Esta tesis se centra en la elaboraci´on de un predictor de la ganancia en visi´on para pacientes con queratocono tras el proceso quir´urgico de implante de anillos intracorneales. El queratocono se caracteriza por una disposici´on o crecimiento anormal de las fibras de col´ageno en la c´ornea que produce una p´erdida importante de visi´on en el paciente. En los ´ultimos a˜nos, el tratamiento que se ha elegido para la correcci´on de dicha enfermedad es el de la cirug´ıa de implante de anillos intracorneales. Sin embargo, actualmente, se desconoce la t´ecnica y nomograma ideal para la implantaci´on de estos anillos. Esta tesis se centra principalmente en resolver este problema, con el fin de ayudar a los oftalm´ologos a planificar el n´umero, el tipo y la ubicaci´on ´optima de estos anillos para conseguir la mayor ganancia posible en visi´on tras el implante. En particular, en esta tesis se describen y desarrollan modelos capaces de predecir cierta informaci´on en base a conocimientos adquiridos de casos reales y su aplicaci´on en cirug´ıa del queratocono. Los modelos presentados pertenecen al campo del aprendizaje autom´atico. El aprendizaje autom´atico hab´ıa sido utilizado con ´exito en multitud de campos de aplicaci´on y problemas diferentes, incluso en la detecci´on del queratocono, pero hasta el momento no ha sido utilizado para la predicci´on de la mejora en visi´on del paciente tras el implante de anillos. Es por ello, por lo que esta tesis implica una novedad en la planificaci´on de este tipo de cirug´ıa. Las principales contribuciones de esta tesis son: el desarrollo y la validaci´on de un modelo capaz de predecir la ganancia en visi´on en t´erminos de curvatura corneal (K1) y astigmatismo en pacientes con queratocono; un estudio riguroso de las variables refractivas, topogr´aficas o biomec´anicas que m´as relevancia tienen en la predicci´on de la recuperaci´on de la visi´on tras la cirug´ıa y por ´ultimo, el desarrollo de una interfaz de usuario para el uso en cl´ınica del modelo ´optimo desarrollado. / Valdés Mas, MÁ. (2015). Aplicación de métodos de aprendizaje automático a la planificación de la cirugía de implante de anillos intracorneales en pacientes con queratocono [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48547

Las enfermedades ectásicas de la córnea o ectasias corneales son un grupo de condiciones caracterizadas por el adelgazamiento y deformación progresiva de la córnea. Se dividen en varios tipos y estadíos atendiendo a sus características y propiedades. Su detección precoz y su diagnóstico diferencial son aspectos fundamentales que permiten un adecuado manejo clínico y/o tratamiento desde su etapa más incipiente. Asimismo, resulta crucial entender el curso natural de cada condición y disponer de criterios que permitan evaluar el grado de progresión de las mismas. Se ha visto que los sistemas e indicadores diagnósticos actuales para la detección del queratocono, de la degeneración marginal pelúcida y especialmanete del queratocono subclínico presentan limitaciones, por lo que en la presente tesis se ha analizado la capacidad diagnóstica de nuevos índices para la detección de dichas afecciones. Dentro de estos nuevos índices, se encuentran los parámetros vectoriales ORA, TD y CorT, así como los parámetros asociados al perfil geométrico corneoescleral. Se ha obtenido una diferente distribución de todos los parámetros vectoriales y de varios parámetros esclero-conjuntivales entre ojos sanos y ojos con queratocono, aunque únicamente el ORA y el TD mostraron una precisión diagnóstica apropiada. Asimismo, estos dos parámetros fueron los únicos que presentaron diferencias significativas entre ojos sanos y ojos con queratocono subclínico, obteniendo una capacidad diagnóstica similar e incluso superior a parámetros clínicos empleados en la práctica clínica habitual para la detección de dicha condición. Se ha desarrollado un modelo de detección del queratocono subclínico a partir de la combinación de parámetros clínicos, el cual muestra una precisión diagnóstica superior a la ofrecida por muchos de los algoritmos actuales. En cuanto a la valoración de la evolución y progresión de las ectasias corneales, se ha puesto de manifiesto la ausencia de criterios científicamente avalados para tal fin, por lo que en la presente tesis se han evaluado los cambios ópticos y geométricos producidos a largo plazo en el queratocono y se han determinado las variables que presentan una mayor variación y que, por tanto, parecen ser las más adecuadas para evaluar y determinar la progresión o avance del queratocono. Asimismo, se ha desarrollado un índice multiparamétrico para predecir la progresión futura del queratocono, el cual requiere un refinamiento para poder ser incorporado en la práctica clínica.

