas e cirúrgicas no dia-a-dia da prática oftalmológica.

Frentes de ondas (wavefronts) e limite da visão humana. Parte 2 - Aplicações / Wavefronts and the limits of human vision. Part 2 - Applications

Os valores médios de todas os coeficientes de Zemike são de aproximadamente zero, ao passo que a variabilidade individual é muito grande, o que significa que os seres humanos, como espécie em geral, têm sistema óptico muito bom, mas individualmente imperfeito. Certa instabilidade temporal das aberrações de alta ordem foi descrita em função da acomodação. Este fato leva a uma nova pergunta: a correção de todas as aberrações para visão em estado não acomodado será benéfica para visão de perto também? É possível modificar e diminuir as aberrações ópticas por meio de foto-ablação por "seanning spot LASER" tendo os dados das frentes de ondas como a base para perfil de ablação individualizado. É fundamental afixação perfeita do feixe de "LASER" em relação ao olho, obtida com os "eye-trackers" de alta freqüência. O beneficio visual teórico da correção das aberrações de alta ordem seria de até 12 vezes. A meta principal dos tratamentos guiados pelas frentes de onda é de não permitir a piora da visão depois do tratamento cirúrgico refrativo, como pode ocorrer hoje em dia com os tratamentos tradicionaig a "LASER"; em seguida, a meta se estenderia aos melhoramentos visuais, bem como ao tratamento dos casos de córneas extremamente irregulares (ablações primárias irregulares, pequenas ou descentradas, a presença das ilhas centrais ou irregularidades após transplante de córnea). O entendimento da terminologia e das bases da nova evolução tecnológica, bem como o constante acompanhamento crítico dos resultados publicados é fundamental para a abordagem moderna dos problemas relativos à refração e á cirurgia refrativa.