Academic literature on the topic 'Biomecânica corneal'

This study aimed to create computer models to aid the diagnosis of keratoconus using an edge segmentation algorithm, wavelet transforms and machine-learning techniques based on biomechanical parameters of the cornea derived from Corvis ST. 102 normal eyes, and 73 eyes with keratoconus grade I and II for training and validation of the models were included. Initially the 31 original equipment parameters were studied to assess its power in separating the control groups and research group. Then, it was used the Canny algorithm for edges segmentation of the selected images, so that 400 central points of these images could be processed with the wavelet transforms and later with machine learning techniques. The best result was achieved using the Haar wavelet transform and a Multilayer Perceptron Neural Network, reaching the sensitivity of 84.93%, a specificity of 89.22% and an Area Under the ROC Curve (AUC) of 0932. It concludes that the developed models can help make the diagnosis of early keratoconus.
O presente trabalho objetivou criar modelos computacionais de auxílio ao diagnóstico de ceratocone, utilizando um algoritmo de segmentação de borda, transformadas de wavelet e técnicas de aprendizagem de máquina, baseados em parâmetros biomecânicos da córnea derivados do CorVis ST. Foram incluídos 102 olhos normais, e 73 olhos com ceratocone grau I e II para o treinamento e validação dos modelos criados. Inicialmente foram estudados os 31 parâmetros originais do equipamento, para avaliar seu poder em separar os grupos de controle e pesquisa. Foi então utilizado o algoritmo Canny para segmentação das bordas das imagens selecionadas, para que 400 pontos centrais extraídos dessas imagens pudessem ser processados com as transformadas de wavelet e posteriormente com técnicas de aprendizado de máquina. O melhor resultado foi alcançado utilizando a transformada de Wavelet do tipo Haar e uma Rede Neural Multilayer Perceptron, alcançando a sensibilidade de 84.93%, uma especificidade de 89.22% e uma Area Under de ROC Curve (AUC) de 0.932. Conclui-se que os modelos desenvolvidos podem contribuir para tornar o diagnóstico de ceratocone mais precoce.

Objetivo: Investigar as alterações biomecânicas da córnea de suínos induzidas pela confecção de lamelas pediculadas de diferentes espessuras pelo laser de femtossegundo. Métodos: Para a formação dos dois grupos, 12 olhos de porcos foram usados: lamelas pediculadas de 100 e de 300 micrômetros confeccionadas pelo laser de femtossegundo. Cada olho foi submetido aos seguintes exames, antes da criação das lamelas: topografia por rasterstereography, Ocular Response Analyzer (ORA), tomografia do segmento anterior por coerência óptica para a avaliação paquimétrica corneal e das lamelas criadas e sistema de velocidade de onda (SVO), que mede a velocidade de propagação de ondas acústicas entre dois transdutores posicionados na superfície corneal antes e imediatamente, após a feitura da lamela. O primerio passo foi desenhado para o estudo das diferenças em relação à histerese corneal, fator de resistência corneal, mudanças na curvatura e velocidade de propagação de onda acústica entre córneas com lamelas finas e espessas. Posteriormente, as lamelas foram amputadas, e as medidas do sistema de velocidade de onda foram repetidas. Resultados: A média de espessura das lamelas ± desviopadrão (DP) foi de 108,5±6,9 (8,5% da espessura total) e 307,8±11,5 m (22,9% da espessura total), para os grupos de lamelas finas e espessas, respectivamente (p< 0,001). Histerese corneal e o fator de resistência corneal não apresentaram diferença estatística, após a criação de lamelas finas (p = 0,81 e p = 0,62, respectivamente). Histerese corneal foi significantemente mais baixa, depois da confecção de lamelas mais espessas (8,0±1,0 para 5,1±1,5 mmHg para medidas pré e pós-operatórias, respectivamente, p = 0,003, diminuição de 36,25%) e fator de resistência corneal também mostrou significante diminuição nesse grupo, após o procedimento cirúrgico; valores médios pré e pós-operatórios de 8,2±1,6 e 4,1±2,5 mmHg respectivamente (p= 0,007), diminuição de 50%. A ceratometria média simulada apresentou maiores valores, após a confecção das lamelas mais espessas em relação ao pré-operatório (ceratometria pré e pós-operatória de 39,5±1 D e 45,9±1,2 D, respectivamente, p= 0,003). Para o grupo de lamelas finas, não houve diferença estatisticamente significante (ceratometria pré e pós-operatória de 40,6±0,6 D e 41,4±1,0 D, respectivamente, p=0,55). Em relação ao Sistema de Velocidade de Onda, após a criação das lamelas e sua amputação, houve diminuição da velocidade de propagação acústica, embora na maior parte das posições não fosse estatisticamente significante. Conclusão: Nas condições experimentais estabelecidas por este estudo, a criação de lamelas de maior espessura pareceu exercer efeito mais relevante sobre a biomecânica da córnea de suínos