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Se analizaron los errores teóricos cometidos en el cálculo de la potencia corneal central en ojos con queratocono cuando se utilizaba la estimación queratométrica. Además, estos resultados fueron analizados clínicamente para confirmar este error de estimación. Posteriormente se calculó el índice queratométrico exacto que hacía cero el error cometido y se validó clínicamente el uso de un índice queratométrico variable que minimizaba el error cometido en el cálculo de la potencia corneal queratométrica. De esta manera se indicaron los posibles errores que podían cometerse en la clasificación del queratocono cuando se utilizaba una potencia corneal queratométrica en dichas clasificaciones. Además, se evaluó la influencia del error queratométrico en la estimación de la potencia de las lentes intraoculares en pacientes con queratocono, y a partir de ello, se desarrollaron y evaluaron de forma preliminar clínica los algoritmos necesarios para minimizar dicho error. Finalmente, se realizó un análisis teórico y clínico de los errores asociados al cálculo de la potencia corneal usando la estimación queratométrica en una población de queratoconos después de una cirugía de crosslinking y se obtuvo un modelo para la estimación del índice queratométrico ajustado para minimizar estos errores.

El queratocono (QC) se trata de una enfermedad corneal caracterizada por un adelgazamiento progresivo de la córnea y ectasia, que conduce a un astigmatismo irregular y finalmente, a una pérdida de la agudeza visual. Aunque existen diferentes modalidades de tratamiento del QC, el único tratamiento que ha demostrado retrasar la progresión del QC es el crosslinking corneal (CXL), con el objetivo de detener la progresión del QC, fortaleciendo las propiedades biomecánicas de la córnea. A pesar de que el CXL estándar o convencional (CXL-S), sigue siendo el "gold standard", con las posibles complicaciones secundarias relacionadas con esta técnica, en la actual tesis se ha demostrado, que la capacidad de la técnica de CXL epi-on (epithelium-on, por sus siglas en inglés) de detener la progresión del QC es similar y comparable, a la técnica de CXL epi-off (epithelium off, por sus siglas en inglés). Además se ha observado que la mayoría de los artículos publicados, comparan diferenes técnicas de CXL en QC. Sin embargo, para optimizar el tratamiento de estos pacientes, es importante establecer una seria de factores predictivos preoperatorios de los cambios visuales tras el CXL, para así elegir la mejor técnica. De esta manera, en la actual tesis se ha comprobado los factores predictivos del cambio visual a tener en cuenta a priori en las córneas sometidas a CXL, epi-on y epi-off, y se ha comprobado que los factores difieren para ambas técnicas, sugiriendo que el mecanismo de acción es distinto entre ellas. Otra opción de tratamiento en pacientes con QC, son la implantación de los anillos corneales intraestromales (ACI), que reducen las aberraciones de alto orden, y secundariamente mejoran la calidad visual. Sin embargo, los estudios disponibles presentan una gran variabilidad, que podría ser explicada por diferentes nomogramas disponibles o los distintos criterios de implantación de los ACI. En la actual tesis se ha desarrollado un nomograma de implantación de ACI optimizado, para lograr mejores resultados y más predecibles. En los últimos años, el uso de las lentes de contacto esclerales (LCE) han adquirido gran importancia en el manejo del QC, para una adecuada rehabilitación visual. Sin embargo, existe una gran variabilidad entre pacientes por varios factores, como puede ser el vault de la LCE. En la actual tesis, se ha demostrado una buena eficacia con la LCE ICD 16.50, en lo que respecta a la rehabilitación visual y lo más importante es que ésta mejora en la AV, se ha podido predecir a partir de varios factores. En definitiva, la actual tesis ha sido clave para lograr una optimización del manejo del QC. Las técnicas de CXL epi-on y epi-off, presentan una capacidad similar para detener la progresión del QC; se han obtenido los factores predictivos del efecto del tratamiento del CXL y uso de LCE en el QC; y se ha desarrollado un nomograma optimizado para la implantación de los ACI.