Diagnóstico por imagen en el glaucoma. Evaluación cuantitativa de la capa de fibras nerviosas de la retina

  1. Ara Gabarre, Mirian
Dirigida por:
  1. Pilar Calvo Director/a
  2. Antonio Ferreras Amez Director/a

Universidad de defensa: Universidad de Zaragoza

Fecha de defensa: 22 de febrero de 2017

Tribunal:
  1. Julián García Feijoo Presidente
  2. E. Millá Griñó Secretario/a
  3. Francesco Oddone Vocal

Tipo: Tesis

Teseo: 444245 DIALNET

Resumen

La presente tesis doctoral ha sido estructurada siguiendo la normativa para las tesis por compendio de publicaciones. El tema principal de las cuatro publicaciones internacionales que componen esta tesis doctoral se centra en el estudio de los parámetros morfométricos de la capa de fibras nerviosas de la retina (CFNR) y de la papila obtenidos mediante HRT (láser confocal de barrido), OCT (Tomografía de Coherencia Óptica) y GDx (polarimetría láser) en sujetos sanos y pacientes con glaucoma, y en determinar su relación con los defectos glaucomatosos evaluados con la perimetría automatizada (PA) convencional. HIPÓTESIS En pacientes con glaucoma, existe una relación entre los parámetros morfométricos papilares y de la CFNR con los defectos del CV evaluados con la PA. OBJETIVOS I. Comparar los parámetros equivalentes de la papila obtenidos mediante oftalmoscopía confocal de barrido HRT3 y con el OCT Cirrus en pacientes sanos y con glaucoma, así como evaluar su capacidad diagnóstica para el glaucoma. II. Evaluar la repetibilidad intratest y la reproducibilidad intertest de los parámetros de la CFNR peripapilares medidos por polarimetría láser con compensador corneal mejorado en ojos sanos y glaucomatosos. III. Estudiar la relación entre la sensibilidad retiniana evaluada con la perimetría automatizada convencional Humphrey y el espesor peripapilar de la CFNR medido con el OCT Cirrus en sujetos sanos y con glaucoma. IV. Determinar la relación estructura-función entre las áreas definidas por grupos de puntos relacionados obtenidos con el perímetro Octopus, y el espesor de la CFNR peripapilar medido con OCT en individuos sanos y en pacientes con neuropatía óptica glaucomatosa. A continuación, se incluye una breve presentación de cada trabajo justificando su unidad temática. 1. Calvo P, Ferreras A, Abadia B, Ara M, Figus M, Pablo LE, Frezzotti P. Assessment of the optic disc morphology using spectral-domain optical coherence tomography and scanning laser ophthalmoscopy. Biomed Res Int 2014;2014:275654. Este trabajo fue un estudio transversal en el que se incluyeron un total de 182 sujetos sanos y 156 pacientes con glaucoma de ángulo abierto, divididos en 2 subgrupos según la presión intraocular (PIO) y los resultados del CV. El objetivo del estudio consistió en comparar la equivalencia entre los parámetros papilares obtenidos con el HRT3 y la OCT de dominio espectral en pacientes sanos y con glaucoma. Para ello, se realizaron las mediciones papilares con el HRT3 y con el OCT Cirrus a todos los participantes. Se calcularon y compararon las curvas ROC (Receiver Operating Characteristic) y los parámetros papilares entre ambos grupos. En nuestros resultados los parámetros que mostraron diferencias estadísticamente significativas (p<0,001) entre ambos instrumentos fueron: el área del anillo (rim area), la relación área excavación/disco (average cup-to-disc ratio), la relación área excavación/disco vertical (vertical C/D ratio) y el volumen de excavación (cup volume). Todos los parámetros papilares equivalentes, excepto el área del disco óptico fueron significativamente diferentes entre ambos grupos (p<0,001). El cociente