A review of artificial intelligence applications in anterior segment ocular diseases

Background: Artificial intelligence (AI) has great potential for interpreting and analyzing images and processing large amounts of data. There is a growing interest in investigating the applications of AI in anterior segment ocular diseases. This narrative review aims to assess the use of different AI-based algorithms for diagnosing and managing anterior segment entities. Methods: We reviewed the applications of different AI-based algorithms in the diagnosis and management of anterior segment entities, including keratoconus, corneal dystrophy, corneal grafts, corneal transplantation, refractive surgery, pterygium, infectious keratitis, cataracts, and disorders of the corneal nerves, conjunctiva, tear film, anterior chamber angle, and iris. The English-language databases PubMed/MEDLINE, Scopus, and Google Scholar were searched using the following keywords: artificial intelligence, deep learning, machine learning, neural network, anterior eye segment diseases, corneal disease, keratoconus, dry eye, refractive surgery, pterygium, infectious keratitis, anterior chamber, and cataract. Relevant articles were compared based on the use of AI models in the diagnosis and treatment of anterior segment diseases. Furthermore, we prepared a summary of the diagnostic performance of the AI-based methods for anterior segment ocular entities. Results: Various AI methods based on deep and machine learning can analyze data obtained from corneal imaging modalities with acceptable diagnostic performance. Currently, complicated and time-consuming manual methods are available for diagnosing and treating eye diseases. However, AI methods could save time and prevent vision impairment in eyes with anterior segment diseases. Because many anterior segment diseases can cause irreversible complications and even vision loss, sufficient confidence in the results obtained from the designed model is crucial for decision-making by experts. Conclusions: AI-based models could be used as surrogates for analyzing manual data with improveddiagnostic performance. These methods could be reliable tools for diagnosing and managing anterior segmentocular diseases in the near future in remote areas. It is expected that future studies can design algorithms thatuse less data in a multitasking manner for the detection and management of anterior segment diseases

Avances en el diagnóstico del síndrome ojo seco. Patrones lipídicos interferenciales

El diagnóstico del Síndrome Ojo Seco (SOS) es complejo debido a su etiología multifactorial y a la importante variabilidad que muestran los tests clínicos. La subjetividad de dichos test es la principal responsable de su amplia variabilidad. Además, hay pruebas clínicas importantes que no se realizan debido a su gran dificultad y subjetividad. El estudio de la capa lipídica de la película lagrimal (PL), mediante el examen del patrón lipídico interferencial (PLI), es una prueba muy útil que deberia ser imprescindible en el diagnostico del SOS Evaporativo. Sin embargo, es difícil de interpretar y muy subjetiva. El objetivo principal de esta tesis es objetivizar el estudio la capa lipídica de la PL. Se evalúa la repetibilidad de la categorización subjetiva de los PLIs y se presentan los resultados de una nueva aplicación informática que permite evaluar automáticamente el PLI. Asimismo, se muestra una nueva plataforma web que permite obtener una base de datos con imágenes de PLIs en concordancia con cuatro clínicos expertos. Los resultados mostraron que la aplicación automática puede valorar los PLIs de forma similar a los observadores experimentados. Asimismo, como los lípidos meibomianos son los principales responsables de la capa lipídica de la PL se estandariza la medición de los mismos mediante el estudio de la meibometría. Finalmente, dado que la medida de la osmolaridad de la PL es la prueba “Gold Standard” en el diagnostico del SOS, y la altura del menisco lagrimal (TMH) es una prueba no invasiva de la valoración del volumen lagrimal; se estudió la medida de la osmolaridad mediante la técnica de impedancia eléctrica (TearLab) y la TMH mediante técnicas de imágenes. Los resultados mostraron que la osmolaridad TearLab, a pesar de mostrar una alta variabilidad, se correlacionó significativamente con la TMH, sobre todo en pacientes sintomáticos de mayor edad

Objetivación en el diagnóstico del síndrome de ojo seco. Correlación entre pruebas clínicas

