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L'elevazione della superficie posteriore come marcatore della progressione del cheratocono

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Altri Ribeiro M., Barbosa C., Correia P., Torrao L., Neves Cardoso P., Moreira R., Falcao-Reis F., Falcao M., Pinheiro-Costa J.
Margarida Ribeiro,1,2,*Margarita Ribeiro, 1.2*Claudia Barbosa, 3 anni*Claudia Barbosa, 3 anni*2 Facoltà di Medicina e Chirurgia – Facoltà di Medicina dell'Università di Porto, Porto, Portogallo 3 Facoltà di Medicina dell'Università di Porto, Porto, Portogallo;4Dipartimento di Chirurgia e Fisiologia, Facoltà di Medicina, Università di Porto, Porto, Portogallo4 Dipartimento di Chirurgia e Fisiologia, Facoltà di Medicina, Università di Porto, Porto, Portogallo *Questi autori hanno contribuito in egual misura a questo lavoro.Hernâni Monteiro Porto, 4200-319, Portogallo, email [email protected] Scopo: abbiamo valutato la superficie posteriore della cornea adattata per lo stesso Best Fit Sphere Back (BFSB) tra le misurazioni della scala temporale (AdjEleBmax) e il raggio BFSB (BFSBR). L'altezza massima stessa è stata utilizzata come nuovo parametro tomografico per registrare la progressione della dilatazione e confrontata con gli ultimi parametri affidabili della progressione del cheratocono (KK). Risultati. Abbiamo valutato Kmax, indice D, raggio di curvatura posteriore e punto di cutoff ideale da 3,0 mm di punto più sottile centrato (PRC), EleBmax, BFSBR e AdjEleBmax come parametri indipendenti per registrare la progressione del KC (definita come due o più variabili); abbiamo riscontrato sensibilità del 70%, 82%, 79%, 65%, 51% e 63% e specificità del 91%, 98%, 80%, 73%, 80% e 84% per il rilevamento della progressione del KC. L'area sotto la curva (AUC) per ciascuna variabile era rispettivamente 0,822, 0,927, 0,844, 0,690, 0,695, 0,754. Conclusione: rispetto a EleBmax senza alcuna correzione, AdjEleBmax ha una specificità maggiore, un'AUC maggiore e prestazioni migliori con sensibilità simile. AUC. Poiché la forma della superficie posteriore è più asferica e curva rispetto alla superficie anteriore, il che può aiutare a rilevare cambiamenti, suggeriamo di includere AdjEleBmax nella valutazione della progressione del cheratocono insieme ad altre variabili per migliorare l'affidabilità della nostra valutazione clinica e la diagnosi precoce. progressioni.Parole chiave: cheratocono, cornea, progressione, migliore forma dorsale sferica, altezza massima della superficie posteriore della cornea.
Il cheratocono (KK) è l'ectasia corneale primaria più comune. È oggi considerata una malattia cronicamente progressiva bilaterale (sebbene asimmetrica) che porta a molteplici alterazioni strutturali seguite da assottigliamento stromale e cicatrici. 1,2 Clinicamente, i pazienti presentano astigmatismo e miopia irregolari, fotofobia e/o diplopia monoculare con compromissione della vista, acuità visiva corretta al massimo (BCVA) e ridotta qualità della vita. 3,4 Le manifestazioni della RP di solito iniziano nella seconda decade di vita e progrediscono fino alla quarta decade, seguite da stabilizzazione clinica. Il rischio e il tasso di progressione sono più elevati nelle persone di età inferiore ai 19 anni. 5,6
Sebbene non esista ancora una cura definitiva, l'attuale trattamento del cheratocono oculare ha due obiettivi importanti: migliorare la funzione visiva e arrestare la progressione della dilatazione. 7,8 Il primo obiettivo può essere osservato con occhiali, lenti a contatto rigide o semirigide, anelli intracorneali o trapianti di cornea quando la malattia è troppo grave. 9 Il secondo obiettivo è il Santo Graal di queste terapie per i pazienti, attualmente raggiungibile solo tramite cross-linking. Questa operazione porta a un aumento della resistenza biomeccanica e della rigidità della cornea e previene l'ulteriore progressione. 10-13 Sebbene ciò possa essere fatto in qualsiasi fase della malattia, il beneficio maggiore si ottiene nelle fasi iniziali. 14 È necessario impegnarsi per rilevare precocemente la progressione e prevenire un ulteriore deterioramento, nonché per evitare trattamenti non necessari di altri pazienti, riducendo così il rischio di complicanze crociate come infezioni, perdita di cellule endoteliali e grave dolore postoperatorio. 15.16