excavación/disco vertical obtuvo las mejores áreas bajo la curva ROC (0,980 con OCT y 0,942 con HRT3; p=0,11). Las sensibilidades para especificidades fijadas en el 95% de los parámetros del OCT fueron mayores que los del HRT3. Pocos autores han comparado los parámetros papilares entre el OCT Cirrus y el HRT3. Sato y col. realizaron un estudio similar comparando los parámetros papilares de 96 pacientes con glaucoma y 21 sujetos sanos. Encontraron también diferencias significativas (p<0,001) en todos los parámetros estudiados, aunque su análisis se realizó en el total de la muestra y no por subgrupos. En el presente estudio, observamos que los parámetros papilares equivalentes del OCT Cirrus y el HRT3 son diferentes y no deberían usarse indistintamente. La evaluación del disco óptico utilizando OCT Cirrus mostró un rendimiento diagnóstico ligeramente superior que con el HRT3 para discriminar entre pacientes sanos y con glaucoma. 2. Ara M, Ferreras A, Pajarin AB, Calvo P, Figus M, Frezzotti P. Repeatability and reproducibility of retinal nerve fiber layer parameters measured by scanning laser polarimetry with enhanced corneal compensation in normal and glaucomatous eyes. Biomed Res Int 2015;2015:729392. Este trabajo fue un estudio transversal observacional en el que se incluyeron un total de 60 pacientes con glaucoma de ángulo abierto y 82 sujetos sanos. El objetivo del estudio consistió en analizar la reproducibilidad de los parámetros papilares medidos con el polarímetro láser con compensador corneal mejorado (GDx ECC) en ojos sanos y glaucomatosos. Se realizaron tres mediciones de la CFNR durante la misma visita con el GDx PRO para evaluar la reproducibilidad intraclase. Se obtuvieron dos mediciones adicionales en un periodo de 2 meses tras la primera visita para determinar la reproducibilidad interclase. Se calculó el coeficiente de correlación intraclase (CCI), el coeficiente de variación (COV) y la variabilidad test-retest (TRT SD) para todos los parámetros del GDx en ambos grupos. Los CCI fueron excelentes en todos los parámetros y en ambos grupos, con valores entre 0,920 y 0,982 (p<0,001) para las medidas intravisita y entre 0,910 y 0,977 para las medidas intervisita. En ojos sanos, el promedio Temporal-Superior-Nasal-Inferior (TSNIT) mostró los mejores CCI (0,967 y 0,946; p<0,001), mientras que en ojos con glaucoma, el indicador de fibras nerviosas (NFI; 0,982; p<0,001) y el promedio inferior (0,978; p<0,001) tuvieron los CCI más altos para las medidas intra e intervisita, respectivamente. Los COV fueron todos por debajo del 10%, a excepción del NFI tanto para los valores intra como intervisita en ambos grupos (en torno al 20%). El promedio TSNIT obtuvo el COV más bajo en ambos grupos (2,43% en grupo control, intravisita). La TRT SD intervisita varió entre 6,48 y 12,84. Aunque otros investigadores han evaluado la repetibilidad de las medidas de la CFNR con el GDx-ECC, el presente estudio es único porque muestra no sólo la repetibilidad sino también la reproducibilidad de los parámetros del GDx-ECC en el tiempo. Así, el diseño de nuestro estudio (medidas en 3 visitas diferentes) y 2 grupos de estudio (ojos normales y glaucomatosos) aporta nueva información considerando la reproducibilidad de la polarimetría láser publicada hasta la fecha. En nuestro estudio encontramos que las medidas de la CFNR adquiridas con el GDx-ECC presentaron baja variabilidad (altos ICCs y bajos COVs) tanto para ojos sanos como glaucomatosos. Estos hallazgos son comparables con los obtenidos por Sehi y col. quienes evaluaron la repetibilidad del GDx-VCC y el GDx-ECC. Mai y col. estudiaron