High-speed recording of thermal load during laser trans-epithelial corneal refractive surgery using a 750Hz ablation system / Registro de alta velocidad de la carga térmica durante la cirugía refractiva corneal transepitelial con láser utilizando un 750Sistema de ablación Hz

Purpose: To evaluate the temperature rise of human cornea during trans-epithelial photorefractive keratectomy (trans-PRK) with a 750 Hz excimer laser employing Intelligent Thermal Effect Control (ITEC) software. Methods: In this observational case series, trans-PRK ablation was performed on 5 eyes of 3 patients using an aspheric profile of a 750 Hz excimer laser system. A high-resolution infrared camera with a frame-rate of 350 images per second was used to determine the corneal surface temperature. Images were taken sequentially, starting a few seconds prior to and ending a few seconds after the ablation. The maximum temperature of any pixel of a given image were recorded and graphed against time. Results: The baseline ocular surface temperature, immediately prior to the beginning of excimer laser, ranged from 32 to 34.9 °C. The maximum ocular surface temperature until the epithelium was ablated ranged from 35.2 to 39.7 °C. The maximum ocular surface temperature during stromal ablation with high and low fluence laser ranged from 32.9 to 36.5 and from 34.4 to 37.7 °C respectively. Conclusion: The ITEC software is effective in controlling the maximum temperature rise during laser ablation in the extremely challenging situation of trans-PRK involving high ablation volumes of almost 6000 nl, potentially improving the outcomes. The ITEC system limited the maximum temperature to 39.7 °C in the epithelium, and 37.7 °C in the stroma. The epithelial temperature was always higher than stromal temperature (regardless of high or low fluence irradiation). Safety limit of 40 °C found in the literature was never reached

Objetivo: Evaluar el aumento de temperatura de la córnea humana durante la queratectomía transepitelial fotorrefractiva (trans-PRK) con láser excimer de 750 Hz, utilizando software para el control inteligente del efecto térmico (ITEC). Métodos: En esta serie de casos observacional, se practicó ablación Trans-PRK en 5 ojos de 3 pacientes, utilizando un perfil asférico de un sistema láser excimer de 750 Hz. Se utilizó una cámara de infrarrojos de alta resolución con 350 fotogramas por segundo para determinar la temperatura de la superficie corneal. Las imágenes se tomaron de forma secuencial, iniciándose unos pocos segundos antes de la ablación y finalizando unos pocos segundos tras la misma. Se registró la temperatura máxima de cada pixel de una imagen dada, realizándose un gráfico con respecto al tiempo. Resultados: La temperatura basal de la superficie ocular, inmediatamente antes del comienzo de la aplicación del láser excimer, osciló entre 32 °C y 34,9 °C. La temperatura máxima de la superficie ocular, hasta la ablación del epitelio, osciló entre 35,2 °C y 39,7 °C. La temperatura máxima de la superficie ocular durante la ablación del estroma con láser de alta y baja fluencia osciló entre 32,9 °C y 36,5 °C y entre 34,4 °C y 37,7 °C, respectivamente. Conclusión: El software ITEC es efectivo para controlar el aumento de la temperatura máxima durante la ablación por láser en la compleja situación que acontece durante el procedimiento de trans-PRK, implicando volúmenes de alta ablación de cerca de 6000 nl, y mejorando potencialmente los resultados. El sistema ITEC limitó la temperatura máxima a 39,7°C en el epitelio, y a 37,7°C en el estroma. La temperatura epitelial fue siempre superior a la temperatura estromal (independientemente de la irradiación de alta o baja fluencia). No se alcanzó nunca el límite de de seguridad de 40 °C descrito en la literatura

Thermodynamic measurement after cooling the cornea with intact epithelium and lid manipulation / Monitorización termodinámica tras el enfriamiento de la córnea con el epitelio intacto y manipulación del párpado

Purpose: To characterize the rate of change of ocular surface temperature (OST) under lid manipulation after cooling the intact cornea with balanced salt solution (BSS). Methods: In a patientfor refractive surgery, priorto the ablation,the temperature ofthe cornea was continuously recorded with a high speed infrared (350 Hz) camera. Two millilitre of chilled BSS with a temperature of 8.6 ◦Celsius (◦C) was instilled for about 3 s. Using exponential functions, the three contributions have been determined, subjacent corneal layers, environment, and chilled BSS. Results: The mean temperature of the cornea preoperatively was 34.5 ◦C. After applying the chilled BSS the temperature decreased about 14 ◦C down to an OST of 20 ◦C and the time needed afterwards to get the normal (OST) temperature of about 30 ◦C was 40 s. Due to the inserted speculum and missing blink, OST did not reach the original OST of 34.5 ◦C and faded at about 32.5 ◦C. According to our best fitted model, absolute value of each contributing component was 31.4 ◦C (subjacent corneal layers), 26.8 ◦C (environment) and 8.6 ◦C (BSS). Conclusions: Applying chilled BSS to the cornea quickly reduces the temperature of the cornea with a thermal relaxation time of 3 s and a amplitude decrease of 8.6 ◦C. This together with a relaxation time of 7s for subjacent corneal layers, and 184 s for environment after instillation of BSS combined with a well-controlled environment provides a period of 40 s of corneal temperature below baseline, which may be of clinical benefit when applying chilled BSS immediately before or immediately after ablation (AU)

Objetivo: Describir el índice de cambio de la temperatura de la superficie ocular (OST) con manipulación del párpado tras el enfriamiento de la córnea intacta con solución salina balanceada (BSS). Métodos: En un paciente sometido a cirugía refractiva, con anterioridad a la ablación, registramos continuamente la temperatura de la córnea con una cámara de infrarrojos de alta velocidad (350 Hz). Instilamos durante alrededor de 3 s dos mililitros de BSS a una temperatura de 8,6◦ Celsius (◦C). Utilizando funciones exponenciales, se determinaron los valores de las tres contribuciones: capas corneales subyacentes, ambiente, y BSS fría). Resultados: Preoperatoriamente, la temperatura media de la córnea fue de 34,5 ◦C. Tras aplicar la BSS fría, la temperatura descendió alrededor de 14 ◦C hasta alcanzar una OST de 20 ◦C, precisándose un tiempo posterior de 40 segundos para alcanzar la OST normal de unos 30 ◦C. Debido a la inserción del espéculo y a la ausencia de parpadeo, la OST no alcanzó el valor original de 34,5 ◦C, permaneciendo en unos 32,5 ◦C. De acuerdo a nuestro modelo de mejor ajuste, el valor absoluto de cada componente participante fue de 31,4 ◦C (capas corneales subyacentes), 26,8 ◦C (ambiente) y 8,6 ◦C (BSS). Conclusiones: La aplicación de BSS fría a la córnea reduce rápidamente la temperatura de la misma, con un tiempo de relajación térmica de 3 s y un descenso de amplitud de 8,6 ◦C. Estos hallazgos, junto con tiempos de relajación de 7 s para las capas corneales subyacentes, y de 184 s para el ambiente tras la instilación de BSS, junto con un entorno bien controlado, proporciona unos 40 s de temperatura corneal inferior a la basal, lo que puede suponer un beneficio clínico cuando se aplica BSS fría inmediatamente antes o inmediatamente después de la ablación (AU)