Mantener la estructura y función de la película lagrimal es esencial para que pueda existir una correcta visión y confort ocular. El Síndrome de Ojo Seco (SOS) es una enfermedad de la unidad funcional lagrimal con un diagnóstico controvertido cuya prevalencia ha aumentado mucho en los últimos años, influyendo a la calidad visual y calidad de vida de las personas. La principal finalidad del presente trabajo es objetivizar tests clínicos de diagnóstico de SOS mediante técnicas semiautomáticas y automáticas de procesado de imagen y video, y desarrollar nuevos protocolos de medida, y así como analizar las relaciones entre los diferentes tests. Para ello, tomando como referencia los principales mecanismos de la patogénesis del Síndrome del ojo seco (la inestabilidad y la hiperosmolaridad lagrimal), la presente tesis se divide en tres partes principales: 1) un conjunto de cuatro estudios de la estabilidad de la película lagrimal donde se realizan análisis de diferentes parámetros de la misma y se valida un test automático de medida; 2) un estudio para validar un test de medida semiautomático para evaluar la altura del menisco lagrimal; y finalmente 3) un estudio donde se proponen y evalúan diferentes métodos de medida para el uso de un osmómetro basado en el descenso del punto de congelación aplicado a la película lagrimal. Los estudios de validación demostraron resultados prometedores en los tests automáticos y semiautomáticos para el estudio de la estabilidad y cantidad de lágrima. Se encontraron además relaciones importantes de la estabilidad lagrimal con la cantidad de lípidos producidos a nivel palpebral, el área y evolución de la velocidad de ruptura y la osmolaridad lagrimal, Así mismo, los protocolos relacionados con el osmómetro basado en el punto de congelación, aunque presentan ciertas limitaciones, pueden aplicarse en lágrima con la dilución adecuad

The role of dry eye disease in cataract and refractive surgery

El síndrome de ojo seco (DED) puede jugar un papel importante en las cirugías oftálmicas con fines refractivos tanto corneales (tratamiento corneal laser) como cristalinianas (cirugía de catarata) pero también en aquellas cuyo fin es controlar la presión intraocular en pacientes que sufren de glaucoma. El objetivo principal de esta tesis se refiere a la aplicación de una serie de pruebas diagnósticas, de mínimamente a no-invasivas, sugeridas por el Tear Film & Ocular Society Dry Eye WorkShop II (TFOS DEWS II) que pueden ayudar a mejorar los resultandos refractivos y visuales en la cirugía oftálmica actual. La cirugía de cristalino, particularmente la cirugía moderna de catarata y la refractive lens exchange (RLE), centra la primera sección de la tesis. En realidad, el DED no está presente solo como complicación post-operatoria, sino que también es responsable de resultados refractivos y visuales no deseados dado que parte del examen pre-operatorio en la cirugía del cristalino puede verse influida por una película lagrimal deficiente (por ej. biometría ocular y topografía corneal). La literatura revisada ha demostrado poca información en el uso de técnicas avanzadas para evaluar la película lacrimal en pacientes que se someten a cirugía de cristalino, siendo estos hallazgos los más importantes para evitar resultados subóptimos después de la intervención. Posteriormente, en la cirugía refractiva corneal moderna, a pesar de la seguridad y efectividad en la corrección de errores refractivos tales como miopía, hipermetropía y astigmatismo, el DED post-quirúrgico sigue siendo un problema recurrente y unas de las complicaciones más referidas por los pacientes. Recientemente, nuevas técnicas (por ej. small incision lenticule extraction (SMILE)) han sido introducidas con el fin de reducir el desarrollo de DED. El uso de la microscopia confocal in-vivo, así como un programa automático de análisis, has sido incluidos para proporcionar resultados objetivos más rápido que puedan ser comparados con la cirugía de la córnea tradicional (e.g. laser-assisted in situ keratomileusis (LASIK)).El manejo de glaucoma mediante colirios oculares con preservantes puede llevar a deterioro de la superficie ocular con una larga proporción de pacientes con quejas del DED tanto como signos (como enrojecimiento ocular) tanto como síntomas (como incomodidad ocular, fotofobia, etc.). De los nuevos procedimientos oculares para controlar la presión intraocular reduciendo la necesidad del manejo tópico, la cirugía de glaucoma minimamente invasiva (MIGS) es prometedora también en mejorar la homeostasis de la superficie ocular. Sin embargo, muy poco ha sido investigado y la necesidad de una mejor comprensión ha llevado a administrar una serie de pruebas avanzadas para el diagnóstico de ojo DED con objeto de revelar los resultados a corto plazo sometidos a MIGS. Los estudios de investigación detallados en esta tesis evalúan una serie de técnicas avanzada de diagnóstico para comprender el papel de la DED en los procedimiento actuales de cirugía oftálmica con propósitos refractivos y visuales pero también para el manejo de enfermedades como el glaucoma. Asimismo, dichos estudios tratan de descubrir cual son las pruebas más importantes, mínimamente o no-invasivas, capaces de revelar el papel del DED en la cirugía oftálmica que llevarían a una mejora