la repetibilidad de las mediciones de la CFNR adquiridas con el GDx-ECC en 16 sujetos normales, 32 con hipertensión ocular y 35 con glaucoma y reportaron resultados similares pero encontraron una reproducibilidad en ojos glaucomatosos ligeramente peor que en ojos sanos. En conclusión, las mediciones intra e intervisita de los parámetros de la CFNR peripapilares con GDx-ECC mostraron una reproducibilidad excelente, indicando que este instrumento puede ser útil en la monitorización de la progresión del glaucoma. De todas formas, debemos tener en cuenta la reproducibilidad de cada parámetro del GDx-ECC para diferenciar variabilidad y verdadera progresión cuando monitorizamos pacientes con glaucoma. 3. Abadia B, Ferreras A, Calvo P, Ara M, Ferrandez B, Otin S, Frezzotti P, Pablo LE, Figus M. Relationship between spectral-domain optical coherence tomography and standard automated perimetry in healthy and glaucoma patients. Biomed Res Int 2014;2014:514948. En este estudio transversal se incluyeron 338 individuos divididos en 2 grupos según la PIO y los resultados del CV. El objetivo de este estudio fue evaluar la relación entre los parámetros de la OCT de dominio espectral y los valores de sensibilidad retiniana medidos con la perimetría Humphrey, en individuos sanos y con glaucoma. Se realizó una perimetría automatizada fiable y se evaluó el espesor de la CFNR utilizando OCT Cirrus a todos los participantes. Se calculó la correlación de Pearson entre los valores umbrales de la perimetría automatizada (convertidos a escala lineal) y los parámetros del OCT. En nuestros resultados, detectamos correlaciones leves-moderadas (entre 0,286 y 0,593; p<0,001) entre la PA y la mayoría de los parámetros del OCT en el grupo glaucoma. Las correlaciones más fuertes se obtuvieron entre el espesor inferior de la CFNR y los puntos del hemicampo superior. El grupo de sujetos sanos mostró correlaciones más débiles que el grupo glaucoma. Los mapas estructura-función fueron desarrollados previamente con el objetivo de entender la relación entre la morfología del disco óptico y su correspondencia con los defectos en el CV. En el año 2000, Garway-Heath y col. publicaron uno de los mapas estructurafunción más completos en ojos humanos. Posteriormente, Lamparter y col. describieron la influencia de la variabilidad en la morfología del disco óptico normal. La gran variabilidad en la distribución de la CFNR humana alrededor de la papila y la variabilidad intertest de la PA limitan la posibilidad de obtener correlaciones m ás fuertes entre estas pruebas. En consecuencia, en nuestro estudio no se evidenciaron correlaciones significativas entre la PA convencional y el espesor peripapilar de la CFNR en el grupo control. Sin embargo, se observaron correlaciones moderadas en el grupo glaucoma porque la variedad de cambio de las variables fue mayor en este grupo. El espesor de la CFNR o los valores umbrales de la PA variaron ampliamente desde el glaucoma leve al avanzado, y por consiguiente, fue más fácil determinar las correlaciones en este grupo que en el grupo control. Todos los espesores de la CFNR peripapilares medidos con OCT Cirrus fueron significativamente diferentes entre sujetos sanos y con glaucoma, excepto los espesores de las posiciones de las 3 y de las 9 horas (eje horizontal). En general, la relación entre el espesor de la CFNR peripapilar y la sensibilidad retiniana evaluada mediante PA estándar fue moderada en los pacientes con glaucoma. 