Nonostante diversi studi volti a definire e rilevare la progressione,17-19 non esiste ancora una definizione coerente di progressione della dilatazione né un modo standardizzato per documentarla.9,20,21 Nel Global Consensus on Keratoconus and Dilated Diseases (2015), la progressione del cheratocono è definita come un cambiamento sequenziale in almeno due dei seguenti parametri topografici: inclinazione corneale anteriore, inclinazione corneale posteriore, assottigliamento e/o spessore della cornea. La velocità di cambiamento aumenta dal perimetro al punto più sottile.9 Tuttavia, è ancora necessaria una definizione più specifica di progressione. Sono stati compiuti sforzi per trovare le variabili più robuste per rilevare e spiegare la progressione.19:22–24
Dato che la forma della superficie corneale posteriore, che è più asferica e curva rispetto alla superficie anteriore, può essere utile per rilevare cambiamenti,25 l'obiettivo principale di questo studio era valutare le caratteristiche dell'angolo di elevazione corneale posteriore massimo, adattato alla stessa area più idonea. La misurazione della scala temporale (BFSB) (AdjEleBmax) e il raggio BFSB (BFSBR) da soli sono serviti come nuovi parametri per registrare la progressione della dilatazione e li hanno confrontati con i parametri più comunemente utilizzati per la progressione del KC.
In questo studio di coorte retrospettivo, sono stati esaminati 113 occhi di 76 pazienti consecutivi a cui è stato diagnosticato il cheratocono presso il Dipartimento di Oftalmologia dell'Ospedale Centrale dell'Università di São João, in Portogallo. Lo studio è stato approvato dal comitato etico locale del Centro Hospitalar Universitário de São João/Faculdade de Medicina da Universidade do Porto ed è stato condotto in conformità con la Dichiarazione di Helsinki. È stato ottenuto il consenso informato scritto da tutti i partecipanti e, se il partecipante ha meno di 16 anni, dal genitore e/o tutore legale.
I pazienti affetti da KC di età compresa tra 14 e 30 anni sono stati identificati e inclusi sequenzialmente nel nostro follow-up oftalmico e corneale durante il periodo ottobre-dicembre 2021.
Tutti i pazienti selezionati sono stati seguiti per un anno da uno specialista della cornea e sottoposti ad almeno tre misurazioni tomografiche Scheimpflug (Pentacam®; Oculus, Wetzlar, Germania). I pazienti hanno smesso di indossare lenti a contatto almeno 48 ore prima delle misurazioni. Tutte le misurazioni sono state eseguite da un ortopedico qualificato e sono state incluse solo le scansioni con un controllo di qualità "OK". Se la valutazione automatica della qualità dell'immagine non è contrassegnata come "OK", il test verrà ripetuto. Sono state analizzate solo due scansioni per ciascun occhio per rilevare la progressione, con ogni coppia di scansioni separate da 12 ± 3 mesi. Sono stati inclusi anche occhi con cheratocono subclinico (in questi casi, l'altro occhio deve aver mostrato chiari segni di cheratocono clinico).
Abbiamo escluso dall'analisi gli occhi KC che erano stati precedentemente sottoposti a chirurgia oftalmica (cross-linking corneale, anelli corneali o trapianto di cornea) e gli occhi con malattia molto avanzata (spessore corneale minimo <350 µm, idrocheratosi o cicatrici corneali profonde) poiché il gruppo non superava sistematicamente i controlli di qualità della scansione interna.
