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Tecnología notable. Scheimpflug, Pentacam


El Pentacam, de Oculus, ha sido y sigue siendo una de las aplicaciones mas notables del principio Scheimpflug, y se ha convertido en un equipo imprescindible para exploración del segmento anterior del ojo. Recientemente, un sistema basado en Scheimplug ha sido implementado en la tecnología de femptosegundo aplicada a cirugía de faco, como fuente de biometría en vivo para la identificación de estructuras del segmento anterior en el equipo LensAR de Topcon. Vamos a hacer una revisión de como funciona este excepcional avance: El Pentacam

 El Oculus Pentacam es un instrumento de medida que, mediante una cámara rotatoria basada en el principio de Scheimpflug, permite obtener imágenes del segmento anterior.  Este principio debe su nombre a Theodor Scheimpflug (1865-1911) pionero de la fotografía aérea. Basándose en los conceptos previamente desarrollados por Jules Carpenter en 1901 en los que sugiere que: “si dos planos son lo suficientemente prolongados, estos se deben interceptar en 
un plano perpendicular a dicho eje pasando a través del centro óptico de la lente”, Scheimpflug estableció su principio. El Principio (o Principios) de Scheimpflug propone instrucciones sobre “cómo debe inclinarse el plano del objetivo de una cámara fotográfica (y/o el plano 
de la película) para enfocar un plano que no es paralelo a la película. Así, si prolongamos una tangente desde el plano de la película y otra desde el plano de la lente, ambas intersecan en un punto. Para conseguir el enfoque correcto de un objeto, el plano que engloba la zona crítica de enfoque del mismo debe, al prolongarse, pasar por el punto descrito anteriormente”. (Merklinger, 1996). Aplicando este principio, lo que obtenemos es una imagen con mayor profundidad de enfoque y más precisión a la hora de realizar las medidas. El Principio de Scheimpflug fue introducido en el ámbito de la oftalmología en los años 1970 por un grupo de investigadores de cataratas, dirigidos por Hockwin. Los primeros sistemas de Scheimpflug que se comercializaron fueron para el ámbito de la investigación. Actualmente,  dos de los modelos de cámaras rotatorias de Scheimpflug son EAS 100 (Eye Analysis System) comercializado por Nidek, y el Oculus Pentacam, el cual es el único instrumento que proporciona diferentes opciones de medida para el segmento anterior, como son la paquimetría, topografía corneal, curvatura corneal anterior y posterior, valores de la cámara anterior (volumen, profundidad, 
ángulo), entre otras medidas, (Wegener et al., 2009).Nos centraremos en hablar del Pentacam, ya que es uno de los más completos que existen en el mercado para la visualización del segmento anterior.El Oculus Pentacam es un sistemaque utiliza una cámara de Scheimpflug y una hendidura con luz monocromática, un LED azul libre de UV y con una longitud de onda de 475nm. Es capaz de capturar 50 medidas meridionales en menos de 2 segundos, evaluando 500 puntos de medida para cada una de las imágenes de la hendidura, obteniendo 25.000 puntos verdaderos de elevación. El instrumento empleado en el estudio es el Pentacam HR, una de las últimas tecnologías, el cual es capaz de capturar 100 imágenes en menos de 2 segundos con una cámara de resolución más alta de 1.45 Mega Pixeles (figura 2.22). Se trata de una medida no invasiva, cuyo sistema de rotación permite obtener imágenes de cada una de las diferentes secciones, en relación a un mismo punto de referencia (el punto central de la córnea) y organizadas para así crear un modelo tridimensional de toda la cámara anterior del ojo. Mediante un algoritmo de trazado de rayos, el programa construye y determina cada una de las estructuras del segmento anterior. 
       
El Pentacam está formado por dos cámaras, una en el centro para controlar la fijación y poder corregir de forma automática los movimientos oculares, y otra montada sobre una rueda que al girar captura las imágenes. Para la obtención de imágenes tridimensionales se necesitan dos cámaras de Scheimpflug divergentes que mediante unos espejos, permiten la convergencia de los rayos, lo que se traduce en una mayor precisión en el cálculo del espesor de las estructuras medidas.