4. Monsalve B, Ferreras A, Khawaja AP, Calvo P, Ara M, Fogagnolo P, Iester M. The relationship between structure and function as measured by OCT and Octopus perimetry. Br J Ophthalmol 2015;99(9):1230-5. Este trabajo fue un estudio transversal en el que se incluyeron un total de 88 individuos normales y 150 con glaucoma de ángulo abierto. El objetivo del estudio fue determinar la relación estructura-función entre áreas equivalentes del CV obtenidas con el perímetro Octopus (PO) y los espesores de la CFNR peripapilar medidos con OCT de dominio espectral en individuos sanos y con neuropatía óptica glaucomatosa. En nuestros resultados, se observaron correlaciones entre débiles y moderadas. Cada región del CV fue significativamente correlacionada con más de un sector de la CFNR, y viceversa. La correlación más fuerte se observó entre los espesores de la CFNR de las posiciones de las 5 y de las 7 horas y la región superonasal del PO (r=0.63). Aunque la relación topográfica es compleja y se caracteriza por una variabilidad inter-individual considerable, fuimos capaces de crear un mapa estructura-función de forma completamente objetiva. La sensibilidad retiniana evaluada con el perímetro Octopus se correlaciona moderadamente bien con los espesores de la CFNR medidos con OCT. Existe una superposición de las regiones del CV con las áreas correspondientes del disco óptico. CONCLUSIONES I. Los parámetros papilares equivalentes del OCT Cirrus y el HRT3 son diferentes y no deberían usarse indistintamente. La evaluación del disco óptico utilizando OCT Cirrus mostró un rendimiento diagnóstico ligeramente superior al del HRT3 para discriminar entre pacientes sanos y con glaucoma. II. Las mediciones intratest e intertest de los parámetros de la CFNR peripapilares obtenidas con el GDx-ECC mostraron una reproducibilidad excelente, indicando que este instrumento puede ser útil en la monitorización de la progresión del glaucoma. III. En general, la relación entre el espesor de la CFNR peripapilar medido con el OCT Cirrus y la sensibilidad retiniana evaluada mediante la PA Humphrey fue moderada en los pacientes con glaucoma. IV. La sensibilidad retiniana evaluada con el perímetro Octopus se correlaciona moderadamente bien con los espesores de la CFNR medidos con OCT. Existe una superposición de las regiones del CV en el disco óptico. BIBLIOGRAFÍA 1. Medeiros FA, Zangwill LM, Bowd C, Weinreb RN. Comparison of the GDx VCC scanning laser polarimeter, HRT II confocal scanning laser ophthalmoscope, and stratus OCT optical coherence tomograph for the detection of glaucoma. Arch Ophthalmol. 2004;122:827– 837. doi:10.1001/archopht.122.6.827. 2. Zangwill LM, Bowd C, Berry CC, et al. Discriminating between normal and glaucomatous eyes using the Heidelberg Retina Tomograph, GDx Nerve Fiber Analyzer, and Optical Coherence Tomograph. Arch Ophthalmol. 2001;119(July):985–993. 3. López-Peña MJ, Ferreras A, Polo V, Larrosa JM HF. Relación entre perimetría automatizada convencional y HRT, OCT y GDx en sujetos normales, hipertensos oculares y glaucomatosos. Arch Soc Esp Oftalmol. 2007;82:197–208. 4. Pueyo V, Polo V, Larrosa JM, Ferreras A, Pablo LE, Honrubia FM. Diagnostic ability of the Heidelberg retina tomograph, optical coherence tomograph, and scanning laser polarimeter in open-angle glaucoma. J Glaucoma. 2007;16:173–177. doi:10.1097/IJG.0b013e31802dfc1d. 5. Quigley HA, Enger C, Katz J, Sommer A, Scott R, Gilbert D. Risk factors for the development of glaucomatous visual field loss in ocular hypertension. Arch Ophthalmol. 1994;112(5):644–649. doi:10.1001/archopht.1994.01090170088028. 6. Jonas JB, Hayreh SS. Localised retinal nerve fibre layer defects in chronic experimental high pressure glaucoma in rhesus monkeys. Br J Ophthalmol. 