Sono stati raccolti dati demografici, clinici e tomografici per l'analisi. Per rilevare la progressione del KC, abbiamo raccolto diverse variabili tomografiche, tra cui la curvatura corneale massima (Kmax), la curvatura corneale media (Km), la curvatura corneale meridionale piatta (K1), la curvatura corneale meridionale più ripida (K2), l'astigmatismo corneale (Astig = K2 – K1). ), la misurazione dello spessore minimo (PachyMin), l'altezza corneale posteriore massima (EleBmax), il raggio di curvatura posteriore (PRC) di 3,0 mm centrato sul punto più sottile, l'indice D di Belin/Ambrosio (D-index), BFSBR ed EleBmax sono stati adattati a BFSB (AdjEleBmax). Come mostrato in figura 1, AdjEleBmax si ottiene dopo aver determinato manualmente lo stesso raggio BFSB in entrambi i test con la macchina utilizzando il valore BFSR della seconda stima.
Riso. 1. Confronto delle immagini Pentacam® in posizione posteriore eretta con reale progressione clinica a 13 mesi di intervallo tra gli esami. Nel pannello 1, EleBmax era di 68 µm al primo esame e di 66 µm al secondo, quindi non si è verificata alcuna progressione in questo parametro. I migliori raggi sferici forniti automaticamente dalla macchina per ciascuna valutazione sono rispettivamente 5,99 mm e 5,90 mm. Cliccando sul pulsante BFS, si aprirà una finestra in cui è possibile definire manualmente un nuovo raggio BFS. Abbiamo determinato lo stesso raggio in entrambi i test utilizzando il secondo valore di raggio BFS misurato (5,90 mm). Nel pannello 2, il nuovo valore di EleBmax (EleBmaxAdj) corretto per lo stesso BFS nella prima valutazione è di 59 µm, indicando un aumento di 7 µm nella seconda valutazione, che indica una progressione secondo la nostra soglia di 7 µm.
Per analizzare la progressione e valutare l'efficacia delle nuove variabili di studio, abbiamo utilizzato parametri comunemente utilizzati come marcatori di progressione (Kmax, Km, K2, Astig, PachyMin, PRC e D-Index) nonché soglie descritte in letteratura, sebbene non empiricamente. La Tabella 1 elenca i valori che rappresentano la progressione di ciascun parametro di analisi. La progressione del KC è stata definita quando almeno due delle variabili studiate hanno confermato la progressione.
Tabella 1 Parametri tomografici generalmente accettati come marcatori della progressione della RP e soglie corrispondenti descritte in letteratura (anche se non confermate)
In questo studio, è stata testata la performance di tre variabili per la progressione (EleBmax, BFSB e AdjEleBmax) sulla base della presenza di progressione di almeno altre due variabili. Sono stati calcolati i cut-off ideali per queste variabili e confrontati con altre variabili.
L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando il software statistico SPSS (versione 27.0 per Mac OS; SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Le caratteristiche del campione sono riassunte e i dati presentati come numeri e proporzioni di variabili categoriali. Le variabili continue sono descritte come media e deviazione standard (o mediana e intervallo interquartile quando la distribuzione è asimmetrica). La variazione dell'indice cheratometrico è stata ottenuta sottraendo il valore originale dalla seconda misurazione (ovvero, un valore delta positivo indica un aumento del valore di un particolare parametro). Sono stati eseguiti test parametrici e non parametrici per valutare la distribuzione delle variabili di curvatura corneale classificate come progressive o non progressive, tra cui il test t per campioni indipendenti, il test U di Mann-Whitney, il test del chi quadrato e il test esatto di Fisher (se necessario). Il livello di significatività statistica è stato fissato a 0,05. Per valutare l'efficacia di Kmax, D-index, PRC, BFSBR, EleBmax e AdjEleBmax come predittori individuali della progressione, abbiamo costruito curve di prestazione del ricevitore (ROC) e calcolato punti di cutoff ideali, sensibilità, specificità, valore predittivo positivo (PPV) e negativo (NPV). ) e area sotto la curva (AUC) quando almeno due variabili superano determinate soglie (come descritto in precedenza) per classificare la progressione come controllo.
Sono stati inclusi nello studio 113 occhi di 76 pazienti con RP. La maggior parte dei pazienti era di sesso maschile (n=87, 77%) e l'età media alla prima valutazione era di 24,09 ± 3,93 anni. Per quanto riguarda la stratificazione KC basata sull'aumento della deviazione totale della dilatazione di Belin/Ambrosio (indice BAD-D), la maggior parte (n=68, 60,2%) degli occhi era moderata. I ricercatori hanno scelto all'unanimità un valore di cut-off di 7,0 e hanno differenziato tra cheratocono lieve e moderato secondo la letteratura26. Tuttavia, il resto dell'analisi include l'intero campione. Caratteristiche demografiche, cliniche e tomografiche del campione, inclusi media, minimo, massimo, deviazione standard (DS) e misurazioni con intervalli di confidenza al 95% (IC95%), nonché la prima e la seconda misurazione. La differenza tra i valori dopo 12 ± 3 mesi è riportata nella tabella 2.