en los resultados tanto refractivos como visuales, así como los referidos por los pacientes.Dry eye disease (DED) can play an important role in ophthalmic procedures with refractive aims such as those involving the cornea (corneal laser surgery) or the crystalline lens (refractive lensectomy or cataract surgery) but also in the treatment of other conditions such as glaucoma. This thesis describes the application of a series of minimally to non-invasive diagnostic DED tests recommended by the recent Tear Film & Ocular Society Dry Eye WorkShop II (TFOS DEWS II) to help to improve the understanding of the impact of dry eye on the refractive and visual outcomes in the ophthalmic surgery and the impact of ophthalmic surgery on the ocular surface. Intraocular lens surgery, in particular modern cataract and refractive lens-exchange (RLE) surgery, is the focus of the first section of the thesis. In fact, DED is not only present as a post-operative complication but can also be responsible for sub-optimal refractive and visual outcomes since parts of the pre-operative examination pathway can be influenced by a depleted tear film (e.g. biometry and corneal topography). A literature review suggests little evidence of the routine use of advanced tear film assessments in patients undergoing intraocular lens surgery and there is little information on which DED findings are most important to avoid suboptimal clinical outcomes. Studies were carried out to explore the most relevant DED tests as recommended by the TFOS DEWS II. The key findings were validated questionnaires such as Ocular Surface Disease Index (OSDI) and Dry Eye Questionnaire 5-items (DEQ-5) and tear metrics such as non-invasive keratograph break-up time (NIKBUT), tear film volume (TMH) and tear osmolarity. In modern corneal refractive surgery, despite numerous publications and studies demonstrating the safety and efficacy in correcting refractive errors such as myopia, hyperopia and astigmatism, post-operative DED is still problematic and of the most common complications after surgery. Recently, newer techniques (e.g. small incision lenticule extraction (SMILE)) have been introduced with the aim of providing excellent visual outcomes whilst overcoming some of the limitations of more established procedures including undesirable alterations to corneal nerve structure and function and DED development. The use of in-vivo confocal microscopy was used to compare corneal nerve structure after SMILE with that seen after traditional laser-assisted in situ keratomileusis (LASIK). The results showed FS-LASIK surgery had more impact on DED symptomatology, TMH and NIKBUT and has led to significant change to the corneal nerve fibre metrics considered than SMILE surgery. Glaucoma management with topical preserved eyedrops can lead to deterioration of the ocular surface in a large proportion of patients with DED issues in terms of signs (e.g. ocular redness) and symptoms (grittiness, photophobia, etc.). Of the newer surgical procedures designed to control intraocular pressure reducing the need for topical management, minimally-invasive glaucoma surgery (MIGS) seems to be promising and could improve the homeostasis of the ocular surface in glaucoma patients. However, very little research on this topic has been published and an advanced pilot investigation to explore the use of a diagnostic battery of tests for DED after MIGS was carried out. Reduction in IOP was achieved by the procedure together with the reduction in DED symptomatology, increase of stability of the tear film and improvement of the ocular surface staining. In summary, the research studies detailed in this thesis use a series of advanced diagnostic techniques primarily to understand the role of DED in patients undergoing ophthalmic procedures for refractive and visual indications but also in patients being treated for glaucoma. They also explore which are the most important tests, in terms of identifying the impact of DED in ophthalmic surgery. Better diagnosis and management of DED in patients undergoing ophthalmic surgery will lead to optimal refractive, visual and patient-reported outcomes

The role of dry eye disease in cataract and refractive surgery