Purpose: To study the impact of programmed flaps at two different thicknesses on the biomechanical properties of the swine corneas. Methods: Twelve pig eyes were enrolled in this study and were formed two groups: 100m and 300 m flaps performed with the femtosecond laser. Each eye had the following procedure before the flap creation: raster photograph topographic maps, Ocular Response Analyzer (ORA), Optical Coherence Tomography to measure the pachymetry and flap thickness and Surface Wave Velocity system which is a prototype system that measures sonic wave propagation time between two transducers positioned on the corneal surface before and after flap creation. This first step was designed to investigate the differences in respect to corneal hysteresis, corneal resistance factor, curvature change and ultrasonic wave propagation between the groups with thinner and thicker flaps. After this initial procedure, flap amputation was performed and new measurements with the surface wave velocity system were taken again. Results: Measured flap thicknesses averaged 108.5±6.9 (8.5% of the total cornea) and 307.8±11.5 m (22.9% of the total cornea) for thin and thick flap groups, respectively (p< 0.001). Hysteresis and corneal resistance factor did not change significantly after flap creation in the thin flap group (p = 0.81 and p = 0.62, respectively). With thicker flaps, both parameters decreased significantly from 8.0±1.0 to 5.1±1.5 mmHg (p=0.003, reduction of 36.25%) and from 8.2±1.6 to 4.1±2.5 mmHg, respectively (p = 0.007), reduction of 50%. Simulated keratometry values increased in the thick flap group (from 39.5±1 D to 45.9±1.2 D, p=0.003) after flap creation and not in the thin flap group (from 40.6±0.6D to 41.4±1.0D, p= 0.55). Regarding surface wave velocity analysis, the surgical procedures induced lower values in some positions although most of them did not present statistically different results. Conclusion: In this experimental model, thicker flaps seemed to have a greater effect on the biomechanics of the swinish cornea

Atualmente, a avaliação das propriedades biomecânicas da córnea vem sendo considerada um parâmetro importante a ser determinado, uma vez que está relacionado a diversos procedimentos (diagnósticos e cirúrgicos) e oftalmopatias. Devido à complexa disposição de suas lamelas, o estroma corneal é considerado a camada que exerce maior influência sobre as propriedades elásticas da córnea. A busca por modelos experimentais no estudo das propriedades biomecânicas da córnea têm aumentado ultimamente, devido à dificuldade em se obter amostras de córnea humana para fins científicos. Logo, estudos comparativos entre a córnea humana e a suína vêm sendo desenvolvidos, e algumas similaridades foram identificadas entre estas duas espécies. O presente estudo tem como objetivo avaliar as propriedades biomecânicas de diferentes regiões da córnea suína por meio da microscopia da força atômica. Dezesseis bulbos oculares não escaldados, de oito animais da espécie suína, foram adquiridos em frigorífico local. Animais de diferentes raças, faixas de peso e idade foram utilizados neste estudo. Bulbos oculares frescos foram submetidos ao debridamento da camada epitelial da córnea, sendo posteriormente imersos em solução de dextran a 25%. Mensurações da paquimetria corneal em regiões central, superior, inferior, nasal e temporal foram realizadas em cada etapa do preparo das amostras. Após 24 horas submersas em solução de dextran, as córneas foram excisadas em fragmentos de aproximadamente 3 x 3 mm, conforme as regiões acima descritas. Tais fragmentos foram submetidos à avaliação pelo microscópio de força atômica, imersos em solução de dextran a 25%. Os valores do módulo de Young para cada fragmento foram obtidos com base no modelo de elasticidade de Hertz. O armazenamento de amostras de córnea em solução de dextran preveniu a hidratação excessiva destas, mantendo a paquimetria dentro dos valores considerados normais. Tanto a paquimetria quanto o módulo de elasticidade corneais não variaram dentre as regiões central, superior, inferior, nasal e temporal da córnea. A espessura e a elasticidade da córnea não diferiram frente à comparação de olhos contralaterais. Devido à facilidade de aquisição e aos resultados obtidos, a córnea suína pode ser empregada como modelo experimental na avaliação das propriedades biomecânicas corneais.