Tabella 2. Caratteristiche demografiche, cliniche e tomografiche dei pazienti. I risultati sono espressi come media ± deviazione standard per le variabili continue (*i risultati sono espressi come mediana ± IQR), intervallo di confidenza al 95% (IC 95%), sesso maschile e occhio destro sono espressi come numero e percentuale.
La Tabella 3 mostra il numero di occhi classificati come progressivi considerando separatamente ciascun parametro tomografico (Kmax, Km, K2, Astig, PachyMin, PRC e D-Index). Considerando la progressione del KC, definita da cambiamenti osservati in almeno due variabili tomografiche, 57 occhi (50,4%) hanno mostrato progressione.
Tabella 3 Numero e frequenza degli occhi classificati come progressivi, tenendo conto separatamente di ciascun parametro tomografico
I punteggi Kmax, D-index, PRC, EleBmax, BFSB e AdjEleBmax come predittori indipendenti della progressione di KC sono mostrati nella Tabella 4. Ad esempio, se definiamo un valore soglia per l'aumento di Kmax di 1 diottria (D) per indicare la progressione, sebbene questo parametro presenti una sensibilità del 49%, ha una specificità del 100% (tutti i casi identificati come progressivi su questo parametro erano effettivamente veri). progressioners sopra) con un valore predittivo positivo (VPP) del 100%, un valore predittivo negativo (VPN) del 66% e un'area sotto la curva (AUC) di 0,822. Tuttavia, il cutoff ideale calcolato per kmax era 0,4, con una sensibilità del 70%, una specificità del 91%, un VPP dell'89% e un VPN del 75%.
Tabella 4 Punteggi Kmax, D-Index, PRC, BFSB, EleBmax e AdjEleBmax come predittori isolati della progressione del KC (definita come un cambiamento significativo in due o più variabili)
In termini di indice D, il punto di cut-off ideale è 0,435, la sensibilità è 82%, la specificità è 98%, il VPP è 94%, il VPN è 84% e l'AUC è 0,927. Abbiamo confermato che dei 50 occhi in cui è stata osservata una progressione, solo 3 pazienti non hanno mostrato progressione in almeno 2 o più altri parametri. Dei 63 occhi in cui l'indice D non è migliorato, 10 (15,9%) hanno mostrato progressione in almeno altri due parametri.
Per la PRC, il punto di cutoff ideale per definire la progressione era una diminuzione dello 0,065 con una sensibilità del 79%, una specificità dell'80%, un VPP dell'80%, un VPN del 79% e un'AUC di 0,844.
Per quanto riguarda l'elevazione della superficie posteriore (EleBmax), la soglia ideale per determinare la progressione era un aumento di 2,5 µm con una sensibilità del 65% e una specificità del 73%. Una volta adattata al secondo BSFB misurato, la sensibilità del nuovo parametro AdjEleBmax era del 63% e la specificità è migliorata dell'84% con un punto di cutoff ideale di 6,5 µm. Il BFSB stesso ha mostrato un cutoff perfetto di 0,05 mm con una sensibilità del 51% e una specificità dell'80%.
La figura 2 mostra le curve ROC per ciascuno dei parametri tomografici stimati (Kmax, D-Index, PRC, EleBmax, BFSB e AdjEleBmax). Osserviamo che il D-Index è un test più efficace con un'AUC più elevata (0,927), seguito da PRC e Kmax. L'AUC di EleBmax è 0,690. Quando ottimizzato per BFSB, questo parametro (AdjEleBmax) ha migliorato le sue prestazioni espandendo l'AUC a 0,754. BFSB stesso ha un'AUC di 0,690.
Figura 2. Curve di prestazione del ricevitore (ROC) che mostrano che l'uso dell'indice D per determinare la progressione del cheratocono ha raggiunto elevati livelli di sensibilità e specificità, seguito da PRC e Kmax. AdjEleBmax è ancora considerato ragionevole e generalmente migliore di Elebmax senza regolazione BFSB.