Dry eye disease (DED) can play an important role in ophthalmic procedures with refractive aims such as those involving the cornea (corneal laser surgery) or the crystalline lens (refractive lensectomy or cataract surgery). This thesis describes the application of a series of minimally to non-invasive diagnostic DED tests recommended by the recent Tear Film & Ocular Society Dry Eye WorkShop II (TFOS DEWS II) to help to improve the understanding of the impact of dryeye on the refractive and visual outcomes in the ophthalmic surgery and the impact of ophthalmic surgery on the ocular surface.Intraocular lens surgery, in particular modern cataract and refractive lens-exchange (RLE) surgery, is the focus of the first section of the thesis. In fact, DED is not only present as a post-operative complication but can also be responsible for sub-optimal refractive and visual outcomes since parts of the pre-operative examination pathway can be influenced by a depleted tear film (e.g. biometry and corneal topography). A literature review suggests little evidence ofthe routine use of advanced tear film assessments in patients undergoing intraocular lens surgery and there is little information on which DED findings are most important to avoid suboptimal clinical outcomes. Studies were carried out to explore the most relevant DED tests as recommended by the TFOS DEWS II. The key findings were that pre-operative DED metrics such as reduced tear meniscus height (<0.20 mm) together with increased DED symptoms measured with Ocular Surface Disease Index (OSDI) (score ≥13) were potentially relevant to increase the chance of having less accurate refraction and poorer visual outcomes after lens surgery. Contrarily, Dry Eye Questionnaire 5-items (DEQ-5), that is a useful tool to evaluate ocular comfort, might be not designed to consider visual function that could potentially be affected by DED or cataract and might be not a good sensitive indicator of the refractive and visual outcomes after lens surgery.In modern corneal refractive surgery, despite numerous publications and studies demonstrating the safety and efficacy in correcting refractive errors such as myopia, hyperopia and astigmatism, post-operative DED is still problematic and of the most common complications after surgery. Recently, newer techniques (e.g. small incision lenticule extraction (SMILE)) have been introduced with the aim of providing excellent visual outcomes whilst overcoming some of the limitations of more established procedures including undesirable alterations to corneal nerve structure and function and DED development. The use of in-vivo confocal microscopy was used to compare corneal nerve structure after SMILE with that seen after traditional laser-assisted in situ keratomileusis (LASIK). The results showed FS-LASIK surgery had more impact on the corneal nerve fibre metrics (up to 75% of reduction) compared to SMILE surgery (up to 23%). Additionally, DED symptoms after FS-LASIK observed a significant two to four-fold increase (OSDI and DEQ-5) where also tear volume significantly decreased after surgery (from 0.32 ± 0.13 to 0.22 ± 0.09 mm).In summary, the research studies detailed in this thesis use a series of advanced diagnostic techniques primarily to understand the role of DED in patients undergoing ophthalmic procedures for refractive and visual indications. They also explore which are the most important tests, in terms of identifying the impact of DED in ophthalmic surgery. Better diagnosis and management of DED in patients undergoing ophthalmic surgery will lead to optimal refractive, visual and patient-reported outcomes

Non-invassive assessment of the tear film and the ocular surface: Effect of contact lenses

El diagnóstico y tratamiento del síndrome del ojo seco es un reto debido al carácter multifactorial de la enfermedad y la falta de un test clínico “gold standard”. Además, la falta de correlación entre los signos y síntomas de la enfermedad del ojo seco, la falta de correlación entre métricas, su baja repetibilidad, su carácter invasivo y su relativa objetividad dificulta el estudio de la película lagrimal y el diagnóstico de la enfermedad del ojo seco. En el Capítulo 1 del presente trabajo se describen las características principales de la película lagrimal y la enfermedad del ojo seco, y se realiza una revisión bibliográfica sobre técnicas no invasivas de análisis de la película lagrimal y la superficie ocular. Las técnicas de imagen no invasivas tienen un alto potencial a explotar en el estudio de la película lagrimal y del síndrome del ojo seco. El análisis no invasivo de la superficie ocular permite a los clínicos evaluarla bajo condiciones más naturales, evitando el lagrimeo reflejo y la desestabilización de la película lagrimal. Generalmente, estas técnicas son más precisas, repetibles y objetivas que las invasivas. Por lo tanto, técnicas no invasivas deberían ser consideradas para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular frente a técnicas invasivas para conseguir una mayor capacidad diagnóstica y manejo de los pacientes con sequedad ocular. Aunque existen muchas técnicas de imagen de análisis de la película lagrimal, este es todavía un campo de estudio que necesita más investigación y que tiene un alto potencial para ser explorado. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de nuevos métodos no invasivos y objetivos para evaluar la película lagrimal, siendo necesarios más estudios para mejorar la correlación de estas métricas con hallazgos clínicos en pacientes con sequedad ocular. El Capítulo 2 está enfocado en la justificación y objetivos de la presente tesis doctoral. Debido a la incidencia y morbilidad a la alza del síndrome del ojo seco, es de vital importancia mejorar el diagnóstico temprano de esta patología para proporcionar un mejor tratamiento de la enfermedad. El diagnóstico de la enfermedad del ojo seco es todavía un reto y son necesarias pruebas clínicas objetivas con buena sensibilidad y especificidad, repetibilidad, que sean fáciles de realizar y adecuadas para la práctica clínica. Por lo tanto, nuevas métricas objetivas son todavía requeridas para proporcionar nuevos hallazgos en el análisis de la película lagrimal. Así, el Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report reconoció la necesidad de desarrollar nuevas métricas no invasivas, objetivas y tan automáticas como sea posible para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular. La presente tesis doctoral tiene como objetivo 1) Estudiar los factores de riesgo de la enfermedad del ojo seco, la repetibilidad de algunas métricas actuales de análisis de la superficie ocular, y la eficacia de la aplicación de bolsas térmicas; 2) Desarrollar y validar nuevas métricas para evaluar la superficie ocular y la película lagrimal de una manera no invasiva y tan objetiva como sea posible; y 3) evaluar el efecto de diferentes lentes de contacto, lágrima artificial, parpadeos y el uso del ordenador en la superficie ocular y en las métricas desarrolladas en la presente tesis doctoral. El Capítulo 3 describe la metodología general de los estudios realizados en la presente tesis doctoral. La superficie ocular y la película lagrimal fueron analizadas mediante diferentes dispositivos: El Keratograph 5M, el osmolarímetro TearLab, el aberrómetro IRX3, el Medmont E 300, el Cobra fundus camera y el Light Disturbance Analyzer. Además, los síntomas oculares fueron evaluados mediante los cuestionarios Ocular Surface Disease Index y el 5-item Dry Ey Questionnaire. Diferentes métricas no invasivas basadas en el procesamiento de imágenes fueron desarrolladas mediante Matlab© R2018a. Finalmente, estas nuevas métricas fueron aplicadas a sujetos adaptados con lentes de contacto. En el Capítulo 4 se estudiaron los factores de riesgos sistémicos, ambientales y del estilo de vida de la enfermedad del ojo seco, debido a la influencia del carácter etiológico multifactorial de la enfermedad en su diagnóstico. Este es un estudio transversal en 120 participantes caucásicos con edades comprendidas entre 18 y 89 años (47.0 ± 22.8 años). Diferentes variables fueron obtenidas en una única sesión clínica: historia médica, información sobre las condiciones ambientales y el estilo de vida, el cuestionario Ocular Surface Disease Index, el cuestionario 5-item Dry Eye Questionnaire, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, la osmolaridad y la tinción de la superficie ocular. El diagnóstico de la enferemedad del ojo seco se llevó a cabo de acuerdo con el criterio descrito por el Tear Film and Ocular Surface Society Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. Un modelo de regresión logística multivariado fue construido incluyendo las variables con un p-valor inferior a 0.15 en el análisis univariado. Se obtuvo una prevalencia de 57.7 % para la enfermedad del ojo seco. No se encontraron diferencias en la edad entre aquellos sujetos sanos y con el síndrome del ojo seco (p = 0.243). Sin embargo, el grupo con la enfermedad del ojo seco tenía más mujeres (p = 0.008). La regresión logística univariada identificó los siguientes parámetros como potenciales factores de riesgo para la enfermedad del ojo seco: Sexo femenino, horas de sueño al día, menopausia, ansiedad, enfermedades sistémicas reumatológicas, ansiolíticos, tomar medicación diariamente, cirugía ocular, dieta de pobre calidad, ingerir una cantidad mayor de ultraprocesados en la dieta, no beber café y horas de exposición al aire acondicionado por día. La regresión logística multivariada reveló que las horas de sueño al día, la menopausia y el uso de ansiolíticos estaban independientemente asociados con la enfermedad del ojo seco (p ≤ 0.026). Para concluir, la enfermedad del ojo seco está asociada con factores de riesgos sistémicos, ambientales y del estilo de vida. Estos hallazgos son útiles para identificar potenciales factores de riesgo modificables, en conjunto con los tratamientos convenciones para la enfermedad del ojo seco. Debido a la relevancia del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo en el diagnóstico de la enfermedad del ojo seco, el Capítulo 5 tiene como objetivo evaluar la repetibilidad intraexaminador del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo utilizando el Oculus Keratograph 5M, el cual es una de las herramientas más utilizadas para la evaluación objetiva de la película lagrimal. 