Para evitar las sombras producidas por la nariz, el dispositivo siempre captura imágenes desde el lado temporal en 180 grados (para un examen del ojo derecho, correspondería a un margen de 130 a 310 grados) (Burkhard, 2005).
El Pentacam, gracias a las cámaras de Scheimpflug, actúa como un tomógrafo de alta resolución que permite reconstruir un modelo virtual tridimensional de las estructuras ópticamente visibles y siempre que no haya ninguna estructura opaca en el segmente anterior, a diferencia de las topografías de disco de Plácido, ya que éstas estudian exclusivamente la superficie.
Este sistema permite evaluar la cámara anterior (profundidad, ángulo y volumen), paquimetría, densiometría del cristalino, topografía corneal anterior y posterior, y las queratometrías. Además, proporciona una función manual para medir cualquier estructura de la cámara anterior. 
Tras capturar las imágenes de Scheimpflug, éstas son digitalizadas y transmitidas al ordenador. Al realizar la medida con el Pentacam,  la pantalla general (figura 2.24) que obtenemos representa una compilación de toda la evaluación, proporcionando una vista rápida del segmento anterior. Esta pantalla contiene datos del paciente, la posición de la cámara / hendidura e imágenes individuales de Scheimpflug, densiometría, planos sobre la superficie anterior y posterior de córnea, iris y  cristalino, valores del queratómetro (radio central de la córnea, astigmatismo y eje, y excentricidad), valores de espesor corneal y profundidad de la cámara anterior, diámetro pupilar, ángulo de la cámara anterior, diferentes mapas de la córnea centrados en el ápex, y una barra de color que muestra la escala empleada en los diferentes mapas (Manual de instrucciones Oculus Pentacam).Para considerar una imagen óptima, el factor de calidad (QS) debe ser superior al 95%. Si estedato es inferior, puede ser debido a la presencia de artefactos en la imagen, al parpadeo del ojo o a una apertura insuficiente del ojo por parte del paciente.32

Se explicarán a continuación alguna de las características de las medidas que el Pentacam realiza:

- Densiometría: el instrumento permite evaluar la densidad de las diferentes estructuras, en especial, la del cristalino mediante la iluminación con luz azul, permitiendo cuantificarla de  forma automática y objetiva.

- Paquimetría: mediante las diferentes posiciones de las imágenes de Purkinje ofrecidas por la hendidura del Pentacam, podemos calcular el espesor corneal. El instrumento permite una valoración de limbo a limbo del espesor de la cornea, punto a punto, desde el epitelio hasta la superficie anterior del endotelio, sin medir la película lagrimal. Mediante las dos cámaras que incorpora el sistema, podremos realizar medidas más precisas de la paquimetría.  Además de proporcionar el valor del espesor corneal en el centro de la pupila y su distancia con el ápex, también ofrece el valor del espesor corneal mínimo y su localización respecto al ápex. En la base de datos, podemos obtener información sobre los espesores corneales a 3 mm del centro de la pupila superior, inferior, nasal y temporal.

- Queratometría anterior y posterior: el Pentacam es capaz de medir la curvatura corneal anterior y posterior, de limbo a limbo.

- Volumen de la cámara anterior: el Pentacam calcula el volumen de la cámara anterior entre la cara posterior de la córnea y el iris con la cara anterior del cristalino mediante integración en un 12 mm alrededor del ápex.

- Profundidad de la cámara anterior: este valor puede elegirse tomando como referencia el epitelio o el endotelio corneal.

- Diámetro pupilar: el diámetro de la pupila se muestra como un valor medio sobre el periodo de examen.

- Ángulo de la cámara anterior: el valor del ángulo que se muestra es el más delgado de los dos ángulos de la cámara en la sección horizontal.

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