Abbreviazioni: Kmax, massima curvatura corneale; D-index, indice D di Belin/Ambrosio; PRC, raggio di curvatura posteriore da 3,0 mm centrato sul punto più sottile; BFSB, più adatto per un dorso sferico; Altezza; AdjELEBmax, angolo di elevazione massimo. La superficie posteriore della cornea viene adattata al dorso sferico più adatto.
Considerando rispettivamente EleBmax, BFSB e AdjEleBmax, abbiamo confermato che 53 (46,9%), 40 (35,3%) e 45 (39,8%) occhi hanno mostrato progressione per ciascun parametro isolato, rispettivamente. Di questi occhi, 16 (30,2%), 11 (27,5%) e 9 (45%), rispettivamente, non hanno mostrato una vera progressione, come definito da almeno altri due parametri. Dei 60 occhi non considerati progressivi da EleBmax, 20 (33%) occhi erano progressivi su 2 o più altri parametri. Ventotto (38,4%) e 21 (30,9%) occhi sono stati considerati non progressivi, rispettivamente secondo BFSB e AdjEleBmax, mostrando una vera progressione.
Intendiamo studiare l'efficacia del BFSB e, soprattutto, dell'altezza corneale posteriore massima corretta per BFSB (AdjEleBmax) come nuovo parametro per predire e rilevare la progressione del KC e confrontarli con altri parametri tomografici comunemente utilizzati come marcatori di progressione. Sono stati effettuati confronti con soglie riportate in letteratura (sebbene non validate), ovvero Kmax e D-Index.20
Impostando EleBmax sul raggio BFSB (AdjEleBmax), abbiamo osservato un aumento significativo della specificità – 73% per il parametro non aggiustato e 84% per il parametro aggiustato – senza influenzare il valore di sensibilità (65% e 63%). Abbiamo anche valutato il raggio BFSB stesso come un altro potenziale predittore di progressione della dilatazione. Tuttavia, la sensibilità (51% vs 63%), la specificità (80% vs 84%) e l'AUC (0,69 vs 0,75) di questo parametro erano inferiori a quelle di AdjEleBmax.
Il Kmax è un parametro ben noto per predire la progressione del cheratocono. 27 Non vi è consenso su quale limite di cut-off sia più appropriato. 12,28 Nel nostro studio, abbiamo considerato un aumento di 1 D o più come definizione di progressione. A questa soglia, abbiamo osservato che tutti i pazienti identificati come in progressione erano confermati da almeno altri due parametri, suggerendo una specificità del 100%. Tuttavia, la sua sensibilità era relativamente bassa (49%) e la progressione non è stata rilevata in 29 occhi. Tuttavia, nel nostro studio, la soglia ideale del Kmax era di 0,4 D, la sensibilità era del 70% e la specificità era del 91%, il che significa che con una relativa diminuzione della specificità (dal 100% al 91%), abbiamo migliorato. La sensibilità variava dal 49% al 70%. Tuttavia, la rilevanza clinica di questa nuova soglia è discutibile. Secondo lo studio Kreps sulla ripetibilità delle misurazioni Pentacam®, la ripetibilità di Kmax era pari a 0,61 nel cancro catarrale lieve e a 1,66 nella colpite da taglio cesareo moderata,19 il che significa che il valore di cut-off statistico in questo campione non è clinicamente significativo in quanto definisce una situazione stabile quando il massimo progresso possibile viene applicato ad altri campioni. Kmax, d'altra parte, caratterizza la curvatura corneale anteriore più ripida della piccola regione 29 e non può riprodurre i cambiamenti che si verificano nella cornea anteriore, nella cornea posteriore e in altre aree della pachimetria. 30-32 Rispetto ai nuovi parametri posteriori, AdjEleBmax ha mostrato una maggiore sensibilità (63% vs. 49%). 20 occhi progressivi sono stati identificati correttamente utilizzando questo parametro e non sono stati rilevati utilizzando Kmax (rispetto a 12 occhi progressivi rilevati utilizzando Kmax invece di AdjEleBmax). Questa scoperta supporta il fatto che la superficie posteriore della cornea è più ripida e più espansa al centro rispetto alla superficie anteriore, il che può aiutare a rilevare i cambiamenti. 25,32,33
Secondo altri studi, il D-index è un parametro isolato con la più alta sensibilità (82%), specificità (95%) e AUC (0,927). 34 In realtà, questo non sorprende, poiché si tratta di un indice multiparametrico. La PRC è stata la seconda variabile più sensibile (79%), seguita da AdjEleBmax (63%). Come accennato in precedenza, maggiore è la sensibilità, minore è il numero di falsi negativi e migliore è lo sviluppo dei parametri di screening. 35 Pertanto, raccomandiamo di utilizzare AdjEleBmax (con un cutoff di 7 µm per la progressione anziché 6,5 µm, poiché la scala digitale integrata nella Pentacam® non include cifre decimali per questo parametro) anziché l'EleBmax non corretto, che sarà incluso insieme ad altre variabili nella valutazione della progressione del cheratocono per migliorare l'affidabilità della nostra valutazione clinica e la diagnosi precoce della progressione.