Currently, the assessment of corneal biomechanical properties has been considered an important parameter to be determined, since it is related to several procedures (diagnostic and surgical) and ocular diseases. Due to the complex arrangement of its lamellae, the corneal stroma is considered the layer that exert more influence on the elastic properties of the cornea. The demand for experimental models to study the biomechanical properties of the cornea has recently increased due to the difficulty in obtaining samples of human cornea for scientific purposes. Therefore, comparative studies between human and porcine cornea have been developed, and some similarities were identified between these two species. This study aims to evaluate the biomechanical properties of different regions of the porcine cornea using atomic force microscopy. Sixteen eyes, enucleated from eight animals, were purchased at a local slaughterhouse. Animals of different breeds, age and weight ranges were used in this study. Fresh eyeballs underwent debridement of the corneal epithelial layer, and subsequently immersed in 25% dextran solution. Measurements of corneal pachymetry in the central, superior, inferior, nasal, and temporal regions were performed at each stage of sample preparation. After 24 hours submerged in dextran solution, the corneas were excised into fragments of approximately 3 x 3 mm, according to the regions described above. These fragments were analysed by atomic force microscope immersed in 25% dextran solution. The values of Young modulus for each fragment were obtained from the elasticity model of Hertz. The storage of samples in dextran solution prevented their excessive hydration, keeping the pachymetry values within normal limits. Both corneal thickness and elastic modulus did not vary among the central, superior, inferior, nasal and temporal regions of the cornea. The thickness and elasticity of the cornea did not differ between right and left eyes. Due to the facility of acquisition and the results obtained, porcine cornea can be used as experimental model for assessment of corneal biomechanical properties.

OBJETIVO: avaliar e correlacionar parâmetros tomográficos de segmento anterior e parâmetros biomecânicos de córnea entre si, com a idade e o gênero de pacientes com olhos normais. MÉTODOS: um estudo clínico de série de casos com intervenção diagnóstica foi realizado, envolvendo um olho selecionado aleatoriamente de 235 pacientes (235 olhos). Os pacientes foram submetidos a exame oftalmológico completo, incluindo avaliação tomográfica (Pentacam) e biomecânica (ORA). Parâmetros avaliados pelo Pentacam: K1, K2, K Front Max , Astig, ISV, IVA, KI, CKI, IHA, IHD, BAD D, BAD Df, BAD Db, BAD Dp, BAD Dt, BAD Dy, ART Max, ART Avg, ART Min, Enh BFS Front 8mm, Enh BFS Back 8mm, Ele F BFS 8mm Apex, Ele F BFS 8mm Thinnest, Ele F BFS 8mm Max 4mm zone, Ele B BFS 8mm Apex, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFS 8mm Max 4mm zone, Ele F BFTE 8mm Apex, Ele F BFTE 8mm Thinnest, Ele F BFTE 8mm 4 mm zone, Ele B BFTE 8mm Apex, Ele B BFTE 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Max 4mm zone, RPI Max, RPI Avg, RPI Min, Diff RPI Max Compl, Diff RPI Min Compl, Pachy Min, Pachy Apex, Pachy Pupil, Rel Pachy Min, Asph Q Front 30º, Asph Q Back 30º, Q Asymmetr Frontal Hor 30º, Q Asymmetr Frontal Vert 30º, AC Depth, AC Volume, Ch Angle, Volume, PNS, Densid Avg %. Parâmetros avaliados pelo ORA: IOPg, IOPcc, CH, CRF, KC Score, KC Normal, KC Suspect, KC Mild, KC Moderate, KC Severe, WS, aindex, bindex, p1area, p2area, aspect1, aspect2, uslope1, uslope2, dslope1, dslope2, w1, w2, h1, h2, dive1, dive2 , path1, path2, mslew1, mslew2, slew1, slew2, aplhf, p1area1, p2area1, aspect11, aspect21, uslope11, uslope21, dslope11, dslope21, w11, w21, h11, h21, path11, path21. RESULTADOS: K1, K2, K Max Front, BAD Df, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Thinnest, CRF e CH apresentaram valores mais altos no sexo feminino, enquanto BAD Db, Enh BFS Front 8mm, AC Depth, AC Volume, Ch Angle, p1area, w2, h1, p1area1, w21 e h11 apresentam valores mais altos no sexo masculino. CKI, BAD Db, Ele F BFS 8mm Apex, Ele F BFS 8mm Thinnest, Ele F BFTE 8mm Apex, Ele F BFTE 8mm Thinnest, Asph Q Back 30º, AC Depth, Ch Angle mostraram forte correlação negativa com a idade. Ele B BFS 8mm