Biomechanical Analysis of Tomographically Regular Keratoconus Fellow Eyes Using Corvis ST

Klin Monbl Augenheilkd. 2023 Aug;240(8):944-951. doi: 10.1055/a-2130-7503. Epub 2023 Aug 11.
[Article in English, German]

Abstract

Background: Keratoconus is a bilateral, yet asymmetric disease. In rare cases, the second eye may show no signs of tomographic changes. The purpose of this study was to analyze the biomechanical characteristics in tomographically regular keratoconus fellow eyes.

Materials and methods: This retrospective, consecutive case series analyzed 916 eyes of 458 patients who presented to our keratoconus clinic between November 2020 and October 2022. Primary outcome measures included best-corrected visual acuity (BCVA), tomographic Scheimpflug analysis using Pentacam AXL (Oculus, Wetzlar, Germany), and biomechanical assessment using Corvis ST (Oculus, Wetzlar, Germany). Tomographic changes were assessed via analysis of the anterior and posterior curvature, K-max, thinnest corneal thickness (TCT), the Belin/Ambrosio Deviation Display (BAD-D), and the ABCD-Grading. Biomechanical changes were analyzed using Corvis Biomechanical Index (CBI) and Tomographic Biomechanical Index (TBI).

Results: Of 916 eyes, 34 tomographically regular fellow eyes (7.4%) were identified and included in the analysis. Overall, the mean BCVA was - 0.02 ± 0.13 logMAR. Tomographic analysis showed mean K-max of 43.87 ± 1.21 D, mean TCT of 532 ± 23 µm, and mean BAD-D of 1.02 ± 0.43. Biomechanical analysis demonstrated mean CBI of 0.28 ± 0.26 and mean TBI of 0.34 ± 0.30. While normal CBI-values were observed in 16 (47%) of 34 eyes, only 13 eyes (38%) showed a regular TBI and only 7 eyes (21%) showed regular TBI and CBI. The sensitivity of CBI and TBI to detect a tomographically normal keratoconus fellow eye was 53% and 62%, respectively.

Conclusion: A highly asymmetric corneal ectasia with regular tomographic finding in a fellow eye is rare among keratoconus patients. In such cases, a biomechanical analysis may be useful in detecting early signs of corneal ectasia. In our analysis, the TBI showed high sensitivity for detecting a biomechanical abnormality in tomographically regular fellow eyes.

Hintergrund: Der Keratokonus ist eine bilaterale, asymmetrische Erkrankung. In seltenen Fällen zeigen Keratokonus-Patienten keinerlei tomografische Auffälligkeiten am Partnerauge. Das Ziel der Studie war die Analyse der Biomechanik von tomografisch regelrechten Partneraugen bei Patienten mit stark asymmetrischer Ektasie.

Material und methoden: In dieser retrospektiven, konsekutiven Fallserie wurden 916 Augen von 458 Keratokonus-Patienten untersucht, die sich im Zeitraum von 2 Jahren in unserer Keratokonus-Sprechstunde vorstellten. Insgesamt zeigten hiervon 34 Patienten (7,4%) keine klinischen oder tomografischen Zeichen für einen Keratokonus am Partnerauge. Die Untersuchungsparameter dieser Patienten waren der bestkorrigierte Fernvisus (BCVA, Best-corrected Visual Acuity), die tomografische Analyse mittels Scheimpflug-Bildgebung (Pentacam AXL, Oculus, Wetzlar, Deutschland) und die biomechanische Analyse mittels Corvis ST (Oculus, Wetzlar, Deutschland). Mittels Tomografie wurden die anteriore und die posteriore Hornhautkurvatur, der K-Max, die dünnste Hornhautdicke (TCT), das Belin/Ambrosio Deviation Display (BAD-D) sowie das ABCD-Grading untersucht. Die Biomechanik wurde mit dem Corvis Biomechanischen Index (CBI) und dem Tomografischen Biomechanischen Index (TBI) analysiert.

Ergebnisse: Der mittlere BCVA war − 0,02 ± 0,13 logMAR. Der mittlere K-Max betrug 43,87 ± 1,21 dpt, die mittlere TCT 532 ± 23 µm, und der mittlere BAD-D 1,02 ± 0,43. Der mittlere CBI war 0,28 ± 0,26. Regelrechte CBI-Werte zeigten sich in 47%. Der mittlere TBI lag bei 0,34 ± 0,30. Nur 13 Patienten zeigten einen unauffälligen TBI (38%) und bei nur 7 Patienten (21%) waren sowohl CBI als auch TBI regelrecht. Der CBI zeigte eine Sensitivität von 53% und der TBI eine Sensitivität von 62%, den Keratokonus in einem tomografisch unauffälligen Keratokonus-Partnerauge zu detektieren.

Schlussfolgerung: Selten zeigt sich bei Keratokonus-Patienten ein sehr asymmetrischer Befund, mit klinisch und tomografisch regelrechtem Partnerauge. In diesem Fall lohnt sich eine biomechanische Analyse, um den Keratokonus auf diesem Wege zu erkennen und zu kontrollieren. Der TBI war hierbei am sensitivsten, um erste Auffälligkeiten nachzuweisen.

MeSH terms

  • Biomechanical Phenomena
  • Cornea / diagnostic imaging
  • Corneal Pachymetry
  • Corneal Topography / methods
  • Dilatation, Pathologic
  • Elasticity
  • Humans
  • Keratoconus* / diagnostic imaging
  • ROC Curve
  • Retrospective Studies