Tuttavia, il nostro studio presenta alcune limitazioni. In primo luogo, abbiamo utilizzato solo parametri di imaging shapeflug tomografico per definire e valutare la progressione, ma sono attualmente disponibili altri metodi per lo stesso scopo, come l'analisi biomeccanica, che può precedere qualsiasi cambiamento topografico o tomografico. 36 In secondo luogo, utilizziamo una singola misurazione di tutti i parametri testati e, secondo Ivo Guber et al., la media su più immagini si traduce in livelli di rumore di misurazione inferiori. 28 Mentre le misurazioni con Pentacam® erano ben riproducibili in occhi normali, erano inferiori in occhi con irregolarità corneali ed ectasia corneale. 37 In questo studio, abbiamo incluso solo occhi con convalida di scansione di alta qualità Pentacam® integrata, il che significava che la malattia avanzata era esclusa. 17 In terzo luogo, definiamo veri progressivi coloro che hanno almeno due parametri basati sulla letteratura ma non ancora confermati. Infine, e forse ancora più importante, la variabilità nelle misurazioni Pentacam® è di importanza clinica nella valutazione della progressione del cheratocono. 18,26 Nel nostro campione di 113 occhi, stratificati in base al punteggio BAD-D, la maggior parte (n=68, 60,2%) presentava un quadro clinico moderato, mentre i restanti presentavano un quadro subclinico o lieve. Tuttavia, date le ridotte dimensioni del campione, abbiamo mantenuto l'analisi complessiva indipendentemente dalla gravità del KTC. Abbiamo utilizzato un valore soglia ottimale per l'intero campione, ma riconosciamo che ciò potrebbe aggiungere rumore (variabilità) alla misurazione e sollevare preoccupazioni sulla riproducibilità della misurazione. La riproducibilità delle misurazioni dipende dalla gravità del KTC, come dimostrato da Kreps, Gustafsson et al. 18,26. Pertanto, raccomandiamo vivamente che gli studi futuri tengano conto delle diverse fasi della malattia e valutino i punti di cut-off ideali per un progresso appropriato.
In conclusione, la diagnosi precoce della progressione è di fondamentale importanza per fornire un trattamento tempestivo per arrestare la progressione (tramite cross-linking)38 e contribuire a preservare la vista e la qualità della vita nei nostri pazienti.34 L'obiettivo principale del nostro lavoro è dimostrare che EleBmax, regolato sullo stesso raggio BFS tra le misurazioni temporali, ha prestazioni migliori rispetto a EleBmax stesso. Questo parametro mostra una maggiore specificità ed efficacia rispetto a EleBmax, è uno dei parametri più sensibili (e quindi la migliore efficienza di screening) e quindi un potenziale biomarcatore di progressione precoce. Si raccomanda vivamente di creare indici multiparametrici. Studi futuri che coinvolgano l'analisi multivariata della progressione dovrebbero includere AdjEleBmax.
Gli autori non ricevono alcun sostegno finanziario per la ricerca, la redazione e/o la pubblicazione di questo articolo.
Margarida Ribeiro e Claudia Barbosa sono coautrici dello studio. Le autrici dichiarano di non avere conflitti di interesse in questo lavoro.
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Data di pubblicazione: 20-12-2022