1999;83(11):1291–5. doi:10.1136/bjo.83.11.1291. 7. Sommer a, Katz J, Quigley H a, et al. Clinically detectable nerve fiber atrophy precedes the onset of glaucomatous field loss. Arch Ophthalmol. 1991;109(1):77–83. doi:10.1001/archopht.1991.01080010079037. 8. Sato S, Hirooka K, Baba T, Shiraga F. Comparison of optic nerve head parameters using Heidelberg Retina Tomograph 3 and spectral-domain optical coherence tomography. Clin Experiment Ophthalmol. 2012;40(7):721–6. doi:10.1111/j.1442-9071.2012.02782.x. 9. Sehi M, Guaqueta DC, Feuer WJ, Greenfield DS. Scanning Laser Polarimetry With Variable and Enhanced Corneal Compensation in Normal and Glaucomatous Eyes. Am J Ophthalmol. 2007;143:272–279. doi:10.1016/j.ajo.2006.09.049. 10. Mai TA, Reus NJ, Lemij HG. Retinal nerve fiber layer measurement repeatability in scanning laser polarimetry with enhanced corneal compensation. J Glaucoma. 2008;17(4):269–274. doi:10.1097/IJG.0b013e31815c3a6b. 11. Ferreras A, Pablo LE, Garway-Heath DF, Fogagnolo P, García-Feijoo J. Mapping standard automated perimetry to the peripapillary retinal nerve fiber layer in glaucoma. Investig Ophthalmol Vis Sci. 2008;49(7):3018–3025. doi:10.1167/iovs.08-1775. 12. Garway-Heath DF, Poinoosawmy D, Fitzke FW, Hitchings R a. Mapping the visual field to the optic disc in normal tension glaucoma eyes. Ophthalmology. 2000;107(10):1809–1815. doi:10.1016/S0161-6420(00)00284-0. 13. Lamparter J, Russell R a, Zhu H, et al. The influence of intersubject variability in ocular anatomical variables on the mapping of retinal locations to the retinal nerve fiber layer and optic nerve head. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(9):6074–82. doi:10.1167/iovs.13-11902. 14. Caprioli J. Automated perimetry in glaucoma. Am J Ophthalmol. 1991;111:235–9. 15. Asman P, Heijl A. Glaucoma Hemifield Test. Automated visual field evaluation. Arch Ophthalmol. 1992;110(6):812–9. doi:10.1001/archopht.1992.01080180084033. 16. Tuulonen A, Airaksinen PJ. Initial glaucomatous optic disk and retinal nerve fiber layer abnormalities and their progression. Am J Ophthalmol. 1991;111(4):485–490. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2012151. 17. Heijl A, Lindgren A, Lindgren G. Test-Retest Variability in Glaucomatous Visual Fields. Am J Ophthalmol. 1989;108(2):130–135. doi:10.1016/0002-9394(89)90006-8. 18. Chauhan BC, Johnson C a. Test-retest variability of frequency-doubling perimetry and conventional perimetry in glaucoma patients and normal subjects. Investig Ophthalmol Vis Sci. 1999;40(3):648–656. doi:10.1097/OPX.0b013e3181334b83. 19. Werner EB, Krupin T, Adelson A, Feitl ME. Effect of patient experience on the results of automated perimetry in glaucoma suspect patients. Ophthalmology. 1990;97(1):44–8. 20. Martinez GA, Sample PA, Weinreb RN. Comparison of high-pass resolution perimetry and standard automated perimetry in glaucoma. Am J Ophthalmol. 1995;119:195–201. 21. DeLong ER, DeLong DM, Clarke-Pearson DL. Comparing the areas under two or more correlated receiver operating characteristic curves: a nonparametric approach. Biometrics. 1988;44(3):837–845. doi:10.2307/2531595. 22. Shrout PE, Fleiss JL. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychol Bull. 1979;86:420–428. doi:10.1037/0033-2909.86.2.420. 23. Garas A, Tóth M, Vargha P HG. Comparison of repeatability of retinal nerve fiber layer thickness measurement made using the RTVue Fourier-domain optical coherence tomograph and the GDx scanning laser polarimeter with variable or enhanced corneal compensation. J Glaucoma. 2010;19(6):412–7. 24. Exploratory factor analysis. :http://www.unc.edu/~rcm/book/factornew.htm.