Apex, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Apex, Ele B BFTE 8mm Thinnest mostraram forte correlação positiva com a idade. As correlações mais altas de CH e CRF ocorreram com BAD Dt, Pachy Min, Pachy Apex e Pachy Pupil, ou seja, CH e CRF apresentaram associação positiva com a espessura corneana central. As correlações mais altas da IOPg ocorreram com BAD Dt, ART Max, ART Avg, Pachy Min, Pachy Apex e Pachy Pupil mostrando ser afetada pela espessura corneana. A IOPcc mostrou correlações mais baixas do que as obtidas com a IOPg, sendo esta menos afetada pela espessura corneana. CONCLUSÃO: Os parâmetros tomográficos de segmento anterior (Pentacam) e biomecânicos (ORA) mostraram diversas associações estatisticamente significantes entre si com a idade e com o gênero de pacientes com olhos normais
PURPOSE: to evaluate and to correlate anterior segment tomography parameters and corneal biomechanical parameters between each other, age and gender in patients with healthy eyes. METHODS: a clinical study of case series design with diagnostic intervention was conducted, involving one eye randomly selected from 235 patients (235 eyes). Patients underwent complete ophthalmological examination, including tomographic (Pentacam) and biomechanical (ORA) evaluation. Pentacam parameters assesssed: K1, K2, K Front Max , Astig, ISV, IVA, KI, CKI, IHA, IHD, BAD D, BAD Df, BAD Db, BAD Dp, BAD Dt, BAD Dy, ART Max, ART Avg, ART Min, Enh BFS Front 8mm, Enh BFS Back 8mm, Ele F BFS 8mm Apex, Ele F BFS 8mm Thinnest, Ele F BFS 8mm Max 4mm zone, Ele B BFS 8mm Apex, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFS 8mm Max 4mm zone, Ele F BFTE 8mm Apex, Ele F BFTE 8mm Thinnest, Ele F BFTE 8mm 4 mm zone, Ele B BFTE 8mm Apex, Ele B BFTE 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Max 4mm zone, RPI Max, RPI Avg, RPI Min, Diff RPI Max Compl, Diff RPI Min Compl, Pachy Min, Pachy Apex, Pachy Pupil, Rel Pachy Min, Asph Q Front 30º, Asph Q Back 30º, Q Asymmetr Frontal Hor 30º, Q Asymmetr Frontal Vert 30º, AC Depth, AC Volume, Ch Angle, Volume, PNS, Densid Avg %. ORA Parameters assessed: IOPg, IOPcc, CH, CRF, KC Score, KC Normal, KC Suspect, KC Mild, KC Moderate, KC Severe, WS, aindex, bindex, p1area, p2area, aspect1, aspect2, uslope1, uslope2, dslope1, dslope2, w1, w2, h1, h2, dive1, dive2 , path1, path2, mslew1, mslew 2, slew1, slew2, aplhf, p1area1, p2area1, aspect11, aspect21, uslope11, uslope21, dslope11, dslope21, w11, w21, h11, h21, path11, path21. RESULTS: K1, K2, K Max Front, BAD Df, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Thinnest, CRF and CH showed higher values in females and BAD Db, Enh BFS Front 8mm, AC Depth, AC Volume, Ch Angle, p1area, w2, h1, p1area1, w21 and h11 showed higher values in males. CKI, BAD Db, Ele F BFS 8mm Apex, Ele F BFS 8mm Thinnest, Ele F BFTE 8mm Apex, Ele F BFTE 8mm Thinnest, Asph Q Back 30º, AC Depth, Ch Angle showed strong negative correlation with age. Ele B BFS 8mm Apex, Ele B BFS 8mm Thinnest, Ele B BFTE 8mm Apex, Ele B BFTE 8mm Thinnest showed strong positive correlation with age. The highest correlations of CH and CRF occurred with BAD Dt, Pachy Min, Pachy Apex and Pachy Pupil, i.e. CH and CRF presented positive association with central corneal thickness. The highest correlations of IOPg occurred with BAD Dt, ART Max, ART Avg, Pachy Min, Pachy Apex and Pachy Pupil, showing that it is affected by the thickness of the cornea. IOPcc showed lower correlations than those obtained with IOPg, showing that it is less affected by the thickness of the cornea. CONCLUSION: Anterior segment tomographic parameters (Pentacam) and biomechanical parameters (ORA) showed several statistically significant associations between each other, age and gender in patients with healthy eyes

Ceratocone é um problema que provoca alterações no formato e espessura da córnea, deixando-a mais fina e menos resistente. Pacientes que foram submetidos a cirurgia refrativa a laser tem uma chance maior de desenvolver a doença pelo afinamento corneano, podendo causar cegueira e exigir o transplante de córnea. Este artigo apresenta uma proposta para detectar estágios iniciais de ceratocone em pacientes candidatos a cirurgia refrativa, aplicando algoritmos de aprendizagem de máquina em dados oculares e biomecânicos da córnea de forma a diferenciar córneas normais de portadores de ceratocone.