80 sujetos sanos con edades comprendidas entre 30 y 89 años participaron en el presente estudio. Las medidas fueron clasificadas de acuerdo con la edad, el sexo y la presencia o no de síndrome del ojo seco. La repetibilidad de las medidas fue evaluada a través de la desviación estándar entre las medidas en cada sujeto, el coeficiente de repetibilidad y el coeficiente de variación. Además, el método de regresión Passing-Bablok fue aplicado. Los coeficientes de repetibilidad mostraron una baja repetibilidad en las medidas de todos los grupos, con valores entre 3.57 y 7.14; 9.90 y 19.79; y 51.90 y 65.49, para cada coeficiente, respectivamente. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo entre los sujetos sanos y con la enfermedad del ojo seco (p = 0.188). Los grupos con más riesgo de desarrollar sequedad ocular tenían una mejor repetibilidad. La regresión Passing-Bablok también confirmó una falta de acuerdo entre el valor máximo y mínimo del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo. Para concluir, el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo tiene una baja repetibilidad intraexaminador incluso considerando el sexo, la edad o el diagnóstico del ojo seco. Sin embargo, no solo esta baja repetibilidad es debida al dispositivo, sino que también es debida a la variabilidad intrínseca de la película lagrimal. Debido al hecho de que el enrojecimiento ocular es un importante signo a tener en cuenta en algunas enfermedades inflamatorias y a la relación entre el enrojecimiento ocular y la enfermedad del ojo seco, el Capítulo 6 tiene como objetivo evaluar la repetibilidad intraexaminador de las medidas de enrojecimiento de la superficie ocular obtenidas mediante el Oculus Keratograph 5M. Setenta y ocho ojos derechos de 78 voluntarios sanos con edades comprendidas entre 18 y 79 años participaron en el presente estudio. El enrojecimiento de la conjuntiva bulbar fue medido tres veces consecutivas en el mismo ojo. El enrojecimiento fue clasificado automáticamente por el dispositivo dependiendo de la zona evaluada: temporal bulbar, nasal bulbar, temporal limbal, nasal limbal y total. La repetibilidad fue evaluada para cada métrica a través del cálculo de la desviación estándar entre las medidas en cada sujeto, el coeficiente de repetibilidad y el coeficiente de variación. Además, el método de regresión Passing-Bablok fue aplicado. Un p-valor inferior a 0.05 fue definido como estadísticamente significativo. Los coeficientes de repetibilidad revelaron una repetibilidad aceptable en todas las métricas. El método de regresión Passing-Bablok también confirmó el buen grado de acuerdo entre la medida máxima y mínima de enrojecimiento bulbar para cada métrica. La repetibilidad más alta fue conseguida en el enrojecimiento bulbar total con una pendiente de 1; por lo tanto, solo errores sistemáticos causados por el intercepto podrían alterar los resultados. En el resto de las métricas, la repetibilidad fue peor cuando el enrojecimiento ocular era mayor pero, incluso en estos casos, la repetibilidad fue aceptable. El análisis de Friedman mostró diferencias estadísticamente significativas entre la tercera medida y las primeras dos, siendo la tercera ligeramente más elevada. Sin embargo, estas diferencias no pueden considerarse clínicamente significativas. Finalmente, las medidas bulbares obtuvieron valores clínicamente más elevados que las limbales; el enrojecimiento bulbar total fue clínicamente más elevado que los valores limbales; y los valores nasales fueron clínicamente mayores que los temporales. Como conclusión se obtuvo que el Keratograph 5M es un dispositivo útil y repetible para evaluar el enrojecimiento ocular. Todas las medidas proporcionaron valores objetivos con una repetibilidad aceptable, lo cual podría ayudar a los clínicos en el diagnóstico y tratamiento de diferentes patologías relacionadas con la inflamación de la superficie ocular, como el síndrome del ojo seco o la uveítis. Debido a que el Keratograph 5M es una de las herramientas más utilizadas para la evaluación objetiva de la superficie ocular, conocer su utilidad en el seguimiento de algunos tratamientos es relevante. Por lo tanto, el Capítulo 7 tiene como objetivo evaluar la asociación entre la aplicación de las bolsas térmicas MGDRx EyeBags y los signos y síntomas de la superficie ocular en sujetos jóvenes y mayores. Treinta voluntarios jóvenes con edades comprendidas entre 18 y 31 años (23.95 ± 3.94 años) y treinta sujetos mayores con edades comprendidas entre 61 y 90 años (77.97 ± 8.11 años) participaron en este estudio. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados mediante el Oculus Keratograph 5M, siguiendo las recomendaciones del Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report. Solo los sujetos que tenían una puntuación positiva en uno de los cuestionarios y el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo inferior a 10 segundos fueron incluidos en el estudio. Después de la aplicación de las bolsas térmicas en ambos ojos, diariamente y durante dos semanas, el protocolo fue realizado de nuevo. Los sujetos fueron instruidos a realizar un masaje palpebral inmediatamente después de la aplicación de las bolsas térmicas. El grado de cumplimiento del tratamiento y el grado de mejora fueron también evaluados. El grupo joven mostró una mejora del tiempo de ruptura lagrimal no invasivo, la capa lipídica, el porcentaje de pérdida de las glándulas de meibomio en el párpado superior y en los síntomas de sequedad ocular durante las dos semanas de tratamiento. Mejoras en la calidad del meibum, la obstrucción de las glándulas, la puntuación de telangiectasias, y en los síntomas de ojo seco fueron encontradas en el grupo de mayor edad. El ANOVA mixto reveló mejor tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y capa lipídica en los sujetos jóvenes. A pesar de que el cumplimiento del tratamiento fue mayor en los sujetos mayores que en los jóvenes (p = 0.002), no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la mejora subjetiva entre grupos (p = 0.097). Para concluir, los síntomas de sequedad ocular mejoraron después de la aplicación de las bolsas térmicas, mientras que el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y la capa lipídica mejoraron solo en el grupo de sujetos jóvenes. El Tear Film and Ocular Surface Dry Eye Workshop II Diagnostic Methodology Report reconoció la necesidad de desarrollar nuevas métrica no invasivas y tan objetivas como sea posible para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular. Por ello, el Capítulo 8 está enfocado en el desarrollo de nuevas métricas para evaluar la película lagrimal y la superficie ocular de una forma no invasiva y objetiva. En la primera parte de este capítulo (Capítulo 8.1) se desarrolla un método para evaluar la visibilidad de las glándulas de meibomio a partir del análisis de los valores de intensidad de gris de los píxeles de las meibografías obtenidas a través de meibografía infrarroja de no contacto. El Capítulo 8.1.1 tiene como objetivo desarrollar este nuevo método semiautomático para analizar la visibilidad de las glándulas de meibomio cuantitativamente. 112 voluntarios sanos con edades comprendidas entre 18 y 90 años (48.3 ± 27.5 años) participaron en el presente estudio. Las meibografías fueron obtenidas del párpado superior de los sujetos mediante el Oculus Keratograph 5M y se clasificaron en 3 grupos: Grupo 1 = Sujetos con buena visibilidad subjetiva de las glándulas y una pérdida de las glándulas 1/3 del área total de las glándulas de meibomio. Las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio fueron calculadas y posteriormente comparadas entre grupos. Correlaciones de Rho Spearman fueron utilizadas para evaluar las correlaciones entre cada métrica y el porcentaje de pérdida de las glándulas de meibomio con la muestra completa y después de excluir el grupo 2. Un p-valor inferior a 0.05 fue definido como estadísticamente significativo. Cincuenta y seis sujetos fueron clasificados en el grupo 1 (24.5 ± 9.6 años), 19 en el grupo 2 (69.2 ± 21.3 años) y 37 en el grupo 3 (73.6 ± 13.7 años). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el grupo 1 y el 2 en el porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio. Todas las métricas, excepto la entropía, mostraron una visibilidad mayor de las glándulas de meibomio en el grupo 1 que en los otros dos grupos. Se encontraron correlaciones moderadas estadísticamente significativas para todas las métricas, con excepción de la entropía. Las correlaciones fueron más fuertes después de excluir el grupo 2 del análisis. Como conclusión se obtuvo que el método propuesto es útil para evaluar la visibilidad de las glándulas de meibomio de una forma objetiva y repetible, lo cual podría ayudar a los clínicos a mejorar el diagnóstico de la disfunción de las glándulas de meibomio y el seguimiento de sus tratamientos. En el Capítulo 8.1.2, se analiza la capacidad diagnóstica de estas nuevas métricas relacionadas con la visibilidad de las glándulas para detectar la disfunción de las glándulas de meibomio, así como sus correlaciones con otros signos clínicos y síntomas de la enfermedad el ojo seco y la disfunción de las glándulas de meibomio. 112 voluntarios sanos (48.3 ± 27.5 años) participaron en el presente estudio. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados mediante el Oculus Keratograph 5M. Los sujetos fueron clasificados de acuerdo con la presencia o ausencia de disfunción de las glándulas de meibomio. Las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio fueron calculadas y posteriormente comparadas entre grupos. La capacidad diagnóstica de distintos parámetros de la superficie ocular y de las métricas basadas en la visibilidad de las glándulas fue estudiada a través de curvas de la característica operativa del receptor. Un modelo de regresión logística fue utilizado para obtener una curva combinada de las métricas con la capacidad diagnostica más elevada. Diferencias estadísticamente significativas fueron encontradas entre los grupos para todos los parámetros de la superficie ocular evaluados y las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio, excepto para el primer tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y la expresibilidad de las glándulas. Las nuevas métricas relacionadas con la visibilidad de las glándulas mostraron una sensibilidad y especificidad superior que las métricas actuales cuando su capacidad diagnostica se evalúo sin ninguna combinación. La capacidad diagnóstica aumentó cuando las nuevas métricas desarrolladas se incorporaron a la regresión logística conjuntamente con el porcentaje de pérdida de glándulas de meibomio, la altura del menisco lagrimal, los síntomas de sequedad ocular y la puntuación de anormalidad en el margen palpebral (p < 0.001). La combinación de la mediana de la intensidad de los pixeles de los valores de gris de la meibografía con las métricas que se acaban de mencionar consiguió el área bajo la curva más elevada (0.99), y una excelente sensibilidad (1.00) y especificidad (0.93). Para concluir, las nuevas métricas basadas en la visibilidad de las glándulas de meibomio tienen más poder diagnóstico para la disfunción de las glándulas de meibomio que las métricas actuales y pueden servir como una herramienta complementaria para apoyar en el diagnostico de la disfunción de las glándulas de meibomio. En el Capítulo 8.2, se desarrolla un método para evaluar la propagación y la dinámica de la película lagrimal a través del seguimiento de las partículas en suspensión en la película lagrimal después del parpadeo. Se evaluaron distintos parámetros de la superficie ocular y se grabó un video de la propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal después de un parpadeo espontáneo en 81 voluntarios sanos (43.7 ± 27.0 años) utilizando el Oculus Keratograph 5M. El software desarrollado automáticamente descomponía el video en “frames” para posteriormente seguir la posición de las partículas manualmente durante 1.75 segundos después del parpadeo. Las siguientes métricas relacionadas con la dinámica de la película lagrimal fueron automáticamente calculadas: media, mediana, máxima y mínima velocidad de las partículas, la velocidad en diferentes intervalos de tiempo después del parpadeo y el tiempo transcurrido hasta que la velocidad de las partículas decrece hasta < 1.20 mm/segundo. La repetibilidad de cada métrica basada en la dinámica de la película lagrimal, y sus correlaciones con signos y síntomas de sequedad ocular fueron analizadas. Se realizó también una regresión logística binomial para evaluar la predictibilidad de las nuevas métricas para diferentes parámetros oculares. La repetibilidad tendió a ser inferior justo después del parpadeo (variabilidad de 12.24 %), mientras que las métricas a partir de 0.5 segundos tenían una repetibilidad aceptables (variabilidad por debajo del 10 %). Las nuevas métricas basadas en la dinámica de la película lagrimal estaban positivamente correlacionadas con el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo y negativamente con la pérdida de glándulas de meibomio. La regresión logística binomial reveló que las métricas basadas en la dinámica de la película lagrimal pueden predecir el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo. Sin embargo, no se encontró una asociación estadísticamente significativa con la pérdida de glándulas de meibomio. Esto significa que una mayor velocidad de propagación de las partículas en suspensión en la película lagrimal después del parpadeo está relacionada con un tiempo de ruptura lagrimal más largo. La métrica llamada “tiempo transcurrido hasta que la velocidad de las partículas decrece hasta < 1.20 mm/segundo” puede ser considerada la mejor métrica para evaluar la calidad de la película lagrimal, debido a que estaba más fuertemente correlacionada con el tiempo de ruptura lagrimal no invasivo (r = 0.42, p = 0.004), estaba más fuertemente asociada en la regresión logística binomial con el tiempo de ruptura lagrimal y mostró una buena repetibilidad (variabilidad = 5.49 %). Como conclusión se obtuvo que las nuevas métricas desarrolladas basadas en la dinámica de la película lagrimal son parámetros emergentes que pueden servir para evaluar la homeostasis de la película lagrimal e indirectamente evaluar la calidad de la película lagrimal en condiciones naturales con una repetibilidad aceptable. En el Capítulo 8.3, se desarrolla un método para evaluar el espesor de la capa lipídica a través del análisis de los valores de intensidad de gris de los píxeles del disco de Plácido reflejado en la película lagrimal. Distintos parámetros de la superficie ocular fueron evaluados utilizando el Oculus Keratograph 5M en 94 voluntarios sanos (43.8 ± 26.8 años). La c